1、漢口學院學士學位畢業論文論文題目： PLC自動定位技術 學生姓名： 葉 鐘 學 號： 2011912077 專業名稱： 電子信息工程 指導教師姓名： 何錫武 指導教師職稱： 教授 二0 15 年 月 日 漢口學院學士學位論文原創性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文是本人在導師指導下獨立進行研究工作所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。學位論文作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保障、使用學位論文的規定，同意學校保留并向有關學位論文管理部門

2、或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權省級優秀學士學位論文評選機構將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1、保密 ，在_年解密后適用本授權書。2、不保密 。（請在以上相應方框內打“”）學位論文作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日目錄內 容 摘 要1關 鍵 詞1Abstract1Keywords11 緒論2 1.1 課題的提出背景2 1.2 運料小車的發展概況2 1.2.1手動控制2 1.2.2自動控制2 1.2.3全自動控制2 1.3 本課題的主要工作22可編程

3、控制器（PLC）概述3 2.1 PLC的特點3 2.1.1編程方法簡單易學3 2.1.2 通用性強，適應性強3 2.1.3 可靠性高，抗干擾能力強3 2.2系統的設計、安裝、調試工作量少33 運料小車控制系統及硬件選型設計5 3.1系統的運行方式5 3.2控制系統的方案設計5 3.3方案論證5 3.4系統的控制原理6 3.5 PLC選型7 3.6系統資源分配7 3.6.1 I/O地址分配7 3.6.2 數字量輸入部分7 3.6.3 數字量輸出部分8 3.6.4 內部繼電器部分84 基于PLC的運料小車控制系統的硬件設計9 4.1 系統工作原理分析9 4.2設備控制要求9 4.3 系統硬件設計9

4、 4.4 系統控制流程115 系統程序仿真調試13 5.1 控制系統的調試13 5.1.1編程軟件13 5.1.2 程序的構成13 5.1.3 程序的下載安裝和調試14 5.2 本章主要完成的工作及總結16參考文獻17致謝18內 容 摘 要： 近年來，隨著科學技術的進步和微電子技術的迅速發展，可編程序控制技術已廣泛應用于自動化控制領域，可編程序控制器（PLC）以其高可靠性和操作簡便等特點，已經形成了一種工業趨勢。集合繼電器接觸器控制技術、計算機技術和通訊技術而生產的可編程控制器是應用于工業控制領域的一種新興起的通用控制裝置。可編程控制器因其安全可靠，能適應多種復雜的工作環境并且簡單易行，而被自

5、動化相關領域人士所接受。本文設計了一種由PLC控制的運料小車，該小車能在裝料站完成裝料過程，然后根據5個卸料站點的呼叫信號運行到相應呼叫站點進行卸料，卸料完成之后返回裝料站等待下一個呼叫信號。本文對小車的控制系統經行了詳細設計，其中包括硬件系統和軟件系統，并結合三菱PLC編程軟件GX Developer ,對系統程序經行了仿真分析。關鍵詞： PLC，運料小車，控制系統Abstract: In recent years, with the scientific and technological progress and rapid development of microelectronic

6、technology, programmable control technology has been widely used in automation and control, programmable logic controller (PLC) for its high reliability and simple operation, has been formation of an industry trend. Programmable controller is a new type of universal control devices, it will traditio

7、nal relay - contact or control technology, computer technology and communication technology integration, designed specifically for industrial control, this new automatic control device to the general its high reliability, strong work environment is very easy adaptability and performance, by the auto

8、mation of technical staff in general.In this paper, a PLC control car transporter, the car in the loading station to complete the loading process, and then run according to the five discharge site call signal to the corresponding call site discharge, after the completion of the discharge Returning A

9、ssemblies feed station waits for the next call signal. The detailed design of the control system of the car line, including hardware and software systems, combined with Mitsubishi PLC programming software GX Developer, the system program line simulation analysis. Keywords: PLC，transporter cart，contr

10、ol system01緒 論 1.1 課題的提出背景 新中國成立后，借著改革開放的春風，我國在社會主義現代化建設方面取得了很大的建樹。但機遇同樣伴隨著挑戰，經濟的快速增長以消耗能源資源，并給環境造成較大污染為代價，我們比以往任何時候都更加需要緊緊依靠科技進步和創新，帶動生產力質的飛躍，推動經濟社會的全面、協調、可持續發展。21世紀以來，我國作為世界上最大的發展中國家，認識到我們在科技領域方面與發達國家尚有距離。中國有著悠久的文化，向西方學習，集其它文化之所長，向前不斷發展。經過15年乃至更長時間的艱苦奮斗，就一定能夠創造出無愧于時代的輝煌科技成就。 1.2 運料小車的發展概況隨著PLC技術的越

11、來越成熟，工業生產上的運輸控制有了很大的改觀并且提高了生產率，運料小車控制經過了下列幾個歷程 1.2.1手動控制 早在上世紀60年代，一些工業生產嘗試通過PLC對運料小車進行控制，因為那時的技術條件有限，不得不手動控制機器，而且早期的運料小車多是由繼電器接觸器控制的，這種控制系統設計周期長，龐大，費用昂貴，幾乎無法處理數據和進行通信，須得有專門的人操作才行。 1.2.2自動控制上世紀80年代以來，因為計算機價格下降，這時的工控企業利用PLC與計算機相結合，對運料小車系統進行控制。自動化設備終于實現了PLC在運料小車控制系統在自動方面的應用。 1.2.3全自動控制當前，PLC技術的發展越來越高性

12、能化、高速度化、大容量化，通過PLC可對運料小車進行全自動控制，而且連線簡單控制速度快，精確，維修容易。 1.3 本課題的主要工作介紹了可編程序控制器（PLC），詳細闡述運料小車系統的軟件設計。最后是調試結果和小結，了解系統是怎樣運行的和PLC的發展前景。1 2可編程控制器（PLC）概述 2.1 PLC的特點 2.1.1編程方法簡單易學 梯形圖語言的電路符號與表達方式非常接近于繼電器電路原理圖，利用可編程控制器的二十幾條開關量邏輯控制指令同樣能完成繼電器電路的功能。憑借翻閱可編程控制器的使用說明和短期的培訓，電氣技工只要短短幾天就能夠熟悉梯形圖語言，用來制作用戶程序。簡易編程器的操作和使用也很

13、簡單。上述特點是可編程序控制器近年來獲得迅速普及的原因之一。工廠的自控和電氣人員根據被控設備的具體情況，用他們最容易掌握的梯形圖語言編制用戶程序。因此，即使不熟悉電子線路、不懂計算機原理和匯編語言的人，在自動化領域也大有用武之地，在計算機時代也可大顯身手。 2.1.2 通用性強，適應性強可編程控制器采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令。因為可編程控制器具有系列化和模塊化的特點，恰當的硬件配置，能組成相應的控制系統來滿足各種控制要求。在確定硬件配置后，經過對用戶程序進行修改，以適應變化的工業環境。 2.1.3 可靠性高，抗干擾能力強大部分

14、用戶在選擇控制裝置前都會把可靠性作為首要的考慮因素。可編程控制器在硬件和軟件上采取了很多的抗干擾的辦法，可以在各種復雜的工業環境下工作。例如FX系列可編程序控制器在幅度為1000V、寬度1µs的脈沖干擾下能可靠地工作。從實際的使用情況來看，用戶對可編程序控制器的可靠性都相當滿意。傳統的繼電器系統中易發生問題的觸點和接線被可編程控制器用軟件取代，才使得其具有高可靠性。 2.2系統的設計、安裝、調試工作量少可編程控制器利用軟件取代了傳統的繼電器、計數器等電子器件，從而很大程度上減輕了控制柜的設計、安裝、接線的任務量。設計梯形圖相較設計繼電器3 電路圖更加省時。4 3 運料小車控制系統及硬

15、件選型設計 3.1系統的運行方式如圖3.1圖3.1運料小車運行方式 3.2控制系統的方案設計運料小車在自動化生產線上運動的控制方案如下:（1）、按下啟動按鈕,系統開始工作，按下停止按鈕，系統停止工作；（2）、當小車當前所處停靠站的編碼小于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車向右運行，運行到呼叫按鈕HJ所對應的停靠站時停止；（3）、當小車當前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車向左行，運行到呼叫按鈕HJ所對應的停靠站時停止；（4）、當小車當前所處停靠站的編碼等于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車保持不動；（5）、呼叫按鈕開關HJ1-HJ5應具有互鎖功能，先按下者優先。 3.3方案論證工廠運輸是協調生產的

16、重要環節和工廠設施的重要組成部分，它的效率直接影響生產成本及生產率。手推運料小車需人為動力，勞動強度大，運輸效率低。5 PLC運料小車電氣控制系統具有連線簡單，控制速度快，精度高，可靠性和可維護性好，安裝、維修和改造方便等優點，不增加外部控制電器即可實現任意復雜邏輯控制等特點，實現了運料小車的智能控制。 3.4系統的控制原理 控制部分：采用大規模集成電路制作的微處理器和存儲器，執行按照被控對象要求編制程序，并存入程序存儲器中，完成控制任務，產生控制信號輸出，驅動輸出設備工作。根據運料小車隨機運動控制的要求，可將5個行程開關賦予不同的值；當操作者按了某個按鈕時，就將該按鈕的值送到內部輔助繼電器通

17、道。系統的控制結構原理圖如圖3.2所示啟動按鈕停止按鈕5個呼叫按鈕5個行程開關三菱 P L C三相異步電動機變頻器圖3.2運料小車控制系統圖 3.5PLC選型 合適的電壓等級可提高PLC的抗干擾能力:主機用戶內存容量的大小對設備費的影響不大，故建議內存容量可選大一些。通過對各方因素的考慮以及對目前市面上PLC產品的考察，本文選用三菱PLC，具體型號為FX-1N。FX-1N具體性能參數如下：輔助繼電器：1536點；定時器：256點；計數器：235點；數據寄存器：8000點；基本指令：0.55-0.7s/指令；應用指令：3.7-100s/指令。 3.6系統資源分配 3.6.1 I/O地址分配由于C

18、PU模塊有14點數字量輸入，10點數字量輸出，所以不再需要I/O模塊。 3.6.2 數字量輸入部分具體的輸入分配如表3.1所示。表3.1 輸入地址分配輸入地址對應的外部設備X000啟動按鈕開關X001停止按鈕開關X0021號站呼叫按鈕開關X0032號站呼叫按鈕開關X0043號站呼叫按鈕開關X0054號站呼叫按鈕開關X0065號站呼叫按鈕開關X0071號站行程開關7 X102號站行程開關X0113號站行程開關X0124號站行程開關X0135號站行程開關表3.1輸入地址分配表 3.6.3 數字量輸出部分這個控制系統需要控制的外部設備只有控制小車運動的三相電動機。具體的輸出分配表如表3.2所示。 輸

19、出地址對應外部設備Y000電機正傳繼電器Y001電機反轉繼電器Y002電機停車Y002裝料電機繼電器Y003卸料電機繼電器 表3.2 輸出分配表 3.6.4 內部繼電器部分內部繼電器地址分配如表3.3所示。內部繼電器地址功能說明M0小車運行停止M11號站呼叫M22號站呼叫M33號站呼叫M44號站呼叫M55號站呼叫M6有呼叫信號M7小車途徑站編號呼叫站編號M8小車途徑站編號裝料站編號表3.3內部繼電器地址分配表8 4 基于PLC的運料小車控制系統的硬件設計 4.1 系統工作原理分析 經分析，運料小車的整個工作過程如圖4.1所示：開始按下啟動開關，小車停在裝料站等待，系統檢測到呼叫信號，裝料站電機

20、運行開始裝料，同時定時器T0開始計時，當計時滿120S時，小車右行，系統檢測到途徑站點編碼為呼叫站點編碼，小車停止，卸料電機工作開始卸料，同時定時器T0開始計時，當計時滿120S時，小車左行，系統檢測到途徑站點編碼為裝料站點編碼，小車停止等待，如此循環往復。 圖4.1運料小車示意圖 4.2設備控制要求運料小車應實現的功能及控制要求如下：實現一處裝料、多處卸料（不少于四處）的小車自動運料。當沒有呼叫信號時小車停在裝料處等待呼叫信號。經分析，運料小車在自動化生產線上運動的控制方案如下：（1）按下啟動按鈕，系統開始工作，按下停止按鈕，系統停止工作；（2）當小車當前沒有接收到呼叫信號時，小車原地等待直

21、至收到呼叫信號，呼叫按鈕開關應具有互鎖功能，先按下者優先。（3）當小車接收到呼叫信號時，裝料電機開啟，小車開始裝料，120s后，小車向右運行，運行到按對應的呼叫站時停止； （4）當小車停在呼叫站點時，卸料電機開啟，小車開始裝料，120s后，小車向左運行，運行到裝料站時停止；如此循環往復。 4.3 系統硬件設計系統硬件接線圖如圖4.2,4.3所示，9 圖4.2三項異步電動機正反轉主電路圖如圖4.2，當KM1閉合時電機正轉，當KM2閉合時電機反轉。10 圖4.3 PLC外部接線圖 4.4 系統控制流程根據系統控制要求，分析出系統控制流程圖如圖4.4所示，11 圖4.4系統控制流程圖5 系統程序仿真調試 5.1 控制系統的調試 5.1.1編程軟件編程軟件采用三菱公司的編程軟件GX-Developer,它支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設計，網絡參數設定，可進行程序的線上更改、監控及調試，具有異地讀寫PLC程序功能。