毕业设计传送带PLC设计

2011年4月1日

目 录

一、引言

1.1

1.2 PLC简介

二、三层传送带PLC总体设计方案 2.1系统的基本组成 2.2工作原理及过程 2.3工作示意图 三、PLC程序设计 3.1I/O分配

3.2基于PLC的三层传送带配料小车系统梯形图 3.3基于PLC控制的三层传送带配料小车系统程序指令表 3.4 PLC外部接线图 四、程序运行调试

设计心得

致 谢 参考文献

一、 引 言 1.1

二十世纪九十年代以来，计算机的不断发展引发了各个领域的革命性变革。随着微处理器，计算机技术和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到几乎所有的工业领域 。现代社会要求制造业对市场需求做出迅速的反应，生产出小批量多，品种，多规格，低成本和高质量的产品。为满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵敏性。可编程序控制器正是顺应这一要求出现的，它是已微处理器为基础的通用控制装置。工厂自动化及传送系统也深受其影响，使得现代工厂自动化程度和信息集成程度的要求也越来越高。为了适应现代自动化传送的要求，PLC控制逐渐取代继电接触器控制成为传送控制的主要环节，使控制系统更加安全、迅速、可靠。PLC的推广应用在我国得到迅猛的发展，它已经广泛应用在各种机械设备和生产过程的电气控制装置中。了解PLC的工作原理，具备设计，调试和维护PLC控制系统的能力，已成为现代工业对电气技术人员的基本要求。

1.2 PLC简介

PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在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英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:

一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。“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。”

1.2.1 PLC控制的的优点

1．采用PLC控制则PLC采用了计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，要改变控制逻辑只需改变程序，因而很容易改变或增加系统功能。系统连线少、体积小、功耗小，而且PLC所谓“软继电器”实质上是存储器单元的状态，所以“软继电器”的触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好LC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，这种工作方式称为串行工作。

2．PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序。PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度快，程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。

3．PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围宽，用户可根据需要在程序中设定定时值，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能，而电器控制系统一般不具备计数功能。PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、可靠性高，PLC还具有自诊断功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序的执行情况，

为现场调试和维护提供了方便。

1.2.2 PLC的组成与基本结构

PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，从广义上讲，PLC也是一种计算机系统，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的输入/输出接口，具有更适用于控制要求的编程语言，具有更适应于工业环境的抗干扰性能。因此，PLC是一种工业控制用的专用计算机，它的实际组成与一般微型计算机系统基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。

a)PLC的硬件系统

PLC的硬件系统由主机系统（如图1）、输入/输出扩展环节及外部设备组成。

图1 PCL主机系统

b)PLC的软件系统主要包括系统程序和用户程序。

1.2.3 PLC的工作原理

可编程控制器是一种专用的工业控制计算机，其工作原理与计算机控制系统

的工作原理基本相同。

PLC是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描，并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。一个扫描周期（工作周期）主要分为以下几个阶段：

a) 输入采样扫描阶段

b) 执行用户程序扫描阶段 c) 输出刷新扫描阶段

在输出刷新阶段结束后，CPU进入下一个扫描周期，重新执行输入采样，周而复始。

二、三层传送带PLC设计方案

2.1系统的基本组成

该系统主要由小车，料斗，三层传送带，开关按钮箱，以及各步运行的指示灯构成。

2.2工作原理及过程

物料由料斗经过传送带M1、M2、M3，依次传送后到达指定位置。具体如下：绿灯亮表示小车可进入装料，红灯相反。小车进入装料到达指定位置，按下启动按钮S1，传送带M3开始动作，过三秒，M2开始动作，最后M1指示灯亮表示M1也已运作，此时传送带全部启动，此时料斗可以开始动作，三秒后物料从料斗中放出，最后物料落入货车中。当小车物料快装满时，先按料斗停止按钮S2，随即显示灯L1熄灭，停止料斗工作的同时，按下传送带停止开关S3，传送带M1随即停止工作，其指示灯Y1熄灭，随后传送带M2,M3,间隔三秒依次停止工作，其指示灯依次熄灭，传送带全部停止工作，此时按下按钮S5，系统恢复初始状态。

同时此系统也考虑到了意外情况的发生，也就是某一时刻传送带M1、M2、M3中的任何一条传送带断裂，可以按下急停按钮S4，此时整个系统瞬间停止工作，即M1-M3、L1四个指示灯瞬间熄灭，实现对此系统紧急停止。

2.3工作示意图

具体工作示意图如下：

图2基于PLC三层传送带配料小车系统工作示意图

三、PLC程序设计 3.1I/O分配

根据控制要求，该系统有5个输入，6个输出，各元件的I/O如下表：

图3 I/O分配表

3.2基于PLC的三层传送带配料小车系统梯形图

图4基于PLC的三层传送带系统梯形图

3.3基于PLC控制的三层传送带配料小车系统程序指令表

0 LD M8002 1 0R M0 2 ANI X5 33 ANI M4 34 ANI T3 35 OUT Y2 3 OUT M0 4 LD M0 5 0R Y4 6 ANI M1 7 OUT Y4 8 LD M0 9 OR Y5 10 AND M1 11 OUT Y5 12 LD M0 13 AND X1 14 OR M1 15 ANI X5 16 OUT M1 17 OUT T0 K30 20 OUT T1 K30 23 OUT T2 K90 26 LD M1 27 OR Y3 28 ANI M4 29 ANI T4 30 OUT Y3 31 LD T0 32 OR Y2

36 LD T1 37 OR Y1 38 ANI M4 39 ANI M3 40 OUT Y1 41 LD T2 42 OR Y0 43 ANI M4 44 ANI M2 45 OUT Y0 46 LD M0 47 AND X2 48 OR M2 49 ANI X5 50 OUT M2 51 LD M0 52 AND X3 53 OR M3 54 ANI X5 55 OUT M3 56 OUT T3 K30 59 OUT T4 K60 62 LD M0 63 AND X4

64 OR M4 65 ANI X5

66 OUT M4 67 END

3.4 PLC外部接线图

图5基于PLC的三层传送带 PLC外部接线

四、程序运行调试及结果

在电脑上安装GX-Developer软件，程序编号后，将程序输入GX-Developer软件中，在电脑上进行初步仿真调试。

（1）先将PLC程序传入程序控制器中。

（2）根据设计的要求，对各个输入I/O口给信号处理，再看各个输出口是否有相应的输出（相应的输出用指示灯来表示，即有输出灯就亮），如果没有按照设计要求输出，对程序进行更改，直到各输出口有相应的输出。

（3）如果条件允许的话，可以进行实例调试，最终使整个系统能准确、可靠的工作。

设计心得

通过这次PLC课程设计实践，我进一步巩固了PLC的基础知识，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解，只有对理论知识熟悉掌握，方能灵活使用。在没有做实践设计以前，我们对知识的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序用到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。这样，我就只能一个一个问题的去解决，通过查阅资料或者是请教同学，一次一次的调试程序，最后达到设计要求。使得我对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

最后通过本次课程设计，使我了解了PLC控制技术在工业应用和工业生产中的重要地位；通过本次课程设计，使我更深刻的理解了PLC的编程思想，也能更好的将所学知识应用到实践中动。因此学好这门课程对以后的发展有举足轻重的地位。

致 谢

时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。在这个美好的季节里，我在电脑上敲出了最后一个字，心中涌现的不是想象已久的欢欣，却是难以言喻的失落。是的，随着毕业设计的终结，意味着我生命中最纯美的学生时代即将结束，尽管百般不舍，但我还会用笑脸来迎接这一天的到来。

三年寒窗，我之所以收获了丰厚的知识，是因为学院有一个良好的学习环境，同时也很庆幸这些年来我遇到了许多恩师，他们有着独特的教学风格和认真负责，严谨求实的教学作风，勇于探索的工作态度,使我端正了我的学习态度，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，使我受益匪浅。他们无论在学习上、生活上还是工作上都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在诸多方面都有所成长。感恩之情难以用语言量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。在这给您说声： “老师您辛苦了”。特别是在整个毕业设计过程期间，我得到了贾耀增老师的认真指导。

还要感谢我的同学，在我毕业设计过程中，当我遇到不懂的问题向他们请教时，他们总是认真的给我讲解，在这要特别感谢我的同学们，在这三年中给了我很多的帮助。

还有许多人，也许他们只是我生活中匆匆的过客，但他们对我的支持和帮助依然在我记忆中留底了深刻的印象。在此无法一一罗列，但对他们，我始终心怀感激。最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢！

参考文献

[1]电气控制与PLC应用 人民邮电出版社 郭艳萍 2007 [2]工厂电气控制技术 高等教育出版社 张运波 2007 [3]可编程序控制器应用教程 中国水利水电出版社 台 方 2001 [4]可编程控制器应用技术 机械工业出版社 田瑞庭 1994 [5]三菱电机.FX1S,FX1N,FX2N,FX2NC,编程手册 2002