【正文】 .................................... 31 程序的構(gòu)成 ................................................................................... 32 程序的下載、安裝和調(diào)試 ........................................................... 34 第 5 章 結(jié) 論 ......................................................................................................... 36 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 37 致 謝 ....................................................................................................................... 39 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒 論 課題背景 隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人民物質(zhì)文化生活水平日益提高， 隨著工業(yè)自動(dòng)化的普及和發(fā)展 ,控制器的需求量逐年增大。為了改變落后的生產(chǎn)狀態(tài) ,緩解日趨緊張的供求關(guān)系 ,我們研究 了多功能天車。 。 新中國(guó)成立特別是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)取得了舉世矚目的偉大成就。同時(shí)，必須清醒地看到，我國(guó)正處于并將長(zhǎng)期處于社會(huì)主義初級(jí)階段。全面建設(shè)小康社會(huì)，既面臨難得的歷史機(jī)遇，又面臨一系列嚴(yán)峻的挑 戰(zhàn)。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)過(guò)度依賴能源資源消耗，環(huán)境污染嚴(yán)重；經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不合理，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展滯后；自主創(chuàng)新能力較弱，企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益有待提高。在擴(kuò)大勞動(dòng)就業(yè)、理順?lè)峙潢P(guān)系、提供健康保障和確保國(guó)家安全等方面，有諸多困難和問(wèn)題亟待解決。從國(guó)際上看，我國(guó)也將長(zhǎng)期面臨發(fā)達(dá)國(guó)家在經(jīng)濟(jì)、科技等方面占有優(yōu)勢(shì)的巨大壓力。為了抓住機(jī)遇、迎接挑戰(zhàn)，我們需要進(jìn)行多方面的努力，包括統(tǒng)籌全局發(fā)展，深化體制改革，健全民主法制，加強(qiáng)社會(huì)管理等。與此同時(shí)，我們比以往任何時(shí)候都更加需要緊緊依靠科技進(jìn)步和創(chuàng)新，帶動(dòng)生產(chǎn) 力質(zhì)的飛躍，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。 進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中大國(guó)，加快科學(xué)技術(shù)發(fā)展、縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，還需要較長(zhǎng)時(shí)期的艱苦努力，同時(shí)也有著諸多有利條件。中華民族擁有 5000 年的文明史，中華文化博大精深、兼容并蓄，更有利于形成獨(dú)特的創(chuàng)新文化。只要我們?cè)鰪?qiáng)民族自信心，貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，深入實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，奮起直追、迎頭趕上，經(jīng)過(guò) 15年乃至更長(zhǎng)時(shí)間堅(jiān)韌不拔的艱苦奮斗，就一定能夠創(chuàng)造出無(wú)愧于時(shí)代的輝煌科技成就。 科技工作的指導(dǎo)方針是：自主創(chuàng)新，重點(diǎn)跨越，支撐發(fā)展，引領(lǐng)未 來(lái)。自主創(chuàng)新，就是從增強(qiáng)國(guó)家創(chuàng)新能力出發(fā)，加強(qiáng)原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新。重點(diǎn)跨越，就是堅(jiān)持有所為、有所不為，選擇具有一定基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)、關(guān)系國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全的關(guān)鍵領(lǐng)域，集中力量、重點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。支撐發(fā)展，就是從現(xiàn)實(shí)的緊迫需求出發(fā)，著力突破重大關(guān)鍵、共性技術(shù)，支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。引領(lǐng)未來(lái)，就是著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，超前部署前沿技術(shù)和基礎(chǔ)研究，創(chuàng)造新的市場(chǎng)需求，培育新興產(chǎn)業(yè)，引領(lǐng)未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。這一方針是我國(guó)半個(gè)多世紀(jì)科技發(fā)展實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的概括總結(jié)，是面向未來(lái)、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 的重要抉擇。 要把提高自主創(chuàng)新能力擺在全部科技工作的突出位置。在對(duì)外開(kāi)放條件下推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，必須認(rèn)真學(xué)習(xí)和充分借鑒人類一切優(yōu)秀文明成果。改革開(kāi)放 20 多年來(lái)，我國(guó)引進(jìn)了大量技術(shù)和裝備，對(duì)提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要作用。但是，必須清醒地看到，只引進(jìn)而不注重技術(shù)的消化吸收和再創(chuàng)新，勢(shì)必削弱自主研究開(kāi)發(fā)的能力，拉大與世界先進(jìn)水平的差距?？傊?，必須把提高自主創(chuàng)新能力作為國(guó)家戰(zhàn)略，貫徹到現(xiàn)代化建設(shè)的各個(gè)方面，貫徹到各個(gè)產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和地區(qū)，大幅度提高國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總體目標(biāo)是：自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng) ，科技促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的能力顯著增強(qiáng)，為全面建設(shè)小康社會(huì)提供強(qiáng)有力的支撐；基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)研究綜合實(shí)力顯著增強(qiáng)，取得一批在世界具有重大影響的科學(xué)技術(shù)成果，進(jìn)入創(chuàng)新型國(guó)家行列，為在本世紀(jì)中葉成為世界科技強(qiáng)國(guó)奠定基礎(chǔ)，形成比較完善的中國(guó)特色國(guó)家創(chuàng)新體系。 企 業(yè)現(xiàn) 代化生 產(chǎn)規(guī) 模的不 斷擴(kuò) 大和深化，使得生 產(chǎn) 物的 輸 送成 為 生 產(chǎn) 物流系統(tǒng) 中的一 個(gè) 重要 環(huán)節(jié) 。 運(yùn) 料小 車 自 動(dòng) 控制正是用 來(lái)實(shí)現(xiàn)輸 送生 產(chǎn) 物的控制系 統(tǒng) ，隨 著 PLC 的 發(fā) 展， 國(guó) 外生 產(chǎn)線 上的 運(yùn)輸 控制系 統(tǒng) 非常廣泛的采用 該 控制系 統(tǒng) ，而且有些制造 廠還開(kāi)發(fā)研 制了出了 專 用的 邏 輯處 理控制芯片，我 國(guó) 的大部分工控企業(yè) 的 運(yùn) 料小 車 自 動(dòng) 控制系 統(tǒng) 都是 從國(guó) 外引 進(jìn) 的，成本高， 為 了 滿 足 現(xiàn) 代化生 產(chǎn) 流通的需要， 讓 PLC 技 術(shù)與 自 動(dòng) 化技 術(shù) 相 結(jié) 合，充分的利用到我 國(guó) 的工控企 業(yè) 生 產(chǎn)線 上， 讓該 系 統(tǒng) 在各 種環(huán) 境下都能 夠 工作，而且成本低，易控制，安全可 靠，效率高。 運(yùn)料車的發(fā)展現(xiàn)狀 由于 PLC 的不 斷發(fā) 展和革新，使得生 產(chǎn)線 的 運(yùn)輸 控制也 將 得到不 斷 的改善和生 產(chǎn) 率的不 斷 提高， 運(yùn) 料小 車 控制 經(jīng)歷 了以下幾 個(gè)階 段： （ 1）手 動(dòng) 控制：在 20 世 紀(jì) 60 年代末 70 年代初期，便有一些工 業(yè) 生 產(chǎn) 采用 PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn) 料小 車 的控制，但是由于 當(dāng)時(shí) 的技 術(shù)還 不 夠 成熟，只能 夠 用手 動(dòng) 的方式來(lái) 控制機(jī)器，而且早期 運(yùn) 料小 車 控制系 統(tǒng) 多 為繼電 器一接 觸 器 組 成的 復(fù)雜 系 統(tǒng) ，這種 系 統(tǒng) 存在 設(shè)計(jì) 周期 長(zhǎng) 、體 積 大、成本高等缺陷，幾乎無(wú) 數(shù) 據(jù) 處 理和通信功能，必 須 有 專 人 負(fù)責(zé) 操作。 （ 2）自 動(dòng) 控制：在 20 世 紀(jì) 80 年代，由于 計(jì) 算機(jī)的價(jià)格下降， 這時(shí) 的大型工控企業(yè)將 PLC 充分的 與計(jì) 算機(jī)相 結(jié) 合，通 過(guò) 機(jī)器人技 術(shù) ，自 動(dòng) 化 設(shè)備終 于 實(shí)現(xiàn) 了 PLC在 運(yùn) 料小 車 控制系 統(tǒng) 在自 動(dòng) 方面的 應(yīng) 用。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 （ 3）全自 動(dòng) 控制： 現(xiàn)階 段，由于 PLC 技 術(shù) 的向高性能 高速度、大容量 發(fā) 展大型PLC 大多采用多 CPU結(jié)構(gòu) ，不 斷 向高性能、高速度和大容量方向 發(fā) 展。 將 PLC 運(yùn) 用到 運(yùn) 料小 車 控制系 統(tǒng) ，可 實(shí)現(xiàn)運(yùn) 料小 車 的全自 動(dòng) 控制，降低系 統(tǒng) 的 運(yùn) 行 費(fèi) 用。 PLC運(yùn) 料 小 車 自 動(dòng) 控制系 統(tǒng) 具有 連線簡(jiǎn)單 控制速度快，精度高，可靠性和可 維護(hù) 性好，維 修和改造 方便等 優(yōu) 點(diǎn) 。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 2章 可編程控制器（ PLC）概況 PLC 的定義 國(guó)際電工委員會(huì) (International Electrical Committee IEC),1987年的第三版對(duì) PLC作了如下的定義 : PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì) 算和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 可編程控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無(wú)異?？删幊绦蚩刂破髦饕?CPU(中央處理單元 )存儲(chǔ)器 (RAM和 EPROM),輸入 /輸出模塊 (簡(jiǎn)稱為 I/O模塊 )、編程器和電源五大部分組成。近年來(lái)發(fā)展極為迅速、應(yīng)用面極廣的工業(yè)控制裝置。它按照成熟而有效的繼電器控制概念和設(shè)計(jì)思想，利用不斷發(fā)展的新技術(shù)、新電子器件，逐步形成了具有特色的各種系列產(chǎn)品。 PLC 的發(fā)展 1968年美國(guó) GM（ 通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，并公開(kāi)招標(biāo)提出十項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn) : (1)編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序； (2)維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)； (3)可靠性高于繼電器控制裝置； (4)體積小于繼電器控制裝置； (5)數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)； (6)成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)； (7)輸入可以是交流 115V； (8)輸出為交流 115V, 2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等； (9)在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更； (10)用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到 4K。 1969年，美國(guó)數(shù)字公司 (DEC)研制出了第一臺(tái)可編程 序控制器，滿足了 GM公司裝配線的要求。這種新型的工業(yè)控制裝置簡(jiǎn)單易懂、操作方便、可靠性高、通用 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 靈活、體積小、使用壽命長(zhǎng)，很快在美國(guó)其它工業(yè)領(lǐng)域推廣使用。隨著集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已有了第五代 PLC產(chǎn)品。 PLC 的特點(diǎn) （ 1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F系列 PLC 平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá) 30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無(wú)故障工作時(shí) 間則更長(zhǎng)。從 PLC 的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。 （ 2） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái) PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 （ 3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編 語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。 （ 4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。 （ 5） 體積小，重量輕，能耗低 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 PLC 的基本組成和各 部分作用 PLC 是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)基本相同。按結(jié)構(gòu)形式的不同， PLC 可分為整體式和組合式兩類。 圖 PLC 的組成框圖 整體式 PLC 是將中央處理單元 (CPU)、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機(jī)。另外還有獨(dú)立的 1/0 擴(kuò)展單元與主機(jī)配合使用。主機(jī)中， CPU 是 PLC 的核心， 1/0 單元是連接 CPU與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的接口電路，通信接口用于 PLC 與編程器和上位機(jī)等外部設(shè)備的連接。 組合式 PLC 將 CPU 單元、輸入單元、輸出單元、智能 1/0 單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過(guò)底板上的總線相互聯(lián)系。裝有 CPU 單元的底板稱為 CPU 底板，其它稱為擴(kuò)展底板。 CPU 底板與擴(kuò)展底板之間通過(guò)電纜連接，距離一般不超過(guò) PLC，都可以根據(jù)需要進(jìn)行配置與組合。 中央處理單元 (CPU)： CPU 在 PLC中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，它是 PLC 的運(yùn)算、控制中心。它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務(wù) : (1) 接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)； (2) 診斷電源、 PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和 編程的語(yǔ)法錯(cuò)誤 ； (3) 用掃描的方式接收輸入信號(hào)，送入 PLC的數(shù)據(jù)寄存器保存起來(lái) ； ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 (4) PLC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進(jìn)行解釋和執(zhí)行，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作 ； (5) 將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。 現(xiàn)代 PLC 使用的 CPU 主要有以下幾種 : (