三菱PLC运料小车控制专业课程设计.doc
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1、运 料 小 车课程设计专业-XXX班级-XXX姓名-XXX指导老师-XXX年 月 日摘要:可编程逻辑控制器,简称PLC,是一个工业控制微型计算机。它编程方便、操作简单尤其是高通用性等优点,使它在工业生产过程中得到了广泛应用。其中一个应用便是运料小车控制,关键用到便是她逻辑控制功效。本论文介绍是PLC产品和其对应软件,而且用它来进行五个控制台作业运料小车控制编程。目 录1. 运料小车发展概况12.可编程控制器(PLC)概述12.1 PLC概述及特点22.2 PLC组成23 控制系统设计43.1 小车运动分析73.2 运料小车控制系统PLC选型和资源配置73.3 系统资源分配83.4 系统硬件设计
2、93.5 系统软件源程序设计104 控制系统调试134.1 编程软件134.2 程序组成134.3 程序下载、安装和调试15总结16致谢16参考文件171 运料小车发展概况因为PLC不停发展和革新,使得生产线运输控制也将得到不停改善和生产率不停提升,运料小车控制经历了以下多个阶段:(1)手动控制:在20世纪60年代末70年代早期,便有部分工业生产采取PLC来实现运料小车控制,不过因为当初技术还不够成熟,只能够用手动方法来控制机器,而且早期运料小车控制系统多为继电器一接触器组成复杂系统,这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺点,几乎无数据处理和通信功效,必需有专员负责操作。(2)自动控制:在
3、20世纪80年代,因为计算机价格下降,这时大型工控企业将PLC充足和计算机相结合,经过机器人技术,自动化设备最终实现了PLC在运料小车控制系统在自动方面应用。(3)全自动控制:现阶段,因为PLC技术向高性能 高速度、大容量发展大型PLC大多采取多CPU结构,不停向高性能、高速度和大容量方向发展。将PLC利用到运料小车控制系统,可实现运料小车全自动控制,降低系统运行费用。PLC运料小车自动控制系统含有连线简单控制速度快,精度高,可靠性和可维护性好,维修和改造方便等优点。2.可编程控制器(PLC)概述2.1 PLC概述PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller
4、,是指以计算机技术为基础新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布PLC标准草案中对PLC做了以下定义:“PLC是一个专门为在工业环境下应用而设计数字运算操作电子装置。它采取能够编制程序存放器,用来在其内部存放实施逻辑运算、次序运算、计时、计数和算术运算等操作指令,并能经过数字式或模拟式输入和输出,控制多种类型机械或生产过程。PLC及其相关外围设备全部应该按易于和工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功效标准而设计。”图2-1 PLC三菱FX系列2.2.1 PLC特点(1)可靠性高,抗干扰能力强。(2)配套齐全,功效完
5、善,适用性强(3)易学易用,深受工程技术人员欢迎(4)系统设计、建造工作量小,维护方便,轻易改造(5)体积小,重量轻,能耗低2.2 PLC组成从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包含CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸整体。模块式PLC包含CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块能够根据一定规则组合配置。图2-2 PLC 组成框图(1)CPU组成CPU是PLC关键,起神经中枢作用,每套PLC最少有一个CPU,它按PLC系统程序给予功效接收并存贮用户程序和数据,用扫描方法采集由现场输入装置送来状态或数据,并存入要
6、求寄存器中,同时,诊疗电源和PLC内部电路工作状态和编程过程中语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令要求任务产生对应控制信号,去指挥相关控制电路。CPU关键由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联络数据、控制及状态总线组成,CPU单元还包含外围芯片、总线接口及相关电路。内存关键用于存放程序及数据,是PLC不可缺乏组成单元。(2) I/O模块PLC和电气回路接口,是经过输入输出部分(I/O)完成。I/O模块集成了PLCI/O电路,其输入暂存器反应输入信号状态,输出点反应输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统,输出模块相反。I/O分为开关量输
7、入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。常见I/O分类以下:开关量:按电压水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔离方法分,有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外,还有特殊IO模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理基础配置能力,即受最大底板或机架槽数限制。(3) 电源模块PLC电源用于为PLC各模块集成
8、电路提供工作电源。同时,有还为输入电路提供24V工作电源。电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常见为24VDC)。(4)底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间联络,使CPU能访问底板上全部模块,机械上,实现各模块间连接,使各模块组成一个整体。2.3.2 PLC系统其它设备(1)编程设备:编程器是PLC开发应用、监测运行、检验维护不可缺乏器件,用于编程、对系统作部分设定、监控PLC及PLC所控制系统工作情况,但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC通常有手持型编程器,现在通常由计算机(运行编程软件)充当编程器。也就是我们系统上位
9、机。(2) 人机界面:最简单人机界面是指示灯和按钮,现在液晶屏(或触摸屏)式一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面很普及。(3) PLC通信联网依靠优异工业网络技术能够快速有效地搜集、传送生产和管理数据。所以,网络在自动化系统集成工程中关键性越来越显著,甚至有些人提出网络就是控制器见解说法。PLC含有通信联网功效,它使PLC和PLC 之间、PLC和上位计算机和其它智能设备之间能够交换信息,形成一个统一整体,实现分散集中控制。多数PLC含有RS-232接口,还有部分内置有支持各自通信协议接口。PLC通信现在关键采取经过多点接口(MPI)数据通讯、PROFIBUS 或
10、工业以太网进行联网。 3 控制系统设计3.1. 运料小车运动分析某自动生产线上运料小车运动图3-1所表示,运料小车由一台三相异步电动机拖动,电机正转,小车向右行,电机反转,小车向左行。在生产线上有5个编码为15站点供小车停靠,在每个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否抵达该站点。对小车控制除了开启按钮和停止按钮之外,还设有5个呼叫按钮开关(HJ1- HJ5)分别和5个停靠站点相对应。1号站2号站3号站4号站5号站运料小车自动化生产线图3-1 运料小车示意图3.1.2设备控制要求运料小车在自动化生产线上运动控制要求以下:(1)按下开启按钮,系统开始工作,按下停止按钮,系统停止工作;(2)当小车目
11、前所处停靠站编码小于呼叫按扭HJ编码时,小车向右运行运行到按钮HJ所对应停靠站时停止;(3)当小车目前所处停靠站编码大于呼叫按扭HJ编码时,小车向左运行,运行到按钮HJ所对应停靠站时停止;(4)当小车目前所处停靠站编码等于呼叫按扭HJ编码时,小车保持不动;呼叫按钮开关HJ1-HJ5应含有互锁功效,先按下者优先。31.2 小车运动分析小车在呼叫按钮之间运动图3-2所表示,图3-2 小车在呼叫按钮之间运动依据生产工艺要求设计出小车在运料过程中速度改变情况图3-3所表示,图3-3 小车在两呼叫按钮之间运料过程中速度改变情况依据料车运料过程中速度曲线图确定变频器频率改变情况图3-4所表示,图3-4 变
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