畢業(yè)設(shè)計（論文）塑料制品取出升降輸送設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

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1、 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院 成人教育畢業(yè)論文 論文名稱：塑料制品取出升降輸送設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 作 者： 學(xué) 號： 系 別： 電子工程系 專 業(yè)： 電氣自動化技術(shù) 指導(dǎo)老師： 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 電氣工程師 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院繼續(xù)教育處制 塑料制品取出升降輸送設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 論文介紹了應(yīng)用可編程控

2、制器對塑料制品取出設(shè)備的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。傳統(tǒng)的塑料制品在模具內(nèi)完成后，都是由單純的人工操作進(jìn)行取出，但是在有害工作環(huán)境如高溫、劇毒、強輻射等工作環(huán)境和場所中，勞動者進(jìn)行生產(chǎn)、勞動，如果超過一定限度，并且持續(xù)到一定時間，則可能產(chǎn)生不同的有害后果。對于環(huán)境較差的場所，操作者深受其害，而且單純?nèi)斯げ僮鲗τ谏a(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)也難于提高，基于以上情況，我們采用三菱的小型PLC對整個制品取出設(shè)備的運行系統(tǒng)進(jìn)行控制，可實現(xiàn)較高的自動化程度，代替了傳統(tǒng)由人來操作的工作，而且生產(chǎn)效率得到了提升。其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清楚、線路簡單、工作可靠、同時設(shè)置了手動/自動控制開關(guān)，使得系統(tǒng)維護(hù)更加方便，減輕了工人的勞動強度，提

3、高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。本制品取出設(shè)備的控制系統(tǒng)具有時間設(shè)定、行程設(shè)定、計數(shù)設(shè)定、、故障報警和維修檢查等功能。本設(shè)備能全自動地進(jìn)行進(jìn)行制品取出工作，包括夾子自動進(jìn)出模具內(nèi)、夾緊、松開制品、制品垂直運輸、水平運輸?shù)?。在編程器上可以顯示時間、次數(shù)、周期、狀態(tài)等，也可以顯示報警信息。采用周期曲線和設(shè)備運行全自動方法時，可由微機編程，周期流程顯示可用觸摸屏或模擬板兩種方式，可在微機上對PLC編程，并能提供所有軟件設(shè)備。軟件可記錄設(shè)備運行的時間、制品的件數(shù)和歷史記錄，隨機和定時打印數(shù)據(jù)、報表、曲線等，同時記錄多項故障和事件發(fā)生。設(shè)備的運行可選擇手動、自動 方式，必要時能夠進(jìn)行人工干預(yù)。 Abs

4、tract： The paper describes the application of the programmable controller of plastic products to remove the device control system design. Traditional plastic products mold, all from a simple manual out, production, labor in hazardous work environments, such as high temperature, toxic, stron

5、g radiation environment and places, the workers, if more than a certain limits, and continued until a certain period of time may produce different harmful consequences. Environment, poor places, the operation suffered, and simple manual operation is also difficult to improve production efficiency an

6、d product quality, based on the above, we use the small PLC of Mitsubishi equipment operating systems to control remove the entire product can be to achieve a higher degree of automation, instead of the traditional operation to work, and production efficiency has improved. The control system structu

7、re is clear that the circuit is simple, reliable operation, set manual / automatic control switch, making maintenance more convenient and reduce the labor intensity, improve system stability and reliability. This product to remove the equipment control system with time set, travel set, count set, fa

8、ult alarm and maintenance check. This equipment can be fully automated products remove the work, including clips automatically in and out of the mold clamping and release the products, products, vertical transport, horizontal transport. Time, frequency, period, status, etc., can also display alarm i

9、nformation can be displayed on the programmer. Cycle curve and equipment to run fully automatic, can be the computer programming cycle processes available touch-screen or analog board in two ways, PLC programming in the microcomputer, and can provide all the software device. The software can record

10、the time of equipment operation, products and history, random and regular print data, reports, curve, while the record number of failures and events. Equipment operation selectable manual and automaticWay, if necessary, to carry out human intervention. 關(guān)鍵詞 ： PLC 、塑料制品、取出設(shè)備、升降設(shè)備、控制系統(tǒng)

11、 目錄 摘要……………………………………………………………………… 1 第一章 引言 5 1.1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 5 1.1.1 國內(nèi)外塑料行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 5 1.1.2 國內(nèi)外塑料設(shè)備的發(fā)展 5 1.1.3 塑料設(shè)備的發(fā)展前景 6 1.2研究內(nèi)容 7 1.2.1 塑料制品取出升降輸送設(shè)備的控制系統(tǒng)要求介紹 7 第二章 可編程控制器 7 2.1 可編程控制器（PLC）的研究 7 2.1.1 PLC的定義及其特點 7 2.1.2 PLC的基本組成 8 2.1.3

12、 PLC的基本工作原理 9 2.1.4 PLC的應(yīng)用中需要注意的問題 12 2.1.5 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 13 2.1.6 PLC的國內(nèi)外狀況與未來展望 17 第三章 塑料制品取出升降輸送設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計 19 3.1 全自動塑料制品生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝流程 19 3.2 全自動塑料制品生產(chǎn)線控制系統(tǒng)原理 21 3.3 制品取出升降輸送設(shè)備控制系統(tǒng)要求 21 3.4 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計分析 21 3.4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 21 3.4.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 23 3.5 塑料制品取出升降輸送裝置PLC控制系統(tǒng)

13、的設(shè)計 25 3.5.1 明確設(shè)備控制要求 25 3.5.2 選擇PLC 28 3.5.3 PLC輸入輸出表及外部接線原理圖 30 3.5.4 編制PLC程序及上線調(diào)試 31 第四章 結(jié)論與展望 42 參 考 文 獻(xiàn) 43 致 謝 43 第一章 引言 1.1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1.1.1 國內(nèi)外塑料行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 在討論塑料制品取出設(shè)備的控制系統(tǒng)設(shè)計之前，要對塑料工業(yè)的發(fā)展有一個較為清晰的了解，塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)，自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡

14、膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個工業(yè)部門不可缺少的材料。 目前在國民經(jīng)濟(jì)的各個部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設(shè)備、照相機、汽車、儀器儀表、機械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機、收錄機、洗衣機、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。近幾年來由于工程塑料制件的強度和精度等得到很大的提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍正在不斷擴(kuò)大，預(yù)計今后隨著微型電子計算機的普及和汽車的微型化，塑料制件的使用范圍將會越來越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長，塑料的應(yīng)用將覆蓋國民經(jīng)濟(jì)所有部門，尤其在國防和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有越來越重要的地位

15、。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過有色金屬產(chǎn)量的總和。 1.1.2 國內(nèi)外塑料設(shè)備的發(fā)展 塑料設(shè)備就是塑料制品的制造、加工工藝基礎(chǔ)裝備。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料行業(yè)的制造設(shè)備工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。設(shè)備自動化，主要是指在機械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù)，實現(xiàn)對加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動化生產(chǎn)過程，從而加快生產(chǎn)投入原料的加工變換和流動速度。機械自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機械制造業(yè)技術(shù)改造、升級和進(jìn)步的主要手段，是未來機械制造業(yè)技術(shù)發(fā)展的主要方向。制造自動化技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成部分，也是當(dāng)今制造業(yè)中涉及面廣，研究十分活躍的技術(shù)，它代替人的體力勞動，輔助人的腦力勞動，協(xié)調(diào)、管理、控

16、制和優(yōu)化制造系統(tǒng)中人、機及整個系統(tǒng)，它的功能是多方面的，已形成了一個有機體系，它不僅涉及到具體的生產(chǎn)制造過程，而且涉及到產(chǎn)品的所有過程。 自動化設(shè)備技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成部分，作為在市場競爭取勝的重要手段之一，它是機械工程領(lǐng)域中涉及面十分廣，而且是研究十分活躍的領(lǐng)域?？梢哉f，機械自動化技術(shù)水平的高低，不僅影響著整個機械制造業(yè)的發(fā)展，并且對國民經(jīng)濟(jì)其他部門的影響也是非常重要的。 1.1.3 塑料設(shè)備的發(fā)展前景 塑料設(shè)備工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代

17、了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個工業(yè)部門不可缺少的材料。 目前在國民經(jīng)濟(jì)的各個部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設(shè)備、照相機、汽車、儀器儀表、機械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機、收錄機、洗衣機、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。近幾年來由于工程塑料制件的強度和精度等得到很大的提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍正在不斷擴(kuò)大，預(yù)計今后隨著微型電子計算機的普及和汽車的微型化，塑料制件的使用范圍將會越來越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長，塑料的應(yīng)用將覆蓋國民經(jīng)濟(jì)所有部門，尤其在國防和尖端

18、科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有越來越重要的地位。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過有色金屬產(chǎn)量的總和。 塑料自動化設(shè)備就是制造塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料自動化設(shè)備生產(chǎn)的主要優(yōu)點是制造簡便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑料設(shè)備的現(xiàn)代設(shè)計與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料設(shè)備工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。 在我國，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，設(shè)備工業(yè)的發(fā)展也十分迅速。目前，我國的彩電的年產(chǎn)量己超過3200萬臺，電冰箱、洗衣機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過了100萬臺。家用電器行業(yè)的飛速發(fā)展使之對塑料設(shè)備的需求量極大。到2010

19、年，在建筑與建材行業(yè)方面，塑料門窗的普及率為30%，塑料管的普及率將達(dá)到50%，這些都會大大增加對塑料設(shè)備的需求量。其它發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對塑料設(shè)備的需求，都將對中國塑料設(shè)備工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用。 1.2研究內(nèi)容 1.2.1 塑料制品取出升降輸送設(shè)備的控制系統(tǒng)要求介紹 塑料制品取出設(shè)備，它作為塑料成型機的輔助設(shè)備，其作用是在塑料制品的制造工藝過程中，代替人從模具中取出制品，然后傳輸?shù)较乱恢圃旃ば虻墓の簧希湓赬軸、Y軸、Z軸均可動作，而其控制系統(tǒng)就是要通過可編程控制器（PLC）進(jìn)行控制，來達(dá)到這一系列機械動作。

20、 第二章 可編程控制器 2.1 可編程控制器（PLC）的研究 2.1.1 PLC的定義及其特點 可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點： 一、系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進(jìn)行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。 二、使用

21、方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。 三、能適應(yīng)各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠(yuǎn)高于其他各種機型。 2.1.2 PLC的基本組成 PLC的基本組成 PLC基本組成包括中央處理器(CPU)、存儲器、輸入/輸出接口(縮寫為I/O，包括輸入接口、輸出接口、外部設(shè)備接口、擴(kuò)展接口等)、外部設(shè)備編程器及電源模塊組成，見圖1。PLC內(nèi)部各組成單元之間通過電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接，外部則根 據(jù)實際控制對象配置相應(yīng)設(shè)備與控制裝

22、置構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。 　圖1 PLC的基本組成 2.1.3 PLC的基本工作原理 PLC雖然以微處理器為核心，具有微型計算機的許多特點，但它的工作方式卻與微型計算機有很大的不同，微型計算機一般采用等待命令或中斷的工作方式，如常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式，當(dāng)有鍵按下或I/O動作，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序或中斷服務(wù)程序，無鍵按下，則繼續(xù)掃描等待。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，即順序掃描，不斷循環(huán)這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下進(jìn)行的。當(dāng)PLC運行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編寫好并存于用戶存儲

23、器中的程序，按序號作周期性的程序循環(huán)掃描，程序從第一條指令開始，逐條順序執(zhí)行用戶的程序直到程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，再開始下一次掃描；如此周而復(fù)始。實際上，PLC掃描工作除了執(zhí)行用戶程序外，還要完成其他工作，整個工作過程分為自診斷、通訊服務(wù)、輸入處理、輸出處理、程序執(zhí)行五個階段。如圖2所示。 圖2 PLC 掃描原理圖 1） 自診斷 每次掃描用戶程序之前，都先執(zhí)行故障自診斷程序。自診斷內(nèi)容包括I/O部分、存儲器、CPU等，并通過CPU設(shè)置定時器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定的時間，如果發(fā)現(xiàn)異常，則停機并顯示出錯。若自診斷正常，則繼續(xù)向下掃描。 2） 通訊服務(wù) PLC

24、檢查是否有與編程器、計算機等的通訊要求，若有則進(jìn)行相應(yīng)處理。 3） 輸入處理 PLC在輸入刷新階段，首先以掃描方式按順序從輸入縮存器中寫入所有輸入端子的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并將其存入內(nèi)存中為其專門開辟的暫存區(qū)——輸入狀態(tài)映像區(qū)中，這一過程稱為輸入采樣，或是如刷新，隨后關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段，即使輸入端有變化，輸入映像區(qū)的內(nèi)容也不會改變。變化的輸入信號的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入刷新階段被讀入。 4） 輸出處理 同輸入狀態(tài)映像區(qū)一樣，PLC內(nèi)存中也有一塊專門的區(qū)域稱為輸出狀態(tài)映像區(qū)。當(dāng)程序的所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)映像區(qū)中所有輸出繼電器的狀態(tài)就在CPU的控制下被一次集中送至

25、輸出鎖存器中，并通過一定的輸出方式輸出，推動外部的相應(yīng)執(zhí)行器件工作，這就是PLC輸出刷新階段。 5） 程序執(zhí)行 PLC在程序執(zhí)行階段，按用戶程序順序掃描執(zhí)行每條指令。從輸入狀態(tài)映像區(qū)讀出輸入信號的狀態(tài)，經(jīng)過相應(yīng)的運算處理等，將結(jié)果寫入輸出狀態(tài)映像區(qū)。通常將自診斷和通訊服務(wù)合稱為監(jiān)視服務(wù)。輸入刷新和輸出刷新稱為I/O刷新?？梢钥闯觯琍LC在一個掃描周期內(nèi)，對輸入狀態(tài)的掃描只是在輸入采樣階段進(jìn)行，對輸出賦的值也只有在輸出刷新階段才能被送出，而在程序執(zhí)行階段輸入、輸出會被封鎖。這種方式稱做集中采樣、集中輸出。 掃描周期即完成一次掃描（I/O刷新、程序執(zhí)行和監(jiān)視服務(wù)）所需要的時間，

26、由PLC的工作過程可知，一個完整的掃描周期T應(yīng)為： T=（輸入一點時間輸入點數(shù)）+（運算速度程序步數(shù)） +（輸出一點時間輸出點數(shù)）+監(jiān)視服務(wù)時間 掃描周期的長短主要取決于三個要素：一是CPU執(zhí)行指令的速度；而是每條指令占用的時間；三是執(zhí)行指令條數(shù)的多少，即用戶程序的長度。掃描周期越長，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越慢?，F(xiàn)在廠家生產(chǎn)的基型PLC的一個掃描周期大約為10ms，這對于一般的控制系統(tǒng)來說完全是允許的，不但不會造成影響，反而可以增強系統(tǒng)的抗干擾能力，這是因為輸入采樣僅在輸入刷新階段進(jìn)行。PLC在一個工作周期的大部分時間里實際上是與外設(shè)隔離的，而工業(yè)現(xiàn)場的干擾常常是脈沖式的、短期的，由于系統(tǒng)

27、響應(yīng)慢，往往要幾個掃描周期才響應(yīng)一次，多次掃描因瞬時干擾而引起的誤動作將會大大減少，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。但是對控制時間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，就需要精心編制程序，必要時還需要采取一些特殊功能，以減少因掃描周期造成的響應(yīng)帶來的不良影響。 總之，采用循環(huán)掃描工作方式，是PLC區(qū)別于微型計算機和其他控制設(shè)備的最大特點。 2.1.4 PLC的應(yīng)用中需要注意的問題 PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的控制裝置，通常不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。但是，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當(dāng)，都不能保證PLC的正常運行，因此在使用中應(yīng)注意以下問題。

28、 一、工作環(huán)境 1． 溫度 PLC要求環(huán)境溫度在0~55℃，安裝時不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔；開關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗，防止太陽光直接照射；如果周圍環(huán)境超過55℃，要安裝電風(fēng)扇強迫通風(fēng)。 　　2． 濕度 　　 為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對濕度應(yīng)小于85%（無凝露）。 　　3． 震動 　　 應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強烈的震動源，防止振動頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動時，必須采取減震措施，如采用減震膠等。 　　4． 空氣 　　 避免有腐蝕和易燃的氣體，

29、例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。 　　5． 電源 　　 PLC供電電源為50Hz、220（110%）V的交流電，對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。對于可靠性要求很高的場合或電源干擾特 別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。 　　 FX系列PLC有直流24V輸出接線端，該接線端可為輸入傳感器（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流24V電源。當(dāng)輸入端使用外接直流電源時，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因為普通的整流

30、濾波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯誤信息。 　　二、安裝與布線 　　 1． 動力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接。 　　 2． PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強干擾源如電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜內(nèi)。 　　 3． PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。 　　 4． PLC基本單元與擴(kuò)展單元以及功能模塊的連接線纜應(yīng)單獨敷設(shè)，以防止外界信號的干擾。 　　 5． 交流輸出線和直

31、流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動力線，避免并行。 2.1.5 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域，最初，PLC主要用于開關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步，它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。 如今，PLC不僅用于開關(guān)量控制，還用于模擬量及數(shù)字量的控制，可采集與存儲數(shù)據(jù)，還可對控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；還可聯(lián)網(wǎng)、通訊，實現(xiàn)大范圍、跨地域的控制與治理。PLC已日益成為產(chǎn)業(yè)控制裝置家族中一個重要的角色。 用于開關(guān)量控制 PLC控制開關(guān)量的能力是很強的。所控制的進(jìn)出點數(shù)，少的十幾點、幾十點，多的可到幾百、幾千，甚至幾萬點。由于它能聯(lián)網(wǎng)，點數(shù)幾乎不受限制，不管多少點都能

32、控制。 所控制的邏輯題目可以是多種多樣的：組合的、時序的；即時的、延時的；不需計數(shù)的，需要計數(shù)的；固定順序的，隨機工作的；等等，都可進(jìn)行。 PLC的硬件結(jié)構(gòu)是可變的，軟件程序是可編的，用于控制時，非常靈活。必要時，可編寫多套，或多組程序，依需要調(diào)用。它很適應(yīng)于產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場多工況、多狀態(tài)變換的需要。 用PLC進(jìn)行開關(guān)量控制實例是很多的，冶金、機械、輕工、化工、紡織等等，幾乎所有產(chǎn)業(yè)行業(yè)都需要用到它。目前，PLC首用的目標(biāo)，也是別的控制器無法與其相比的，就是它能方便并可靠地用于開關(guān)量的控制。 用于模擬量控制 模擬量，如電流、電壓、溫度、壓力等等，它的大小是連續(xù)變化的。產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)，特別

33、是連續(xù)型生產(chǎn)過程，常要對這些物理量進(jìn)行控制。 作為一種產(chǎn)業(yè)控制電子裝置，PLC若不能對這些量進(jìn)行控制，那是一大不足。為此，各PLC廠家都在這方面進(jìn)行大量的開發(fā)。目前，不僅大型、中型機可以進(jìn)行模擬量控制，就是小型機，也能進(jìn)行這樣的控制。 PLC進(jìn)行模擬量控制，要配置有模擬量與數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換的A／D、D／A單元。它也是I/O單元，不過是特殊的I/O單元。 A/D單元是把外電路的模擬量，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后送進(jìn)PLC。D/A單元，是把PLC的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，再送給外電路。 作為一種特殊的I/O單元，它仍具有I/O電路抗干擾、內(nèi)外電路隔離，與輸進(jìn)輸出繼電器（或內(nèi)部繼電器，它也是P

34、LC工作內(nèi)存的一個區(qū)?？勺x寫）交換信息等等特點。 這里的A/D中的A，多為電流，或電壓，也有為溫度。D/A中的A，多為電壓，或電流。電壓、電流變化范圍多為0～5V，0～10V，4～20mA。有的還可處理正負(fù)值的。 這里的D，小型機多為8位二進(jìn)制數(shù)，中、大型多為12位二進(jìn)制數(shù)。 A/D、D/A有單路，也有多路。多路占的輸進(jìn)輸出繼電器多。 有了A/D、D/A單元，余下的處理都是數(shù)字量，這對有信息處理能力的PLC并不難。中、大型PLC處理能力更強，不僅可進(jìn)行數(shù)字的加、減、乘、除，還可開方，插值，還可進(jìn)行浮點運算。有的還有PID指令，可對偏差制量進(jìn)行比例、微分、積分運算，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的輸

35、出。計算性能算的它幾乎都能算。 這樣，用PLC實現(xiàn)模擬量控制是完全可能的?？刂频膯挝恢悼尚〉?12分之一的丈量程值，多數(shù)也是足夠的。 PLC進(jìn)行模擬量控制，還有A/D、D/A組合在一起的單元，并可用PID或模糊控制算法實現(xiàn)控制，可得到很高的控制質(zhì)量。 用PLC進(jìn)行模擬量控制的好處是，在進(jìn)行模擬量控制的同時，開關(guān)量也可控制。這個優(yōu)點是別的控制器所不具備的，或控制的實現(xiàn)不如PLC方便。 當(dāng)然，若純?yōu)槟M量的系統(tǒng)，用PLC可能在性能價格比上不如用調(diào)節(jié)器。這也是應(yīng)當(dāng)看到的。 用于數(shù)字量控制 實際的物理量，除了開關(guān)量、模擬量，還有數(shù)字量。如機床部件的位移，常以數(shù)字量表示。 數(shù)字量

36、的控制，有效的辦法是NC，即數(shù)字控制技術(shù)。這是50年代誕生于美國的基于計算機的控制技術(shù)。當(dāng)今已很普及，并也很完善。目前，先進(jìn)國家的金屬切削機床，數(shù)控化的比率已超過40％～80％，有的甚至更高。 PLC也是基于計算機的技術(shù)，并日益完善。故它也完全可以用于數(shù)字量控制。 PLC可接收計數(shù)脈沖，頻率可高達(dá)幾k到幾十k赫茲?？捎枚喾N方式接收這脈沖，還可多路接收。有的PLC還有脈沖輸出功能，脈沖頻率也可達(dá)幾十k。有了這兩種功能，加上PLC有數(shù)據(jù)處理及運算能力，若再配備相應(yīng)的傳感器（如旋轉(zhuǎn)編碼器）或脈沖伺服裝置（如環(huán)形分配器、功放、步進(jìn)電機），則完全可以依NC的原理實現(xiàn)種種控制。 高、中檔的PL

37、C，還開發(fā)有NC單元，或運動單元，可實現(xiàn)點位控制。運動單元還可實現(xiàn)曲線插補，可控制曲線運動。所以，若PLC配置了這種單元，則完全可以用NC的辦法，進(jìn)行數(shù)字量的控制。 新開發(fā)的運動單元，甚至還發(fā)行了NC技術(shù)的編程語言，為更好地用PLC進(jìn)行數(shù)字控制提供了方便。 用于數(shù)據(jù)采集 隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，其數(shù)據(jù)存儲區(qū)越來越大。如OMRON公司的PLC，前期產(chǎn)品C60P的DM區(qū)僅64個字，而后來的C60H達(dá)到1000個字；到了CQMI可多達(dá)6000個字。這樣龐大的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，可以存儲大量數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)采集可以用計數(shù)器，累計記錄采集到的脈沖數(shù)，并定時地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中往。 數(shù)據(jù)采集也可用A/D

38、單元，當(dāng)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再定時地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中往。 PLC還可配置上小型打印機，定期把DM區(qū)的數(shù)據(jù)打出來。 PLC也可與計算機通訊，由計算機把DM區(qū)的數(shù)據(jù)讀出，并由計算機再對這些數(shù)據(jù)作處理。這時，PLC即成為計算機的數(shù)據(jù)終端。 電業(yè)部分曾這么使用PLC，用以實時記錄用戶用電情況，以實現(xiàn)不同用電時間、不同計價的收費辦法，鼓勵用戶在用電低谷時多用電，達(dá)到公道用電與節(jié)約用電的目的。 用于進(jìn)行監(jiān)控 PLC自檢信號很多，內(nèi)部器件也很多，多數(shù)使用者未充分發(fā)揮其作用。 實在，完全可利用它進(jìn)行PLC自身工作的監(jiān)控，或?qū)刂茖ο筮M(jìn)行監(jiān)控。 這里介紹一種用PLC定時

39、器作看門狗，對控制對象工作情況進(jìn)行監(jiān)控的思路。 如用PLC控制某運動部件動作，看施加控制后動作進(jìn)行了沒有，可用看門狗辦法實現(xiàn)監(jiān)控。具體作法是在施加控制的同時，令看門狗定時器計時。如在規(guī)定的時間內(nèi)動作完成，即定時器未超過警戒值的情況下，已收到動作完成信號，則說明控制對象工作正常，無需報警。 若超時，說明不正常，可作相應(yīng)處理。 假如控制對象的各重要控制環(huán)節(jié)，都用這樣一些看門狗"看"著，那系統(tǒng)的工作將了如指掌，出現(xiàn)了題目，卡在什么環(huán)節(jié)上也很好查找。 還有其它一些監(jiān)控工作可做。對一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)，特別是自動控制系統(tǒng)，監(jiān)控以至進(jìn)一步能自診斷是非常必要的。它可減少系統(tǒng)的故障，出了

40、故障也好查找，可進(jìn)步累計均勻無故障運行時間，降低故障修復(fù)時間，進(jìn)步系統(tǒng)的可靠性。 用于聯(lián)網(wǎng)、通訊 PLC聯(lián)網(wǎng)、通訊能力很強，不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)推出。 PLC可與個人計算機相連接進(jìn)行通訊，可用計算機參與編程及對PLC進(jìn)行控制的治理，使PLC用起來更方便。 為了充分發(fā)揮計算機的作用，可實行一臺計算機控制與治理多臺PLC，多的可達(dá)32臺。也可一臺PLC與兩臺或更多的計算機通訊，交換信息，以實現(xiàn)多地對PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控。 PLC與PLC也可通訊?？梢粚σ籔LC通訊?？蓭讉€PLC通訊。可多到幾十、幾百。 PLC與智能儀表、智能執(zhí)行裝置（如變頻器），也可聯(lián)網(wǎng)通訊，交換數(shù)據(jù)，

41、相互操縱。 可聯(lián)接成遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)范圍面可大到10公里或更大。 可組成局部網(wǎng)，不僅PLC，而且高檔計算機、各種智能裝置也都可進(jìn)網(wǎng)?？捎每偩€網(wǎng)，也可用環(huán)形網(wǎng)。網(wǎng)還可套網(wǎng)。網(wǎng)與網(wǎng)還可橋接。聯(lián)網(wǎng)可把成千上萬的PLC、計算機、智能裝置組織在一個網(wǎng)中。 網(wǎng)間的結(jié)點可直接或間接地通訊、交換信息。 聯(lián)網(wǎng)、通訊，正適應(yīng)了當(dāng)今計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）及智能化工廠發(fā)展的需要。它可使產(chǎn)業(yè)控制從點（Point）、到線（（Line）再到面（Aero），使設(shè)備級的控制、生產(chǎn)線的控制、工廠治理層的控制連成一個整體，進(jìn)而可創(chuàng)造更高的效益。這個無窮美好的遠(yuǎn)景，已越來越清楚地展現(xiàn)在我們這一代人的眼前。

42、 以上幾點應(yīng)用是著重從質(zhì)上講的。從量上講，PLC有大、有小。所以，它的控制范圍也可大、可小。小的只控制一個設(shè)備，甚至一個部件，一個站點；大的可控制多臺設(shè)備，一條生產(chǎn)線，以至于整個工廠。可以說，產(chǎn)業(yè)控制的大小場合，都離不開PLC。 一般講，產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程可分為兩種類型；連續(xù)型生產(chǎn)過程（如化學(xué)產(chǎn)業(yè)）及非連續(xù)型，即離散型生產(chǎn)過程（如機械制造業(yè)）。前者生產(chǎn)對象是連續(xù)的，分不出件的；后者為離散的，一件件的。由于PLC有上述幾個方面的應(yīng)用，而且，控制的規(guī)模又可大、可小，所以，這兩種類型的生產(chǎn)過程都有其用武之地。 事實上，PLC已廣泛應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。從行業(yè)看，冶金、機械、化工、輕工、食品、建

43、材等等，幾乎沒有不用到它的。不僅產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)用它，一些非產(chǎn)業(yè)過程，如樓宇自動化、電梯控制也用到它。農(nóng)業(yè)的大棚環(huán)境參數(shù)調(diào)控，水利澆灌也用到它。 PLC能有上述幾個范圍廣泛的應(yīng)用，是PLC自身特點決定的，也是PLC技術(shù)不斷完善的結(jié)果。 2.1.6 PLC的國內(nèi)外狀況與未來展望 世界上公認(rèn)的第一臺PLC是1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。限于當(dāng)時的元器件條件及計算機發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計

44、算機特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。 20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、

45、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。 我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是

46、伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。 21世紀(jì)，PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程

47、控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨

48、著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。 第三章 塑料制品取出升降輸送設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計 3.1 全自動塑料制品生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝流程 全自動塑料制品生產(chǎn)線主要由原材料自動供應(yīng)系統(tǒng)、成型系統(tǒng)、塑料制品取出設(shè)備、成品輸送設(shè)備、自動檢測設(shè)備、自動打包設(shè)備組成。見圖3 原材料供應(yīng)系統(tǒng) 成型系統(tǒng) 出貨 入庫 制品取出設(shè)備 自動打包設(shè)備 成品輸送設(shè)備

49、 合格品 材料二次回收利用 破碎設(shè)備 成品檢測設(shè)備 不合格品 圖3：全自動塑料制品生產(chǎn)線工藝生產(chǎn)流程圖 3.2 全自動塑料制品生產(chǎn)線控制系統(tǒng)原理 原材料在材料罐里面由材料輸送系統(tǒng)輸送到成型機料斗，進(jìn)料的份量由稱重系統(tǒng)按產(chǎn)品生產(chǎn)配比自動下料到成型機，經(jīng)過加溫將原材料熔成半液體狀從螺桿中擠出，送到模具里面成型，在成型的過程中，需要冷卻系統(tǒng)對模具、和設(shè)備進(jìn)行冷卻，產(chǎn)品成型后，由制品取出設(shè)備將產(chǎn)品取出，經(jīng)過垂直運動和水平運動，將產(chǎn)品夾到輸送設(shè)備上面松開夾子，產(chǎn)品就由輸送

50、設(shè)備輸送到成品自動檢測設(shè)備，自動檢測設(shè)備經(jīng)過機器視覺系統(tǒng)檢測，將產(chǎn)品分為合格品和不合格品且進(jìn)行分流，合格品流到自動打包設(shè)備進(jìn)行打包入庫，不合格品則流到破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，進(jìn)行二次材料回收利用。 3.3 制品取出升降輸送設(shè)備控制系統(tǒng)要求 塑料制品取出設(shè)備的組成由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。 　　執(zhí)行系統(tǒng)，夾子抓取或釋放制品、實現(xiàn)各種操作運動的系統(tǒng)，由上下運動機構(gòu)、左右運動機構(gòu)和前后運動機構(gòu)組成。 　　驅(qū)動系統(tǒng)，為執(zhí)行系統(tǒng)的各部件提供動力的系統(tǒng)，有氣動、電動、機械等組合。 　　控制系統(tǒng)，通過對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照預(yù)定的工作要求進(jìn)行操作，并對執(zhí)行系統(tǒng)的動

51、作進(jìn)行修正的系統(tǒng)，包括位置檢測裝置和程序控制部分，需要用點位控制和連續(xù)軌跡控制兩種方式。 3.4 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計分析 3.4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則： 1）最大限度地滿足被控對象的控制要求 充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員

52、、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計中的重點問題和疑難問題。 2）. 保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠 保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計者在系統(tǒng)設(shè)計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。 3）. 力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運行資金的增加。因此，在滿足控制要

53、求的前提下，一方面要注意不斷地擴(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標(biāo)。 4）. 適應(yīng)發(fā)展的需要 由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設(shè)計時要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點數(shù)和內(nèi)存容量時，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。 3.4.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計主要內(nèi)容 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容包括： 1）確定PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成形式。 2)系統(tǒng)運行方式和控制方式的選擇。

54、 3)選擇用戶輸入設(shè)備、輸出設(shè)備以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象。 4)PLC的選擇。 5)分配I/O點，繪制I/O連接圖。 6)控制臺的設(shè)計。 7)設(shè)計控制程序。 8)工程施工計劃的設(shè)計。 9)編制控制系統(tǒng)技術(shù)文檔。 3.4.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 （一）分析被控對象并提出控制要求 詳細(xì)分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，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(shè)計任務(wù)書。 （二）確定輸入／輸出設(shè)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(shè)備（如：按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等）和輸出設(shè)備（如：接觸

55、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(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定PLC的I/O點數(shù)。 （三）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，詳見本章第二節(jié)。 （四）分配I/O點并設(shè)計PLC外圍硬件線路 1.分配I/O點 畫出PLC的I/O點與輸入／輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)關(guān)系表，該部分也可在第２步中進(jìn)行。 2.設(shè)計PLC外圍硬件線路 畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進(jìn)入PLC的控制電路等。 由PLC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線路已經(jīng)確定。 （五）程序設(shè)計 1. 程

56、序設(shè)計 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用合適的設(shè)計方法來設(shè)計PLC程序。程序要以滿足系統(tǒng)控制要求為主線，逐一編寫實現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。除此之外，程序通常還應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1）初始化程序。在PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動作必要的準(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動作。初始化程序的主要內(nèi)容有：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計數(shù)器等進(jìn)行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對某些初始狀態(tài)進(jìn)行顯示等等。 2）檢測、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對獨立，一般在程序設(shè)計基本完成時再添加。 3）保護(hù)和連鎖程序。保護(hù)和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認(rèn)真加以

57、考慮。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂，。 2. 程序模擬調(diào)試 程序模擬調(diào)試的基本思想是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場實際狀態(tài)，為程序的運行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。 1）硬件模擬法是使用一些硬件設(shè)備（如用另一臺PLC或一些輸入器件等）模擬產(chǎn)生現(xiàn)場的信號，并將這些信號以硬接線的方式連到PLC系統(tǒng)的輸入端，其時效性較強。 2）軟件模擬法是在PLC中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場信號，其簡單易行，但時效性不易保證。模擬調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。 PLC （六）硬件實施 硬件實施方

58、面主要是進(jìn)行控制柜（臺）等硬件的設(shè)計及現(xiàn)場施工。主要內(nèi)容有： 1) 設(shè)計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖。 2)設(shè)計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖。 3)根據(jù)施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場接線，并進(jìn)行詳細(xì)檢查。 由于程序設(shè)計與硬件實施可同時進(jìn)行，因此PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計周期可大大縮短。 （七）聯(lián)機調(diào)試 聯(lián)機調(diào)試是將通過模擬調(diào)試的程序進(jìn)一步進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。聯(lián)機調(diào)試過程應(yīng)循序漸進(jìn)，從PLC只連接輸入設(shè)備、再連接輸出設(shè)備、再接上實際負(fù)載等逐步進(jìn)行調(diào)試。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部份程序即可。 全部調(diào)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(yīng)將

59、程序固化到EPROM中，以防程序丟失。 （八）整理和編寫技術(shù)文件 技術(shù)文件包括設(shè)計說明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細(xì)表、PLC程序以及使用說明。 3.5 塑料制品取出升降輸送裝置PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計 3.5.1 明確設(shè)備控制要求 1）設(shè)備控制動作流程如下： 模具關(guān)閉 關(guān)閉到位 夾子前行 前行到位 夾緊制品披鋒 模具打開到位 夾子后行 后行到位 輸送帶上行 上行到位 夾子打開 輸送帶停止后回原點 夾子打開到位

60、 輸送帶下行 制品離開輸送帶 輸送帶運轉(zhuǎn) 下行到位 2）設(shè)備執(zhí)行機構(gòu)示意圖 前行 后行 打開 夾緊 關(guān)閉 松開 上升 下降 模具 輸送帶運轉(zhuǎn) 3）設(shè)備運動及控制面板示意圖 3.5.2 選擇PLC 目前市場上的PLC品牌有很多，國外：羅克韋爾（AB）、 三菱（mitsubishi）、 西門子（SIMATIC）、 光洋（Koyo）、 歐姆龍（OMRON）、 莫迪康（modicon

61、）、LS產(chǎn)電 、GE Fanuc 、松下電工（nais）等。 臺灣：永宏、臺達(dá)、盟立、FAMA（現(xiàn)屬于盟立）、安控、士林、豐煒、智國、臺安等 。 大陸：德維深、和利時、KDN、淅大中控、淅大中自、信捷、愛默生、蘭州全志、科威、科賽恩、南京冠德、智達(dá)、海杰、易達(dá)等。 由于工程進(jìn)度緊，一般三菱（mitsubishi）品牌的小型PLC在市場上都有現(xiàn)貨，其性能也比較穩(wěn)定，在品牌上，其還是可以考慮的。 依據(jù)控制流程圖及工作臺控制圖，還有三菱PLC選型資料，我們可以選擇FX-48MT型號的PLC，而且此型號市場上現(xiàn)貨充足，運行性能也較穩(wěn)定。

62、 3.5.3 PLC輸入輸出表及外部接線原理圖 3.5.4 編制PLC程序及上線調(diào)試 第四章 結(jié)論與展望 通過這次畢業(yè)設(shè)計與實踐，我們得出了這樣的結(jié)論，在勞動密集型企業(yè)，設(shè)備的自動化程度有很大的提高空間，設(shè)備自動化提高了，可以節(jié)省人力、物力，為企業(yè)節(jié)約成本， 提高利潤空間。這也說明了，自動化設(shè)備的市場是廣泛而深遠(yuǎn)的。 通過兩個多月對塑料制品取出升降輸送設(shè)備PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，我對基于PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計方法與流程有了一個比較全面的了解。在這個不斷設(shè)計、學(xué)習(xí)、再

63、設(shè)計，實踐加理論的反復(fù)操作過程中，我們潛移默化地學(xué)習(xí)到了一種科學(xué)的設(shè)計思路和方法，這對我們以后的工作態(tài)度和方法將產(chǎn)生積極的影響。特別是在自動化設(shè)備的設(shè)計上，我有了很多的自己的設(shè)計思想，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為我的大學(xué)生涯劃上一個圓滿的句號。 PLC現(xiàn)在功能不斷在擴(kuò)展，與觸摸屏、伺服控制器、變頻器的通訊也逐步提升，這樣在自動化設(shè)備的領(lǐng)域有著舉足輕重的意義。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 郭艷萍. 電氣控制與PLC應(yīng)用 .人民郵電出版社.2010.2 [2}三菱FX系列PLC編程手冊. 三菱電機有限公司. [3]邵海忠.最新實用

64、電工手冊.化學(xué)工業(yè)出版社,2000,1 [4] 杜從商.PLC編程應(yīng)用基礎(chǔ)(三菱).機械工業(yè)出版社.2009.9.1 [5]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.機械工業(yè)出版社.2010.2.1 [6]朱英濤.工廠電氣控制技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社.1991 [7]段正澄.光機電一體化技術(shù)手冊.機械工業(yè)出版社.2010.6 [8]中國工控網(wǎng). 致 謝 在本論文的完成過程中，我的導(dǎo)師給予了我悉心指導(dǎo)和熱情鼓勵，使我順利完成了論文工作。他激勵我克服困難，廣泛涉獵新思想、新理論，不斷地探求新的科學(xué)發(fā)展。同時，也讓我懂得如何去踏踏實實地工作。論文工作量十分大，我的PLC程序設(shè)計實踐操作知識很少，在做課題的過程中遇到了很多困難，論文在李平老師的熱心幫助下才得以順利完成，在此，謹(jǐn)向李平老師表示衷心的感謝和誠摯的敬意。 同時，感謝在做課題過程中為我提供便利和幫助的老師和同學(xué)們。 感謝班的所有同學(xué)們，感謝我們在一起度過的這段忙碌又偷快的時光。 在此，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意! 衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授! 44