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PLC課程設(shè)計 運料卸車

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1、沈陽理工大學(xué) 羈莂蒈薅肁芅莄薄膃蒀螞薄袃芃薈薃羅蒈蒄薂肇芁莀蟻腿肄蠆蝕衿芀蚅蠆肁肂薁蚈膄莈蕆蚈袃膁莃蚇羆莆螞蚆肈腿薈螅膀莄蒄螄袀膇莀螃羂莃芆螃膅膆蚄螂襖蒁薀螁羇芄蒆螀聿葿莂蝿膁節(jié)蟻袈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆裊艿蒞裊羇膁蚃襖肀莇蕿袃膂膀蒅袂袂蒞莁羈羄膈蝕羈肆莄薆羀腿膆蒂罿羈莂蒈薅肁芅莄薄膃蒀螞薄袃芃薈薃羅蒈蒄薂肇芁莀蟻腿肄蠆蝕衿芀蚅蠆肁肂薁蚈膄莈蕆蚈袃膁莃蚇羆莆螞蚆肈腿薈螅膀莄蒄螄袀膇莀螃羂莃芆螃膅膆蚄螂襖蒁薀螁羇芄蒆螀聿葿莂蝿膁節(jié)蟻袈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆裊艿蒞裊羇膁蚃襖肀莇蕿袃膂膀蒅袂袂蒞莁羈羄膈蝕羈肆莄薆羀腿膆蒂罿羈莂蒈薅肁芅莄薄膃蒀螞薄袃芃薈薃羅蒈蒄薂肇芁莀蟻腿肄蠆蝕衿芀蚅蠆肁肂薁蚈

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9、算、順序控制、定時、計數(shù)、和算術(shù)運算等操作的指令。并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)外部設(shè)備,都應(yīng)該易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。 1.2PLC的發(fā)展概況 PLC的發(fā)展與計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、控制技術(shù)、和數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)發(fā)展息息相關(guān),這些高新技術(shù)的反戰(zhàn)推動了PLC的發(fā)展,而PLC的發(fā)展又對這些高新技術(shù)提出了更高、更新的要求,促進(jìn)了它們的發(fā)展。PLC的發(fā)展速度十分驚人,目前用可編程程序控制器設(shè)計自動控制系統(tǒng)已成為世界潮流,PLC的發(fā)展大致可分為四個階段。 第一階段:從1969年第一臺PLC問世到1972年

10、,是PLC的初級階段。第一臺PLC的功績是把計算機(jī)的程序存儲技術(shù)引入繼電器控制系統(tǒng)。這個階段的PLC控制功能比較簡單,主要用于邏輯運算和計時、和順序控制等功能。 第二階段:從1973年到1978年,是PLC的成熟階段。這個時期的PLC把計算機(jī)的編程靈活、功能齊全、應(yīng)用面廣等優(yōu)點與繼電器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格便宜、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點結(jié)合起來,面向工業(yè)控制的鮮明特點顯露出來,技術(shù)日趨完備,PLC進(jìn)入實用化階段。 第三階段:從1978年到1984年,是PLC的大發(fā)展階段。這個時期的PLC采用8位、16位微處理器作為CPU,有些還采用了多位處理器結(jié)構(gòu)。PLC的功能進(jìn)一步增強(qiáng),處理速度更快

11、。增加了多種特殊功能,如浮點數(shù)運算、平方、三角函數(shù)、查表、列表、脈寬調(diào)制變換、高速計數(shù)、PID控制、定位控制、中斷控制等;自診斷功能和容錯技術(shù)發(fā)展迅速;還具有通信功能和遠(yuǎn)程I/O能力。初步形成了分布式通信網(wǎng)絡(luò)體系。 第四階段:從1984年至今,是PLC的繼續(xù)發(fā)展階段。PLC的編程語言除了傳統(tǒng)的梯形圖、流程圖、語句表外,還能用高級語言,如BASIC、PASCAL、ROETRAN、C語言、數(shù)控語句等。PLC的人機(jī)對話能力增強(qiáng),是編程軟件得以普及和簡化,屏幕對話十分靈活,可以進(jìn)行全屏幕編程。用戶程序在編輯過程中,不但排錯、糾錯能力強(qiáng),還可以進(jìn)行在線仿真,加快了軟件開發(fā)的周期。 1.3PLC技術(shù)發(fā)

12、展動向 PLC將向著兩個方向發(fā)展:一方面向大型化發(fā)展,一方面向小型化發(fā)展,以適應(yīng)不同場合和不同要求的控制需求。 為了適應(yīng)大規(guī)??刂葡到y(tǒng)的要求,大型PLC向著存儲容量、高速度、高性能、增加I/O點數(shù)的方向發(fā)展。主要表現(xiàn)在以下幾個方面:1增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通信功能。 2發(fā)展智能模塊。3外部故障診斷功能。4編程語言、編程工具標(biāo)準(zhǔn)化、高級化。5實現(xiàn)軟化、硬件標(biāo)準(zhǔn)化。6編程組態(tài)軟件發(fā)展迅速。 發(fā)展小型PLC,其目的是為了占領(lǐng)廣大的、分散的、中小型的工業(yè)控制場合,使PLC不僅成為繼電器控制柜的替代物,而且超過繼電器控制系統(tǒng)的功能。 2硬件設(shè)計

13、2.1控制要求 系統(tǒng)啟動后,按下單周期裝料小車開始運行一個周期,即“裝料->右行->卸料->裝料->左行->卸料->裝料”一個周期結(jié)束后,停止運行。按下自動按鈕,運料小車開始自動。 2.2選擇PLC型號 2.2.1 PLC的型號 PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類;按應(yīng)用環(huán)境氛圍現(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數(shù)選型。整體型PLC的I/O點數(shù)固定, 因此用戶選擇余地很小,用于小型控制系統(tǒng);模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡,因此用戶可較合理的選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù),功能擴(kuò)展

14、方便靈活,一般用于大中型控制系統(tǒng)。 2.2.2輸入輸出模塊的選擇 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格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時間較長等特點;可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁,電感性低功率引述負(fù)荷場合,但價格較高,過載能力較差。輸出模塊還具有直流輸出、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。考慮是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等。 2.2.3電源的選擇

15、 PLC的供電電源,除了引進(jìn)設(shè)備和引進(jìn)PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計和選用外,一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計選用220VAC電源,與國內(nèi)的電網(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LPC本身帶有可使用電源時,應(yīng)該對提供的電流時候滿足應(yīng)用要求,否則應(yīng)設(shè)計外接供電電源,為防止外部高壓電源因誤差操作而引入PLC,對輸入和輸出信號的隔離是必要的,有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。 2.2.4存儲器的選擇 由于計算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展,存儲器的價格已下降,因此為保證應(yīng)用項目的正常運行,一般要求PLC的存儲器的存儲功能容量,按256個I/O點至少選8K色存儲器選擇。需要復(fù)雜的控

16、制功能時,應(yīng)選擇容量更大的,檔次更高的存儲器。 2.2.5經(jīng)濟(jì)性的考慮 選擇PLC時,應(yīng)考慮性能價格比,考慮經(jīng)濟(jì)性時,應(yīng)同時考慮應(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。 輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需要增加一定的費用,當(dāng)點數(shù)增加到某一數(shù)值后,相應(yīng)的存儲器容量、機(jī)架、母版等也要響應(yīng)增加,因此,點數(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,在估算和選用時應(yīng)充分考慮,是整個控制系統(tǒng)有較合理的性價比。 根據(jù)所需用戶輸入輸出設(shè)備及I/O點數(shù),選擇型PLC就可滿足控制系統(tǒng)要求。 西門子S7系列PLC優(yōu)點:

17、 1.小型尺寸,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,擴(kuò)展單元可直接連接到。不需要電腦。 3實現(xiàn)綜合精度 0.8 的高精度溫度控制。 4.最多可達(dá)24cm溫度控制。 5.掃描時間約1ms的告訴高速運算。 6.輸入信號:24VDC;輸出信號:220VAC、24VDC。 7.從I/O點到最大I/O點的選擇空間。 8.擁有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 2.3系統(tǒng)流程圖 運料系統(tǒng)停止ST 單周期運行結(jié)束 卸料 S2亮 左行 L1 L2 L3亮 裝料 S1亮 左行 L1 L2 L3亮 按下A1 開始單周期運行

18、 按下A2 開始自動運行 左行 L1 L2 L3亮 卸料 S2亮 右行 R1 R2 R3亮 裝料 S1亮 裝料 S1亮 右行 R1 R2 R3亮 裝料 S1亮 卸料 S2亮 啟動SD 1.5s后 1.5s后 1.5s后 1.5s后 1.5s后

19、 1.5s后 1.5s后 1.5s后 1.5s后 1.5s后 1.5s后 1.5s后 2s后

20、 3s后 2.4I/O分配表 編程元件 I/O端口 電路器件 作用 輸入繼電器 I0.0 SD 啟動按鈕 I0.1 ST 停止按鈕 I0.2 A1 自動運行模式 I0.3 A2 單周運行模式 輸出繼電器 Q0.0 S1 裝料 Q0.1 S2 卸料 Q0.2 R1 右行1 Q0.3 R2 右行2 Q0.4 R3 右行3 Q0.5 L1 左行1 Q0.6 L2 左行2 Q0.7 L3 左行3 2.5I/O接線圖 交流電 卸料 裝料

21、 右行1 右行2 右行3 左行1 左行2 左行3 ( S1) (S2) (R`) (R2) (R3) (L1) (L2) (L3) 1L Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 1M I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 直流電 開始按 停止按 自動模 單周模 鈕 (SD) 鈕(ST) 式(A1) 式(A2)

22、 3軟件設(shè)計 主程序梯形圖 4調(diào)試 系統(tǒng)啟動后,按下A1按鈕,進(jìn)入自動運行模式,小車開始自動運行,可以看到1.5s后裝料燈S1亮,再過1.5s右行燈R1亮,1.5s后R2燈亮,1.5s后R3燈亮,再過1.5s卸料燈S2亮,再過1.5s裝料燈S1亮,再過1.5s左行燈L1亮,1.5s后L2燈亮,1.5s后L3燈亮,再過1.5s卸料燈S2亮,再過2s又一個周期開始。直到按

23、下停止按鈕ST后系統(tǒng)停止。 按下A2后,系統(tǒng)進(jìn)入單周運行模式,可以看到1.5s后裝料燈S1亮,再過1.5s右行燈R1亮,1.5s后R2燈亮,1.5s后R3燈亮,再過1.5s卸料燈S2亮,再過1.5s裝料燈S1亮,再過1.5s左行燈L1亮,1.5s后L2燈亮,1.5s后L3燈亮,再過1.5s卸料燈S2亮,再過2s單周運行停止,按下停止按鈕,所有元件復(fù)位,系統(tǒng)停止。 5結(jié)束語 我在這一次的PLC小車運料設(shè)計過程中,很是受益匪淺。通過對自己在大學(xué)三年來的學(xué)習(xí),建立所學(xué)的知識的回顧,并充分發(fā)揮對所學(xué)知識的理解和對畢業(yè)設(shè)計的思考

24、及書面表達(dá)能力,最終完成了。這為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí),積累了一定的寶貴的經(jīng)驗。撰寫論文的過程也是專業(yè)知識的學(xué)習(xí)過程,它使我運用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識,對其進(jìn)行設(shè)計,分析和解決一個理論解決一個理論問題或?qū)嶋H問題,把知識轉(zhuǎn)化為能力的實際訓(xùn)練。培養(yǎng)了我運用所學(xué)知識的解決實際問題的能力。 蒄蚃蟻羆蒃莂袆袂肀蒅蠆螈聿蚇襖膇肈莇螇肅肇葿羃罿肆薁螅裊肅蚄薈膃肄莃螄聿膄蒆薇羅膃薈螂袁膂莈薅袇膁蒀袀膆膀薂蚃肂腿蚅衿羈膈莄蟻襖羋蕆袇螀芇蕿蝕肈芆羋裊羄芅蒁蚈羀芄薃羃袆芃蚅螆膅節(jié)蒞蕿肁節(jié)蕆螅羇莁薀薇袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄螁肄莇蚆蚄罿莆莆衿裊莆蒈螞膄蒞薁袈肀蒄蚃蟻羆蒃莂袆袂肀蒅蠆螈聿蚇襖膇肈莇螇肅肇葿羃罿

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