工業(yè)鏟車操作控制plc控制畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　袂袆羋荿螈羅莁薅蚄羅肀莈薀羄膃薃蒆羃蒞莆裊羂肅蟻螁羈膇蒄蚇羀艿蝕薂罿莂蒂袁聿肁芅螇肈膄蒁蚃肇芆芄蠆肆肅葿薅肅膈莂襖肄芀薇螀肅莂莀蚆肅肂薆薂膂膄莈袀膁芇薄螆膀荿莇螂腿腿螞蚈螆芁蒅薄螅莃蝕袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅袂羋蒂薁袁莀芄衿袁肀蒀裊袀節(jié)芃螁衿莄薈蚇袈肄莁薃袇膆薆袂袆羋荿螈羅莁薅蚄羅肀莈薀羄膃薃蒆羃蒞莆裊羂肅蟻螁羈膇蒄蚇羀艿蝕薂罿莂蒂袁聿肁芅螇肈膄蒁蚃肇芆芄蠆肆肅葿薅肅膈莂襖肄芀薇螀肅莂莀蚆肅肂薆薂膂膄莈袀膁芇薄螆膀荿莇螂

2、腿腿螞蚈螆芁蒅薄螅莃蝕袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅袂羋蒂薁袁莀芄衿袁肀蒀裊袀節(jié)芃螁衿莄薈蚇袈肄莁薃袇膆薆袂袆羋荿螈羅莁薅蚄羅肀莈薀羄膃薃蒆羃蒞莆裊羂肅蟻螁羈膇蒄蚇羀艿蝕薂罿莂蒂袁聿肁芅螇肈膄蒁蚃肇芆芄蠆肆肅葿薅肅膈莂襖肄芀薇螀肅莂莀蚆肅肂薆薂膂膄莈袀膁芇薄螆膀荿莇螂腿腿螞蚈螆芁蒅薄螅莃蝕袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅袂羋蒂薁袁莀芄衿袁肀蒀裊袀節(jié)芃螁衿莄薈蚇袈肄莁薃袇膆薆袂袆羋荿螈羅莁薅蚄羅肀莈薀羄膃薃蒆羃蒞莆裊羂肅蟻螁羈膇蒄蚇羀艿蝕薂罿莂蒂袁聿肁芅螇肈膄蒁蚃

3、肇芆芄蠆肆肅葿薅肅膈莂襖肄芀薇螀肅莂莀蚆肅肂薆薂膂膄莈袀膁芇薄螆膀荿莇螂腿腿螞蚈螆芁蒅薄螅莃蝕袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅袂羋蒂薁袁莀芄衿袁肀蒀裊袀節(jié)芃</p><p>　　《機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)》報(bào)告</p><p>　　2008年 10 月 2日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　工業(yè)鏟車自動(dòng)

4、化及智能化程度低，本文提出了對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化改造的技術(shù)路線和具體思路，論述了應(yīng)用PLC進(jìn)行自動(dòng)化控制的方案；采用三菱PLC編程器對(duì)工業(yè)鏟車控制部分進(jìn)行線路控制，可以很容易實(shí)現(xiàn)完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，通過輸入輸出接口建立與工業(yè)鏟車數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制，提高了生產(chǎn)效率，對(duì)其它的生產(chǎn)機(jī)械有一定的借鑒意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC控制、工業(yè)鏟車、線路保護(hù)&l

5、t;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 前言1</b></p><p>　　1.1工業(yè)鏟車簡介1</p><p>　　1.2 工業(yè)鏟車控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造的目的及意義1</p><p>　　第二章 PLC及工業(yè)鏟車的PLC

6、控制2</p><p>　　2.1 PLC的由來及定義2</p><p>　　2.2 PLC的發(fā)展歷程2</p><p>　　2.3 PLC的特點(diǎn)3</p><p>　　2. 4 PLC的抗干擾措施....................................................................

7、......................................5</p><p>　　2. 5 PLC的原理......................................................................................................................6</p><p>　　2. 6

8、 PLC的編程語言..............................................................................................................7</p><p>　　第三章 工業(yè)鏟車仿真模型的設(shè)計(jì)與組裝9</p><p>　　3.1 驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)12</p><p>

9、;　　3.2 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.3 組裝模型 （實(shí)物模型）12</p><p>　　3.4 控制器及接線盒13</p><p>　　第四章 PLC控制程序的設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.1 I/O分析15</p><p>　　4.2 PLC的選擇15</p><

10、;p>　　4.3 FX2N系列編程器介紹15</p><p>　　4.4 確定各元件的編號(hào)，分配I/O地址16</p><p>　　4.5程序設(shè)計(jì)說明（各邏輯行的作用見圖1-3）17</p><p><b>　　第五章 總結(jié)22</b></p><p>　　第六章 致謝..................

11、................................................................................................................23</p><p>　　參考文獻(xiàn)：..............................................................................

12、........................................................24</p><p><b>　　第一章 前言</b></p><p><b>　　1.1工業(yè)鏟車簡介</b></p><p>　　鏟車是用來裝零散堅(jiān)固的貨物的，一般以建筑材料為主，如碎石、砂土等，鏟車一般用在

13、建筑工地、建筑材料集散地，用于裝車，有時(shí)也用于鏟土和鏟雪及地面平整等用途；工業(yè)鏟車一般是在小四輪拖拉機(jī)上進(jìn)行改裝的小型裝載機(jī)械。 利用拖拉機(jī)自身動(dòng)力，采用液壓控制，通過多路液壓閥上的操作手柄可使鏟斗升降和翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到鏟車平穩(wěn)工作。在搬運(yùn)物料方面起了很大的作用，節(jié)省了大量人力和物力，它搬運(yùn)東西速度快，操作也比較簡單，所需的人員少，就能完成大量的搬運(yùn)工作。</p><p>　　1.2 工業(yè)鏟車控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造

14、的目的及意義</p><p>　　20世紀(jì)40年代末50年代初，我國的流程工業(yè)規(guī)模很小，設(shè)備陳舊，必要的調(diào)節(jié)主要靠最簡單的測(cè)量儀表由人工操作運(yùn)行。50年代末60年代初，我國研制生產(chǎn)的傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器等，基本上能顯示過程狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)意圖，最終命令執(zhí)行器完成對(duì)工藝流程的調(diào)節(jié)要求。70年代初，我國自行研制的工控機(jī)開始應(yīng)用于工業(yè)過程控制，它部分地取代了原來控制室內(nèi)的儀表。但由于受當(dāng)時(shí)電子器件性能的限制，工

15、控機(jī)本身的可靠性遠(yuǎn)不如現(xiàn)在，工控機(jī)帶來的控制集中引起“危險(xiǎn)”集中。70年代末，分散型控制系統(tǒng)(dcs)進(jìn)入工控領(lǐng)域，解決了“危險(xiǎn)”集中的問題，還解決了一些復(fù)雜的控制。dcs可建立通信網(wǎng)絡(luò)，為大工廠生產(chǎn)帶來許多方便，但其價(jià)格一直居高不下。80年代初，適應(yīng)性較強(qiáng)的總線型工控機(jī)(std)應(yīng)運(yùn)而生，std總線技術(shù)的推廣和應(yīng)用，使工控機(jī)的功能更加強(qiáng)化。 </p><p>　　PLC作為工控機(jī)的一員，在主要工業(yè)國家中成為自動(dòng)

16、化系統(tǒng)的基本電控裝置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、體積小、價(jià)格適宜等特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)今世界plc生產(chǎn)廠家約150家，生產(chǎn)300多個(gè)品種。2000年銷售額約為86億美元，占工控機(jī)市場(chǎng)份額的50%，PLC將在工控機(jī)市場(chǎng)中占有主要地位，并保持繼續(xù)上升的勢(shì)頭。 </p><p>　　PLC在60年代末引入我國時(shí)，只用作離散量的控制，其功能只是將操作接到離散量輸出的接觸器等，最早只能完成以繼電器梯形邏輯的操作。新一

17、代的plc具有pid調(diào)節(jié)功能，它的應(yīng)用已從開關(guān)量控制擴(kuò)大到模擬量控制領(lǐng)域，廣泛地應(yīng)用于航天、冶金、輕工、建材等行業(yè)。</p><p>　　在工業(yè)鏟車中運(yùn)用PLC，提高了其工作智能化，增強(qiáng)了其本身的競爭能力，對(duì)我國的PLC產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)PLC的能力有一定的幫助。</p><p>　　第二章 PLC及工業(yè)鏟車的PLC控制</p><p>　　2.1 PLC的由來及定義

18、 </p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmab

19、le Controller（PC）。</p><p>　　個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。</p><p>　　PLC的定義有許多種。國際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：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

20、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(shí)、計(jì)數(shù)和算術(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。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2 PLC的發(fā)展歷程</p><p>　　第一代：1969年~1972年，代表產(chǎn)品有</

21、p><p>　　·美國DEC公司的PDP-14/L</p><p>　　·日本立石電機(jī)公司的SCY-022</p><p>　　·日本北辰電機(jī)公司的HOSC-20</p><p>　　第二代：1973年~1975年，代表產(chǎn)品有</p><p>　　·美國GE公司的LOGISTROT&

22、lt;/p><p>　　·德國SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列</p><p>　　·日本富士電機(jī)公司的SC系列</p><p>　　第三代：1976~1983年，代表產(chǎn)品有</p><p>　　·美國GOULD公司的M84、484、584、684、884</p><p>　

23、　·德國SIEMENS公司的SIMATIC S5系列</p><p>　　·日本三菱公司的MELPLAC-50、550</p><p>　　第四代：1983年~現(xiàn)在，代表產(chǎn)品有</p><p>　　·美國GOULD公司的A5900</p><p>　　·德國西門子公司的S7系列</p>&

24、lt;p>　　2.3 PLC的特點(diǎn)</p><p>　　1 ) 高可靠性，抗干擾能力強(qiáng) </p><p>　　這是用戶關(guān)心的首要問題。為了滿足PLC“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)”是要求，PLC采用了如下硬件和軟件措施：</p><p>　　光電耦合隔離和R-C濾波器，有效的防止了干擾信號(hào)的進(jìn)入。</p><p>　　內(nèi)部采用電磁屏

25、蔽，防止輻射干擾。</p><p>　　具有良好的自診斷功能?？梢詺wCPU等內(nèi)部電路進(jìn)行檢測(cè)，一旦出錯(cuò)，立即報(bào)警。</p><p>　　對(duì)程序及有關(guān)數(shù)據(jù)用電池供電進(jìn)行后備。一旦斷電或進(jìn)行停止，有關(guān)狀態(tài)及信息不會(huì)丟失。</p><p>　　采用優(yōu)良的開關(guān)電源，防止電源線引入的干擾。</p><p>　　對(duì)采用的器件都進(jìn)行了嚴(yán)格的篩選，排除了因器

26、件問題造成的故障。</p><p>　　采用了余技術(shù)進(jìn)一步的增強(qiáng)了可靠性。對(duì)于某些大型的PLC，還采用了雙CPU構(gòu)成的余系統(tǒng)，或三CPU構(gòu)成的表決式系統(tǒng)。</p><p>　　隨著構(gòu)成PLC的元件性能上的提高，PLC的可靠性也在相應(yīng)的提高。一般PLC的平均無故障時(shí)間可達(dá)到幾萬小時(shí)以上。某些PLC的生產(chǎn)廠家甚至宣布，今后它生產(chǎn)的PLC不在標(biāo)明可靠性這一指標(biāo)，因?yàn)閷?duì)PLC這一指標(biāo)已毫無意義了，

27、經(jīng)過大量實(shí)踐，人們發(fā)現(xiàn)PLC系統(tǒng)在使用中發(fā)生的故障，大多是由于PLC的外部開關(guān)，傳感器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)引起的，而不是PLC本身發(fā)生的。</p><p>　　2）通用性強(qiáng)，使用方便</p><p>　　現(xiàn)在的PLC產(chǎn)品都已經(jīng)系列化和模塊化了，PLC配備有各種各樣品種齊全的I/O模塊和配套部件供用戶使用，可以很方便的搭成滿足不同控制要求的控制系統(tǒng)。用戶不在需要自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。在確定了PLC的

28、硬件配置和I/O外部接線后，用戶所做的工作只是設(shè)計(jì)而已。</p><p>　　程序設(shè)計(jì)簡單，易學(xué)易懂</p><p>　　PLC是一種新型的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置，其主要的使用對(duì)象的廣大的電氣技術(shù)人員。PLC生產(chǎn)廠家考慮到這中實(shí)際情況，一般不采用微機(jī)所用的編程語言，而采用與繼電器控制原理圖非常相似的梯形圖語言，工程人員學(xué)習(xí)使用這種編程語言十分方便。這也是為什么PLC能迅速普及和推廣的原因之一。

29、</p><p>　　采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便</p><p>　　PLC的各個(gè)部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，有機(jī)架和電纜將各模塊連接起來。系統(tǒng)的功能和規(guī)?？筛鶕?jù)用戶的實(shí)際需要自行組合，這樣就可實(shí)現(xiàn)用戶要求的合理的性能價(jià)格比。</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短</b></p><p

30、>　　由于系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)任務(wù)僅僅是依據(jù)對(duì)象的要求配置適當(dāng)?shù)哪K，如同電菜一樣方便，這樣就大大縮短了整個(gè)設(shè)計(jì)所花費(fèi)的時(shí)間，加快了整個(gè)工程的進(jìn)度。</p><p>　　安裝簡單，調(diào)試方便，維護(hù)工作量小</p><p>　　PLC一般不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接進(jìn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連，系統(tǒng)就可以投入運(yùn)行，安裝接線工作量比繼電器控制系統(tǒng)小的多

31、。PLC軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試大都可以在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行，用模擬實(shí)驗(yàn)室開關(guān)代替輸入信號(hào)，其輸出狀態(tài)可以觀察PLC上的響應(yīng)發(fā)光的二極管，也可以另接輸出模擬實(shí)驗(yàn)室板。模擬調(diào)試好后，在將PLC控制系統(tǒng)安裝到現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，這樣既節(jié)省時(shí)間又方便。由于PLC本身故障率很低，又有完善的自診斷功能和顯示功能，一旦發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器上提供的信息，迅速查明原因。如果是PLC本身發(fā)生故障，則可以更換模塊的方法排除故障。這樣提高了維護(hù)的

32、工作效率，保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。</p><p>　　對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)，可進(jìn)行柔性生產(chǎn)</p><p>　　PLC實(shí)質(zhì)上就是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其控制操作的功能的通過軟件編程來確定的。當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，不必改變PLC硬件設(shè)備，只需改變PLC中的程序，這對(duì)現(xiàn)代化的小批量，多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)特別合適。</p><p>　　2.4 PLC的抗干擾措施</p

33、><p>　　PLC與普通的計(jì)算機(jī)不同，它直接連接被控設(shè)備，因此周圍存在很大的干擾?；烊胼斎腚娐返母蓴_或感應(yīng)電壓容易引起錯(cuò)誤的輸如信號(hào)，從而運(yùn)算出錯(cuò)誤的結(jié)果，引起錯(cuò)誤的輸出信號(hào)。因此，為了使控制器可靠地工作，在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要采取一些有效的抗干擾措施。</p><p>　　抑制電源系統(tǒng)引入的干擾</p><p>　　可以使用隔離變壓器來抑制電網(wǎng)中的干擾信號(hào)，沒有隔離變

34、壓器時(shí)，也可使用普通的變壓器，為了改善隔離變壓器的抗干擾效果，應(yīng)注意兩點(diǎn)：</p><p>　　屏蔽層要良好的接地。</p><p>　　次級(jí)連接線應(yīng)使用雙絞線，以減少電源線間干擾。</p><p>　　使用濾波器在一定的頻率內(nèi)有較好的抗電網(wǎng)干擾的作用。但是要選擇好濾波器的頻率范圍常常是困難的，為此，常用的方法的既使用濾波器，同時(shí)使用隔離變壓器。</p>

35、<p>　　2）抑制接地系統(tǒng)引入的干擾</p><p>　　在控制系統(tǒng)中，良好的接地可以起到很好的作用：</p><p>　?。?）一般情況下，控制器和控制柜與大地之間存在電位差，良好的接地可以減少由與電位差引起的干擾電流。</p><p>　?。?）混入電源和輸入輸出信號(hào)線的干擾可通過接地引入大地，從而減少了干擾的影響。</p><

36、;p>　?。?）良好的接地可以防止漏電流產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。</p><p>　　可見，良好的接地可以有效的防止干擾引起的誤動(dòng)作。</p><p>　　抑制輸入輸出電路的引入的干擾</p><p>　　（1）從抗干擾的角度選擇I/O模塊</p><p>　　1.輸入輸出信號(hào)與內(nèi)容回路隔離的模塊比非隔離的模塊抗干擾性能好；</p>

37、<p>　　2.晶體管型等無觸點(diǎn)輸出的模塊比有觸點(diǎn)輸出的模塊在控制器側(cè)產(chǎn)生的干擾下；</p><p>　　3.輸入模塊的輸入信號(hào)ON-OFF電壓差大，抗干擾性能好；OFF電壓高，對(duì)抗感應(yīng)電壓有利。</p><p>　　4.輸入信號(hào)響應(yīng)時(shí)間滿的輸入模塊抗干擾性能好。</p><p>　?。?）防輸入信號(hào)干擾的措施</p><p>

38、;　　輸入設(shè)備的輸入信號(hào)中的線間干擾，可適應(yīng)輸入模塊的濾波使其衰減。然而，輸入信號(hào)線與大地見的共模干擾在控制器內(nèi)容回路產(chǎn)生大的電位差，是引起控制器誤動(dòng)作的主要原因，為了抗共模干擾，控制器要良好的接地。</p><p>　　防輸出信號(hào)干擾的措施</p><p>　　輸出信號(hào)干擾的產(chǎn)生：感性負(fù)載場(chǎng)合輸出信號(hào)由“OFF”變?yōu)椤癘N”時(shí)，產(chǎn)生突變電流，從“ON”變?yōu)椤癘FF”時(shí)是產(chǎn)生反方向感應(yīng)電勢(shì)

39、。另外，電磁接觸器等觸點(diǎn)回產(chǎn)生電弧，所有這些都有可能產(chǎn)生干擾。</p><p>　　交流感性負(fù)載的場(chǎng)合：在負(fù)載兩端并接RC流涌吸收器，RC越靠近負(fù)載，其抗干擾效果越好。</p><p>　　直流感性負(fù)載的場(chǎng)合：在負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管D。二極管也要靠近負(fù)載，其反向耐壓應(yīng)是負(fù)載電壓的4倍。</p><p>　　在開關(guān)時(shí)干擾較大的場(chǎng)合對(duì)于交流負(fù)載可使用雙向晶閘管輸出模塊

40、。</p><p>　　從防止輸出干擾的角度來考慮控制器輸出模塊的選擇：在有干擾的場(chǎng)合要選用有浪涌吸收器的模塊，沒有浪涌吸收器的模塊，僅限于電子式或電動(dòng)機(jī)的定時(shí)，小型繼電器，指示燈的場(chǎng)合。</p><p>　　4）防止外部接線干擾的措施</p><p>　　控制器外部輸入輸出的接線不當(dāng)，很容易造成信號(hào)間的干擾，為了防止外部接線產(chǎn)生的干擾，可以采用以下措施：</

41、p><p>　?。?）交流輸入輸出信號(hào)與直流輸入輸出信號(hào)分別使用各自的電纜。</p><p>　?。?）集成電路或晶體管設(shè)備的輸入信號(hào)線，需要使用屏蔽電纜。屏蔽電纜中屏蔽線處理在輸入/輸出設(shè)備側(cè)懸空，而在控制器側(cè)接地。</p><p>　?。?）控制器的接地線與電源線或動(dòng)力線分開。</p><p>　?。?）輸入輸出信號(hào)線與高電壓，大電流的動(dòng)力線

42、分開。</p><p>　?。?）30m以下的短距離時(shí)，直流和交流輸入/輸出信號(hào)線不要使用一條電纜，必須使用同一條電纜時(shí)，直流輸入/輸出信號(hào)線要使用屏蔽電纜。</p><p>　?。?）30--300m中距離的場(chǎng)合，不關(guān)直流還是交流信號(hào)，輸入/輸出線都不能使用同一條電纜，輸入信號(hào)線一定要屏蔽線。</p><p>　?。?）300m以上的長距離場(chǎng)合，可考慮使用中間繼電

43、器轉(zhuǎn)換信號(hào)，或使用遠(yuǎn)程I/O通道。</p><p>　　2.5 PLC的工作原理</p><p>　　PLC作為一種特殊形式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的硬件邏輯控制系統(tǒng)“繼電器控制”進(jìn)行"硬件軟化"的結(jié)果。但在運(yùn)行方式上，PLC的軟件邏輯也與繼電器控制系統(tǒng)的硬件邏輯存在根本性的區(qū)別。 繼電器控制系統(tǒng)的硬件邏輯采用的是并行運(yùn)行的方式，即如果

44、一個(gè)繼電器的線圈通電或者放電，該繼電器的所有觸點(diǎn)（不論是常開還是常閉、也不論其處于繼電器線路的哪個(gè)位置上）都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作；而PLC的軟件邏輯是通過CPU逐行掃描執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)的，即如果一個(gè)邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)并不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。 為了消除兩者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的這種差異，PLC在程序運(yùn)行方式、輸入輸出操作、特殊功能模板等方面作了特別的考慮。 1

45、、循環(huán)掃描： PLC采用了一種不同于普通微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式---循環(huán)掃描方式。因?yàn)槔^電器控制中各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般超過100ms，因此只要PLC運(yùn)行整個(gè)用戶程序的時(shí)間“掃描周期”小于100ms，其運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制就沒有什么差別。 2、建立I/O映</p><p>　　第三章 工業(yè)鏟車仿真模型的設(shè)計(jì)與組裝</p><p>　　3.1 驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)&

46、lt;/p><p>　　工業(yè)鏟車的主要?jiǎng)幼魇晴P起、放下，并能作前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的操作。鏟起和放下屬于縱向移動(dòng)，行走和左右轉(zhuǎn)屬于橫向移動(dòng)，所以應(yīng)使用縱向和橫向兩種電動(dòng)機(jī)。本設(shè)計(jì)共需要3臺(tái)電動(dòng)機(jī)。其中貨物的鏟起或放下可由縱向電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，左輪的前進(jìn)和后退由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，右輪的前進(jìn)和后退由另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)要實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)的時(shí)候，可讓左輪的電動(dòng)機(jī)不動(dòng)，右輪的電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)前進(jìn)，反之，則右轉(zhuǎn)也是同樣的原理

47、。</p><p>　　3.2 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)</p><p>　　縱向傳動(dòng)是通過縱向電動(dòng)機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)栓著電磁鐵的鋼絲，使得鏟頭上下移動(dòng)，便于貨物的鏟起和放下。</p><p>　　前進(jìn)可以是左右輪的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，后退則是同時(shí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，左轉(zhuǎn)是左輪上的電動(dòng)機(jī)不動(dòng)，右輪電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)；右轉(zhuǎn)是右輪上的電動(dòng)機(jī)不動(dòng)，左輪上的電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)。</p>

48、<p>　　3.3 組裝模型 （實(shí)物模型）</p><p>　　3.4 控制器及接線盒</p><p>　　控制器采用的是日本三菱公司（MITSUBISHI）的（MELSEC FX2N－32MR）型號(hào)。有一個(gè)PLC電纜接口，通過PLC電纜的另一端與計(jì)算機(jī)的COM口相連，通電后，使用PLC編程軟件就可以將程序通過COM口輸入此控制器，此控制器共有INPUT和OUTPUT各17個(gè)指示

49、燈，電源（POWER）指示燈一個(gè)，運(yùn)行（RUN）指示燈一個(gè)，BATT.V指示燈一個(gè)，程序指示燈（PROG－E）指示燈一個(gè)。</p><p>　　接線盒有OUTPUT00－19和INPUT00－19各20個(gè)接口，中間還有公共端COM接口，公共接地端GND接口，一個(gè)＋24伏電壓接口，當(dāng)然這些接口都通過電線與控制器相連接，這樣才能在控制器運(yùn)行時(shí)，通過導(dǎo)線與起重機(jī)模型的連接，對(duì)PLC程序做出相應(yīng)反應(yīng)。</p>

50、<p>　　將控制器與天車模型按照以下方法連接的：</p><p>　　OUTPUT 00 接左輪電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制插孔 ZF1</p><p>　　OUTPUT 01 接左輪電機(jī)通斷控制插孔 TD1</p><p>　　OUTPUT 02 接右輪電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制插孔 ZF2</p><p>　　OUTPUT 03 接右輪電機(jī)通斷

51、控制插孔 TD2</p><p>　　OUTPUT 04 接縱向電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制插孔 ZF3</p><p>　　OUTPUT 05 接縱向電機(jī)通斷控制插孔 TD3</p><p>　　COM： 公共端使用時(shí)接地或24Ｖ，與S１、S2、G1 、G2共同使用</p><p>　　GND： 公共接地端</p>

52、<p><b>　　操作原理為： </b></p><p>　　1、 ZF1、ZF2、ZF3端是各電機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制端。接PLC的輸出端</p><p>　　當(dāng)ZF1=1時(shí) 左輪電機(jī)由左向右移動(dòng)</p><p>　　當(dāng)ZF1=0時(shí) 左輪電機(jī)由右向左移動(dòng)</p><p>　　當(dāng)ZF2=1時(shí) 右輪電機(jī)由左向右移動(dòng)

53、</p><p>　　當(dāng)ZF2=0時(shí) 右輪電機(jī)由右向左移動(dòng)</p><p>　　當(dāng)ZF3=1時(shí) 縱向電機(jī)由上向下移動(dòng)</p><p>　　當(dāng)ZF3=0時(shí) 縱向電機(jī)由下向上移動(dòng)</p><p>　　2、TD1、TD2、TD3為電機(jī)運(yùn)行控制端，接PLC的輸出端</p><p>　　當(dāng)TD＝1時(shí)，左輪電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。</p&

54、gt;<p>　　當(dāng)TD＝2時(shí)，右輪電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)TD=3時(shí)，縱向電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　3、S1端為上限位到位信號(hào)。 接PLC的輸出端。</p><p>　　當(dāng)S1＝1時(shí)，縱向移動(dòng)到上極限。</p><p>　　4、S2端為下限位到位信號(hào)。接PLC的輸入端。</p><p>

55、　　當(dāng)S2=1時(shí)，縱向移動(dòng)到下極限。</p><p>　　第四章 PLC控制程序的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 I/O分析</b></p><p>　　經(jīng)過對(duì)控制過程和要求的詳細(xì)分析，明確了具體的控制任務(wù)就是鏟起、放下、行走、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)等主要任務(wù)。確定了鏟車這些必須完成的動(dòng)作后，再確定動(dòng)作的順序：縱向電機(jī)正轉(zhuǎn)，電磁鐵由上向下移動(dòng)，鏟

56、爪抓物體，縱向電機(jī)反轉(zhuǎn)，由下向上移動(dòng)，左右輪電機(jī)同時(shí)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)向前，左輪電機(jī)停止右輪電機(jī)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)向左轉(zhuǎn)，左輪電機(jī)正轉(zhuǎn)右輪電機(jī)停止，實(shí)現(xiàn)向右轉(zhuǎn)，左右輪電機(jī)同時(shí)反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)后退。其工藝流程圖如下： </p><p>　　圖1-1程序主流程圖</p><p>　　4.2 PLC的選擇</p><p>　　FX2N-48M技術(shù)參數(shù)：24點(diǎn)輸入，8點(diǎn)按鍵開關(guān)，1

57、6點(diǎn)撥動(dòng)開關(guān)，20點(diǎn)輸出，其中后4點(diǎn)帶繼電器控制（做外接用，不能轉(zhuǎn)接輸入接點(diǎn)），16點(diǎn)不帶繼電器控制，另外還有一個(gè)七段數(shù)碼管，輸出電壓：DC 24V，I>2A,電流過載保護(hù)，電源輸入：AC 220V，50HZ</p><p>　　4.3 FX2N系列編程器介紹</p><p>　　1）輸入繼電器 （X） </p><p>　　2） 輸出繼電器 （Y）<

58、/p><p>　　3） 輔助繼電器 （M） </p><p>　　4） 定時(shí)器 （T）</p><p><b>　　5）計(jì)數(shù)器（C）</b></p><p><b>　　基本邏輯指令包括：</b></p><p>　　1）輸入輸出指令（LD/LDI/OUT）</p&g

59、t;<p>　　2）觸點(diǎn)串連指令（AND/ANI）、并聯(lián)指令（OR/ORI）</p><p>　　程序結(jié)束指令（END）</p><p>　　4.4 確定各元件的編號(hào)，分配I/O地址</p><p>　　先確定所使用的編程元件編號(hào)，PLC是按編號(hào)來區(qū)別操作元件的。一般講，配置好的PLC，其輸入點(diǎn)數(shù)與控制對(duì)象的輸入信號(hào)數(shù)總是相應(yīng)的，輸出點(diǎn)數(shù)與輸出的控制回

60、路數(shù)也是相應(yīng)的（如果有模擬量，則模擬量的路數(shù)與實(shí)際的也要相當(dāng)），故I/O的分配實(shí)際上是把PLC的入、出點(diǎn)號(hào)分給實(shí)際的I/O電路，編程時(shí)按點(diǎn)號(hào)建立邏輯或控制關(guān)系，接線時(shí)按點(diǎn)號(hào)“對(duì)號(hào)入坐”進(jìn)行接線。</p><p>　　安裝接線圖以及現(xiàn)場(chǎng)器件及PLC輸入輸出對(duì)照表如下：</p><p><b>　　圖1-2外部接線圖</b></p><p>　　4

61、.5程序設(shè)計(jì)說明（各邏輯行的作用見圖1-3）</p><p>　　1）、按下啟動(dòng)按鈕5SB，X020閉合，M0接通閉合并自鎖。第3邏輯中M0常開觸點(diǎn)閉合。按下1SB，縱向電機(jī)開始正轉(zhuǎn)，第4邏輯行自鎖，第7邏輯行斷開，實(shí)現(xiàn)互鎖，避免電機(jī)反轉(zhuǎn)，鏟爪開始工作，同時(shí)第8邏輯行時(shí)間繼電器得電開始工作，等貨物上升一定的高度停止，完成貨物鏟起的動(dòng)作。</p><p>　　2）、經(jīng)過一段時(shí)間后，貨物在鏟爪

62、上，繼電器失電，按下X005和X011，左右輪的電機(jī)同時(shí)正轉(zhuǎn)，第14、17邏輯行中的Y3、Y4同時(shí)自鎖，保證鏟車向前行走。</p><p>　　3）、向前行走一段距離，碰到行程開關(guān)X010，左輪電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，右輪電機(jī)保持正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)動(dòng)作，完成后，左輪電機(jī)繼續(xù)正轉(zhuǎn)，鏟車?yán)^續(xù)向前行走。</p><p>　　4）、行走一段距離，碰到行程開關(guān)X015，右輪電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，左輪電機(jī)保持正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)

63、動(dòng)作，完成后，右輪電機(jī)繼續(xù)正轉(zhuǎn)，鏟車?yán)^續(xù)向前行走。</p><p>　　5）、行走一段距離碰到形成開關(guān)X016，右輪電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，左輪電機(jī)保持正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)動(dòng)作，完成后，第22邏輯行X016閉合，時(shí)間繼電器M2開始工作，第15、21邏輯行中的M2接通，左右輪電機(jī)同時(shí)反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)后退動(dòng)作。</p><p>　　6）、按下第5邏輯行中的X005，縱向電機(jī)反轉(zhuǎn)，第6邏輯行的Y1自鎖，第7邏輯行的Y

64、0斷開，實(shí)現(xiàn)互鎖，保證電機(jī)只做反轉(zhuǎn)的動(dòng)作，放下貨物。</p><p>　　工業(yè)鏟車PLC控制梯形圖</p><p><b>　　圖1-3</b></p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過近二個(gè)月的設(shè)計(jì)，感覺受益非淺，雖然PLC在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候也接觸過，但都是簡單明了的

65、，外部接線圖都是現(xiàn)成的，直接拿線對(duì)號(hào)入座，更談不上是設(shè)計(jì)一些實(shí)用的東西，PLC在機(jī)械中的設(shè)計(jì)應(yīng)用也只是個(gè)模糊的概念。</p><p>　　選定題目后，由于是第一次見到，一時(shí)比較茫然。在老師的幫助下，獲得了一些資料后，頭腦里開始有了一個(gè)比較明確的概念，也明確了目標(biāo)。</p><p>　　但是，畢竟對(duì)書本太依賴，沒有充分展開思維，沒有把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中去，最后通過與同學(xué)探討，看一些

66、PLC的實(shí)例編程，有所眉目，最終完成了本次設(shè)計(jì)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，我發(fā)現(xiàn)了自身的一些問題并準(zhǔn)備在以后的學(xué)習(xí)中努力改正。</p><p>　　知識(shí)面不夠?qū)?。要學(xué)會(huì)找資料，應(yīng)用現(xiàn)有資料。</p><p>　　基礎(chǔ)不夠扎實(shí)。在書本上學(xué)到的東西不能實(shí)之以用用到具體的設(shè)計(jì)當(dāng)中去。</p><p>　　在設(shè)計(jì)當(dāng)中，有時(shí)會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)零件的設(shè)計(jì)而

67、花太長的時(shí)間，沒有考慮到用其它的零件代替。</p><p><b>　　第六章 致謝</b></p><p>　　本文是在xx老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。x老師以其高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識(shí)、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時(shí)，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我也學(xué)到了許多了關(guān)于機(jī)電方面的知識(shí)，實(shí)

68、驗(yàn)技能有了很大的提高。另外，我還要特別感謝同學(xué)對(duì)我論文寫作的指導(dǎo)，他們?yōu)槲彝瓿蛇@篇論文提供了巨大的幫助。要在此我也衷心的感謝他。最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　賀哲榮，石帥軍.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.3 <

69、/p><p>　　偉恒升集團(tuán)編.三菱PLC用戶手冊(cè)[Z].北京：北京偉恒升科技發(fā)展公司,2004.</p><p>　　[3].鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制（第三版）[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社.2001. </p><p>　　薁螂羇芅蕆螁肀肇莃螀蝿芃艿衿袂肆薇袈羄芁蒃袇肆肄荿袆袆艿蒞袆羈膂蚄裊肀莈薀襖膃膀蒆袃袂莆莂葿羅腿羋蕿肇莄薇薈螇膇蒃薇罿莃葿薆肁芅蒞薅膄肈蚃薄袃芄蕿

70、薃羆肆蒅薃肈節(jié)莁螞螈肅芇蟻袀芀薆蝕肂肅薂蠆膄荿蒈蚈襖膁莄蚈羆莇芀蚇聿膀薈蚆螈蒞蒄螅袁膈莀螄羃莃芆螃膅膆蚅螂裊聿薁螂羇芅蕆螁肀肇莃螀蝿芃艿衿袂肆薇袈羄芁蒃袇肆肄荿袆袆艿蒞袆羈膂蚄裊肀莈薀襖膃膀蒆袃袂莆莂葿羅腿羋蕿肇莄薇薈螇膇蒃薇罿莃葿薆肁芅蒞薅膄肈蚃薄袃芄蕿薃羆肆蒅薃肈節(jié)莁螞螈肅芇蟻袀芀薆蝕肂肅薂蠆膄荿蒈蚈襖膁莄蚈羆莇芀蚇聿膀薈蚆螈蒞蒄螅袁膈莀螄羃莃芆螃膅膆蚅螂裊聿薁螂羇芅蕆螁肀肇莃螀蝿芃艿衿袂肆薇袈羄芁蒃袇肆肄荿袆袆艿蒞袆羈膂蚄裊肀莈薀