顆粒物包裝系統(tǒng)畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目 錄 </b></p><p>　　第一章 課題設計背景與要求</p><p>　　1.1課題設計背景………………………………………………1</p><p>　　1.2 顆粒物包裝系統(tǒng)裝置結構與工藝要求…………………… 2</p><p>　　第二章接觸器控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設計<

2、;/p><p>　　2.1 控制電器圖的設計…………………………………………3</p><p>　　2.2 控制原理 ………………………………………………… 4</p><p>　　2.3 控制系統(tǒng)元件明細表………………………………………5</p><p>　　2.4簡述系統(tǒng)時間設定及系統(tǒng)優(yōu)缺點………………………… 7</p>&l

3、t;p>　　2.5 PLC相對于接觸器線路的比較……………………………7</p><p>　　第三章PLC控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設計</p><p>　　3.1 PLC控制系統(tǒng)的硬件設計…………………………………8</p><p>　　3.1.1 PLC的型號選擇……………………………………8</p><p>　　3.1.2 PLC的外部

4、接線示意圖……………………………11</p><p>　　3.2 PLC控制系統(tǒng)的軟件設計 ……………………………… 11</p><p>　　第四章 總結--淺談PLC</p><p>　　4.1 PLC的工作原理……………………………………………18</p><p>　　4.2 PLC的特點 ………………………………………………19&

5、lt;/p><p>　　4.3 PLC控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的總體比較 ………………… 23</p><p>　　致謝………………………………………………………………25</p><p>　　參考文獻………………………………………………………… 26</p><p>　　第一章 課題背景與控制要求</p><p><b

6、>　　1.1設計背景</b></p><p>　　隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展，生產(chǎn)方式由純粹的手工生產(chǎn)，半自動生產(chǎn)一直到融合著信息、技術、CAM/D等多種資源的自動化生產(chǎn)，無一不透露著一個問題。那就是只有不斷 生產(chǎn)方式，整合生產(chǎn)資源，盡可能的減少生產(chǎn)成本，企業(yè)才能在商海的競爭濃潮中立于不敗之地。</p><p>　　在生產(chǎn)實際過程中，只有從實體上改變物料的活動才能減少成本，增

7、加價值。而物料的改變實際上是改變生產(chǎn)資源的設計要求及工藝控物過程?？紤]到當今社會，生活離不開產(chǎn)品，產(chǎn)品離不開包裝。物料包裝應用十分之廣泛，也是生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一。如何設計出一個，良好的包裝控制系統(tǒng)，從而減少包裝時間，減少在人力、物力上的投入，對于產(chǎn)品在市場上的競爭優(yōu)勢是非常有利的。因此，我選擇了顆粒物包裝系統(tǒng)，設計作為我的設計內(nèi)容。</p><p>　　1.2顆粒物包裝系統(tǒng)裝置結構與工藝要求</p>

8、<p>　　一、裝置結構和工藝要求</p><p>　　顆粒物包裝系統(tǒng)結構示意圖如圖所示,系統(tǒng)由儲料、計量、裝袋、縫袋與物料傳送及電控柜等組成，其計量控制和物料給定在時間繼電器（外購）上完成。當準備工作就緒后，發(fā)出啟動命令，自動打開快加料、慢加料電磁閥YV1、YV2，當物料達到快加給定植時關閉YV1，當物料達到慢加給定植時關閉YV2，當SQ檢測到袋夾好時打開卸料電磁閥YV3，并啟動另一輪加料；關閉YV

9、3延時后松開夾袋器，并打開物料袋傳送帶。</p><p><b>　　二、控制要求</b></p><p>　　1. 本系統(tǒng)有自動和手動兩種工作方式：</p><p>　　在自動方式下，按下啟動按鈕，自動循環(huán)；</p><p>　　在手動方式下，可手動加、慢加、卸料、松袋。</p><p>　　2

10、. 儲料倉物料超過SL2時停止物料輸送；低于SL1時報警提示；再一次超過SL1時重新啟動自動加料。</p><p>　　3. 20秒無物料袋落下時自動停止物料袋輸送帶。</p><p>　　4. 緊急情況下可瞬時停止一切動作。 </p><p>　　5. 有物料袋計數(shù)和指示功能。</p><p>　　6. 面板指示電源和各種運行狀態(tài)。

11、</p><p>　　7. 夾袋和縫袋由人工完成。</p><p>　　控制示意圖如下： </p><p>　　第二章電器控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設計</p><p>　　2.1控制系統(tǒng)電器圖的設計</p><p>　　電器控制面板示意圖如下：</p><p>　　2.2控制電路原理分析<

12、/p><p><b>　　自動控制：</b></p><p>　　在電器安裝完畢后，按下總電源開關QS，接通總電源。（電源指示燈HL0亮）將單刀開關打上，再將雙聯(lián)開關QS1撥到自動檔。若物料低于SL1時（料位指示燈HL4亮），將自動啟動物料輸送電動機M1，輸送物料。此后，若物料再次低于，還是會自動完成物料輸送。若是物料高于SL2位時，料位傳感器的常閉觸頭將斷開，使得電動機

13、M1控制線圈KM1斷電，停止物料輸送。低于SL2位后，又自動接通KM1線圈，開始物料輸送。</p><p>　　自動加料過程：當觀察到HL4不亮時，則可以按下自動快加/慢加料按鈕SB0。此時中間繼電器KA1，電磁閥YV1、YV2，通電延時繼電器KT1、KT2 接通。接通后，中間繼電器KA1的常開觸點KA1閉合，實現(xiàn)自鎖；YV1、YV2的閥門吸合后，開始快加料，慢加料；KT1、KT2開始延時。當KT1延時到S1秒后

14、，KT1延時斷開常閉觸點斷開，電磁閥YV1線圈斷電，閥門閉合，慢加料停止。當KT2延時S2秒后，KT2延時斷開常閉觸點斷開，電磁閥線圈斷電，閥門閉合，慢加料停止。到此，已完成自動快/慢加料；與KA1線圈串聯(lián)的延時斷開常閉觸點KT2斷開，KA1線圈失電，常閉觸點KA1解除自鎖。</p><p>　　卸料過程：當工作人員將物料袋上位后，按下物料夾緊裝置的點動開關SQ后，物料袋夾緊（物料袋夾緊指示燈HL3亮）。按下SQ

15、松開后，中間繼電器KA2線圈，電磁閥YV3線圈，通電延時繼電器KT3、KT4的線圈同時得電。KA2的線圈得電，它的常開觸點KA2閉合，實現(xiàn)自鎖；YV3的閥門吸合，開始卸料；時間繼電器KT3、KT4延時開始。當KT3延時到S3秒后，延時斷開常閉觸點KT3斷開，使得YV3線圈斷電，YV3閥門閉合，停止卸料，同時時間繼電器KT3的延時閉合常開觸點KT3閉合，啟動新一輪加料，此效果等同于自動快/慢加料過程。當時間繼電器KT4延時S4秒后，時間繼

16、電器KT4也在此時閉合，使物料袋輸送電動機控制KM2線圈接通，開始物料袋輸送（物料袋輸送指示燈HL2亮）。輔助常開觸點KM2閉合，實現(xiàn)自鎖。</p><p><b>　　手動控制</b></p><p>　　按下接通總電源，控制電源后，將雙聯(lián)開關QS1撥向手動檔。</p><p>　　按下SB5按鈕后松開，時間繼電器KT5接通，KT5的立即觸點

17、動作實現(xiàn)自鎖，YV1電磁閥接通，開始快加料。當延時S5秒后，延時斷開常閉觸點KT5斷開，時間繼電器KT5線圈失電，自鎖解除，YV1斷開停止快加料。此動作完成一個S6秒的慢加料過程。</p><p>　　按下SB6按鈕松開，此原理類似手動快加料控制過程，但是完成一個S6秒的慢加料過程。</p><p>　　按下SB7按鈕松開，時間繼電器KT7接通，KT7的立即觸點閉合，實現(xiàn)自鎖，YV3接通開

18、始卸料，當延時S7秒后，延時斷開常閉觸點KT7斷開，KT7線圈失電，立即觸點斷開，解除自鎖，YV3斷開，停止卸料，此動作完成一個S7秒的卸料過程。</p><p>　　2.3顆粒物包裝系統(tǒng)元件明細表：</p><p><b>　　定時器的時間設定：</b></p><p>　　對于顆粒物包裝控制系統(tǒng)，延時控制在整個控制的比例相對較大。各個時間繼

19、電器對應延時時間表如圖（2.3.1）所示，由于對于不同的包裝量，時間設定值不同。因此時間設定由投入使用時，由工作人員根據(jù)流量及包裝量設定實際時間。但為滿足控制要求需滿足（S1〈S2，S3〈S4）。</p><p><b>　　圖2.3.1</b></p><p>　　2.4顆粒物包裝系統(tǒng)的優(yōu)點與缺點</p><p>　　該系統(tǒng)在物料裝袋過程中,

20、擁有一定的自動性.因此裝袋過程只需少量的工作人員即可完成。計量過程也不需使用傳統(tǒng)的計量器，只需按照流量配之以一定的時間比例關系就可以達到計量要求。不過,這也是該系統(tǒng)的缺點之一，因為流量具有一定的變化因素，從而直接影響到計量。因此對于工作人員的經(jīng)驗要求有一定的依賴性。其次從電氣控制原理圖可發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)使用了大量的繼電接觸器和時間繼電器，在使用過程中可能有競爭冒險現(xiàn)象，同時也使使系統(tǒng)的硬件體積增大,同時也增加了一定的生產(chǎn)成本。</p&

21、gt;<p>　　2.5 PLC相對于接觸器線路的比較</p><p>　　PLC相對與接觸器線路的比較主要有以下幾個方面的優(yōu)勢：</p><p>　　1、功能強，性能價格比高</p><p>　　一臺小型PLC內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價格比。可篇程序控制器可

22、以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制，集中管理。</p><p>　　2、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強</p><p>　　可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標準化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。</p><p>　　用戶能靈活方便的進行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接</p><p

23、>　　線端子連接外部接線。PLC有很強的帶負載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器。</p><p>　　3、可靠性高，抗干擾能力強</p><p>　　傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10--1/100，因觸

24、點接觸不良造成的故障大為減少。</p><p>　　PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數(shù)萬小時以上，</p><p>　　可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。</p><p>　　4、系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試工作量少</p><p>　　PLC用軟

25、件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計方法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。</p><p>　　對于復雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設計時間比設計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接

26、線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。</p><p><b>　　5、編程方法簡單</b></p><p>　　梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用

27、戶程序。</p><p>　　梯形圖語言實際上是一種面向用戶的一種高級語言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時，用解釋程序?qū)⑺胺g”</p><p>　　成匯編語言后再去執(zhí)行。</p><p>　　6、維修工作量少，維修方便</p><p>　　PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。</p><p>　　P

28、LC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障</p><p><b>　　7、體積小，能耗低</b></p><p>　　對于復雜的控制系統(tǒng)，使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型PLC的體積相當于幾個繼電器大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的確1/

29、2-1/10。</p><p>　　PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線要少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時，可以減少大量費用。學得辛苦，做得舒服</p><p>　　第三章 PLC控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設計</p><p>　　3.1 PLC的硬件選擇</p><p><b>　　一、PLC的類型</b

30、></p><p>　　PLC按結構分為整體型和模塊型兩類，按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎氤鳇c數(shù)選型。</p><p>　　整體型PLC的I/O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O

31、點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。</p><p>　　二、輸入輸出模塊的選擇</p><p>　　輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊,應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊，應考慮選用的輸出，模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較常等特點；可控制輸出模塊適應與開關頻繁，電感性低功率

32、因數(shù)荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致。</p><p>　　可根據(jù)應用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應用成本。</p><p>　　考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。</p><p><b>　　三、電源的選擇</b></p><

33、p>　　PLC的供電電源，除了引進設備時同時引進PLC應根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設計和選用外，一般PLC的供電電源設計選用220VAC電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應用場合，應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。</p><p>　　如果PLC本身帶有可使用電源時，應核對提供的電流是否滿足應用要求，否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管

34、或熔絲管隔離。</p><p><b>　　四、存儲器的選擇</b></p><p>　　由于計算機集成芯片技術的發(fā)展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用項目的正常選擇。需要復雜控制功能時，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器。</p><p><b>　　五、冗余功能的選擇</b></p><p>

35、<b>　　控制單元的冗余</b></p><p>　　重要的過程單元:CPU(包括存儲器)及電源均應1B1冗余</p><p>　　在需要時也可選用PLC硬件與熱備軟件構成的熱備冗余系統(tǒng)、2重化或3重化冗余容錯系統(tǒng)等。</p><p>　　2．I/O接口單元的冗余</p><p>　?。?）控制回路的多點I/O卡應冗余

36、配置。</p><p>　?。?）重要檢測點的多點I/O卡可冗余配置。3）根據(jù)需要對重要的I/O信號，可選用2重化或3重化的I/O接口單元。</p><p><b>　　六、經(jīng)濟性的考慮</b></p><p>　　選擇PLC時，應考慮性能價格比?？紤]經(jīng)濟性時，應同時考慮應用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意

37、的產(chǎn)品。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需要增加一定的費用。當點數(shù)增加帶某一數(shù)值后，相應的存儲器容量、機架、母板等也要相應增加，因此，點數(shù)的增加對CPU選用、控制功能范圍等選擇都有影響，在估算和選用時應充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。</p><p>　　.綜合以上所述及輸入輸出點數(shù)選擇S7-200CPU,主要性能指標如下：</p><p>　　PLC編

38、程元件明細表：</p><p>　　PLC 外部接線示意圖如下所示：</p><p>　　3.2PLC的軟件設計</p><p>　　PLC I/O分配： </p><p>　　輸入： </p><p>　　I0.0 QS 總電源

39、 </p><p>　　I0.1 QS2控制電路電源 </p><p>　　I0.2 QS1自動 </p><p>　　I0.3 QS2手動 </p><p>　　I0

40、.4 SQ 物料袋夾緊按鈕 </p><p>　　I0.5 SB0 自動快/慢加料 </p><p>　　I0.6 SB1 手動物料輸送 </p><p>　　I0.7 SB2 手動物料袋輸送 </

41、p><p>　　I1.0 SB5 手動快加料 </p><p>　　I1.1 SB6 手動慢加料 </p><p>　　I1.2 SB7 手動卸料 </p><p>　　I1.3 SB3 手動停

42、止物料輸送 </p><p>　　I1.4 SB4 手動停止物料袋輸送</p><p>　　I1.5 SL1 料位傳感常閉觸點</p><p>　　I1.6 SL2 料位傳感常閉觸點</p><p><b>　　輸出</b></p><p>　　Q0

43、.0 KM1 物料輸送接觸器</p><p>　　Q0.1 KM2 物料袋輸送接觸器</p><p>　　Q0.2 YV1 快加料電磁閥</p><p>　　Q0.3 YV2 慢加料電磁閥</p><p>　　Q0.4 YV3 卸料電磁閥</p><p>　　Q0.5 KA1

44、 中間繼電器</p><p>　　Q0.6 KA2 中間繼電器</p><p>　　Q0.7 HL0 電源指示燈</p><p>　　Q1.0 HL3 物料袋夾緊指示燈</p><p>　　Q1.1 HL4 料位低于SL1時指示燈</p><p>　　Q1.2 HL1

45、物料輸送指示燈</p><p>　　Q1.3 HL2 物料袋輸送指示燈</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)梯形圖：</p><p><b>　　PLC控制語句表：</b></p><p>　　Network 1 </p><p>　　LD I0.0</p><

46、p>　　A I0.1</p><p>　　A I0.2</p><p>　　= M0.0</p><p>　　Network 2 </p><p>　　LD M0.0</p><p>　　LDN T34</p><p>　　LD I0.5

47、</p><p>　　O Q0.5</p><p><b>　　ALD</b></p><p>　　LD T35</p><p>　　AN Q0.5</p><p><b>　　OLD</b></p><p><b>

48、;　　ALD</b></p><p><b>　　LPS</b></p><p>　　TON T33, 500</p><p>　　TON T34, 700</p><p>　　= Q0.5</p><p>　　AN T33</p><

49、p>　　= Q0.2</p><p><b>　　LPP</b></p><p>　　AN T34</p><p>　　= Q0.3</p><p>　　Network 3 </p><p>　　LD M0.0</p><p>　　

50、LD I0.4</p><p>　　O Q0.6</p><p><b>　　ALD</b></p><p>　　AN T36</p><p>　　TON T35, 800</p><p>　　TON T36, 800</p><p>

51、　　= Q0.4</p><p>　　= Q0.6</p><p>　　Network 4 </p><p>　　LD M0.0</p><p>　　AN I1.6</p><p>　　LD T36</p><p>　　O Q0.1</

52、p><p>　　O I0.7</p><p><b>　　ALD</b></p><p>　　= Q0.1</p><p>　　Network 5 </p><p>　　LD M0.0</p><p>　　AN I1.5</p>

53、<p>　　AN I1.4</p><p>　　LDN I1.3</p><p>　　O I0.6</p><p>　　O Q0.0</p><p><b>　　ALD</b></p><p>　　= Q0.0</p><

54、p>　　Network 6 </p><p>　　LD M0.0</p><p>　　AN I0.1</p><p>　　A I0.3</p><p>　　= M0.1</p><p>　　Network 7 </p><p>　　LD M0.1

55、</p><p>　　LD I1.0</p><p>　　O M0.2</p><p><b>　　ALD</b></p><p>　　AN T97</p><p>　　TON T97, 500</p><p>　　= Q0.2&l

56、t;/p><p>　　= M0.2</p><p>　　Network 8 </p><p>　　LD M0.1</p><p>　　LD I1.1</p><p>　　O M0.3</p><p><b>　　ALD</b></p&g

57、t;<p>　　AN T98</p><p>　　TON T98, 700</p><p>　　= Q0.2</p><p>　　= M0.3</p><p>　　Network 9 </p><p>　　LD M0.1</p><p>　

58、　LD I1.2</p><p>　　O M0.4</p><p><b>　　ALD</b></p><p>　　AN T99</p><p>　　TON T99, 800</p><p>　　= Q0.4</p><p>　　=

59、 M0.4</p><p>　　Network 10 </p><p>　　LD I0.0</p><p>　　= Q0.7</p><p>　　Network 11 </p><p>　　LD Q0.1</p><p>　　= Q1.2</p

60、><p>　　Network 12 </p><p>　　LD Q0.2</p><p>　　= Q1.3</p><p>　　Network 13 </p><p>　　LD Q0.6</p><p>　　= Q1.0</p><p>　

61、　Network 14 </p><p>　　LDN I0.3</p><p>　　= Q1.1 </p><p>　　第四章 總結 -----淺談PLC</p><p>　　4.1PLC工作原理</p><p>　　PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據(jù)

62、用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。</p><p>　　PLC的一個掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。</p><p>　　PLC在輸入采樣階

63、段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段。</p><p>　　PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應的運算和處理后，其結果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。</p><p>　　輸出刷新階段

64、：當所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸</p><p>　　出，驅(qū)動相應輸出設備工作。</p><p>　　4.2 PLC的基本特點</p><p>　　從PLC的工作原理知，PLC的輸入與輸出在物理上是彼此隔開的，其間的聯(lián)系是靠運行存儲于它的內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。它的入出相關，不是靠物

65、理過程，不是用線路；而是靠信息過程，用軟邏輯聯(lián)系。它的工作基礎是用好信息。 </p><p>　　信息不同于物質(zhì)與能量，有自身的規(guī)律。信息便于處理，便于傳遞，便于存儲；信息還可重用，等等。正是由于信息的這些特點，決定了PLC的基本特點。 </p><p>　　下面介紹PLC的四個特點： </p><p><b>　　1.功能豐富 </b><

66、;/p><p>　　PLC的功能非常豐富。這主要與它具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲信息的內(nèi)部器件有關。 </p><p>　　它的指令多達幾十條、幾百條，可進行各式各樣的邏輯問題的處理，還可進行各種類型數(shù)據(jù)的運算。凡普通計算機能做到的，它也都可作到。 </p><p>　　它的內(nèi)部器件，即內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，種類繁多，容量宏大。I/O繼電器，可以用以存儲入、出點信息

67、的，少的幾十、幾百，多的可達幾千、幾萬，以至10幾萬。這意味著它可進行這么多I/O點的入出信息變換，進行這么大規(guī)模的控制。 </p><p>　　它的內(nèi)部種種繼電器，相當于中間繼電器，數(shù)量更多。內(nèi)存中一個位就可作為一個中間繼電器，怎么不多！ </p><p>　　它的計數(shù)器、定時器也很多，是繼電電路所望塵莫及的。小小的箱體或模塊，其內(nèi)部定時器、計數(shù)器可達成百、成千。這也是因為只要用內(nèi)存中的

68、一個字，再加一些標志位，即可成為定時器、計數(shù)器，所以才那么多。 </p><p>　　而且，這些內(nèi)部器件還可設置成丟電保持的，或丟電不保持的，即上電后予以清零的。以滿足不同的使用要求。這些也是繼電器件所難以做到的。 </p><p>　　它的數(shù)據(jù)存儲區(qū)還可用以存儲大量數(shù)據(jù)，幾百、幾千、幾萬字的信息都可以存，而且，掉電后還不丟失。 </p><p>　　PLC還有豐富

69、的外部設備，可建立友好的人機界面，以進行信息交換?？伤腿氤绦颍腿霐?shù)據(jù)，可讀出程序，讀出數(shù)據(jù)。而且讀、寫時可在圖文并茂的畫面上進行。數(shù)據(jù)讀出后，可轉儲，可打印。數(shù)據(jù)送入可鍵入，可以讀卡入，等等。 </p><p>　　PLC還具有通訊接口，可與計算機鏈接或聯(lián)網(wǎng)，與計算機交換信息。自身也可聯(lián)網(wǎng)，以形成單機所不能有的更大的、地域更廣的控制系統(tǒng)。 </p><p>　　PLC還有強大的自檢功能，

70、可進行自診斷。其結果可自動記錄。這為它的維修增加了透明度，提供了方便。 </p><p>　　豐富的功能為PLC的廣泛應用提供了可能；同時，也為工業(yè)系統(tǒng)的自動化、遠動化及其控制的智能化創(chuàng)造了條件。 </p><p>　　像PLC這樣集豐富功能于一身，是別的電控制器所沒有的；更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的。</p><p><b>　　2.使用方便 &l

71、t;/b></p><p>　　用PLC實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非常方便的。這是因為：首先PLC控制邏輯的建立是程序,用程序代替硬件接線。編程序比接線，更改程序比更改接線，當然要方便得多！ </p><p>　　其次PLC的硬件是高度集成化的，已集成為種種小型化的模塊。而且，這些模塊是配套的，已實現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。種種控制系統(tǒng)所需的模塊，PLC廠家多有現(xiàn)貨供應，市場上即可購得。所以，硬件

72、系統(tǒng)配置與建造也非常方便。 </p><p>　　正因如此，用可編程序控制器才有這個"可"字。對軟件講，它的程序可編，也不難編。對硬件講，它的配置可變，而且也易于變。 </p><p>　　具體地講，PLC有五個方面的方便： </p><p>　?。?）配置方便：可接控制系統(tǒng)的需要確定要使用哪家的PLC，那種類型的，用什么模塊，要多少模塊，確定后

73、，到市場上定貨購買即可。 </p><p>　　（2）安裝方便：PLC硬件安裝簡單，組裝容易。外部接線有接線器，接線簡單，而且一次接好后，更換模塊時，把接線器安裝到新模塊上即可，都不必再接線。內(nèi)部什么線都不要接，只要作些必要的DIP開關設定或軟件設定，以及編制好用戶程序就可工作。 </p><p>　　（3）編程方便：PLC內(nèi)部雖然沒有什么實際的繼電器、時間繼電器、計數(shù)器，但它通過程序（軟

74、件）與系統(tǒng)內(nèi)存，這些器件卻實實在在地存在著。其數(shù)量之多是繼電器控制系統(tǒng)難以想象的。即使是小型的PLC，內(nèi)部繼電器數(shù)都可以千計，時間繼電器、計數(shù)也以百計。而且，這些繼電器的接點可無限次地使用。PLC內(nèi)部邏輯器件之多，用戶用起來已不感到有什么限制。唯一考慮的只是入出點。而這個內(nèi)部入出點即使用得再多，也無關緊要。大型PLC的控制點數(shù)可達萬點以上，哪有那么大的現(xiàn)實系統(tǒng)？若實在不夠，還可聯(lián)網(wǎng)進行控制，不受什么限制。PLC的指令系統(tǒng)也非常豐富，可毫

75、不困難地實現(xiàn)種種開關量，以及模擬量的控制。PLC還有存儲數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū)，可存儲控制過程的所有要保存的信息?！傊?，由于PLC功能之強，發(fā)揮其在控制系統(tǒng)的作用，所受的限制已不是PLC本身，而是人們的想象力，或與其配套的其它硬件設施了。 </p><p>　　PLC的外設很豐富，編程器種類很多，用起來都較方便，還有數(shù)據(jù)監(jiān)控器，可監(jiān)控PLC的工作。使用PLC的軟件也很多，不僅可用類似于繼電電路設計的梯形圖語言，有的還可

76、用BASIC語言、C語言，以至于自然語言。這些也為PLC編程提供了方便。 </p><p>　　PLC的程序也便于存儲、移植及再使用。某定型產(chǎn)品用的PLC的程序完善之后，凡這種產(chǎn)品都可使用。生產(chǎn)一臺，拷貝一份即可。這比起繼電器電路臺臺設備都要接線、調(diào)試，要省事及簡單得多。 </p><p>　?。?）維修方便：這是因為： </p><p>　?、貾LC工作可靠，出現(xiàn)

77、故障的情況不多，這大大減輕了維修的工作量。這在講述PLC的第三個特點時，還將進一步介紹。 </p><p>　?、诩词筆LC出現(xiàn)故障，維修也很方便。這是因為PLC都設有很多故障提示信號，如PLC支持內(nèi)存保持數(shù)據(jù)的電池電壓不足，相應的就有電壓低信號指示。而且，PLC本身還可作故障情況記錄。所以，PLC出了故障，很易診斷。同時，診斷出故障后排故也很簡單?？砂茨K排故，而模塊的備件市場可以買到，進行簡單的更換就可以。至

78、于軟件，調(diào)試好后不會出故障，再多只要依據(jù)使用經(jīng)驗進行調(diào)整，使之完善就是了。 </p><p>　?。?）改用方便：PLC用于某設備，若這個設備不再使用了，其所用的PLC還可給別的設備使用，只要改編一下程序，就可辦到。如果原設備與新設備差別較大，它的一些模塊還可重用。</p><p><b>　　3.工作可靠 </b></p><p>　　用PL

79、C實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非?？煽康?。這是因為PLC在硬件與軟件兩個方面都采取了很多措施，確保它能可靠工作。事實上，如果PLC工作不可靠，就無法在工業(yè)環(huán)境下運用，也就不成其為PLC了。 </p><p>　　(1) 在硬件方面： </p><p>　　PLC的輸入輸出電路與內(nèi)部CPU是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。而且，CPU板還有抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保PLC程序的運行不受外界

80、的電與磁干擾，能正常地工作。 </p><p>　　PLC使用的元器件多為無觸點的，而且為高度集成的，數(shù)量并不太多，也為其可靠工作提供了物質(zhì)基礎。 </p><p>　　在機械結構設計與制造工藝上，為使PLC能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可確保PLC耐振動、耐沖擊。使用環(huán)境溫度可高達攝氏50多度，有的PLC可高達80--90度。 </p><p>　　有的PL

81、C的模塊可熱備，一個主機工作，另一個主機也運轉，但不參與控制，僅作備份。一旦工作主機出現(xiàn)故障，熱備的可自動接替其工作。 </p><p>　　還有更進一步冗余的，采用三取一的設計，CPU、I/O模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時工作，最終輸出取決于三者中的多數(shù)決定的結果。這可使系統(tǒng)出故障的機率幾乎為零，做到萬無一失。當然，這樣的系統(tǒng)成本是很高的，只用于特別重要的場合，如鐵路車站的道叉控制系統(tǒng)。 <

82、;/p><p><b>　?。?）軟件方面： </b></p><p>　　PLC的工作方式為掃描加中斷，這既可保證它能有序地工作，避免繼電控制系統(tǒng)常出現(xiàn)的"冒險競爭"，其控制結果總是確定的；而且又能應急處理急于處理的控制，保證了PLC對應急情況的及時響應，使PLC能可靠地工作。 </p><p>　　為監(jiān)控PLC運行程序是否正

83、常，PLC系統(tǒng)都設置了"看門狗"（Watchingdog）監(jiān)控程序。運行用戶程序開始時，先清"看門狗"定時器，并開始計時。當用戶程序一個循環(huán)運行完了，則查看定時器的計時值。若超時（一般不超過100ms），則報警。嚴重超時，還可使PLC停止工作。用戶可依報警信號采取相應的應急措施。定時器的計時值若不超時，則重復起始的過程，PLC將正常工作。顯然，有了這個"看門狗"監(jiān)控程序，可保證

84、PLC用戶程序的正常運行，可避免出現(xiàn)"死循環(huán)"而影響其工作的可靠性。 </p><p>　　PLC還有很多防止及檢測故障的指令，以產(chǎn)生各重要模塊工作正常與否的提示信號。可通過編制相應的用戶程序，對PLC的工作狀況，以及PLC所控制的系統(tǒng)進行監(jiān)控，以確保其可靠工作。 </p><p>　　PLC每次上電后，還都要運行自檢程序及對系統(tǒng)進行初始化。這是系統(tǒng)程序配置了的，用戶可

85、不干預。出現(xiàn)故障時有相應的出錯信號提示。 </p><p>　　正是PLC在軟、硬件諸方面有強有力的可靠性措施，才確保了PLC具有可靠工作的特點。它的平均無故障時間可達幾萬小時以上；出了故障平均修復時間也很短，幾小時以至于幾分鐘即可。 </p><p>　　曾有人做過為什么要使用PLC的問卷調(diào)查。在回答中，多數(shù)用戶把PLC工作可靠作為選用它的主要原因，即把PLC能可靠工作，作為它的首選指標

86、。 </p><p><b>　　4.經(jīng)濟合算 </b></p><p>　　高新技術的使用必將帶來巨大的社會效益與經(jīng)濟效益，這是科技是第一生產(chǎn)力的體現(xiàn)，也是高新技術生命力之所在。PLC也是如此。 </p><p>　　盡管使用PLC首次投資要大些，但從全面及長遠看，使用PLC還是經(jīng)濟的。這是因為： </p><p>　

87、　使用PLC的投資雖大，但它的體積小、所占空間小，輔助設施的投入少；使用時省電，運行費少；</p><p>　　工作可靠，停工損失少；維修簡單，維修費少；還可再次使用以及能帶來附加價值等等，從中可得更大的回報。所以，在多數(shù)情況下，它的效益是可觀的。</p><p>　　4.3 電器控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的比較</p><p>　　1. 電器控制系統(tǒng)的組成</

88、p><p>　　通過第一章的學習可知，任何一個電器控制系統(tǒng)，都是由輸入部分、輸出部分和控制部分組成，如下圖4.3.1所示。</p><p>　　圖4.3.1  電器控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　其中輸入部分是由各種輸入設備，如按鈕、位置開關及傳感器等組成；控制部分是按照控制要求設計的，由若干繼電器及觸點構成的具有一定邏輯功能的控制電路；輸出部分是由各種輸

89、出設備，如接觸器、電磁閥、指示燈等執(zhí)行元件組成。電器控制系統(tǒng)是根據(jù)操作指令及被控對象發(fā)出的信號，由控制電路按規(guī)定的動作要求決定執(zhí)行什么動作或動作的順序，然后驅(qū)動輸出設備去實現(xiàn)各種操作。由于控制電路是采用硬接線將各種繼電器及觸點按一定的要求連接而成，所以接線復雜且故障點多，同時不易靈活改變。2. PLC控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　由PLC構成的控制系統(tǒng)也是由輸入、輸出和控制三部分組成，如圖4.3.2所示。&

90、lt;/p><p>　　圖4.3.2 PLC控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　從圖中可以看出，PLC控制系統(tǒng)的輸入、輸出部分和電器控制系統(tǒng)的輸入、輸出部分基本相同，但控制部分是采用“可編程”的PLC，而不是實際的繼電器線路。因此，PLC控制系統(tǒng)可以方便地通過改變用戶程序，以實現(xiàn)各種控制功能，從根本上解決了電器控制系統(tǒng)控制電路難以改變的問題。同時，PLC控制系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)邏輯運算，還具有數(shù)值運

91、算及過程控制等復雜的控制功能。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在畢業(yè)設計過程中，我得到了多方面的鼓勵和幫助。</p><p>　　首先，要感謝我的畢業(yè)設計指導老師魏全盛老師，他在繁忙的工作之余給予了我大量的指導與關心。這樣，我的畢業(yè)設計才得以順利的完成。</p><p>　　其次，非

92、常感謝江西工業(yè)職業(yè)技術學院機電系的所有老師和院領導，大學三年來是他（她）們培養(yǎng)了我，塑造了我，使我懂得了如何去學習，如何學好習，終于造就了一個性格開朗而堅韌、態(tài)度隨和而忠誠、意志堅定而頑強的我，使我在任何情況下都能夠做好每件事，處理好每一個問題。老師的教誨“寧可不用，不可不學”牢記在心。并在這次畢業(yè)設計中給予了我各方面的幫助和關懷，才使我順利完成我大學生涯的最后一次大型作業(yè)。</p><p>　　再者還要感謝的是

93、為我辛勤勞作一輩子的父母，就因為有了他們不思勞苦，和殷勤的教導才鍛煉出一個意志堅定，勤儉節(jié)約，知恩圖報的我。并在本次設計中給予我物質(zhì)上的支持，特別是精神上的支持。我將以實際行動來報答他們，不會辜負他們對我的期望。</p><p>　　最后，還要感謝同組的同學，他們給我提供了大量的資料，并在我遇到問題時伸出援助的雙手和我一起解決，才使我的論文和程序順利完成，使我真正體會到了親情和友情的力量。</p>

94、<p>　　另外，對曾為我提供幫助的朋友表示感謝！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 祝紅芳.PLC及其在數(shù)控機床中的應用.北京:人民郵電出版社,2007.10</p><p>　　[2] 易沅屏.電工學.北京:高等教育出版社,1998.</p><p>　　[3] 王也

95、仿.可編程控制器應用技術.北京:機械工業(yè)出版社,2003</p><p>　　[4] 西門子公司.S7-200中文編程手冊,1990.</p><p>　　[5] 鄧則.電器與可編程控制應用技術.機工版.1997.</p><p>　　[6] 方承遠.工廠電氣控制技術. 機工版.1992.</p><p>　　[7] 李仁.電器控制技術. 機