PLC控制运料小车的设计111.docx

1、PLC控制运料小车的设计111PLC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

2、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。3.2 PLC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

3、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。第 10 页 共 26 页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

4、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1015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

5、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

6、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

7、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。第 11 页 共 26 页常州工学院成人教育学院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

8、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。第 12

9、 页 共 26 页PLC控制运料小车的设计第4章 运料小车的程序设计4.1I/O地址分配表第 13 页 共 26 页常州工学院成人教育学院4.2 运料小车控制系统流程图图4-1第 14 页 共 26 页PLC控制运料小车的设计4.3 PLC电气连接图图4-2第 15 页 共 26 页常州工学院成人教育学院4.4 三菱可编程控制器软件介绍图4-3第 16 页 共 26 页PLC控制运料小车的设计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04表示

10、，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04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。第 17 页 共 26 页常州工学院成人教育学院图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

11、编码时，M1得电，小于时M3得电，等于时M 2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第 18 页 共 26 页PLC控制运料小车的设计第 19 页 共 26 页常州工学院成人教育学院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 *) LD X0000OR M0ANI X1OUT M0(* 五个行程开关梯形图 *)(* 5个行程开关用数字04表示，当小车到达1号时，I0.2得电，将数字0传入

12、MW0中；以此类推 *)LD M0MPSAND X2MOV K0 K4M1MEDAND X003MOV K1 K1M1MRDAND X004MOV K3 K4M1MRDAND X005MOV K2 K4M1MPPAND X006MOV K5 K4M1(* 五个呼叫按钮梯形图 *)(* 5个呼叫用数字04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 *)LD M0ANI M4第 20 页 共 26 页PLC控制运料小车的设计MPSAND X007MOV K0 K4M17MRDAND X010MOV K1 K4M17MRDMOV K2 K4M17

13、MRDAND X012MOV K3 K4M17MPPANI X013MOV K4 K4M17 %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 *)LD x007OR X010OR X011OR X012OR X013OR M4OUT M4(* 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M 2得电，同时失M4失电 *)LD M0MPSAND K4M1 K4M17OUT M1第 21 页 共 26 页常州工学院成人教育学院M

14、RDAND= K4M1 K4M17OUT M3MPPAND K4M1 K4M17OUT M2(* 向左运动梯形图 *)(* 当M1得电时，Y1输出，小车左行 *) LD M1ANI Y001OUT Y000LD M3ANI Y000OUT Y001第 22 页 共 26 页PLC控制运料小车的设计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

15、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！ 第 23 页 共 26 页常州工学院成人教育学院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、6PLC控制运料小车的设计参考文献1齐占庆等.电气控制技术J.机械工业出版社，2002。2余雷声等.电气控制与PLC应用M.机械工业出版社，2001。3现代电气控制及PLC应用技术M.北京航空航天大学出版社，2005。4PLC应用开发技术与工程实践M，人民邮电出版社5日本三菱公司.三菱可编程控制器操作手册M，19996高钟毓.机电控制工程（第二版）M.清华大学出版社，2002。第 25 页 共 26 页