【導(dǎo)讀】現(xiàn)代化的生產(chǎn)需要。本文主要對生產(chǎn)線自動裝箱的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行了細(xì)密的科學(xué)研究。有有兩個傳送帶，即生產(chǎn)產(chǎn)品傳送帶和包裝箱傳送帶。自動地進(jìn)入包裝箱中，并由另一個傳感器將其轉(zhuǎn)換成計數(shù)脈沖。為了使傳送過來的空箱剛好對準(zhǔn)產(chǎn)品傳送帶的末端，使產(chǎn)品準(zhǔn)確落入。照正確的方式傳送到位。特點，具有優(yōu)良的實際應(yīng)用價值。

　　

【正文】 入接口檢測輸入設(shè)備的狀態(tài)，以此作為對輸出設(shè)備控制的依據(jù)，同時 PLC 又通過輸出接口對輸出設(shè)備進(jìn)行控制。 PLC 的 I/O 接口能接受的輸入和輸出信號個數(shù)稱為 PLC 的 I/O 點數(shù)。I/O 點數(shù)是選擇 PLC 的重要依據(jù)之一。 PLC 外圍設(shè)備提供或需要的信號電平時多種多樣的，而 PLC 內(nèi)部 CPU 只能處理標(biāo)準(zhǔn)電平信號，所以 I/O 接口要能進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，另外，為了提高 PLC 的抗干擾能力， I/O 接口一般采用光電隔離和濾波功能，此外，為了便于了解 I/O 接口的工作狀態(tài)， I/O 接口還帶有狀態(tài)指示燈 [13]。 模塊： PLC 的電源是指把外部供應(yīng)的交流電源經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓處理后轉(zhuǎn)換成滿足 PLC 內(nèi)部的 CPU、存儲器和 I/O 接口等電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。不同型號的 PLC 有不同的供電方式，所以 PLC 的電源輸入電壓既有 12V 和 24V 直流，又有 110V 和 220V 交流 [12]。 PLC 的工作過程 PLC 通電后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，將內(nèi)部電路恢復(fù)到起始狀態(tài)，然后進(jìn)行自我診斷，檢查 運行 電路是否準(zhǔn)確， 來保證 系統(tǒng)能正常運行。 然 后 掃描通信接口 ，如果連接有外部設(shè)備的話就可以進(jìn)行通信 。 如果 沒有外部設(shè)備的情況 下 或 者在 通信 已經(jīng)結(jié)束 后， 就可以根據(jù)要求完成輸入采樣。 之后判斷 輸入設(shè)備（開關(guān)、按鈕攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 控制系統(tǒng)的設(shè)計 14 等）的狀態(tài)，然后依據(jù)輸入采樣的結(jié)果 一一對 用戶程序 進(jìn)行運行 ，程序運行結(jié)束后刷新輸出 ，即輸出運行時產(chǎn)生的控制信號。以上過程完成后，系統(tǒng)又返回，重新開始自我診斷，以后不斷重復(fù)上述過程。 PLC 的工作過程如下圖所示： 圖 PLC的工作過程圖 PLC 有兩個工作狀態(tài)： RUN（運行）狀態(tài)和 STOP(停止 )狀態(tài)。當(dāng) PLC 工作在 RUN狀態(tài)時系統(tǒng)會完整的執(zhí)行圖示過程，當(dāng) PLC 工作在 STOP 狀態(tài)時，系統(tǒng)不執(zhí)行用戶程序。 PLC 正常工作時處于 RUN 狀態(tài)，而在編制和修改程序時，應(yīng)讓 PLC 處于 STOP狀態(tài)。 PLC 兩種工作方式可以通過開關(guān)進(jìn)行切換。 PLC 工作在 RUN 狀態(tài)時，完整執(zhí)行圖示過程所需要的時間成為掃描周期，一般為 1100ms。掃描周期與用戶程序的長短、指令的種類和 CPU 執(zhí)行指令的速度有很大關(guān)系 [13]。 ① 輸入處理 :PLC 以重復(fù)掃描方式執(zhí)行用戶處理程序，在執(zhí)行程序前首先按地址編碼順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài) (輸入信號 )讀入輸入映象寄存器中，然后開始執(zhí)行用戶處理程序 .在執(zhí)行過程中，即使輸入信號發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不變，直到下一個 掃描周期的輸入處理階段才重新讀取輸入狀態(tài)。 ② 程序控制 :在程序執(zhí)行階段， PLC 順序掃描用戶程序，每執(zhí)行一條程序所需要的信息都從輸入映象寄存器和其他內(nèi)部寄存器中讀出并參與計算，然后將執(zhí)行結(jié)果寫入有關(guān)輸出映象寄存器中。 ③ 輸出處理 :當(dāng)全部指令執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器中的狀態(tài)全部傳送到攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 控制系統(tǒng)的設(shè)計 15 輸出鎖存寄存器中，構(gòu)成 PLC 的實際輸出并由輸出端子送出。 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器（ PLC）以微處理器為核心，適用于開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量的控制，已進(jìn)入過程控制和位置控制等領(lǐng)域，成為一種多功能、高可靠性、應(yīng)用場合最多 的工業(yè)控制微型計算機。 控制系統(tǒng) 構(gòu)成圖 圖 生產(chǎn)線自動裝箱的 PLC控制系統(tǒng)圖 控制系統(tǒng)工作流程圖 啟動按鈕 獨立點動輸入 停止按鈕 光電傳感器 傳送帶控制電機 指示燈 報 警器 P L C 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 控制系統(tǒng)的設(shè)計 16 圖 控制系統(tǒng)工作流程圖 開始 按下啟動按鈕 SB1 傳輸線 2 運行 SQ2 動作后停 定時器延時 1S 傳輸線 1 運行 SQ1 檢測物品并發(fā)出脈沖信號 計數(shù)器計數(shù) 12個 按下停止按鈕 停止 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 可編程控制器（ PLC） 17 3 可編程控制器（ PLC） PLC 簡介 PLC 的定義 PLC 是英文 Programmable Logic Controller 的縮寫，意為可編程序邏輯控制器，是一種專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計 的控制器。世界上第一臺 PLC 于 1969 年由美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制成功，隨著技術(shù)的發(fā)展， PLC 的功能越來越強大，它不僅限于邏輯控制。因此，美國電氣制造協(xié)會 NEMA 于 1980 年對它進(jìn)行重命名，稱為可編程控制器（ Programmable Controller），簡稱 PC，但由于 PC 容易與個人計算機 PC（ Personal Computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣將 PLC 當(dāng)做可編程控制器的縮。 由于可編程序控制器一直在發(fā)展中，至今尚未對其下最后定義。國際電工協(xié)會（ IEC）對 PLC 最新定義為：可編程控制器 （ PLC） 是一種 專為在工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境下運用而設(shè)計 電子系統(tǒng)。 它采用了可以編制程序的 存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行運算、 控制、時 間的標(biāo)定和數(shù)據(jù)的計量 等操作的指令。 并 且 通過數(shù) 模 的輸入和輸出 原理 ， 對各類 工業(yè) 生產(chǎn)過程 進(jìn)行全范圍不間斷的控制。 并且 PLC 及與 PLC之間具有關(guān)聯(lián)的外部連接裝置 ，都應(yīng)按照一定原則進(jìn)行設(shè)計，即能夠方便功能進(jìn)行擴展，更重要的是能夠和工業(yè)系統(tǒng)的快捷準(zhǔn)確的控制 形成一 體 [13]。 PLC 的特點 可編程控制器（ PLC） 是一種 為工業(yè) 生產(chǎn) 而設(shè)計的控制器，它主要有以下特點： （ 1）可靠性高，抗干擾能力強 為了適 應(yīng)工業(yè)應(yīng)用要求， PLC 從硬件和軟件方面采用了大量的技術(shù)措施，以便能在惡劣環(huán)境下長時間可靠運行?，F(xiàn)在大多數(shù) PLC 的平均無故障運行時間已達(dá)到幾十萬小時，如三菱公司的 F F2 系列 PLC 平均無故障運行時間可達(dá) 30 萬小時。 （ 2）通用性強，控制程序可變，使用方便 PLC 可以利用齊全的各種硬件裝置來組成各種控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，無需大量的改變 PLC 的硬件設(shè)備，只需更改程序就可以滿足需求。 （ 3）功能強，適應(yīng)范圍廣 現(xiàn)代 PLC 不 僅有邏輯運算、計時、計數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動、通信、人機對話、自檢、記錄顯示等功能，即可控攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 可編程控制器（ PLC） 18 制一臺生產(chǎn)機械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程。 （ 4） 編程簡單，易用易學(xué) 目前，大多數(shù) PLC 采用梯形圖編程方式，梯形圖 的 語言的編程 有自己的 元 器件 的各類表達(dá)符號和 方式 ，不過它們與 繼電器 中的 電路 、 原理圖 的控制相似 ，這樣使大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員非常容易接受和掌握。 (5)系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試和維修 簡捷 傳統(tǒng) 繼電器 系統(tǒng)中 數(shù)量龐大 的 各種 器件 被 PLC 用軟件來取代 ，使 的控制裝置的 調(diào)試的 工作量大為減少 。另外， PLC 的用戶程序可以通過電腦在實驗室仿真調(diào)試，減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量。此外，由于 PLC 結(jié)構(gòu)模塊化及很強的自我診斷能力，維修也極為方便 [13]。 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC 已經(jīng)擺脫了最初的局限，由于增加了許多性能，使得它在國內(nèi)外得到了廣泛運用，被人們廣泛熟知的于鋼鐵行業(yè)、石油化工領(lǐng)域、電力建材行業(yè)以及機械制造等輕重工業(yè)、交通運輸和環(huán)保、文化、娛樂等等各行各業(yè)都有著它的身影， PLC 的大致使用情況可以歸納為以下幾種類型。 （ 1）開關(guān)量的邏輯控制 開關(guān)量的邏輯控制是 PLC 最廣 泛以及最基礎(chǔ)的應(yīng)用，它完美地取代了長期使用的傳統(tǒng)繼電器電路，它不僅可以最大限度的實現(xiàn)順序和邏輯控制，并且還既能夠用于控制單臺的設(shè)備，也可以用于流水線自動化以及多機群復(fù)雜式的操控。如印刷機、組合機床、包裝生產(chǎn)線等。 （ 2）運動控制 對于直線運動和圓周運動 PLC 均能起到很好的控制作用。從配置中的控制機構(gòu)來說，最初用到的開關(guān)量 I/O 模塊連接位置執(zhí)行機構(gòu)和傳感器，現(xiàn)在都幾乎已經(jīng)采用了專門的控制模塊。比如伺服電機等電機的單軸或多軸位置控制模塊。到目前為止全球各主要 PLC 廠家，它們的產(chǎn)品基本上都具備有了運動控制的功 能，并且已經(jīng)被廣泛的運用到各種機床、機械、生產(chǎn)線等場合。 （ 3）模擬量控制 在當(dāng)今的各類工業(yè)生產(chǎn)過程之中，不可避免的會碰到大量連續(xù)變化的狀態(tài)量，比如壓力、溫度、速度等這些都是模擬量。為了處理這些模擬量就要求可編程控制器必須有實現(xiàn)數(shù)字量（ Digital）和模擬量（ Analog）兩者之間的 D/A 及 A/D 的轉(zhuǎn)換。為此現(xiàn)在的廠家都會生產(chǎn)出配套的 A/D 及 D/A 這兩種相互轉(zhuǎn)換的模塊，至此模擬量的控制在可編程控制器中得到了解決。 （ 4）數(shù)據(jù)處理 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 可編程控制器（ PLC） 19 現(xiàn)代 PLC 都具有優(yōu)良的數(shù)據(jù)處理能力，比如數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、數(shù)學(xué)運算（函數(shù)運算、邏輯運算等）、位操作、排序等一些比較復(fù)雜的功能，因此 PLC 可以出色的完成所需數(shù)據(jù)的收集、辨析和處理。而這些經(jīng)過整理過后的數(shù)據(jù)就可以和早就儲存在存儲器中的大量合理的參考值進(jìn)行對比，從而完成所需要的操作及控制。數(shù)據(jù)處理即可以在過程控制系統(tǒng)中得到大規(guī)模的使用，比如冶金和食品行業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)中的控制系統(tǒng)；也可以用于大型的控制系統(tǒng)，比如柔性制造系統(tǒng)中的無人控制等方面。 （ 5）過程控制 PLC 的這種控制主要是指對溫度和流量等各種模擬量的閉環(huán)控制，作為一種具有廣泛用途的工業(yè)控制計算機， PLC 能完成閉環(huán)控制的主要 原因是因為它能夠編寫出所需的各種控制算法程序。在閉環(huán)控制系統(tǒng)當(dāng)中 PID 調(diào)節(jié)是使用得比較多的一種調(diào)節(jié)方法， PID 模塊主要存在于大中型的 PLC 當(dāng)中，但是此功能模塊也存在于許多小型的 PLC，不過 PID 的處理過程基本上是運行專用的子程序。 PLC 的過程控制廣泛應(yīng)用在化工、冶金和鍋爐控制等場合。 （ 6）通信及聯(lián)網(wǎng) 通信包括了 PLC 相互之間的一種通信和其它一些智能設(shè)備與 PLC 之間的一種相互通信。伴隨著飛速發(fā)展的計算機控制能力，世界的工廠網(wǎng)絡(luò)自動化也得到了迅猛的發(fā)展。 PLC 那種強大的通信功能被全世界 PLC 生產(chǎn)廠商前所 未有的重視，新型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如雨后春筍一般紛紛被他們推出，而最具特色的就是新生產(chǎn)的 PLC基本上都留有了通信接口的位置，使得通信更加方便起來。 在幾乎所有的國家 PLC 的應(yīng)用范圍仍然在不停地開拓之中，在一些發(fā)達(dá)國家，從最初的生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)設(shè)備以及機械自動控制為 PLC 的主要應(yīng)用范圍，已經(jīng)發(fā)展到下面這些領(lǐng)域當(dāng)中：遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護服務(wù)、監(jiān)視節(jié)能系統(tǒng)控制，以及與人們平常生活環(huán)境息息相關(guān)的各種機器等，并且他們的發(fā)展趨勢仍在不停的上升之中。 PLC 的系統(tǒng)組成 可編程控制器是微型計算機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種以微處理器為核心的用于控制的特殊計算機。從廣義上講，可編程控制器是一種計算機系統(tǒng)，只不過它比一般的計算機具有更強的與工業(yè)過程相連接的 I/O 接口，具有更適用于控制要求的編程語言和更適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境的抗干擾性能。因此，可編程控制器是一種用于工業(yè)控制的專用計算機，它的實際組成與一般微型計算機系統(tǒng)類似，也由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成 [12]。 PLC 種類繁多，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。用 PLC 實施控制，其實質(zhì)攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 可編程控制器（ PLC） 20 是按控制功能要求，通過程序按一定算法進(jìn)行輸入／輸出變換，并將這個變換給以物理實現(xiàn)，并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場 。 PLC 專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，它主要是由 CPU、電源、存儲器和專門設(shè)計的輸入／輸出接口電路等組成。 PLC 的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示： 圖 PLC的結(jié)構(gòu)框圖 PLC 的工作原理 在系統(tǒng)程序的管理下，通過運行應(yīng)用程序，對控制要求進(jìn)行處理判斷，并通過用戶程序 的執(zhí)行 來實現(xiàn)控制任務(wù)。但是，在時間上， PLC 按照直行的方式進(jìn)行任務(wù)的執(zhí)行 。但是完整 的運行方式 不僅與 計算機系統(tǒng) 控制方式 不同 ，還與各類繼電器和接觸器相組合的系統(tǒng) 控制不同。 可編程控制器（ PLC）