PLC控制运料小车的设计111.docx

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PLC控制运料小车的设计111

PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。

普通计算机进行入出信息变换时，大多只考虑信息本身，信息入出的物理过程一般不考虑的。

而PLC则要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的实际使用。

特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，便于维修及抗干扰等问题,入出信息变换及可靠的物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。

PLC可以通过它的外设或通信接口与外界交换信息。

其功能要比继电控制装置多的多、强的多。

PLC有丰富的指令系统，有各种各样的I/O接口、通信接口，有大容量的内存，有可靠的自身监控系统，因而具有以下基本的功能：

○1逻辑处理功能；

○2数据运算功能；

○3准确定时功能；

○4高速计数功能；

○5中断处理（可以实现各种内外中断）功能；

○6程序与数据存储功能；

○7联网通信功能；

○8自检测、自诊断功能。

可以说，凡普通小型计算机能实现的功能，PLC几乎也都可以做到。

像PLC这样。

集丰富功能于一身，是别的电控器所没有的，更是传统的继电控制电路所无法比拟的。

丰富的功能为PLC的广泛应用提供了可能，同时，也为自动门行业的远程化、信息化及智能化创造了条件。

3.2PLC的选型

在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。

工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。

因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。

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PLC控制运料小车的设计

1、输入输出（I/O）点数的估算

I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展。

余量后，作为输入输出点数估算数据。

实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。

根据估算的方法故本课题的I/O点数为输入40点，输出21点。

2、存储器容量的估算

存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。

设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。

为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。

存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。

因此本课题的PLC内存容量选择应能存储5000条梯形图，这样才能在以后的改造过程中有足够的空间。

3、控制功能的选择

该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。

根据本课题所设计的自动门控制的需要，主要介绍以下几种功能的选择。

（1）控制功能

PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。

（2）编程功能

离线编程方式：

PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。

完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。

离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。

在线编程方式：

CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。

这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。

五种标准化编程语言：

顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。

选用的编程语言应遵守其标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。

（3）诊断功能

PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。

硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。

通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。

PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。

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4、机型的选择

（1）PLC的类型

FX2系列可编程控制器主机分为16、24、32、64、80、128点六档，还有各种输入和输出扩展单元，这样在增加I/O点数时，不必改变机型，可以通过扩展模块实现，降低了经济投入。

本课题设计的立体仓库控制系统有输入信号40个，输出信号21个。

其中，外部输入元件包括：

检测元件、按钮、取、送、急停、限位开关、超限位保护等等；输出有三个步进电机的正反向、动作指示、错误显示等等。

按照上述配置，所选I/O点不得低于61点，结合实际情况，所选I/O点为80点。

因此我所选型号为FX2N-80MR。

（2）经济性的考虑

选择PLC时，应考虑性能价格比。

考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。

输入输出点数对价格有直接影响。

当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。

在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。

本课题所设计的立体仓库属于小型控制系统，结合经济性的考虑因此选择整体型PLC。

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第4章运料小车的程序设计

4.1

I/O地址分配表

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4.2运料小车控制系统流程图

图4-1

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4.3PLC电气连接图

图4-2

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4.4三菱可编程控制器软件介绍

图4-3

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4.5控制程序梯形图

（1）图4-4梯形图为小车起停的程序，按下启动按钮小车运动，M0得电并且保持，按下停止按钮，M0失电。

图4-4

（2）图4-5梯形图为五个行程开关梯形图，5个行程开关用数字0－4表示，当小车到达1

号时，I0.2得电，将数字0传入MW0（用R0表示）中；以此类推。

图4-5

（3）图4-6梯形图为五个呼叫按钮梯形图，5个呼叫用数字0－4表示，当一号按钮被按

下时，I0.7得电，将数字0传入MW1（用R1表示）中，以此类推，M4是实现自锁功能的作用，将在下面的梯形图中讲到。

图4-6

（4）图4-7梯形图用于实现自锁功能，当按下某个呼叫按钮时，同时触发M4，并保持，使获得优先权，按下别的按钮将无效，M2是当小车位置和按钮编码相同时触发，使M4失电，恢复到最初的情况。

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图4-7

（5）图4-8梯形图为比较梯形图，当小车所处位置大于呼叫按钮的编码时，M1得电，小于时M3得电，等于时M2得电，同时失M4失电。

图4-8

（6）图4-9梯形图为小车控制运动梯形图，当M1得电时，Q0.0输出，小车左行，当M2得电时，Q0.1输出，小车向右行。

图4-9

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4.6梯形图对应的指令语句

（*小车起停*）

（*按下启动按钮小车运动，M0得电并且保持，按下停止按钮，I0.1得电，M0失电*）LDX0000

ORM0

ANIX1

OUTM0

（*五个行程开关梯形图*）

（*5个行程开关用数字0－4表示，当小车到达1号时，I0.2得电，将数字0传入MW0中；以此类推*）

LDM0

MPS

ANDX2

MOVK0K4M1

MED

ANDX003

MOVK1K1M1

MRD

ANDX004

MOVK3K4M1

MRD

ANDX005

MOVK2K4M1

MPP

ANDX006

MOVK5K4M1

（*五个呼叫按钮梯形图*）

（*5个呼叫用数字0－4表示，当一号按钮被按下时，I0.7得电，将数字0传入MW1中，M4是实现自锁功能的作用；以此类推*）

LDM0

ANIM4

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MPS

ANDX007

MOVK0K4M17

MRD

ANDX010

MOVK1K4M17

MRD

MOVK2K4M17

MRD

ANDX012

MOVK3K4M17

MPP

ANIX013

MOVK4K4M17

[%MW1:

=4]

（*用于实现自锁功能*）

（*当按下某个呼叫按钮时，同时触发M4，获得优先权，按下别的按钮将无效;M2是当小车位置和按钮编码相同时触发，使M4失电*）

LDx007

ORX010

ORX011

ORX012

ORX013

ORM4

OUTM4

（*比较梯形图*）

（*当小车所处位置大于呼叫按钮的编码时，M1得电；小于时M3得电；等于时M2得电，同时失M4失电*）

LDM0

MPS

AND>K4M1K4M17

OUTM1

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MRD

AND=K4M1K4M17

OUTM3

MPP

AND

OUTM2

（*向左运动梯形图*）

（*当M1得电时，Y1输出，小车左行*）LDM1

ANIY001

OUTY000

LDM3

ANIY000

OUTY001

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结束语

经过几个月的奋斗，论文终于完成了，时常保持着前进的同时思考一路过来的沉淀。

欢欣喜悦辛劳愁苦是瞬时，留在记忆里的总是深刻的。

这次毕业设计，我感受到一项自我工程的努力过程。

对于PLC的学习，三菱软件的摸索，到认识，当然由于自己所编的程序的相对比较简单，所以对这个软件的认识也不是十分的深入，但是通过的这次的自我学习，也学到了许多的知识，至少学到很多独立解决问题的方法和培养了这样的能力。

论文我尽我的能力做好了，我想肯定有很多不恰当不完善的地方，希望老师能够指正！

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致谢

感谢袁可为老师亲切的关怀，感谢我的同学和朋友给我极大的鼓励和参谋，感谢我所参考的文献、著作的作者，给我学习的渠道。

最后，感谢无锡技师学院，感谢电气系，我在这里走向了成熟。

谨以此结束全文，感谢所有关心帮助我的人。

第24页共26页王毛宇2010、6

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[参考文献]

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[6]高钟毓.机电控制工程（第二版）[M].清华大学出版社，2002。

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