PLC控制自动装卸线设计资料.pdf
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1、1 机电传动控制 课程设计 课题 : PLC 控制自动装卸线设计 院系 :机械与汽车工程学院 专业班级:机械设计制造及其自动化*班 姓名 :* 学号 :* 指导老师:* 2 目录 第一章 引言. 2 1.1 控制要求. 2 1.2 课题要求 . 2 第二章 PLC简介及基本成 .3 2.1 PLC的简介. 3 2.2 PLC 的应用领域. . 3 2.3 PLC 基本组成. 4 第三章 PLC 控制自动装卸线设计.7 3.1摘要.7 3.2现场器件与PLC 内部等效继电器地址编号的对照表 9 3.3梯形图 . 11 3.4指令程序 12 第四 章参考文献 .14 第五章课程设计心得 .15 3
2、 第一章引言 1.1 课程设计任务 设计一条用PLC 控制的自动装斜线。如下图所示: 电动机 M1驱动装料机加料,电动机M2驱动装料车升降,电动机M3驱动卸 料机卸料 . 装卸线操作过程是: (1) 料车在原位,显示原位状态,按启动按纽,自动线开始工作; (2) 加料定时 5S,加料结束; (3) 延时 1S,料车上升; (4) 上升到位,自动停止移动; (5) 延时 1S,料车自动卸料; (6) 卸料 10S,料车复位并下降; (7) 下降到原位,料车自动停止移动。 (8) 能实现单周装卸及连续循环操作。 1.2 课题要求 1.2.1 采用继电接触器控制,完成控制线路的设计。 1.2.2 采
3、用 PLC控制 (1) 列出输入输出分配表; (2) 画出 PLC的输入输出设备的接线图; (3) 利用 STEP7-Micro/WIN32软件完成梯形图、指令表的程序设计与调试; 4 第二章 PLC 简介及基本组成 2.1 PLC 的简介 1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司(GM ),为了适应汽车型号不 断更新的要求,以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势,提出要研制一种新型 的工业控制装置来取代继电器控制装置,为此,特拟定了十项公开招标的技术 要求,即: (1)编程简单方便,可在现场修改程序; (2)硬件维护方便,最好是插件式结构; (3)可靠性要高于继电器控制装置; (4)体积小于继
4、电器控制装置; (5)可将数据直接送入管理计算机; (6)成本上可与继电器柜竞争; (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)扩展时,原有系统只需做很小的改动; (10)用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB 。 PLC问世以来,其发展极为迅速。由最初的1 位机发展为 8 位机,现在的大 型 PLC已采用了 32 位微处理器, 可同时进行多任务操作, 其技术已经相当成熟。 目前,世界上有 PLC生产厂 200多家,比较著名的有美国的A-B 公司、通用 电气公司,日本的三菱、松下电工、欧姆龙,德国的西门子,法国的施耐德等。 生产的 PLC品种
5、繁多,产品的更新换代也极快, 著名的生产公司几乎每12年即 可推出一种新产品。 PLC的结构不断改进, 功能日益增强, 性能价格比越来越高。 展望未来, PLC在规模和功能上正朝着两个方向发展。一方面,大型PLC不断向 大容量、高速度、多功能的方向发展, 能取代工业控制微机对大规模复杂系统进 行综合性的自动控制。另一方面,小型PLC向超小型、简易、廉价方向发展,能 真正完全取代最小的继电接触器系统,适应单机、数控机床和工业机器人等领域 的控制要求。 另外,不断增强 PLC的联网通信功能, 便于分散控制与集中控制的 实现;大力开发智能 I/O 模块,极大地增强 PLC的过程控制能力, 提高它的适
6、应 性和可靠性;不断使PLC的编程语言与编程工具向标准化和高级化方向发展。 2.2 PLC 的应用领域 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, 同时日常维护也变得容易起来, 更重要的是使同 5 一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、 小批量的生 产场合。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行业,使用情况主要分 为如下几类 : (1) 开关量逻辑控制 取代传统的继电器控制电路, 实现逻辑控制、 顺序控制, 既可用于控制单台 设备,
7、也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合 机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 (2) 工业过程控制 在工业生产过程当中,存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变 化的量 ( 即模拟量 ) ,PLC 采用相应的 A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程 序来处理模拟量,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一 种调节方法。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。 (3) 运动控制 PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块, 如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块,广泛用于各种机械
8、、 机床、机器人、电梯等场合。 2.3 PLC 基本组成 可编程控制器的构成框图和计算机是一样的,都由中央处理器 (CPU ) 、存贮 器和输入 / 输出接口等构成。因此,从硬件结构来说,可编程控制器实际上就是 计算机,从图 2-1 中可以看出 PLC内部主要部件有 : (1)CPU CPU是 PLC的核心,起神经中枢的作用。每台PLC至少有一个 CPU ,它按 PLC 的系统程序赋予的功能接收并存储用户程序和数据,诊断电源和 PLC内部电路的 工作状态和编程过程中的语法错误等。当PLC投入运行时, CPU首先以扫描的方 式采集由现场输入装置善恶的状态或数据,并存入输入映像寄存区或数据存储器
9、中,然后从用户程序存储器中逐条读取指令,经过命令解释后按指令的规定执行 数据的传送、 逻辑或算数运算, 并更新输出映像寄存区或数据寄存器的内容。等 所有的用户程序执行完毕之后, 最后将输出映像寄存区的各输出状态或数据寄存 器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环直到停止运行。 6 CPU 主要包括运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及 状态总线构成,CPU 单元还包括外围芯片、 总线接口及有关电路。 控制器控制 CPU 的工作,岂它读取指令、 解释指令及执行指令。 但 CPU 的工作节奏同振荡信号控 制。运算器用于进行数字或逻辑运算,它在控制器的指挥下工作。 寄存器参与运 算,
10、并存储运算的中间结果,它也需要在控制器的指挥下工作。 PLC常用的 CPU 主要采用通用微处理器、单片机或双极型位片式微处理器。 通用的微处理器常用的是8 位机和 16 位机,如 Z80A 、8085、8086、6502、M6800 、 M6809 、M68000等。单片机常用的有8039、8049、8031、8051 等。双极型位片 式微处理器常用的有AMD2900 、AMD2903 等。 (2)存储器 PLC的存储器分为系统程序存储器和用户存储器。 系统程序存储器用以存放系统工作程序(监控程序)、模块化应用功能子程 序、命令解释功能子程序的调用管理程序,?以及对应定义( I/0 、内部继电
11、器、 计时器、计数器、移位寄存器等存储系统)参数等功能。 用户存储器用以存放用户程序即存放通过编程器输入的用户程序。PLC的用 户存储器通常以字( 16 位/ 字)为单位来表示存储容量。同时,由于前面所说的 图 2-1 PLC 的基本组成 7 系统程序直接关系到PLC的性能,不能由用户直接存取。 因而通常 PLC产品资料 中所指的存储器型式或存储方式及容量,是对用户程序存储器而言。 常用的用户存储方式及容量型式或存储方式有CM0SRAM,EPR0M 和 EEPR0M。 信息储存常用盒式磁带和磁盘。 CM0SRAM存储器是一种中高密度、低功能、价格便宜的半导体存储器,可用 锂电池作为备用电源。
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