自动装车送料控制系统设计论文

1、 毕业设计用纸中文摘要早期运料小车电气控制系统多为继电器接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作，将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用，PLC运料小车电气控制系统具有连线简单，控制速度快，可靠性和可维护性好，易于安装、维修和改造等优点。随着经济的发展，运料小车不断扩大到各个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化、自动化。 将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。它功能强大，可扩展到多达128I/O点，且能增加特殊功能模块或扩展板。通信和数据

2、连接功能选项使得FX1N在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面非常完美。本课题主要包括：分析被控对象和明确系统控制要求；PLC选型；确定系统的I/O设备的数量及种类；控制流程设计；控制程序设计。PLC在运料小车控制系统中的应用，已经在国内外工程、工厂中得到实际应用，具有巨大的经济和社会价值，其智能化和自动化的思路值得以后继续深入研究和推广。关键词：PLC，送料小车，控制，程序设计 ABSTRACTEarly electric car control system of the transporter over the relay - contactor complex system com

3、posed of The system design cycle, there is a long, bulky, high cost, defects, no data processing and communications functions, must be hand operated, will be applied to transport materials car PLC electrical control system and can realize automatic control operation of the car, reducing the running

4、costs of the system, PLC control system for electric car transporter with a simple connection to control speed, reliability and maintainability is good, easy to install, repair and improvement and so on. With economic development, transport materials to various areas of growing car, from manual to a

5、utomatic, and gradually formed the mechanization and automation.PLC applied to transport materials to car electrical control system and can realize automatic control operation of the car and reduce system operating costs. It is powerful, can be expanded to as many as 128I / O points, and can increas

6、e the special function modules or expansion boards. Communications and data connectivity options make FX1N in volume, communications and special function modules such important applications perfectly. The topics include: analysis of plant and a clear system control requirements; PLC selection; deter

7、mine the system's I / O device number and type; control process design; control programming.PLC control system in the car transporter in the application, has been in domestic and international projects has been applied in the factory, with huge economic and social value, the intelligence and aut

8、omation beyond the idea worthy of further research and extensionKeywords: PLC ，Feeding car，Control，Program design 目 录中文摘要1ABSTRACT2目 录3第一章 绪 论51.1课题的提出背景51.2自动送料装车系统的发展状61.3本课题研究的主要内容71.3.1设计要求71.3.2设计目的71.3.3 运料小车控制系统的控制方案选择8第二章 可编程控制器的概述102.1 PLC的产生与发展趋势102.2 PLC的定义112.3 PLC的特点112.4 PLC的结构112.5 PL

9、C的主要功能132.6 PLC的应用132.7 FX系列PLC的特点13第三章 PLC控制系统的设计与分析153.1 设计要求153.2 系统控制框图163.3 I/O分配表163.4 系统设备的选择173.5 系统外部接线19第四章 程序的设计204.1 梯形图的设计204.2调试分析24结论25文献26致谢27附录A控制系统总体梯形图28附录B系统主电路图29附录C 元件清单30第一章 绪 论1.1课题的提出背景随着我国社会经济的迅猛发展，人民物质文化生活水平日益提高，随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大。为了改变落后的生产状态,缓解日趋紧张的供求关系,我们研究了多功能天车。

10、新中国成立特别是改革开放以来，我国社会主义现代化建设取得了举世瞩目的伟大成就。同时，必须清醒地看到，我国正处于并将长期处于社会主义初级阶段。全面建设小康社会，既面临难得的历史机遇，又面临一系列严峻的挑战。经济增长过度依赖能源资源消耗，环境污染严重；经济结构不合理，农业基础薄弱，高技术产业和现代服务业发展滞后；自主创新能力较弱，企业核心竞争力不强，经济效益有待提高。在扩大劳动就业、理顺分配关系、提供健康保障和确保国家安全等方面，有诸多困难和问题亟待解决。从国际上看，我国也将长期面临发达国家在经济、科技等方面占有优势的巨大压力。为了抓住机遇、迎接挑战，我们需要进行多方面的努力，包括统筹全局发展，深

11、化体制改革，健全民主法制，加强社会管理等。与此同时，我们比以往任何时候都更加需要紧紧依靠科技进步和创新，带动生产力质的飞跃，推动经济社会的全面、协调、可持续发展。进入21世纪，我国作为一个发展中大国，加快科学技术发展、缩小与发达国家的差距，还需要较长时期的艰苦努力，同时也有着诸多有利条件。中华民族拥有5000年的文明史，中华文化博大精深、兼容并蓄，更有利于形成独特的创新文化。只要我们增强民族自信心，贯彻落实科学发展观，深入实施科教兴国战略和人才强国战略，奋起直追、迎头赶上，经过15年乃至更长时间坚韧不拔的艰苦奋斗，就一定能够创造出无愧于时代的辉煌科技成就。科技工作的指导方针是：自主创新，重点跨

12、越，支撑发展，引领未来。自主创新，就是从增强国家创新能力出发，加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新。重点跨越，就是坚持有所为、有所不为，选择具有一定基础和优势、关系国计民生和国家安全的关键领域，集中力量、重点突破，实现跨越式发展。支撑发展，就是从现实的紧迫需求出发，着力突破重大关键、共性技术，支撑经济社会的持续协调发展。引领未来，就是着眼长远，超前部署前沿技术和基础研究，创造新的市场需求，培育新兴产业，引领未来经济社会的发展。这一方针是我国半个多世纪科技发展实践经验的概括总结，是面向未来、实现中华民族伟大复兴的重要抉择。要把提高自主创新能力摆在全部科技工作的突出位置。在对外开放条件下推进

13、社会主义现代化建设，必须认真学习和充分借鉴人类一切优秀文明成果。改革开放20多年来，我国引进了大量技术和装备，对提高产业技术水平、促进经济发展起到了重要作用。但是，必须清醒地看到，只引进而不注重技术的消化吸收和再创新，势必削弱自主研究开发的能力，拉大与世界先进水平的差距。总之，必须把提高自主创新能力作为国家战略，贯彻到现代化建设的各个方面，贯彻到各个产业、行业和地区，大幅度提高国家竞争力。我国科学技术发展的总体目标是：自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强，为全面建设小康社会提供强有力的支撑；基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，取得一批在世界具有重大影响的科

14、学技术成果，进入创新型国家行列，为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础，形成比较完善的中国特色国家创新体系。企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得生产物的输送成为生产物流系统中的一个重要环节。运料小车自动控制正是用来实现输送生产物的控制系统，随着PLC的发展，国外生产线上的运输控制系统非常广泛的采用该控制系统，而且有些制造厂还开发研制了出了专用的逻辑处理控制芯片，我国的大部分工控企业的运料小车自动控制系统都是从国外引进的，成本高，为了满足现代化生产流通的需要，让PLC技术与自动化技术相结合，充分的利用到我国的工控企业生产线上，让该系统在各种环境下都能够工作，而且成本低，易控制，安全可靠，效率

15、高。随着社会迅速的发展，各机械产品层出不穷。控制系统的发展已经很成熟，应用范围涉及各个领域，例如：机械、汽车制造、化工、交通、军事、民用等。PLC专为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。PLC的应用不但大大地提高了电气控制系统的可靠性和抗干扰能力，而且大大地简化和减少了维修维护的工作量。PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点 ，在机械制造、冶金等领域得到了广泛的应用。送料小车控制系统采用了PLC控制。从送料小车的工艺流程来看，其控制系统属于自动控制与手动控制相结合的系统，因此，此送料小车电气控制系统

16、设计具有手动和自动两种工作方式。我在程序设计上采用了模块化的设计方法，这样就省去了工作方式程序之间复杂的联锁关系，从而在设计和修改任何一种工作方式的程序时，不会对其它工作方式的程序造成影响，使得程序的设计、修改和故障查找工作大为简化。在设计该PLC送料小车设计程序的同时总结了以往PLC送料小车设计程序的一般方法、步骤，并且把以前学过的基础课程融汇到本次设计当中来，更加深入的了解了更多的PLC知识。1.2自动送料装车系统的发展状 送料装车控制系统在冶金、采矿运输、和生产制造等许多领域中都得到了普遍的应用，它通过自动输送设备实现物料的传输、接收、装运、处理、装配和存储的自动化，把工厂的各

17、个生产部门、各个储存点联系起来。送料装车控制系统的工作环境通常比较恶劣，设备所处环境一般粉尘较大、操作分散，所以对送料装车控制系统工作的安全性、可靠性、维护简便性要求比较高。用可编程控制器（PLC）控制的自动送料装车动作稳定，具备连续可靠的工作的能力。本文以日本三菱FX2N系列PLC为主控制器控制运料小车的自动往返顺序的控制，实现了送料车的装料、送料、卸料的功能。次系统主要是由基本设备、运料存储装置和控制系统三大部分组成，重点研究自动化生产线的控制送料装车设备广泛地应用于建材、冶金、煤炭、电力、化工、轻工等工业生产部门。老式送料装车设备因为没有计量而存在多装、少装的问题。特别是在运输的过程中，

18、不允许车辆超载，多装了，得卸掉，少装了，得进行二次装车，使得装车工作进行非常缓慢。 随着当今社会科学技术的发展，各类物料输送的生产线对自动化程度的要求越来越高，原有的生产送装料设备已经远远的不能满足当前高度自动化的需要。由于控制系统的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产效率的不断提高，送料装车的控制经历了以下几个阶段： 1.手动控制：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用PLC来实现送料装车的控制，但是限于当时的技术还不够成熟，只能采用手动的控制方式来控制机器设备，而且早期送料装车控制系统多为继电器和接触器所组成的复杂控制系统，这种系

19、统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须要有专人负责操作。 2.自动控制：在20世纪80年代，由于计算机的价格普遍下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在送料装车控制系统中自动控制方面的应用。 3.全自动控制：现阶段，由于PLC技术向高性能、高速度、大容量发展，大型PLC大多数采用多CPU结构，不断向高性能、高速度、大容量方向发展。将PLC运用到送料装车控制系统中，可实现送料装车的全自动控制，降低了系统的运行费用。PLC控制的送料装车自动控制系统具有连线简单、控制速度快、精度高、可靠性和

20、可维护性好、维修和改造方便等优点在国内，大多数还是还是人工管理，智能控制及需普及，国外工程机械产品以电子、信息技术为先导，开发出各种工程机械相匹配的软、硬件系统，使工程机械向信息化、智能化前进。 国外大多数PLC品牌都有与之相应的开发平台和组态软件，软件和硬件的相互结合使系统的性能大幅度的提高，人机界面更加的友好。通讯技术的发展、现场总线的发展及以太网的发展时通讯能力大大加强。 在国外的送料装车控制系统中已经广泛的应用PLC控制系统，而采用可靠性比较高的 FX2N系列 PLC软件来控制该系统,实现送料装车系统的自动控制过程,满足了系统可靠性、 

21、稳定性和实时性的要求。1.3本课题研究的主要内容1.3.1设计要求1、 PLC的I/O分配表；2、 设计控制系统流程图2、梯形图程序；3、指令表程序；4、PLC外部接线电路图（CAD制图）及实际线路板。应完成的技术资料设计说明书（论文）及所选课题要求的图纸及线路板1.3.2设计目的1、通过设计巩固和加深学生对本专业课程有关内容的理解与掌握。使学生建立正确的设计思路，掌握PLC工程设计的主要内容、一般程序及基本原则、设计步骤和方法。2、提高学生使用技术资料、进行计算和绘图以及编写技术文件的技能。3、培养和提高学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能去分析和解决本专业范围内工程实际问题的能力

22、和进行科学研究的初步能力。4、培养学生独立工作的能力、创新能力，以及理论联系实际和严谨求实的工作作风。1.3.3 运料小车控制系统的控制方案选择实现小车送料系统控制有很多方法来实现，可以用单片机、可编程控制器PLC等元器件来实现，下面对于单片机和可编程控制器的特点比较。可编程控制器特点可编程控制器是继电器和计算机控制的基础上开发的产品，逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业化自动控制装置；是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计的，它采用可编程序的存储器，是用在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数

23、字、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程2。可编程控制器主要由以下优点：1）可靠性高，抗干扰能力强；2） 配套齐全，功能完善，适用性强；3）易学易用，深受工程技术人员欢迎4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造5）体积小，重量轻，能耗低。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。单片机的特点单片机

24、是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统3。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片

25、机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了，因此，单片机的学习、开发与应用将将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大；但是单片机对环境要求较高，不适合在恶略环境下工作。单片机主要应用于测试和控制领域，在国际上，多把单片机称为微控制器。方案确定单片机控制系统电

26、路中需要加入A/D，D/A转换器，线路复杂，还要分配大量的中断口地址。而且单片机控制电路易受外界环境的干扰，也具有不稳定性。另外控制程序需要具有一定编程能力的人才能编译出，在维修时也需要高技术的人员才能修复，所以在此也不易用单片机来实现。由于可编程控制器PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；安装，操作和维护也较容易；编程简单，PLC的基本指令不多，编程器使用比较方便，程序设计和产品调试周期短，具有很好的经济效益。此外PLC内部定时、计数资源丰富，可以方便地实现对送料小车的控制。比较单片机和可编程控制器的特点得到如下结论：1）因为体积小而且廉价所以单片机方案适合大批量重

27、复生产的民用消费品。特别是仪器仪表以及小型控制系统。2 ）PLC比单片机更适合于工作母机控制和工业过程控制。3）对于单项工程或者重复数极少的项目，采用PLC方案是明智、快捷的途径，成功率高、可靠性好。但成本较高。4 ）对于量大的配套项目采用单片机系统具有成本低、效益高的优点但这要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定、可靠地运行。5 在单片机方案和PLC方案都适用的前提下若控制系统对于稳定性和抗干扰性要求很高，即使设计成本较高也应采用PLC方案。因此，最终我选择了用可编程控制器PLC来实现送料小车系统的控制，完成本次的设计题目。第二章 可编程控制器的概述可编程控制器（简称PLC或PC）是随着

28、现代社会的发展和技术进步，现代工业生产自动化水平的日益提高及微电子技术的飞速发展，在继电器控制的基础上产生的一种新型的工业控制装置，是将微型计算机技术、自动化技术及通信技术融为一体，应用到工业领域的一种高可靠性控制器，是当代工业生产自动化的重要支柱2.1 PLC的产生与发展趋势一种新型的控制装置和先进的应用技术，总是根据工业生产的实际需要而产生的。1968年，美国通用汽车公司（GM）为改造汽车生产设备的传统控制方式，解决因汽车不断改型而重新设计汽车装配线上各种继电器的控制线路问题，提出了著名的十条技术指标在社会上招标，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用控制器，它应具有以下特点（十条技术指标

29、）：1. 编程方便，可在现场修改程序； 2. 维修方便，最好是插件式； 3. 可靠性高于继电器控制柜； 4. 体积小于继电器控制柜； 5. 可将数据直接送入管理计算机； 6. 在成本上可与继电器控制竞争； 7. 输入可以是交流115V； 8. 输出为交流115V/2A以上，能直接驱动电磁阀； 9. 在扩展时，原有系统只要很小变更； 10. 用户程序存储容量至少能扩展到4K字节。于是可编程控制器应运而生。1969年，美国数字设备公司（DEC）根据上述要求成功研制世界第一台可编程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽车自动装配线上首次使用并获得成功。接着美国MODICON公司也研制出084控制，从

30、此，这项新技术迅速在世界各国得到推广应用。1971年，日本从美国引进这项技术，很快研制出第一台可编程序控制器DSC-18。1973年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业推广应用。进入20世纪70年代，随着微电子技术的发展，尤其是PLC采用通讯微处理器之后，这种控制器就不再局限于当初的逻辑运算了，功能得到更进一步增强。进入20世纪80年代，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以16位和少数32位微处理器构成的微机化PLC，使PLC的功能增强，工作速度快，体积减小，可靠性提高，成本下降，编程和故障检测更为灵活，方便。PLC的发展也

31、是与计算机技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，正是这些高新技术的发展推动了可编程控制器的发展。可编程控制器大致有以下几个发展趋势：1. 系列化、模板（块）化2. 小型机功能强化3. 中、大型机高速度、高功能、大容量4. 低成本5. 多功能2.2 PLC的定义1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能

32、通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”该定义强调了可编程控制器是数字运算的电子系统，它是一种计算机，是专为工业环境下应用而设计的工业控制计算机。2.3 PLC的特点PLC的种类虽然千差万别，但为了在工业环境中使用，它们都有许多共同的特点。1.抗干扰能力强，可靠性提高2.编程方便3.使用方便4.维护方便5.设计、施工、调试周期短6.易于实现机电一体化2.4 PLC的结构可编程控制器其本质是工业控制专用计算机。它的软、硬件配置与计算机极为类似。PLC的硬件主要由中央处理单元（CPU

33、模块），存储器，输入/输出单元，电源组成。其结构框图如图2-1编程器中央处理单元（CPU）输入单元系统程序存储器用户程序存储器输出单元，电路电源 图2-1 PLC结构简化框图 一、PLC的硬件1. 中央处理单元（CPU模块）CPU模块是PLC的控制中枢，是核心部件，其性能决定了PLC的性能。组成：由微处理器和寄存器组成，这些电路都集中在一块芯片上，通过地址总线、数据总线、控制总线与存储器的输入、输出接口电路相连。常用芯片：通用微处理器、单片机、位片式微处理器。作用：处理和运行用户程序；进行逻辑和数学运算；控制整个系统，使之协调的工作。2. 存储器存储器是具有记忆功能的半导体电路。组成：由多个寄

34、存器组成。将一个寄存器作为一个存储单元，使用N个寄存器可构成N个存储单元。1位寄存器只能存放一位1位数字。常用存储器类型：RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EPROM(可擦除只读存储器)、EEPROM(可电擦除只读存储器)。作用：存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它一些信息。3. 输入/输出单元（I/O模块）I/O模块是PLC与工业生产设备或工业生产过程连接的接口，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。（1）输入模块作用：用来接收和采集输入信号（输入信号有开关量输入信号和模拟量信号两类）。还需将这些各式各样的电平信号转换成CPU能够接收和处理的数字信号。输入类型：直流输入，交流输入

35、，交直流输入。输入接口采用光电耦合电路，目的是把PLC与现场电路隔离，提高PLC的抗干扰能力。接口电路内部有滤波，电平转移，信号锁存电路。各PLC生产厂家都提供了多种形式的I/O部件或模块供用户选用。（2）输出模块作用：接收中央处理器处理过的数字信号，并把它转换成现场的执行部件能够接收的信号。输出类型：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。输出接口电路也采用光电耦合，每一点输出都有一个内部电路，由指示电路，隔离电路，继电器组成。输出接口电路也有输出状态锁存、显示、电平转移和输出接线端子排，输出部件或模块也有多种类型供选用。4电源作用：将交流电转换成PLC内部所需的直流电源。类型：目前大部分PLC

36、采用开关式稳压电源供电。二、PLC的软件PLC的软件分为两大部分： 1系统监控程序用于控制可编程控制器本身的运行。主要有管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块，系统调用。由PLC生产厂家编写，并固化到只读式存储器ROM中，用户不能访问。2. 用户程序用于控制被控装置的运行。用户根据工程现场的生产过程和工艺要求编写的程序。由用户启动运行。通过编程器输入到PLC的随机存储器RAM中，允许修改。随着PLC在工业控制中的广泛应用发展，为了增强PLC的功能，扩大其应用范围。生产厂家开发了许多供用户选用的特殊功能模块。（1） 模拟量输入输出模块（2） 高速计数器模块（3） PID过程控制功能模

37、块（4） 中断输入模块与快速响应模块（5） 运动控制模块（6） 通信模块2.5 PLC的主要功能可编程控制器是采用微电子技术来完成各种控制功能的自动化设备，可以在现场的输入信号作用下，按照预先输入的程序，控制现场的执行机构，按照一定规律进行动作。其主要功能有：1.顺序逻辑控制2.运动控制3.定时控制4.计数控制5.数据处理6.模 /数和数 /模转换2.6 PLC的应用PLC作为一种通用的工业控制器，它可用于几乎所有的工业领域。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、环保及文化娱乐等各个领域。PLC已成为工业控制的主要手段和重要的基础设备，它

38、与CADCAM(计算机辅助设计计算机辅助制造)、工业机器人并列为工业自动化的三大支柱。2.7 FX系列PLC的特点（1）体积极小的PLC（2）先进美观的外部结构（3）提供多种子系列供用户选用（4）灵活多变的系统配置（5）功能强,使用方便. FX系列PLC的命名FX 系列可编程控制器型号命名的基本格式如上: 系列名称:如 0 , 2 , ON , OS , 2C , 2NC , 1N , 1S ,即 FX 0 , FX 2 , FX 0N , FX 0S , FX 2C , FX 2N , FX 2NC , FX 1N 和 FX 1S . 输入输出的总点数: 4 128 点 单元类型: M-基本

39、单元;E-输入输出混合扩展单元及扩展模块;EX-输入专用扩展模块;EY-输出专用扩展模块. 输出形式(其中输入专用无记号): R-继电器输出;T-晶体管输出;S-晶闸管输出 特殊物品的区别 D:DC电源,DC输入 A1:AC电源,AC输入(AC100-120V)或AC输入模块 H:大电流输出扩展模块 V:立式端子排的扩展模式 C:接插口输入输出方式 F:输入滤波器1ms的扩展模块 L:TTL输入型模块 S:独立端子(无公共端)扩展模块电动机的功率选定为1KW 根据设备及工艺要求，包装输送系统采用上位机和下位机组成，上位机使用两台PLC机：一台作为操作站实现整个系统的监控和数据检测；另一台作为组

40、态软件的设计与开发，PLC程序的开发以及将软件通过总线传送到PLC的CPU单元。下位机采用功能强大，可能性高，维护方便且抗干扰能力强的可编程器系列PLC完成对设备的控制功能。其具体组成如下：（1） 中央控制单元中央控制单元选用CPU 315-2DP<3>作为PLC的核心部件，进行逻辑和数字运算，协调整个控制系统各部件的工作。（2） 电源单元电源单元采用1：1隔离变压器进行时PLC的380V交流开关量输入卡件进行供电，采用24V对开关量输出卡进行供电。自带的PS-307/5A直流电源对CPU和部分卡件进行供电。第三章 PLC控制系统的设计与分析3.1 设计要求初始状态：红灯L1灭，绿

41、灯L2亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电动机M1，M2，M3皆为OFF。当汽车到来时（S2接通表示），L1亮，L2灭，M3运行，电动机M2在M3通2S后运行，M1在M2通2S后运行，K2在M1通2S后打开出料。当物料满后（用S2断开表示），料斗K2关闭，电动机M1延时2S后关断，M2在M1停2S后停止，M3在M2停2S后停止，L2亮，L1灭，表示汽车可以开走。设计要求：当料不满（S1为OFF，灯灭），料斗开关K2关闭（OFF），灯灭，不出料，进料开关K1打开（K1为ON）进料，否则不进料。当汽车到来时M3运行，电机M2在M3运行2S后运行，M1在M2运行2S后运行，K2在M1运行2S后打开

42、出料，当料满后（用S2断开表示），电动机M1延迟2S后关断，M2在M1停2S后停止，M3在M2停2S后停止，而且具有每日装车数的统计功能 图3-1自动送料装车系统简图 3.2 系统控制框图 图3-2系统控制框图3.3 I/O分配表表3-3 I/O分配表 输入（I）输出（O）检测开关是S1检测料是否满X000进料开关K1Y000称重开关S2X001料斗K2Y001启动按钮S3检测车是否达到X002允许汽车开走L2Y002允许汽车开来L1Y003送料电动机M1Y004送料电动机M1Y005送料电动机M1Y006故障报警信号灯Y007 3.4 系统设备的选择一、PLC的选型在PLC控制系统设计时，应

43、遵循以下基本原则：（1）最大限度地满足被控对象或生产过程的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜索资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。（3）保证控制系统的安全可靠。（4）考虑到生产发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有余量。在该系统中，输入点数为3，输出点数为8，为继电器输出，则我可以选择机型，由于此设计的系统要求不复杂，则可以选用小型控制系统中采用整体式PLC。二、开关输入/输出模块的选择1、 开关量输入模块的选择选择三相交流输入电源AC

44、380V，采用共点式输入接线方式，即三个电动机共用一个电源。2 、 开关量输出模块的选择该系统中开关输出模块的输出方式为继电器输出。三、开关的选择在该系统的主电路中，采用三级的组合开关。电动机的最大容量为1KW，则三台电动机的最大容量为3KW，则三级组合开关的额定电流为10A，型号为HZ10-10。四、熔断器的选择在本系统中，熔断器保护三台异步电动机，且此三台电动机不同时启动，则继电器的额定电流为，其中： ，则 ，所以 熔断器的额定电压为AC380V，则可选择型号为RT14-32的熔断器。五、继电器的选择采用具有掉电保持功能的继电器，防止因电源故障造成数据的丢失。2.9.1时间继电器（KT）

45、本系统中只需延时2S，并考虑到价格费用方面，可选用空气阻尼式时间继电器，可选用JS7-2A型号的空气阻尼式时间继电器，其触点额定电压为380V，触点额定电流为5A均能符合要求。2.9.2热继电器的选择（FR）一台电动机的额定电流为4.55A，由于是3台电动机总额定电流为13.65A，可以用电流调节范围为10.0A16A,则热继电器的型号为JR16-20/3，此额定电流为20A。293 接触器的选择（KM） 额定电流为则可以选择CJ10-5型号的交流接触器。 式中：电动机的额定功率 经验系数，一般取11.4 电动机的额定电压 3.5 系统外部接线图3-5外部接线图第四章 程序的设计4.1 梯形图

46、的设计1、汽车启动，到S2处停止，此时红灯L1亮，绿灯L2灭。 此时的梯形图为：所对应的程序为： LD X002 OUT Y003 OR Y003 LDI Y003 ANI X001 OUT Y002当按下启动按钮S3（X002接通）时，Y003得电，即红灯L1亮，常闭触点Y003断开，Y002失电即绿灯L2灭，此时汽车允许开进装料，而且此时汽车已在称重开关S2处停止2、 启动按钮S3接通后，传送电动机M3运行，延时2S送料电动机M2运行。此时的梯形图为：所对应的程序为：LD X002 LD M0 OR Y006 OUT T0 ANI X001 K20 OUT Y006 LD T0 LD Y0

47、06 OUT Y005 OUT M0当按下启动按钮S3（X002得电），传送电动机M3（Y006）得电，再运用置守的方法。Y006得电，辅助继电器M0得电，则延时继电器T0得电，延时2S后，送料电动机M2（Y005）得电，则M2电动机运行。3、送料电动机M2运行后延时2S送料电动机M1运行；送料电动机M1运行后延时2S料斗K2打开出料此时的梯形图为：所对应的程序为：LD Y005 AND Y005 OUT T2 OR M1 AND Y006 K20 ANI X001 OUT Y004 LD T2 OUT M1 LD Y004 OR Y001 LD M1 OR M2 AND Y006 OUT T

48、1 ANI X001 AND Y005 K20 OUT M2 AND Y004 LD T1 LD M2 OUT Y001 OR Y004当Y005（即送料电动机M2）得电，辅助继电器M1得电，延时继电器T1得电，延时2S后送料电动机M1（即Y004）得电，辅助继电器M2得电，延时继电器T2得电，延时2S。T2得电后，Y001得电，料斗K2打开出料4、汽车被装满料，同时称重开关S2断开，料斗K2关闭，送料电动机M1延时2S关断。此时的梯形图为：所对应的程序为：LDI X001 OUT Y001 OR Y004 OR Y001 LD Y001 ANI T3 AND Y006 OR M3 OUT Y

49、004 AND Y005 OUT M3 ANI Y004 AND Y004 LD M3 OUT T3 K20当称重开关S2断开（即PLC梯形图中点动X001），Y001失电，即料斗K2关闭，则Y001为常闭触点，则辅助继电器M3得电，延时继电器T3从而也得电，延时2S，2S后送料电动机M1停止。5、送料电动机M2延时M1电动机2S停止；传送电动机M3延时M2电动机2S停止，L2灯亮，L1灯灭，此时表示汽车可以开走此时的梯形图为：所对应的程序为：LD Y004 ANI M4 OR Y006 OR M4 OUT T4 OUT Y006 OUT M4 K20 LD X002 LD M4 LD Y005 OR Y002 OR Y005 OR M5 LD Y004 ANI T4 OUT M5 OR Y006 OUT Y005 LD M5 ANB LDI X002 ANI Y002 OUT Y00