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(jì)算機(jī)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(yùn)算,順序控制，定時，計(jì)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(jī)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(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。本次實(shí)訓(xùn)我們主要完成裝瓶流水線控制的PLC控制。實(shí)訓(xùn)所設(shè)計(jì)的程序完成所需要的功能。PLC是一種工業(yè)計(jì)算機(jī)，它強(qiáng)大的控制功能及靈活并簡單易學(xué)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(biāo)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(diǎn)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(yùn)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(shí)訓(xùn)10</p><p>　　4.1裝瓶流水線的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)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(xiàn)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jì)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(yùn)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(jì)。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(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算

10、術(shù)運(yùn)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(jī)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(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.2 PLC的特點(diǎn)</p><p>　?。?）編程方法簡單易學(xué)</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(dá)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(xué)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(shí)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>　?。?）功能強(qiáng)，性能價格比較強(qiáng)</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(shí)

12、現(xiàn)非常復(fù)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(shí)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(qiáng)</p><p>　　PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有平準(zhǔn)齊全的各種硬件裝置供用戶選擇，用戶能靈活方便的進(jìn)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(qiáng)的帶負(fù)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(qiáng)</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(diǎn)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(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時間達(dá)到數(shù)萬小時以上，可以直接用于由強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，已被公認(rèn)為做可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。</p><p>　　（5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、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(jì)數(shù)器等器件，是控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減小。</p><p>　　（6）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(fù)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(dāng)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(jì)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)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(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)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(yùn)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(jī)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(jìn)入運(yùn)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(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)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(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機(jī)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(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲運(yùn)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(diǎn)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(jìn)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(diǎn)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(jī)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(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)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(jìn)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(yùn)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(dāng)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(diǎn)（包括其常開或常閉觸點(diǎn)）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(yùn)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(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會立即動作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時才會動作。 </p><p>　　因此，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)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(dāng) PLC投入運(yùn)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(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)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(diǎn)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(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)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(diǎn)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(diǎn)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(dāng)掃描用戶程序結(jié)束

34、后， PLC就進(jìn)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>　?。?）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(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)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(jī)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(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)分散集中控制?，F(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(jì)算機(jī)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(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)之

38、間可以方便地進(jìn)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(jì)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(jì)，PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)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(jì)和制造上，會有運(yùn)算速度更快、存儲容量

39、更大、智能更強(qiáng)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(jī)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(jì)算機(jī)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(jì)

40、算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jī)械動作流程進(jìn)行順序設(shè)計(jì)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(jì)數(shù)器擴(kuò)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(qiáng)，可以適用于大多數(shù)單機(jī)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(jī)備有可擴(kuò)充其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的“擴(kuò)展單元（電源+I/O）”和“擴(kuò)展模塊（I/O）”此外，還可連接特殊擴(kuò)展設(shè)備，用于特殊控制。</p><p>　　FX2N系列最多帶256個I/O點(diǎn)，是FX系列PLC里面功能比較先進(jìn)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(qiáng)的數(shù)學(xué)

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(yùn)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(jī)器的一些特殊應(yīng)用，如高速計(jì)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(fù)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(jìn)制，其余為十進(jìn)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(diǎn) 。當(dāng)線圈披選中（通電）時，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，當(dāng)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(diǎn) 。</p><p>　　（4）數(shù)值的處理 ：1) 定時器和計(jì)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(jì)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>　　（5）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(diǎn)該觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動要通過輸出繼電器進(jìn)行

48、。如果在PLC運(yùn)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(yùn)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(diǎn)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(dāng)所計(jì)時間達(dá)到設(shè)定值時，其輸出觸點(diǎn)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(hù)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(jì)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(diǎn)，設(shè)定值：0.1～ 3276.7秒；</p><p>　　10 ms定時器T200～TT245，共46點(diǎn)，設(shè)定值：0.01～327.67秒；</p><p>　　1 ms積算定時器 T245～T249，共4點(diǎn)，設(shè)定值：0.001～32.767秒；</p><p>　　100 ms積算定

51、時器T250～T255，共6點(diǎn)，設(shè)定值：0.1～3276.7秒；</p><p>　?。?）計(jì)數(shù)器（C） ：FX2N中的16位增計(jì)數(shù)器，是16位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它是在計(jì)數(shù)信號的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，它有兩個輸入，一個用于復(fù)位，一個用于計(jì)數(shù)。每一個計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減1，當(dāng)現(xiàn)時值減到零時停止計(jì)數(shù)，同時觸點(diǎn)閉合。直到復(fù)位控制信號的上升沿輸入時，觸點(diǎn)才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進(jìn)入計(jì)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(jì)數(shù)時，其輸出觸點(diǎn)就動作。</p><p>　　（8）數(shù)據(jù)寄存器 ：數(shù)據(jù)寄存器是計(jì)算機(jī)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(fù)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(fù)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(diǎn)。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(diǎn)，或D200～D999，共800點(diǎn)（由機(jī)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(yùn)行與否，其內(nèi)容也不變化。然而在二臺PLC作點(diǎn)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(diǎn)。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(shí)訓(xùn)</b></p><p>　　4.1

55、裝瓶流水線的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</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(fù)位按鈕進(jìn)行操作，如下圖所示。采用三菱FX2N系列的PLC進(jìn)行控制，實(shí)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(diǎn)的分配和項(xiàng)目描述的控制要求。設(shè)計(jì)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>　　（三）外部硬件系統(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>　?。?）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(fù)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(fù)位按鈕，回到初

61、始工序，重新開始運(yùn)行；</p><p>　　5.按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。</p><p>　　（3）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(jì)</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(jì)要求輸出，對程序進(jìn)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(rèn)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(jìn)行調(diào)試，最后使整個系統(tǒng)能準(zhǔn)確，可靠的工作。</p><p>　　用GX developer的simulator進(jìn)行

63、仿真，具體步驟如下：</p><p><b>　　(1)進(jìn)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(jìn)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(jì)終于完成了，在設(shè)計(jì)中毛昀老師給予我們很多的解釋和幫助，對我的設(shè)計(jì)給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議,對我的輔導(dǎo)耐心認(rèn)真，無論我在學(xué)習(xí)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(shí)踐上不斷地提高自己。給我的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了良好的環(huán)境和契機(jī)。在做課程設(shè)計(jì)的這幾天我對PLC課程有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，學(xué)到了很多知識。</p><p>　　通過這次實(shí)習(xí)，讓我們認(rèn)識

65、到僅學(xué)一些書本知識是不夠的，還需要多去實(shí)踐，由理論知識去正確指導(dǎo)實(shí)際運(yùn)用，從而有效提高認(rèn)知效率，是我們必須熟練掌握的一項(xiàng)基本技能。</p><p>　　在今后的學(xué)習(xí)中我定會不斷努力，不斷完善自己，所以這次課程設(shè)計(jì)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(jì)能順利的完成離不

66、開老師和同學(xué)們的大力幫助，在此我要感謝**老師輔導(dǎo)和講解，還有同組組員**同學(xué)的大力幫助，在老師的無私幫助和親切指導(dǎo)下,我們的設(shè)計(jì)順利完成了，對毛老師的這種無私的幫助，我謹(jǐn)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(jì)使我對以前學(xué)習(xí)的知識得到了更深的了解,并使知識得到了進(jìn)一步的鞏固。千言萬語表達(dá)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(xiàn)</b></p><p>　　[1]楊青杰.三菱系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南[M].北京：機(jī)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(xué)出版社,2006.</p><p>　　[3]王整峰,謝云敏.PLC的實(shí)際應(yīng)用[M].上海：上海交通大學(xué)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(jī)械工業(yè)出版社,2007.</p><p><b>　　附錄A</b></p><p><b>　　附錄B</b><