【正文】 是各任課老師教會了我許多不懂的知識，明白了學(xué)習(xí)的目的，找準(zhǔn)了學(xué)習(xí)的方向，知道了知識重要；是同學(xué)的相互幫助和鼓勵，彼此的知識和經(jīng)驗的交 流；是朋友的關(guān)心與祝福讓我順利的完成該設(shè)計。 張 老師淵博的知識體系、嚴(yán)謹?shù)闹螌W(xué)方法 、超前的學(xué)術(shù)意識、精益求精的工作態(tài)度，都在我的腦海里打下深深地烙印 。 [18]何哲榮 ,流行 PLC實用程序及設(shè)計 [M].西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021年 . [19]求是科技 .PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐 [J].人民郵電出版社 .2021年 [20]戴冠秀 .PLC在運料小車自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用 [J].工礦自動化 .2021年 6期 [21]劉柏生 .PLC編程實用指南 [M].機械工業(yè)出版社 .2021年 基于 PLC 的運料小車控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 33 致 謝 本課題在選題及進行過程中得到 張濤 老師 、趙鵬老師 的悉心指導(dǎo)。 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 參考文獻 [1]謝劍英 .微型計算機控制技術(shù) [M].國防工業(yè)出版社 . [2]史國生，趙陽等 .電氣控制與可編程控制器技術(shù) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 . [3]胡學(xué)林 .可編程控制器教程 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 . [4]劉美俊 .通用變頻器應(yīng)用技術(shù) [M].福建 :福建科學(xué)技術(shù)出版社 . [5]幻劉國光 .提高 PLC控制系統(tǒng)可靠性的軟件設(shè)計 .機床電器 [J].. [6]秦虹 .PLC控制系統(tǒng)的編 程方法簡述 .機床電氣 [J]. [7]楊長能，張興毅 .可編程控制器基礎(chǔ)及應(yīng)用 [M]重慶 :重慶大學(xué)出社 . 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[13]齊占慶等，電氣控制技術(shù)，機械工業(yè)出版社， 2021。在導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下，我在本文中解決了如下問題：控制系統(tǒng)硬件電路的正確設(shè)計及連接，節(jié)約了成本，優(yōu)化了配置；實現(xiàn)了生產(chǎn)工作臺 5個呼叫站的呼叫要 求，小車能正確無誤的應(yīng)答各呼叫站的呼叫；軟件編程調(diào)試方面，通過三菱編程軟件已經(jīng)正確調(diào)試了設(shè)計程序，并在設(shè)計調(diào)試中收獲很多寶貴經(jīng)驗。 程序的構(gòu)成 將對應(yīng)程序轉(zhuǎn)換成相應(yīng)梯形圖輸入編程軟件中，如下所示： 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 基于 PLC 的運料小車控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 29 開始運行程序， PLC將運行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)，按下啟動按鈕和呼叫按鈕后，小車到達呼叫的那個站點。它的助記符程序為： LD M0 CMP D0 D1 M6 向左運動 小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕的編碼時，小車向左運行，運行到呼叫按鈕所對應(yīng)的?？空緯r停止。它的助記符程序為： LD X007 MOV K0 D0 ； 小車在 1號站 LD X010 MOV K1 D0 ； 小車在 2號站 LD X011 MOV K2 D0 ； 小車在 3號站 LD X012 MOV K3 D0 ； 小車在 4號站 LD X013 MOV K4 D0 ； 小車在 5號站 小車啟停輔助繼電器 當(dāng)按下啟動按鈕時，小車開始運動，該輔助繼電器 M0得電；當(dāng)按下停止按鈕時，小車停止運動，該輔助繼電器 M0失電?？梢员苊庥捎谡崔D(zhuǎn)（小車前進、后退）切換過程中電感的延時作用 ,導(dǎo)致原來接通的接觸器的主觸點還未斷弧時 , 另一個接觸器的主觸點已經(jīng)合上而造成交流電源瞬間短路的故障。只能用于控制電路，不允許分合主回路。 (2)接觸器 圖 33 接觸器圖 接觸器是用于遠距離頻繁接通和分斷交直流回路及大容量用電回路的低壓控制電器。在生產(chǎn) 線上有 5個編碼為 15的站點供小車?？?，在每個停靠站安裝一個行程開關(guān)以監(jiān)測小車是否到達該站點。但是電機有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)，分別對應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點有 2個。采用 I/O自動分配方式，模塊上的輸入端子對應(yīng)的輸入地址是 X000X015，輸出端子對應(yīng)的輸出地址是 Y000Y011。即可。隔離變壓器也可以采用雙隔離技術(shù)，即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點接大地，次級線圈屏蔽層接 PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干擾。如某個設(shè)備的多個故障信號接點可在外部電路串聯(lián)后接在一個輸入點 上，而不必占用多個輸入點。也可采用 PLC 輸出驅(qū)動中間繼電器或者固態(tài)繼電器(SSR)，再驅(qū)動負載 。采用雙向可控硅輸出模塊，其負載電流必須大于雙向可控硅的維持電流，否則應(yīng)在負載上并聯(lián)電阻。 確定負 載類型根據(jù) PLC 輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及 PLC 輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或晶閘管輸出。 電壓等級 :在選擇 I/O 模塊時，電壓等級是一個比較重要的參數(shù)，它要根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備與模塊之間的距離來選。電源線采用雙絞線，絞距 12cm。 系統(tǒng)的安裝 無遠程功能的 PLC 用在單機或控制范圍不大的系統(tǒng)，有遠程功能的 PLC 則用于大范圍的控制系統(tǒng)。 (3)開關(guān)量 I/O 點數(shù)、模擬量 I/O 路數(shù)、電壓等級及輸出功率、內(nèi)存容量。就一個控制系統(tǒng)而言， PLC 的選型原則和考慮因素如下 : (1)PLC 一般用于開關(guān)量控制為主兼有模擬量控制的系統(tǒng) ，尤其適合于動作頻繁、邏輯關(guān)系復(fù)雜、程序多變的系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。這些數(shù)據(jù)可以與 存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。大中?PLC 都有 PID 模塊，目前許多小型 PLC也具有此功能模塊。世界上各主要 PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 PLC 廠家都生產(chǎn)配套的 A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 (1)開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。程序被下載到 PLC，也可以將 PLC 中的程序上傳到計算機。簡易型的編程器只能聯(lián)機編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機器語言助記符后，才能輸入。當(dāng)與其他 PLC 相連時，可以組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)路，實現(xiàn)更大規(guī)模的控制 。 6．通信接口 為了實現(xiàn)“人一機”或“機一機”之間的對話， PLC 配有多種通信接口。輸出映像寄存器由輸出點對應(yīng)的觸發(fā)器組成，輸出接口電路將其由弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出，以驅(qū)動電磁閥、接觸器、指示燈被控設(shè)備的執(zhí)行元件 . 電源部分 PLC 一般使用 220V 的交流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為 PLC 的中央處理器、存儲器等電路提供 5V, +12V, +24V 的直流電源，使 PLC 能正常工作。 PLC 通過 I/0 單元與工業(yè)生產(chǎn)過程現(xiàn)場相聯(lián)系。它存儲用戶程序執(zhí)行時的某些可變參數(shù)值，如定時器和計數(shù)器的當(dāng)前值和設(shè)定值。這部分數(shù)據(jù)存儲在 RAM 中，以適應(yīng)隨機存取的要求。系統(tǒng)程序是不能由用戶更改的，故所使用的存儲器為只讀存 儲器 ROM或 EPROM. (2) 用戶程序存儲器 :用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲器中。改變微程序存儲器的內(nèi)容，可以改變計算機的指令系統(tǒng)。 (3) 位片式微處理器，如 AMD2900 系列等。 現(xiàn)代 PLC 使用的 CPU 主要有以下幾種 : (1) 通用微處理器，如 8080, 8088, Z80A, 8085 等。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)和編程的語法錯誤 。 組合式 PLC 將 CPU 單元、輸入單元、輸出單元、智能 I/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，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。按結(jié)構(gòu)形式的不同， PLC 可分為整體式和組合式兩類。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。近年來 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。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。例如三菱公司生產(chǎn)的 F系列 PLC平均無故障時間高達 30 萬小時。 毫無疑問， PLC 將在今后的工業(yè)生產(chǎn)中起到非常重要的作用。 1973 年，歐洲一些國家也研制出了 自己的 PLC。這是由一種新的控制系統(tǒng)代替繼電器的控制系統(tǒng)，它要求盡可能地縮短汽車流水線控制系統(tǒng)的時間，其核心采用編程方式代替繼電器方式來實現(xiàn)生產(chǎn)線的控制。近年來發(fā)展極為迅速、應(yīng)用面極廣的工業(yè)控制裝置。在 1987 年國際電工委員會（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對 PLC 做了如下定義： “PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。第三 節(jié)詳細介紹 基于 PLC 的運料小車的 硬件設(shè)計 ，分析被控對象和明確系統(tǒng)控制要求。 在自動化生產(chǎn)線上，有些生產(chǎn)機械的工作臺需要按一定的順序?qū)崿F(xiàn)自動往返運動，并且有的還要求在某些位置有一定時間的停留，以滿足生產(chǎn)工藝要求。 隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，運料小車的應(yīng)用也不斷擴大 到各個領(lǐng)域。 PLC運料 小 車自動控制系統(tǒng)具有連線簡單控制速度快，精度高，可靠性和可維護性好，維修和改造 方便等 優(yōu)點 。 運料小車的發(fā)展概況 由于 PLC 的不 斷發(fā)展和革新，使得生產(chǎn)線的運輸控制也將得 到不斷的改善和生產(chǎn)率的不斷提高，運料小車控制經(jīng)歷了以下幾個階段 : （ 1）手 動控制 ：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來實現(xiàn)運料小車的控制，但是由于當(dāng)時的技術(shù)還不夠成熟，只能夠用手動 的方式來控制機器，而且早期運料小車控制系統(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)計周期長、體積大、成本高等缺陷，幾乎無數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須有專人負責(zé)操作?？傊?，必須把提高自主創(chuàng)新能力作為國家戰(zhàn)略，貫徹到現(xiàn)代化建設(shè)的各個方面，貫徹到各個產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和地區(qū)，大幅度提高國家競爭力。 要把提高自主創(chuàng)新能力擺在全部科 技工作的突出位置。重點跨越，就是堅持有所為、有所不為，選擇具有一定基礎(chǔ)和優(yōu)勢、關(guān)系國計民生和國家安全的關(guān)鍵領(lǐng)域，集中力量、重點突破，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。中華民族擁有 5000 年的文明史，中華文化博大精深、兼容并蓄，更有利于形成獨特的創(chuàng)新文化。從國際上看，我國也將長期面臨發(fā)達國家在經(jīng)濟、科技等方面占有優(yōu)勢的巨大壓力。同時，必須清醒地看到，我國正處于并將長期處于社會主義初級階段。 determine the system39。本課題主要包括：分析被控對象和明確系統(tǒng)控制要求、 PLC 選型、 確定系統(tǒng)的 I/O 設(shè)備的數(shù)量及種類、控制流程設(shè)計、 控制程序設(shè)計。 論文作者簽名 : 年 月 日 基于 PLC 的運料小車控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) I 摘 要 早期運料小車電氣控制系統(tǒng)多為繼電器 — 接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計周期長、體積大、成本高等缺陷，無數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須有專人負責(zé)操作，將 PLC應(yīng)用到運料小車電氣控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)運料小車的自動化控制，降低系統(tǒng)的運行費用， PLC 運料小車 電氣控制系統(tǒng)具有連線簡單，控制速度快，可靠性和可維護性好，易于安裝、維修和改造等優(yōu)點。畢業(yè)設(shè)計（論文）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或撰寫過的研究成果。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，運料小車不斷擴大到各個領(lǐng)域，從手動到自動，逐漸形成了機械化、自動化。 PLC 在運料小車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)在國內(nèi) 外工程、工廠中得到實際應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟和社會價值，其智能化和自動化的思路值得以后繼續(xù)深入研究和推廣。s I / O