PLC工作台自动往返循环课程设计报告副本

1、nuMIWh *i<l 40Olq右PLC课程设计课程设计报告题目工作台自动往返循环控制学院电子与信息工程学院专业电气工程及其自动化班级姓名指导教师2012年 12月 5 日电子与信息工程学院目录1 PLC 及 PLC 简介 31.1 PLC简介 31.2 PLC的一般结构 31.4 PLC 的应用领域 42 系统总体方案及硬件设计 . 52.1 系统总体方案 52.1.1 设计目的 52.1.2 设计任务及要求 52.1.3 工作台控制示意图 62.2 硬件设计 63 工作台自动循环控制软件设计 . 73.1 软件设计 83.2 运行并调试程序 84 工作台的仿真 . 95 总 结 1

2、0参考文献 111 PLC及PLC简介1.1 PLC简介可编程控制器（PLC是用来取代控制系统中的继电器的一种设备，它通过检测输入端 口，并根据输入端口的状态， 按照程序控制输出口， 可编程控制器的程序一般要使用一定的 软件编写，使用人员通过输入预先编写的程序，使可编程控制器按预定的控制方案执行控制任务。目前大多数城市采用的交通信号灯指挥控制系统，采用电子线路加继电器构成，也有少数采用单片机构成。对信号灯的要求也越来越高，采用电子线路加继电器的控制方式，则需要加入大量的中间继电器，时间继电器，计数器等器件。而且交通控制智能化需要按实际情况而改变参数，如使用继电器控制，则很难实现。如使用单片机控

3、制，则需要引入大量 I/O接口电路、硬件设计，而且这两种控制方式的抗干扰能力十分有限。采用可编程控制器 对交通信号灯进行管理，技能满足控制要求，又具有高的抗干扰和稳定性。1.2 PLC的一般结构可编程控制器虽然外观各异，但硬件结构大体相同。主要由中央处理器（CPU，存储器（RAM/ROM，输入输出（I/O接口），电源及编程设备几大部分组成。 PLC的硬件结构框 图如下图2-2所示：接受现场信号图2-2基本构成1.3 PLC的特点（1）抗干扰能力强，可靠性高继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头， 使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损

4、害大大降低了系统的时间继电器。 由于触点接触不可靠性。 传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、良，容易出现故障，PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出 有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10-1/100 ，因触点接触不良造成的故障大为减少。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。(2) 配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数

5、据运算能力， 可用于各 种数字控制领域。近年来 PLC的功能单元大量涌现，使 PLC渗透到了位置控制、温度控制、 CNC等各种工业控制中。加上 PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。(3) 易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易 于为工程技术人员接受。 梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、 不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。(4) 系统的设计、建

6、造工作量小，维护方便，容易改造PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建 造的周期大为缩短， 同时维护也变得容易起来。 更重要的是使同一设备经过改变程序改变生 产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。(5) 体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm重量小于150g，功耗仅数瓦。 由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。1.4 PLC 的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、 轻纺、交通运输、保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为以下

7、几类：(1)开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，可用它取代传统的继电器控制电路， 实现逻辑控制、 顺序控制，既可用于单台设备的控制， 又可用于多机群控制 及自动化流水线。 如电梯控制、 高炉上料、 注塑机、印刷机、组合机床、 磨床、包装生产线、 电镀流水线等。( 2)模拟量控制 在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、 液位和速度等都是模拟量。为了使 PLC 能处理模拟信号， PLC 厂家生产有配套的 A/D、D/A 转换模块，使 PLC 可用于模拟量控制。( 3)运动控制 PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早 期直接用开关量 I/

8、O 模块连接位置传感器和执行机构， 现在可使用专门的运动控制模块。 广 泛的运用于各种机床、机械、机器人、电器等场合。(4)过程控制 这是对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。 PLC 能编制各种控制 算法程序，完成闭环控制。 PID 控制时一般闭环控制系统中常用的控制方法。 PID 处理一般 是运行专用的 PID 子程序。过程控制在冶金、 化工、 热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的 应用(5) 数据处理 现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作 等功能，可以完成数据采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较。 一般用于大型系统，如无人控制的柔性制造业。(

9、6) 通信及联网 PLC通信包含PLC之间的通信以及 PLC与其他智能设备间的通信。 在工业自动化网络发展加快前提下， 厂家都十分重视 PLC的通讯功能，纷纷推出各自的网络 系统，通讯十分方便。2 系统总体方案及硬件设计2.1 系统总体方案2.1.1 设计目的( 1)加深对数据传送指令、比较指令及加 1指令的理解和应用。( 2)进一步熟悉编程软件的使用方法，通过训练，提高编程技巧。2.1.2 设计任务及要求某工作台自动往返循环工作，工作台前进及后退由电动机通过丝杠拖动，如图1 所示。要求实现如下控制功能：( 1)自动循环控制( 2)点动控制(3) 单循环运行(即工作台前进及后退一次循环后停止在

10、原位)6次后停止在原(4) 6次循环计数控制(即工作台前进及后退一次为一个循环，循环位）。2.1.2.2硬件设计1. 设备、工具、材料如表1:表1名称型号或规格数量名称型号或规格数量可编程控制器FX2N48MR1台熔断器RC1A-30/151只交流接触器CJ10-202只行程开关LX194只按钮LA10-3H3个钮子开关KN122个热继电器JR16-20/31个连接导线若干2. I/O分配表：如表2：表2输入信号输入信号名称代号输入点名称代号输出点点动/自动选择开关S1X0后退转前进的开关SQ2X6停止按钮SB1X1前进限位开关SQ3X7前进点动/启动按钮SB2X2后退限位开关SQ4X10后退

11、点动/启动按钮SB3X3输出信号单循环/6次循环选择开关S2X4交流接触器（控制前进）KM1Y1前进转后退的开关SQ1X5交流接触器（控制后退）KM2Y23.硬件电路图连接：如图2所示:SB1.rLUSB2SB3X0Y1XIY2X2X3X4COM1X5PLCX6X7X10COMNL图2硬件电路接线图FU曰KM1一 KM2KM2KM113 / 123工作台自动循环控制软件设计3.1 软件设计采用PLC控制的梯形图如图13-8所示。点动控制和自动控制由 CJ指令实现。自动循环 控制程序中，采用传送指令，控制工作台前进后退及限位。6 次循环控制采用加 1 指令和比较指令配合实现。将S1、S2打开，实

12、现自动循环控制过程如下：当S1打开时，X0动断触点闭合，程序跳到标号P0处。按下前进按钮SB2,则X2闭合，将二进制数 0传送给M0 M1、M2 M3,于是，M1动断 触点闭合，Y2动断触点是闭合的，MOV旨令将十进制数2自动转换成二进制数 0010传送给 Y3 Y2、Y1、Y0,于是Y1闭合，电动机正转，工作台前进，当碰到由前进转后退的行程开 关SQ1时，X5闭合，MOV( P)将K0 (0000)传送给K1Y0,则Y1断开，Y1动断触点闭合， 继而MOV( P)将K4 ( 0100)传送给K1Y0,贝U Y2闭合，电动机反转，工作台后退，当碰到 由后退转前进的行程开关 SQ2时，X6闭合，

13、INC ( P)指令使D0加1, MOV( P)将K0 (0000) 传送给K1Y0,则Y2断开，Y2动断触点闭合，继而 MOV( P)将K2 ( 0010)传送给K1Y0,则 Y1闭合，电动机正转，如此循环。当循环6次以后，CMP旨令将M1接通，M1动合触点闭合， MOV旨令使丫1、Y2置0, Y1、Y2闭合，使 M1置1导通，使D0清0。将S1闭合，实现点动。X0动断触点断开，执行点动操作。3.2 运行并调试程序(1) 将梯形图程序输入到计算机,检查电源正确无误。( 2)对程序进行调试运行。可不带电动机负载，观察接触器的动作情况即可。先将S1、S2处于断开状态；将 S1闭合，观察点动执行情

14、况。再将S1断开，按下SB2,观察KM1是否动作，电动机是否正转，按下SQ1,观察Y1、Y2对应的KM1 KM2的动作情况，按下 SQ2一次，观察 KMI动作情况， 再按下SQ1,循环操作，直至按下 SQ2六次后看KM1或KM2是否停止。在运行过程中，按下 SB1或SQ3 SQ4观察KM1 KM2是否停止运行。图 3 工作台梯形图：04710P014222840516474XQHX2CJ POCJ P63X6 X4 Y11X2X6 X4 TOHHkHH93MOV(P) KO |k1M0INC(P) DO 4Ml Y2 井*頑NQ | YOX5 Ml Y1 TO I Ft mov(p)X4FX5

15、 ¥2Hfe-X6 Y1X6 X4 MlI IXIX74工作台的仿真K4 K1Y0MOV(P) KO K1Y0CMPK7DOMOMOVKOK1Y0K2MOVK1M0ENDMOVKODO”点动原位启动6次循环计数前进前进转停止 后退转停止 停3s与循环6次比较停止、限位探护工作台仿真图:在近两星期的日子里， 经过这次设计我学到很多很多的的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以

16、前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长 期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。而且通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的学到知识， 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此 外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了， 但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。参考文献1吴明亮、