PLC小車半自動控制課程設(shè)計(jì)

1、六安職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)課程名稱：可編程控制器及應(yīng)用技術(shù)設(shè)計(jì)題目：運(yùn)控制料小車的PLC所在系部：機(jī)電工程系專業(yè)班級：電器自動化0901班學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：豈止時(shí)間：目錄摘要 第一章PLC與課程設(shè)計(jì) 1.1 PLC的基本概念1.2 PLC的發(fā)展 第二章 控制要求2.1 基本控制要求2.2 運(yùn)了小車控制的結(jié)構(gòu)及要求第三章 硬件設(shè)計(jì)3.1 PLC機(jī)型的選擇3.2 輸入輸出的選 3.3 主電路圖 第四章 軟件控制設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)功能圖4.2 梯形圖程序4.語句表指令第五章 調(diào)試5.1硬件調(diào)試5.2 軟件調(diào)試5.3運(yùn)行調(diào)試心得體會參考文獻(xiàn) 摘要在中國，運(yùn)料小車半自動化控制前景美好，在許多公司的裝配車間得

2、到廣泛的運(yùn)用。隨著科技的發(fā)展，技術(shù)的不斷更新，使得工業(yè)生產(chǎn)趨向于半自動化、自動化、無人工廠的方向發(fā)展，其中PLC技術(shù)的運(yùn)用成為自動化技術(shù)的主流之一。本次課程設(shè)計(jì)中，運(yùn)料小車的plc控制系統(tǒng)，它的控制過程屬于雙向控制，運(yùn)料小車由一臺三相異步電動機(jī)拖動，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車向右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車向左行，在每一個(gè)?？奎c(diǎn)安裝一個(gè)行程開關(guān)以監(jiān)視小車是否到達(dá)該站點(diǎn)。該課程的運(yùn)料小車控制系統(tǒng)利用三菱公司生產(chǎn)的FX系列20點(diǎn)的可編程序控制器運(yùn)行主要的控制裝置，編寫軟件指令來實(shí)現(xiàn)其具體的控制要求，在設(shè)計(jì)程序部分利用了PLC的輔助繼電器來實(shí)現(xiàn)控制具有互鎖的功能，在工作臺上的工人通過請示按鈕達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制小車的運(yùn)行方向。該

3、控制系統(tǒng)用于柔性制造系統(tǒng)中物料小車的自動控制、自動化倉庫中物件存取小車的自動控制等，該控制系統(tǒng)價(jià)格低廉，體積小，能夠安全可靠的進(jìn)行生產(chǎn)，而且效率高，靈活性強(qiáng)，能夠很好的適應(yīng)變化和糾正錯(cuò)誤，運(yùn)行速度快，易管理。關(guān)鍵詞：自動化、可編程序控制器、輔助繼電器、PLC技術(shù)第一章 PLC與課程設(shè)計(jì)首先介紹一下可編程控制器（PLC）和PLC控制系統(tǒng)的基本知識，包括PLC的產(chǎn)生和發(fā)展、特點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)、基本結(jié)構(gòu)、工作原理及PLC控制系統(tǒng)等相關(guān)知識。1.1 PLC的基本概念可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程

4、邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC1.2 PLC的發(fā)展PLC自問世以來，經(jīng)過40多年的發(fā)展，在美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。世界總銷售額不斷上升、生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)、品種不斷翻新。產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價(jià)格則不斷下降。目前，世界上有200多個(gè)廠家生產(chǎn)PLC，較有名的：美國：AB通用電氣、莫迪康

5、公司；日本：三菱、富士、歐姆龍、松下電工等；德國：西門子公司；法國：TE 施耐德公司；韓國：三星、LG公司等。PLC發(fā)展動向（1）. 產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展大： I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)、32位為微處理器、多CPU并行工作、大容量存儲器、掃描 速度高速化。?。?#160;由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。（2）. PLC在閉環(huán)過程控制中應(yīng)用日益廣泛（3）. 不斷加強(qiáng)通訊功能（4）. 新器件和模塊不斷推出高檔的PLC除了主要采用CPU以提高處理速度外，還有帶處理器的EPROM或RAM的智能I/O模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊等專用化模塊。（5).

6、 編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標(biāo)準(zhǔn)化有各種簡單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語句表等編程語言，亦有高檔的PLC指令系統(tǒng)。（6）. 發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。（7）.追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。 第二章 控制要求 2.1 基本控制要求 料車采用半自動化管理，每個(gè)裝配點(diǎn)都有一名工人，當(dāng)裝配點(diǎn)需料時(shí)按下“需料按鈕”，料車將會駛往該點(diǎn)，料車在該裝配點(diǎn)停留一段時(shí)間供該點(diǎn)下料，下料時(shí)間到后料車即可響應(yīng)其他裝配點(diǎn)的需料請求，一料車可供各個(gè)裝配點(diǎn)使用若干次；當(dāng)某裝配點(diǎn)發(fā)現(xiàn)料車無料時(shí)按下“上料按鈕”，料車即駛往該點(diǎn)上料。 2.2 運(yùn)了小車控制的結(jié)構(gòu)及要求設(shè)備組

7、成設(shè)備工作描述1.初始狀態(tài)系統(tǒng)電源連接后料車自動駛往上料點(diǎn)F上料。2.上料料車行駛SQ0，SQ0受壓閉合，料車停止裝料，裝料時(shí)間15s,裝料時(shí)候到則料車請求可用，指示燈HL亮，可以相應(yīng)A.B,C點(diǎn)的需料請求信號，注意：料車在SQ0位置上不停，料車駛過一段時(shí)間才停止。3B點(diǎn)下料配制當(dāng)B點(diǎn)的需料請求被響應(yīng)，料撤駛往B點(diǎn)，料車過SQ2,SQ2受壓閉合，料車停止下料，下料時(shí)間10s.下料時(shí)間到請求可用。指示燈亮，可以響應(yīng)A點(diǎn)和C點(diǎn)需料請求信號，注意;料車行駛SQ2后行駛一段時(shí)間后才停止。4.A點(diǎn)下料配制當(dāng)A點(diǎn)的需料請求被響應(yīng)，料車駛往A點(diǎn)，料車過SQ1，SQ1受壓閉合，料車停止下料，下料時(shí)間10S，下

8、料時(shí)間到請求可用。指示燈亮，可以響應(yīng)B,C點(diǎn)需料請求信號，注意：料車行駛SQ1后行駛一段時(shí)間后才停止。5.C點(diǎn)下料配制當(dāng)C點(diǎn)的需求請求被響應(yīng)，料車駛往C點(diǎn)。料車過SQ3，SQ3受壓閉合，料車停止下料，下料時(shí)間10s,下料時(shí)間到請求可用。指示燈亮，可以響應(yīng)A,B點(diǎn)需料請求信號，注意：料車行駛SQ3后行駛一段時(shí)間后才停止。6.A點(diǎn)需料請求料車可用時(shí)，并且沒有停止A點(diǎn)，按下SB1,料車從B,C,F點(diǎn)駛往A點(diǎn)7.B點(diǎn)需料請求點(diǎn)，料車可用時(shí)，并且沒有停止B點(diǎn)，按下SB2，料車從A,C,F點(diǎn)駛往B點(diǎn)。8.C點(diǎn)需料請求料車可用時(shí)，并且沒有停止C點(diǎn)，按下SB3，料車從A,B,F點(diǎn)駛往C點(diǎn)。9.A點(diǎn)上料請求料車

9、停在A點(diǎn)時(shí)，在料車下料的10S內(nèi)按下SB1，料車從A點(diǎn)駛往F點(diǎn)。10B點(diǎn)上料請求料車停在B點(diǎn)時(shí)，在料車下料的10S內(nèi)按下SB2，料車從B點(diǎn)駛往F點(diǎn)。11。C點(diǎn)上料請求料車停在C點(diǎn)時(shí)。在料車下料的10S內(nèi)按下SB3，料車從C點(diǎn)駛往F點(diǎn)。12料車請求可用指示料車在上料點(diǎn)完成上料，在下料點(diǎn)完成下料后，料車請求可用，指示燈HL亮，上料，下料，下料和行駛中料車請求可用，指示燈滅，。13右行接通交流接觸器KM2線圈，控制電機(jī)M正轉(zhuǎn)，小車右行14左行接通交流接觸器KM2線圈，控制電機(jī)M反轉(zhuǎn)，小車左行。15料車停止采用反接制動，反接制動時(shí)間為1S。設(shè)備工作過程是：系統(tǒng)上電后料車自動行駛往上料點(diǎn)F，SQ0受壓，

10、料車反接制動停止，15s后上料完成，指示燈HL亮，表示可以請求料車下料。裝載滿料的小車，ABC三點(diǎn)都可以請求料車，按下對應(yīng)點(diǎn)的需料請求按鈕料車即駛往該點(diǎn)，以B點(diǎn)為例說明，當(dāng)HL指示燈亮?xí)r，按下SB2按鈕料車駛往B點(diǎn)，同時(shí)料車請求不可用，指示燈HL滅，SQ2受壓后料車反接制動停止在B點(diǎn)開始下料。10S后下料完成。指示燈HL可以響應(yīng)其他點(diǎn)需料請求。料車響應(yīng)了裝配點(diǎn)的需求請求下完料后仍可響應(yīng)其它的需料請求，直到料車內(nèi)的料用完。例如在B點(diǎn)下料完成后，指示燈HL亮。此時(shí)如果在A點(diǎn)的SB1按下發(fā)需求請求，料車將駛向A點(diǎn)，如果C點(diǎn)按下SB3，料車將駛向C點(diǎn)。當(dāng)一裝配點(diǎn)發(fā)現(xiàn)料車無料了，在料車停在該點(diǎn)時(shí)，在料車

11、下料的10S內(nèi)按下上料請求按鈕，則料車上料。以B點(diǎn)為例，當(dāng)料車停在B，操作員發(fā)現(xiàn)料車無料，在10S內(nèi)按下SB2，料車駛往F點(diǎn)上料，注意每個(gè)點(diǎn)的需求請求按鈕和上料按鈕是同一個(gè)按鈕。第三章 硬件設(shè)計(jì)3.1 PLC機(jī)型的選擇PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般

12、用于大中型控制系統(tǒng)。本課程設(shè)計(jì)選用FX2n-20MR-001型可編程控制器。電源的選擇PLC的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計(jì)和選用外，一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用220VAC電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。如果PLC本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。存儲器的選擇由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求PLC的存儲器容

13、量，按256個(gè)I/O點(diǎn)至少選8K存儲器選擇。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲器。經(jīng)濟(jì)性的考慮選擇PLC時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對價(jià)格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響，在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。松下PLC電氣是日本松下公司推出的系列，是松下廠家的典型產(chǎn)品。常見輸入繼電器用“

14、X”表示、輸出用電器用“Y”表示；另外有數(shù)字，為該類器件的序號。根據(jù)所需用戶輸入輸出設(shè)備及I/O點(diǎn)數(shù)，選擇型PLC就可滿足控制系統(tǒng)的要求。松下FP0系列PLC優(yōu)點(diǎn)：1、超小型尺寸，具有世界上最小的安裝面積，寬25X高90X長60毫米,不受安裝場所限制。2、輕松擴(kuò)展，擴(kuò)展單元可直接連接到控制單元上、最多可擴(kuò)展3單元128點(diǎn)，擴(kuò)展單元可直接連接到,不需任何電纜。3、實(shí)現(xiàn)綜合精度±0.8的高精度溫度控制；4、最多可達(dá)24ch溫度控制；5、掃描時(shí)間約1ms的高速運(yùn)算；6、輸入信號：24VDC，輸出信號：220VAC、24VDC。7、從I/O 10點(diǎn)到最大I/O 128點(diǎn)的選擇空間。8、擁有廣

15、泛的應(yīng)用領(lǐng)域3.2 輸入輸出的選擇輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場合，但價(jià)格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致?？筛鶕?jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本?？紤]是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等。通過對各個(gè)輸入，輸出的工作環(huán)境和用途的分析確定各個(gè)低壓電器的型號為料車

16、正反轉(zhuǎn)的接觸器選型為電磁線圈料車上料與下料的接觸器選型為電磁閥料車自動停止的開關(guān)選型為限位開關(guān)。料車正反轉(zhuǎn)開關(guān)選型為按鈕 I/O對照表及接線圖輸入輸出名稱代號PLC輸入端子編號名稱代號PLC輸出端子編號限位開關(guān)SQ0X000左行線圈KM2Y000上、下料按鈕SB1X007右行線圈KM1Y001上、下料按鈕SB2X010上料電磁閥YV1Y002上、下料按鈕SB3X011下料電磁閥YV2Y003限位開關(guān)SQ1X004請求上、下料燈HLY004限位開關(guān)SQ2X005限位開關(guān)SQ3X0063.3 主電路圖左行右行主電路圖第四章 軟件控制設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)功能圖本課程設(shè)計(jì)采用順序控制設(shè)計(jì)法，其關(guān)鍵在于順序控

17、制功能圖的繪制。4.2梯形圖程序 4.3語句指令表第五章 調(diào)試5.1硬件調(diào)試接通電源，檢查可編程控制器是否可以正常工作，接頭是否接觸良好，然后把其與電腦的通信口連接。5.2 軟件調(diào)試按要求輸入梯形圖，轉(zhuǎn)換成指令表，并進(jìn)行語法的檢查，正確后設(shè)置正確的通信口，將指令讀入到指定的可編程控制器ROM，進(jìn)行下一步的調(diào)試。5.3運(yùn)行調(diào)試在硬件與軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上，打開可編程控制器的“RUN”開關(guān)進(jìn)行調(diào)試；觀察運(yùn)行的情況是否正確，以確定PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合要求。心得體會本次的課程設(shè)計(jì)是在王老師的指導(dǎo)下進(jìn)行的。在設(shè)計(jì)的過程中遇到許多難題，王老師都給與認(rèn)真的解釋，為此，向王老師表示最衷心的謝意。我在這次課程設(shè)計(jì)中，學(xué)會了怎么去發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。遇到不明白的問題都會積極地去問老師，或者去尋找相關(guān)資料。從中學(xué)到到了很多知識。在獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，我對課本中的知識理會的更加深刻，也