【文章內容簡介】 PLC＋ IPC 模式。 工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展對 PLC 有重要影響。以太網(wǎng)應用非常廣泛，與工業(yè)網(wǎng)絡相比，其成本非常低，為此，人們致力于將以太網(wǎng)引進控制領域。目前的挑戰(zhàn)在于 1)硬件上如合適應工業(yè)惡劣環(huán)境； 2)通訊機制如何提高其可靠。 畢業(yè)設計研究的原理和方 法 本次畢業(yè)設計的目的是設計 用于循環(huán)運輸機構需求的控制方案，該方案能夠控制此循環(huán)輸運機構自動完成運輸工作 ,從而減輕人工勞動，同時提高運輸效率，以獲得更高的市場效益。這就需要選擇最佳的設計方法，達到最佳狀態(tài)。 下面我們比較一下 PLC 與其他幾種控制系統(tǒng)的異同點。 PLC 與繼電接觸器控制系統(tǒng)的異同點 相同點：繼電器接觸器線圈與所連觸點的邏輯關系 ,和 PLC 的梯形圖中內部線圈與內部觸點的邏輯關系相同。 不同點： 1) 實現(xiàn)原理不同 繼電器接觸器是利用實際電磁線圈通電吸合，使觸點發(fā)生動作，用來完成控制任務， 有延時，設計和分析控制電路時必須考慮到這一特點。而 PLC 的內部繼電器（也稱為軟繼電器），它并不是真正的電磁線圈，而是電子元件，動作的時間極短，通常認為動作是瞬時完成的。 2) 工作方式不同 繼電接觸器控制系統(tǒng)用實際硬件電路實現(xiàn)，按并行方式工作，只要形成電流通路，幾個電器的動作就可能同時實現(xiàn)。而 PLC 是用程序實現(xiàn)內部線圈和觸點的邏輯關系，并通過循環(huán)掃描的方式工作。按先后順序執(zhí)行用戶程序，實現(xiàn)元件的邏輯控制關系，在任一時刻只能執(zhí)行一條指令，輸出點的刷新不是同時的。 常州信息職業(yè)技術學院 8 PLC 與計算機控制系統(tǒng)的異同點 相同點： 1) 基本結構相同 PLC 和計算機都是由 CPU、存儲器、輸入和輸出部分構成。有的部件（如存儲器）在二者中通用。 2) 程序執(zhí)行原理相同 PLC 和計算機都采用存儲程序，按地址訪問和順序執(zhí)行的基本工作思想，都是指令在內存中順序存放， CPU 從內存中順序取指令并執(zhí)行，直到最后一條指令。 不同點：工作方式不同 PLC 運行程序的方式與微型計算機相比有較大的不同，微型計算機運行程序時，一旦執(zhí)行到 END 指令，程序運行結束。而 PLC 從0000 號存儲地址所存放的第一條用戶程序開始，在無中斷活跳轉的情況下，按存儲地址號遞增的方向順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到 END 指令結束。然后再從頭開始執(zhí)行，并周而復始地重復，直到停機或從運行切換到停止工作狀態(tài)。而且 PLC 具有更強的與工業(yè)過程相連接的 I/O 接口；更適用于控制要求的編程語言；更適應于工業(yè)環(huán)境的抗干擾性能；更高的可靠性。 PLC 與單片機的區(qū)別 1）單片機是一種集成電路，而 PLC 是建立在單片機之上的產(chǎn)品，兩者不具有可比性。 2）單片機可以構成各種各樣的應用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大型均可，PLC 是單片機應用系統(tǒng)的一個特例。 3）不同廠家的 PLC 有相同的 工作原理，類似的功能和指標，有一定的互換性，質量有保證，編程軟件正朝標準化方向邁進。而單片機應用系統(tǒng)則是八仙過海，各顯神通，功能千差萬別，質量參差不齊，學習、使用和維護都很困難。 因此從工程角度來看，對單項工程或重復數(shù)極少的項目，采用 PLC 方案是明智、快捷的途徑，成功率高，可靠性好。對于量大的配套項目，采用單片機系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點，但對研發(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗要求高。也就是說單片機適合于研發(fā)， PLC 適合于應用！ 綜上控制系統(tǒng)的比較，再結合本課題的設計要求，可以看出， PLC 編程控制常州信息職業(yè)技術學院 9 是本課題的最佳控制系統(tǒng)設 計方法選擇。 畢業(yè)設計研究意義 本次畢業(yè)設計的研究意義主要有以下幾點： 首先本次畢業(yè)設計編制出的 循環(huán)運輸機構的控制方案， 可以自動并快速的實現(xiàn) 此循環(huán)輸運機構完成運輸工作 ,從而提高運輸效率獲得更高的市場效益，并可以有效緩解工作人員的工作強度。 同時，通過畢業(yè)設計可以 培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的設計思想， 利用整個 大學 階段所學 的 知識 ， 分析、解決 實際的工程設計 問題 ，提高自身的 實踐動手能力 。通過通過畢設中的文獻檢索和查找資料來提高自身獲取新知識的能力。 最后，通過本次畢設設計可以為將來從事 產(chǎn)品設計 類的工作 打下一定的實踐基礎 。 本次畢業(yè)設計的主要研究內容 畢業(yè)設計內容歸納為循環(huán)輸運機構電控系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計，具體包括：氣缸磁性開關選型，液壓缸行程開關選型，工作位置負載檢測開關選型， PLC系統(tǒng)組件選型，編制 PLC 輸入 /輸出分配表，編制梯形圖程序等。 本次畢設中運用大學期間所學的專業(yè)課程知識、理論和畢業(yè)實習中學到的實踐知識，正確地解決 開關選型， PLC 編程 等問題。具體設計流程如下： （ 1）分析被控對象并提出控制要求 詳細分析被控對象的工作流程及工作特點，了解被控對象機、電、液、氣之間的配合，提出被控對象對 PLC 控 制系統(tǒng)的控制要求，確定控制方案，擬定設計任務書。 （ 2）確定輸入／輸出設備 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設備（如：按紐、位置開關、行程開關及各種傳感器等）和輸出設備（如：接觸器、電磁閥、信號指示燈及其它執(zhí)行器等），從而確定與 PLC 有關的輸入 /輸出設備，以確定 PLC 的 I/O 點數(shù)。 （ 3）選擇 PLC PLC 選擇包括對 PLC 的機型、容量、 I/O 模塊、電源等的選擇 常州信息職業(yè)技術學院 10 （ 4）分配 I/O 點并設計 PLC 外圍硬件線路 分配 I/O 點：畫出 PLC 的 I/O 點與輸入 /輸出設備的連接圖或對應關系表。 （ 5）程序設計 程序 設計： ； ； 、故障診斷和顯示等程序；。 （ 6）聯(lián)機調試 聯(lián)機調試是將通過模擬調試的程序進一步進行在線統(tǒng)調。聯(lián)機調試過程應循序漸進，從 PLC 只連接輸入設備、再連接輸出設備、再接上實際負載等逐步進行調試。如不符合要求，則對硬件和程序作調整。通常只需修改部份程序即可。 全部調試完畢后，交付試運行。經(jīng)過一段時間運行，如果工作正常、程序不需要修改，應將程序固化到 EPROM 中，以防程序丟失。 （ 7）整理和編寫技術文件 技術文件包括設計任務書、開題報告、文獻翻譯、 PLC 程 序以及使用說明書等。 本次畢業(yè)設計采用的設計方法 本次畢業(yè)設計采用的設計方法如下： 1．獨立思考，繼承和創(chuàng)新 設計時要認真閱讀參考資料，集成或借鑒前人的設計經(jīng)驗和成果，但不能盲目地全面抄襲，應根據(jù)具體的設計條件和要求，獨立思考，大膽地進行改進和創(chuàng)新。只有這樣，才能作出高質量地設計。 2．全面考慮 PLC 硬件的結構形式、性能、 經(jīng)濟性和維護等要求 任何 硬件 的 選型 ， 除去考慮它的結構形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式外， 還應該綜合考慮 硬件 本身及整個 系統(tǒng) 的 控制 性要求、經(jīng)濟性要求、使用要求等才能確定。 3．采用 順 序控制 設計方法 由于傳統(tǒng)的經(jīng)驗設計法沒有普遍的規(guī)律可循，具有很大的試探性和隨意性，對程序設計者要求較高，且讀取時較難讀懂設計者的思路，修改麻煩。而對于順序控制設計法而言，只要一個控制系統(tǒng)可以分解成幾個獨立的控制動作，且這些常州信息職業(yè)技術學院 11 動作必須嚴格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)過程的正常運行，這樣就可以將系統(tǒng)的一個周期劃分為若干個順序相連的階段，用編程元件代表各個階段，利用轉換條件控制代表各步的編程元件，用代表各步的編程元件控制 PLC 的各輸出位。思路明了，易于編寫和修改。 4．使用標準和規(guī)范 設計時 硬件 應盡量使用標準 和規(guī)范，這有利于 系統(tǒng)中硬件的連接和數(shù)據(jù)的傳送 ，同時也可減少設計工作量、節(jié)省設計時間，對于國家標準或部門規(guī)范，一般都要嚴格遵守和執(zhí)行。因此，課程設計中，凡是有標準或規(guī)范的，應該盡量采用。 常州信息職業(yè)技術學院 12 第二章 畢業(yè)設計任務 畢業(yè)設計基本結構 技術參數(shù)： (1)一個箱體單元重 1000kg； (2)箱體單元最大長度 1650mm； (3)提升裝置提升速度 5～ 10cm/s； (4)推箱裝置推箱速度 8～ 15cm/s； (5)氣缸活塞桿的運動速度 20～ 30cm/s； 基本結構（圖 ）： 2 . 22 . 32 . 11552 . 13 . 23 . 14 . 1 4 . 34 . 2 4 . 44 . 54 . 65553 . 63 . 53 . 43 . 33 . 23 . 14 . 1 14 . 1 24 . 94 . 1 04 . 74 . 8IIIII IIVV5 圖 自動裝載裝置系統(tǒng)元件布置圖 圖形說明： 常州信息職業(yè)技術學院 13 （ 1）圖中Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ代表 5 個工作位置； （ 2）圖中 1 代表提升液壓缸， 代表第 1 個推箱液壓缸， 代表代表第 2 個推箱液壓缸， 代表第 3 個推箱液壓缸； （ 3）圖中 代表第 1 個鎖緊氣缸，??， 代表第 6 個鎖緊氣缸，其中 和 ， 和 ， 和 均配對使用且同時動作； （ 4）圖中 代表第 1 個定位氣缸，??， 代表第 12 個定位氣缸；其中 和 ，??， 和 均同時動作； （ 5）圖中 5 代表箱體或負載； 工作要求及其流程 1. 系統(tǒng)滿載工作流程（裝箱）： 初始狀態(tài)為各液壓缸全部收縮到位，各鎖緊氣缸全部收縮到位，各定位氣缸全部伸出到位。系統(tǒng)流程由以下四部分組成： （ 1）將 III 號位負載運至 V 號位 首先判斷 V 號位有無箱體，如有則不能動作，如無則按照以下流程工作： 鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 、 、 收縮到位→液壓缸 帶載伸出到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→ 液壓缸 空載收縮到位→鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載收縮到位 （ 2）將 I 號位負載運至 III 號位 首先判斷 III 號位有無箱體，如有則不能動作，如無則按照以下流程工作： 液壓缸 空載伸出到位→鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載收縮到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載伸出到位→鎖緊氣缸 、 伸出 到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載收縮到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位 （ 3）將 II 號位負載運至 I 號位 首先判斷 I 號位有無箱體，如有則不能動作，如無則按照以下流程工作： 常州信息職業(yè)技術學院 14 定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 1 帶載伸出到位→定位氣缸 、 伸出到位 （ 4）將 IV 號位負載運至 II 號位 首先判斷 II 號位有無箱體，如有則不能動作，如無則按照以下流程工作： 鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 、 、 收縮到位→液壓缸 帶載伸出到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載收縮到位→鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載伸出到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載收縮到位 2. 系統(tǒng)空載工作流程（退箱）： 初始狀態(tài)為各液壓缸全部收縮到位，各鎖緊氣缸全部收縮到位，各定位氣缸全部收縮到位。系統(tǒng)流程由以下四部分組成： （ 1）將 V 號位負載運至 III 號位 首先判斷 III 號位有無箱體，如有則不能動作，如無 則按照以下流程工作： 液壓缸 空載伸出到位→鎖緊氣缸 、 伸出到位→液壓缸 帶載收縮到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載伸出到位→鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載收縮到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位 （ 2）將 III 號位負載運至 I 號位 首先判斷 I 號位有無箱體，如有則不能動作，如無則按照以下流程工作： 鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 42 收縮到位→ 液壓缸 帶載伸出到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載收縮到位→鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載伸出到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載收縮到位 （ 3）將 I 號位負載運至 II 號位 首先判斷 II 號位有無箱體，如有則不能動作，如無則按照以下流程工作： 液壓缸 1 帶載收縮到位→定位氣缸 、 伸出到位 （ 4）將 II 號位負載運至 IV 號位 常州信息職業(yè)技術學院 15 首先判斷 IV 號位有無箱體，如 有則不能動作，如無則按照以下流程工作： 液壓缸 空載伸出到位→鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載收縮到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載伸出到位→鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載收縮到位→