裝瓶流水線的plc控制畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　PLC(可編程控制器)是以計算機技術(shù)為核心的通用自動控制裝置，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。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。可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易

2、于擴充其功能的原則設(shè)計。本次實訓我們主要完成裝瓶流水線控制的PLC控制。實訓所設(shè)計的程序完成所需要的功能。PLC是一種工業(yè)計算機，它強大的控制功能及靈活并簡單易學的梯形圖編程方法使其也在自動控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，PLC的廣泛應(yīng)用必將為我國工業(yè)現(xiàn)代化的一個重要標志。</p><p>　　關(guān)鍵詞： PLC 裝瓶流水線 梯形圖 多方式 </p><p><b>　　目

3、 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 PLC的概述1</p><p>　　1.2 PLC的特點1</p><p>　　2 PLC基礎(chǔ)知識3</p><p>　　2.1 PLC的發(fā)展歷程3</p><

4、;p>　　2.2 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域3</p><p>　　2.3 PLC的構(gòu)成3</p><p>　　2.3.1 CPU的構(gòu)成3</p><p>　　2.3.2 I/O模塊4</p><p>　　2.4 PLC的工作原理5</p><p>　　2.4.1 PLC的工作過程及運行方式5</p

5、><p>　　2.5 PLC的外部設(shè)備及通信聯(lián)網(wǎng)6</p><p>　　2.6 PLC的未來展望7</p><p>　　3. 三菱FX系列的軟件介紹8</p><p>　　3.1 三菱FX2N系列的軟件8</p><p>　　3.1.1 FX2N系列PLC編程元件及基本特征8</p><p&g

6、t;　　4. PLC實訓10</p><p>　　4.1裝瓶流水線的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計10</p><p>　　4.1.1 裝瓶流水線控制系統(tǒng)的工作原理10</p><p>　　4.1.2硬件選型10</p><p>　　4.1.3控制內(nèi)容11</p><p>　　4.2裝瓶流水線的PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計12&

7、lt;/p><p>　　4.2.1調(diào)試過程及結(jié)果12</p><p><b>　　總結(jié)14</b></p><p><b>　　致謝15</b></p><p><b>　　參考文獻16</b></p><p><b>　　附錄A17&l

8、t;/b></p><p><b>　　附錄B22</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 PLC的概述</p><p>　　可編程控制器（PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER，簡稱PLC）。與個人計算機的PC相區(qū)別，用PLC

9、表示。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。</p><p>　　國際電工委員會（IEC）頒布了對PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算

10、術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。</p><p>　　1.2 PLC的特點</p><p>　?。?）編程方法簡單易學</p><p>　　梯形圖是使用的最多的PLC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

11、圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只需花集天地的時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。</p><p>　　梯形圖語言實際上是一種面向用戶的高級語言，PLC在執(zhí)行梯形圖程序時，將它“翻譯”成匯編語言后在執(zhí)行。</p><p>　　（2）功能強，性能價格比較強</p><p>　　一臺小型PLC內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程軟件，可以實

12、現(xiàn)非常復雜的控制功能與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。PLC還可以通過通信聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)分散控制。</p><p>　?。?）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強</p><p>　　PLC產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有平準齊全的各種硬件裝置供用戶選擇，用戶能靈活方便的進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC

13、由較強的帶負載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和中小型交流接觸器。硬件配置確定后，通過修改用戶程序，就可以方便、快速的適應(yīng)工藝條件的變化。</p><p>　?。?）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用軟件代替中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可以減少到繼

14、電器控制系統(tǒng)的十分之一甚至百分之一。</p><p>　　PLC使用了一系列的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，可以直接用于由強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，已被公認為做可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。</p><p>　?。?）系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少</p><p>　　PLC用軟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

15、繼電器、計數(shù)器等器件，是控制柜的設(shè)計、安裝、接線工作量大大減小。</p><p>　?。?）維修工作量小、維修方便</p><p>　　PLC的故障率很低，具有完善的自診斷功能。</p><p>　?。?）體積小、能耗低</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的體積僅相當于幾個繼

16、電器的大小，因此可以將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2甚至1/10。</p><p>　　2 PLC基礎(chǔ)知識</p><p>　　2.1 PLC的發(fā)展歷程</p><p>　　自20世紀60年代末期世界第一臺PLC問世以來，PLC發(fā)展十分迅速，特別是近些年來。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC在處理速度、控制功能、通信能力及控制領(lǐng)域等方面都有新的突破。P

17、LC將傳統(tǒng)的繼電——接觸器的控制技術(shù)和現(xiàn)代計算機信息處理技術(shù)的優(yōu)點有機結(jié)合起來，成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最廣的控制設(shè)備之一，并已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化的重要支柱。</p><p>　　2.2 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。&

18、lt;/p><p><b>　　1開關(guān)量邏輯控制</b></p><p><b>　　2運動控制</b></p><p><b>　　3閉環(huán)過程控制</b></p><p><b>　　4數(shù)據(jù)處理</b></p><p><b&g

19、t;　　5通信聯(lián)網(wǎng)</b></p><p>　　2.3 PLC的構(gòu)成</p><p>　　從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。</p><p&g

20、t;　　2.3.1 CPU的構(gòu)成</p><p>　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的

21、控制電路。</p><p>　　CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。</p><p>　　在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作

22、節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。</p><p>　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。</p><p>　　2.3.2 I/O模塊</p><p>　　PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸

23、出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。如下圖所示：</p><p><b>　　圖2.1 ／O模塊</b></p><p>　　常用的I

24、/O分類如下：</p><p>　　開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。</p><p>　　模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。</p><p>　　除了上述通用IO外，還

25、有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。</p><p>　　2.4 PLC的工作原理</p><p>　　圖2.2 PLC的結(jié)構(gòu)圖</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)

26、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(zhuǎn)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(jié)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。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在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器

27、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(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)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(yīng)的運算和處理后，其結(jié)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：當所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)

28、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）輸出，驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作。</p><p>　　2.4.1 PLC的工作過程及運行方式</p><p>　　最初研制生產(chǎn)的 PLC主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運行方式是不相同的： </p><p>　　(1)繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運行的方式，即如果這個繼電

29、器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點（包括其常開或常閉觸點）在繼電器控制線路的哪個位置上都會立即同時動作。 </p><p>　　(2)PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(包括其常開或常閉觸點)不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。 </p><p>　　因此，PLC采用了一種不同于一般微型計算機的運行方式

30、---掃描技術(shù)。這樣在對于I/O響應(yīng)要求不高的場合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。當 PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段</p><p><b>　　輸入采樣階段:</b></p><p>　

31、　在輸入采樣階段， PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 </p><p><b>　　用戶程序執(zhí)行階段:&

32、lt;/b></p><p>　　在用戶程序執(zhí)行階段， PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指

33、令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 </p><p>　　輸出刷新階段: 當掃描用戶程序結(jié)束

34、后， PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。</p><p>　　2.5 PLC的外部設(shè)備及通信聯(lián)網(wǎng)</p><p><b>　　（1）外部設(shè)備</b></p><p>　　外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類<

35、;/p><p>　　1、編程設(shè)備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。</p><p>　　2、監(jiān)控設(shè)備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。</p><p>　　3、存儲設(shè)備：有存儲卡、存儲磁帶、軟

36、磁盤或只讀存儲器，用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。</p><p>　　4、輸入輸出設(shè)備：用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機等。</p><p><b>　?。?）通信聯(lián)網(wǎng)</b></p><p>　　PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上

37、位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。現(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計算機一樣具有RS-232接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。</p><p>　　當然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計算機之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標準總線，并向標準通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機型的PLC之間、PLC與計算機之

38、間可以方便地進行通訊與聯(lián)網(wǎng)。</p><p>　　了解了PLC的基本結(jié)構(gòu)，我們在購買程控器時就有了一個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟又合理，盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳功能。</p><p>　　2.6 PLC的未來展望</p><p>　　21世紀，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)用于可編程控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量

39、更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進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

40、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。</p><p>　　3. 三菱FX系列的軟件介紹</p><p>　　三菱公司的FX系列PLC是比較具有代表性的微型PLC，除具有基本的指令表編程以外

41、，還可采用梯形圖編程及對應(yīng)機械動作流程進行順序設(shè)計的SFC（sequential function chart）順序功能圖編程，而且這些程序可以相互轉(zhuǎn)換。在FX系列的PLC中設(shè)置了高速計數(shù)器擴大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。</p><p>　　3.1 三菱FX2N系列的軟件</p><p>　　FX2N系列PLC在FX系列中規(guī)格最大、性能最高、功能最強，可以適用于大多數(shù)單機控制或簡單網(wǎng)絡(luò)控制。該可

42、編程控制器主要有電源+CPU+輸入輸出+程序存儲器（RAM）的單元型可編程控制器。為主機備有可擴充其輸入輸出點數(shù)的“擴展單元（電源+I/O）”和“擴展模塊（I/O）”此外，還可連接特殊擴展設(shè)備，用于特殊控制。</p><p>　　FX2N系列最多帶256個I/O點，是FX系列PLC里面功能比較先進的系列，具備更</p><p>　　高的靈活性，增加了時鐘控制，過程 PID 控制，很強的數(shù)學

43、指令集等，是小系統(tǒng)</p><p>　　工業(yè)自動化應(yīng)用中的首選PLC。FX2N系列PLC具有128種298條應(yīng)用指令， 可分為程序控制類、數(shù)據(jù)處理類、特種應(yīng)用 </p><p>　　類及外部設(shè)備類。其中數(shù)據(jù)處理類指令最多使用最頻繁，又可分為傳送比較、四則及邏輯運算、移位、編碼解碼等類別。程序控制類指令主要用于程序的結(jié)構(gòu)及

44、流程控制，包 含子程序、中斷、跳轉(zhuǎn)及循環(huán)等指令。以上兩大類指令我們將在后兩節(jié)專門介紹。 圖3.1 FX2NPLC 的外部結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　外部設(shè)備類指令含一般的輸入輸出口設(shè)備及專用的外部設(shè)備兩大類。特種應(yīng)用指令是機器的一些特殊應(yīng)用，如高速計數(shù)器等指令。應(yīng)用指令的種

45、類詳見附錄。</p><p>　　功能指令處理的數(shù)據(jù)很多，數(shù)據(jù)在存儲單元中流轉(zhuǎn)的過程復雜，所以重要的是掌握指令的數(shù)據(jù)形式及數(shù)據(jù)的流傳過程。</p><p>　　3.1.1 FX2N系列PLC編程元件及基本特征</p><p>　?。?）代表功能的字母：輸入繼電器用“X”表示、輸出繼電器用“Y”表示。</p><p>　?。?）數(shù)字：數(shù)字為該類

46、器件的序號。 FX2N系列PLC中輸入、輸出繼電器的序號為八進制，其余為十進制。</p><p>　?。?）編程元件和繼電接觸器的元件類似、具有線圈和常開常閉觸點 。當線圈披選中（通電）時，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，當線圈失 。去選中 件時，常閉接通，常開斷開。 可編程序控制器的編程元件可以有無數(shù)多個常開、常閉觸點 。</p><p>　　（4）數(shù)值的處理 ：1) 定時器和計數(shù)器的設(shè)定值

47、（K常數(shù)）。</p><p>　　2) 輔助繼電器（M）、定時器（T）、計數(shù)器 （C）、狀態(tài)器等的編號（軟元件編號）。</p><p>　　3) 指定應(yīng)用指令操作數(shù)中的數(shù)值與指令動作（K常數(shù)）。</p><p>　?。?）輔助繼電器 ：這類輔助繼電器的線圈與輸出繼電器一樣有無數(shù)的電子常開和常閉觸點該觸點不能直接驅(qū)動外部負載，外部負載的驅(qū)動要通過輸出繼電器進行

48、。如果在PLC運行過程中停電，輸出繼電器及一般用輔助繼電器都斷開。再運行時，除了輸入條件為ON（接通）的情況以外，都為斷開狀態(tài) 。分為一般用（M0～M499）、停電保持用（M500～M3071）和特殊用途（M8000～M8255）輔助繼電器。FX2N系列PLC內(nèi)的一般用輔助繼電器和部分停電保持用輔助繼電器M500～M1023 ）。特殊輔助繼電器 分為觸點利用型特殊輔助繼電器和線圈驅(qū)動型特殊輔助繼電器 。</p><p

49、>　?。?） 定時器（T）：在PLC內(nèi)的定時器是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當所計時間達到設(shè)定值時，其輸出觸點動作，時鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù)K作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。</p><p>　　定時器通道范圍如下：</

50、p><p>　　100 ms定時器T0～T199， 共200點，設(shè)定值：0.1～ 3276.7秒；</p><p>　　10 ms定時器T200～TT245，共46點，設(shè)定值：0.01～327.67秒；</p><p>　　1 ms積算定時器 T245～T249，共4點，設(shè)定值：0.001～32.767秒；</p><p>　　100 ms積算定

51、時器T250～T255，共6點，設(shè)定值：0.1～3276.7秒；</p><p>　?。?）計數(shù)器（C） ：FX2N中的16位增計數(shù)器，是16位二進制加法計數(shù)器，它是在計數(shù)信號的上升沿進行計數(shù)，它有兩個輸入，一個用于復位，一個用于計數(shù)。每一個計數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減1，當現(xiàn)時值減到零時停止計數(shù)，同時觸點閉合。直到復位控制信號的上升沿輸入時，觸點才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進入計數(shù)狀態(tài)。 </p>

52、<p>　　其設(shè)定值在K1～K32767范圍內(nèi)有效。設(shè)定值K0與K1含義相同，即在第一次計數(shù)時，其輸出觸點就動作。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)寄存器 ：數(shù)據(jù)寄存器是計算機必不可少的元件，用于存放各種數(shù)據(jù)。FX2N中每一個數(shù)據(jù)寄存器都是16bit（最高位為正、負符號位），也可用兩個數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲32 bit數(shù)據(jù)（最高位為正、負符號位）。</p><p>　　1).通用數(shù)

53、據(jù)寄存器D 通道分配 D 0～D199，共200點。只要不寫入其他數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會變化。但是，由RUN→STOP時全部數(shù)據(jù)均清零。（若特殊輔助繼電器M8033已被驅(qū)動，則數(shù)據(jù)不被清零）。</p><p>　　2）停電保持用寄存器 ：通道分配 D200～D511，共312點，或D200～D999，共800點（由機器的具體型號定）?；旧贤ㄓ脭?shù)據(jù)寄存器。除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會丟失，不論電源接通與否，P

54、LC運行與否，其內(nèi)容也不變化。然而在二臺PLC作點對的通信時， D490～D509被用作通信操作。 </p><p>　　3）特殊用寄存器 通道分配 D8000～D8255，共256點。是寫入特定目的的數(shù)據(jù)或已經(jīng)寫入數(shù)據(jù)寄存器，其內(nèi)容在電源接通時，寫入初始化值。</p><p><b>　　4. PLC實訓</b></p><p>　　4.1

55、裝瓶流水線的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　4.1.1 裝瓶流水線控制系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　裝瓶流水PLC控制。有A1～A10選瓶、裝瓶、蓋蓋、貼簽、傳送、成品入庫生產(chǎn)線操作工序，用10盞燈來模擬；并有啟動/停止、移位、復位按鈕進行操作，如下圖所示。采用三菱FX2N系列的PLC進行控制，實現(xiàn)手動，自動等四種以上的裝瓶流水線工序控制。</p><p&

56、gt;<b>　　4.1.2硬件選型</b></p><p>　　按照I/O點的分配和項目描述的控制要求。設(shè)計出PLC硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖。</p><p><b>　?。ㄒ唬┙Y(jié)構(gòu)示意圖</b></p><p>　　圖4.1 瓶裝流水線的PLC控制結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>

57、;　?。ǘ?I/O分配</b></p><p>　　表4.1. I/O分配表</p><p>　?。ㄈ┩獠坑布到y(tǒng)接線圖</p><p>　　圖4.2 系統(tǒng)外圍接線圖 </p><p><b>　　4.1.3控制內(nèi)容</b></p><p><b>　　（1）手動控制

58、方式</b></p><p>　　1.裝瓶流水線控制系統(tǒng)有10道操作工序，用10盞燈來模擬。</p><p>　　即：A5，A1（傳送，選瓶）→A6，A2(傳送，裝瓶)→A7，A3(傳送，蓋蓋)→A8，A4(傳送，貼簽)→A9(傳送)→A10(入庫)。</p><p>　　2.啟動，停止，移位為控制輸入，控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)；</p><

59、;p>　　3.按下啟動按鈕，手動移位完成一道操作工序，循環(huán)兩次；</p><p>　　4.按下復位按鈕，系統(tǒng)回到第一道工序；</p><p>　　5.按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。</p><p><b>　?。?）自動控制方式</b></p><p>　　1.裝瓶流水線控制系統(tǒng)有5道操作工序，用燈來模擬。</

60、p><p>　　即：A5，A1(傳送，選瓶)→A6，A2(傳送，裝瓶)→A7，A3(傳送，蓋蓋)→A8，A4(傳送，貼簽)→A9(傳送)→A10（入庫）。</p><p>　　2.啟動，停止，移位為控制輸入，控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)；</p><p>　　3.按下啟動按鈕，每5S完成一道操作工序，循環(huán)兩次；</p><p>　　4.按下復位按鈕，回到初

61、始工序，重新開始運行；</p><p>　　5.按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。</p><p>　?。?）裝瓶流水線的順序功能圖</p><p>　　圖4.3裝瓶流水線的順序功能圖</p><p>　　4.2裝瓶流水線的PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　4.2.1調(diào)試過程及結(jié)果</p><p&g

62、t;　　先將PLC程序傳入程序控制器中。然后對各個輸入I/O給信號處理，看各個輸出口是否有相應(yīng)的輸出，如果沒有按照設(shè)計要求輸出，對程序進行更改，直到各輸出口有相應(yīng)的輸出。如果有條件的話，用編程軟件將程序輸入PLC中，在確認PLC的電源，外部接線和程序輸入無誤的情況下，接通電源，按照流程圖的順序?qū)ο到y(tǒng)進行調(diào)試，最后使整個系統(tǒng)能準確，可靠的工作。</p><p>　　用GX developer的simulator進行

63、仿真，具體步驟如下：</p><p><b>　　(1)進入仿真環(huán)境</b></p><p>　　圖4.3 仿真環(huán)境圖</p><p>　　(2)加載程序進行邏輯功能調(diào)試：</p><p>　　圖4.4 仿真環(huán)境程序加載的梯形圖</p><p><b>　　總 結(jié)</b>

64、</p><p>　　經(jīng)過一周的努力,課程設(shè)計終于完成了，在設(shè)計中毛昀老師給予我們很多的解釋和幫助，對我的設(shè)計給予了細致的指導和建議,對我的輔導耐心認真，無論我在學習的過程中遇到的什么困難，毛老師都給我?guī)椭?使我在理論和實踐上不斷地提高自己。給我的學習創(chuàng)造了良好的環(huán)境和契機。在做課程設(shè)計的這幾天我對PLC課程有了更進一步的認識，學到了很多知識。</p><p>　　通過這次實習，讓我們認識

65、到僅學一些書本知識是不夠的，還需要多去實踐，由理論知識去正確指導實際運用，從而有效提高認知效率，是我們必須熟練掌握的一項基本技能。</p><p>　　在今后的學習中我定會不斷努力，不斷完善自己，所以這次課程設(shè)計對我們來說，具有非常重要的意義。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這次PLC課程設(shè)計能順利的完成離不

66、開老師和同學們的大力幫助，在此我要感謝**老師輔導和講解，還有同組組員**同學的大力幫助，在老師的無私幫助和親切指導下,我們的設(shè)計順利完成了，對毛老師的這種無私的幫助，我謹在此對老師們衷心的說聲：“謝謝老師，您辛苦了！”</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計使我對以前學習的知識得到了更深的了解,并使知識得到了進一步的鞏固。千言萬語表達不出我內(nèi)心的感動，最后送上我深深的謝意，對所有幫助我的人說聲感謝！</p&

67、gt;<p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]楊青杰.三菱系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計指南[M].北京：機械工程出版社,2007.</p><p>　　[2]陳潔.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].江蘇：蘇州大學出版社,2006.</p><p>　　[3]王整峰,謝云敏.PLC的實際應(yīng)用[M].上海：上海交通大學出版社,

68、2007.</p><p>　　[4]何衍慶.常用PLC應(yīng)用手冊[M].北京：電子工藝出版社,2007.</p><p>　　[5]廖常初主編.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用第2版[J].北京：機械工業(yè)出版社,2007.</p><p><b>　　附錄A</b></p><p><b>　　附錄B</b><