1、自動(dòng)裝卸小車的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目 錄摘 要2第一章 緒論31.1 PLC的發(fā)展和歷史趨勢31.2 PLC的分類4按I/O點(diǎn)數(shù)分類4按功能分類41.3 PLC系統(tǒng)組成及各部分的功能51.4 PLC的基本工作原理51.5 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域6第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)82.1 PLC機(jī)型選擇82.2 分析控制要求，確定輸入、輸出設(shè)備82.3 主電路的設(shè)計(jì)122.4 工作流程12第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)143.1 PLC內(nèi)部資源143.2 PLC編程語言15結(jié)論17致 謝18參考文獻(xiàn)19自動(dòng)裝卸小車的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：小車自動(dòng)運(yùn)料系統(tǒng)，由于其控制簡單，成本低，因此廣泛應(yīng)用與車站、碼頭、倉庫、礦井等生產(chǎn)場

2、所。但傳統(tǒng)的接觸繼電器控制系統(tǒng)，有著其自身的缺點(diǎn)。例如：整個(gè)運(yùn)行過程中，小車的速度很難設(shè)定，如果太快，啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)由于存在小車慣性很容易造成物料的掉落、拋灑，這樣就不能實(shí)現(xiàn)安全的啟動(dòng)。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，運(yùn)料小車的應(yīng)用也不斷擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域。早期運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)多為繼電器-接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng),這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長、體積大、成本高等缺陷,幾乎無數(shù)據(jù)處理和通信功能,必須有專人負(fù)責(zé)操作?，F(xiàn)將PLC應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制,降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。PLC運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡單,控制速度快,精度高,可靠性和可維護(hù)性好,安裝、維修和改造方便、設(shè)計(jì)施工調(diào)試周期短等優(yōu)

3、點(diǎn)。關(guān)鍵詞： 自動(dòng)運(yùn)料 PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)第一章 緒論1.1 PLC的發(fā)展和歷史趨勢二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。 作為離散控的制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得

4、到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長率保持為20%30%。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和PLC市場容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的增長速度放緩。但是，在中國等發(fā)展中國家PLC的增長十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。 PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶

5、程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，程序從起始步（步序號(hào)為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位（也有32位的）為一個(gè)模擬量。大型PLC使用另外一個(gè)CPU來完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的

6、控制器。相同I/O點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比DCS要低很多。一個(gè)PLC的控制器，可以接收幾千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。 近10年來，隨著PLC價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進(jìn)行控制，PLC在我國的應(yīng)用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi)PLC在我國仍將保持高速增長勢頭。1

7、.2 PLC的分類PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對PLC的分類可以根據(jù)結(jié)構(gòu)、功能的差異等進(jìn)行大致分類。1.2.1 按I/O點(diǎn)數(shù)分類PLC按其I/O點(diǎn)數(shù)多少一般可分為以下4類。1. 微型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的PLC為超小型或微型PLC。2.小型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以下，用戶程序存儲(chǔ)容量小于8KB的為小型PLC。3.中型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)在5122048點(diǎn)之間的為中型PLC。4.大型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)以上的為大型PLC。它具有極強(qiáng)的軟件和硬件功能、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能，它可以構(gòu)成三級通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。1.2.2 按功能分類 根據(jù)PLC所具

8、有的功能不同可將PLC分為低檔、中檔、高檔3類。1.高檔PLC：除具有中檔PLC的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、函數(shù)、表格、CRT可編程控制器原理與應(yīng)用顯示、打印和更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。2.中檔PLC：除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量I/O、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程 I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PID(比例、積分、微分控制)控制等功能，以適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。3.低檔PLC：具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量的模擬量I/O、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)

9、傳送和比較、通信等功能1.3 PLC系統(tǒng)組成及各部分的功能1.CPU運(yùn)算和控制中心它在整個(gè)系統(tǒng)中起“心臟”作用。 2.存儲(chǔ)器 具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲(chǔ)器、ROM組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。 用戶存儲(chǔ)器：分為用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）組成。 3.輸入/輸出接口 (1) 輸入接口 輸入接口電路工作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。

10、向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號(hào)。 (2) 輸出接口 輸出接口工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號(hào)使負(fù)載動(dòng)作或不動(dòng)作。 1.4 PLC的基本工作原理 PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式1. 每次掃描過程。集中對輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。集中對輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。2. 輸入刷新過程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階

11、段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。3.一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。4.元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。5.掃描周期的長短由三條決定。（1）CPU執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時(shí)間（3）指令條數(shù)。6.由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。1.5 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生

12、產(chǎn)場合。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(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類:(1)開關(guān)量邏輯控制取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于控制單臺(tái)設(shè)備，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。(2)工業(yè)過程控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量(即模擬量)，PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過程

13、控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。(3)運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。(4)數(shù)據(jù)處理PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。(5)通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信包括PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。但是，可編程控

14、制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1 PLC機(jī)型選擇根據(jù)自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線的控制要求，我們采用了三菱PLC S7-200型號(hào)，此類型PLC無論獨(dú)立運(yùn)行，還是聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)都能完成各種控制任務(wù)。它的使用范圍可以覆蓋從替代繼電器的簡單控制到復(fù)雜的自動(dòng)控制。其應(yīng)用領(lǐng)域包括各種機(jī)床、紡織機(jī)械、塑料機(jī)械、電梯等行業(yè)。S7-200 CPU226通訊功能完善，具有極高的性能價(jià)格比是很突出的特點(diǎn)，也是我們采用它的主要原因。 PLC為此系統(tǒng)的控制核心，此系統(tǒng)的輸入信號(hào)有兩部分，一部分是原點(diǎn)、單周期、連續(xù)等面板控制

15、按鈕，另一部分是多種行程開關(guān)，這些面板按鈕信號(hào)和傳感器信號(hào)作為PLC的輸入變量，經(jīng)過PLC的輸入接口輸入到內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器， 然后在PLC內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算或數(shù)據(jù)處理后，以輸出變量的形式送到輸出接口，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)來控制行車的運(yùn)行和吊鉤的升降2.2 分析控制要求，確定輸入、輸出設(shè)備運(yùn)料小車自動(dòng)往返順序控制系統(tǒng)示意圖，如圖1所示，小車在啟動(dòng)前位于原位下限位開關(guān)SQ1處，一個(gè)工作周期的流程控制要求如下：圖2.1運(yùn)料小車自動(dòng)往返順序控制系統(tǒng)示意圖料車在原位，顯示原位狀態(tài)。在自動(dòng)模式下按啟動(dòng)按鈕，自動(dòng)線開始工作，首先加料定時(shí)5秒，加料結(jié)束后延時(shí)1秒，料車上升，上升到位，壓下上限位開關(guān)SQ3，小車自動(dòng)停止移動(dòng)

16、，延時(shí)1秒，料車開始自動(dòng)卸料，卸料10秒，料斗復(fù)位并下降，下降到原位，料車自動(dòng)停止移動(dòng)并開始下一個(gè)工作循環(huán)。系統(tǒng)自動(dòng)手動(dòng)工作模式選擇需要一二位式選擇開關(guān)SA，系統(tǒng)的起動(dòng)（SB1）、停止（SB2）需要二個(gè)按鈕，手動(dòng)模式下：上升（SB3），下降（SB4）需要兩個(gè)按鈕， 起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩個(gè)行程開關(guān)是用來自動(dòng)控制小車的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，另外起點(diǎn)終點(diǎn)處應(yīng)分別加一個(gè)限位保護(hù)行程開關(guān)，也應(yīng)作為輸入設(shè)備。即：表2.1 輸入輸出分配表序號(hào)輸 入序號(hào)輸 出1SB1X40011KM1Y4302SB2X40112KM2Y4313SB3X40213KM3Y4324SB4X40314KM4Y4335SQ1X40418KT1Y4

17、346SQ2X4057SQ3X4068SQ4X4079SQ4X408圖2.1 I/O端子接線圖圖2.2 梯形圖2.3主電路的設(shè)計(jì)電氣原理圖是根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的工作原理，采用電器元件展開的形式，利用圖形符號(hào)和項(xiàng)目符號(hào)表示電路各電器元件中導(dǎo)電部件和接線端子連接關(guān)系的電路圖。電氣原理圖并不按電器元件實(shí)際布置來繪制，而是根據(jù)它在電路中所起的作用畫在不同的部位上。電氣原理圖具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明的特點(diǎn)，適合研究和分析電路工作原理，在設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)現(xiàn)場等方面得到廣泛應(yīng)用。電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路兩部分，在本次設(shè)計(jì)中我們著重分析了主電路圖。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)自動(dòng)裝卸生產(chǎn)線的工藝要求，只需用一臺(tái)電機(jī)分

18、別控制小車的上升、下降，再用兩臺(tái)電機(jī)控制上料和下料。主電路如圖2.3。圖2.3中，接觸器KM1，KM2控制電動(dòng)機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車的上升和下降，接觸器KM3控制電動(dòng)機(jī)M2，實(shí)現(xiàn)小車的加料，KM4控制料斗卸料圖2.3 自動(dòng)裝卸生產(chǎn)線主電路圖圖2.4 自動(dòng)裝卸小車控制電路圖2.4工作流程當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB2時(shí)由于在起始點(diǎn)SQ5常開觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，KM1線圈得電KM1常開觸點(diǎn)閉合，M1電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車走到槽1是撞到行程開關(guān)SQ1 ，KM1線圈失電小車停止前進(jìn)，同時(shí)SQ1常開觸點(diǎn)閉合，KM3線圈得電，升降電機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)抱閘松開，升降下降，當(dāng)小車撞到下降限位開關(guān)SQ7時(shí)KM3線圈失

19、電電機(jī)下降停止，同時(shí)KT1線圈得電，時(shí)間繼電器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到一定時(shí)間后KT1常開觸點(diǎn)閉合，KM4線圈得電，升降電機(jī)開始上升，當(dāng)撞到上升限位開關(guān)SQ6時(shí)KM4線圈失電，升降電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)抱閘暴死，此時(shí)按下繼續(xù)前進(jìn)按鈕SB2小車?yán)^續(xù)前進(jìn)，重復(fù)上述過程！當(dāng)達(dá)到左運(yùn)動(dòng)限位開關(guān)SQ4是線圈KM2得電，小車返回，當(dāng)?shù)竭_(dá)右限位開關(guān)SQ5是線圈KM2失電，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)！第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1 PLC內(nèi)部資源內(nèi)部根據(jù)軟元件的功能不同，分成了許多區(qū)域，如輸入/輸出繼電器區(qū)、定時(shí)器區(qū)、計(jì)數(shù)器區(qū)、特殊繼電器區(qū)等。下面分別介紹下。1.定時(shí)器：電氣自動(dòng)控制的大部分領(lǐng)域都需要用定時(shí)器進(jìn)行時(shí)間控制，靈活地使用定時(shí)

20、器可以編制出復(fù)雜動(dòng)作的控制程序。它是PLC中重要的編程元件，是累計(jì)時(shí)間增量的內(nèi)部器件。定時(shí)器的工作過程與繼電-接觸器控制系統(tǒng)的時(shí)間繼電器基本相同，但它沒有瞬動(dòng)觸點(diǎn)。使用時(shí)要提前輸入時(shí)間預(yù)設(shè)值。當(dāng)定時(shí)器的輸入條件滿足時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0開始按一定的時(shí)間單位增加；當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器觸點(diǎn)動(dòng)作。利用定時(shí)器的觸點(diǎn)就可以得到控制所需的延時(shí)時(shí)間。2.計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器可用來累計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)，經(jīng)常用于對產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)或者進(jìn)行特定功能的編程。使用時(shí)要提前輸入它的特定植。當(dāng)輸入觸發(fā)條件滿足時(shí)，計(jì)數(shù)器開始累計(jì)它的輸入端脈沖電位上升延的次數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定的設(shè)定值時(shí)，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開

21、。3.輸入繼電器：輸入繼電器一般都有一個(gè)PLC的輸入端子與之對應(yīng)，它用于接受外部的開關(guān)信號(hào)。當(dāng)外部的開關(guān)信號(hào)為閉合時(shí)，輸入繼電器的線圈得電，在程序中常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。4.輸出繼電器：輸出繼電器一般都有一個(gè)PLC上的輸出端子與之對應(yīng)。當(dāng)通過程序使得輸出繼電器線圈得電時(shí)，PLC上的輸出端開關(guān)閉合，它可以作為控制外部負(fù)載的開關(guān)信號(hào)。同時(shí)在程序中其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。5.內(nèi)部位存儲(chǔ)器：內(nèi)部位存儲(chǔ)器的作用和繼電-接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相同，它在PLC中沒有輸入/輸出端與之對應(yīng)，因此它的觸點(diǎn)不能驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，這是與輸出繼電器的主要區(qū)別。它主要起邏輯控制作用。以上幾個(gè)是我們在本次系統(tǒng)

22、設(shè)計(jì)的過程中可能需要用到的PLC軟元件，另外PLC還有很多其它的軟元件。3.2 PLC編程語言PLC是通過運(yùn)行編寫的用戶程序?qū)崿F(xiàn)控制任務(wù)的。PLC中的程序由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成，系統(tǒng)程序由PLC生產(chǎn)廠家提供，它支持用戶程序的運(yùn)行；用戶程序是用戶為完成特定的控制任務(wù)而編寫的應(yīng)用程序。S7-200系列PLC的編程語言非常豐富，有梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖等，用戶可以選擇一種編程語言，如果需要，也可混合使用幾種語言編程。這些編程語言都是面向用戶的，它使控制程序的開發(fā)、輸入、調(diào)試和修改工作大大簡化。我們在本次設(shè)計(jì)中選擇梯形圖編程。以下我們詳細(xì)介紹下梯形圖的概念。梯形圖左邊有一條垂直的

23、線稱作左母線，右邊一條虛線稱為右母線。母線之間是觸點(diǎn)的邏輯連接和線圈的輸出。PLC梯形圖具有以下一些特點(diǎn)：1.PLC的梯形圖是“從上到下”按行繪制的，兩側(cè)的豎線類似電氣控制圖的電源線，通常稱做母線（Bus Bar），大部分梯形圖只保留左母線；梯形圖的每一行是“從左到右”繪制，左側(cè)總是輸入接點(diǎn)，最右側(cè)為輸出元素，觸點(diǎn)代表邏輯“輸入”條件，如開關(guān)、按紐、內(nèi)部條件等；線圈通常代表邏輯“輸出”結(jié)果，如指示燈、接觸器、中間繼電器、電磁閥等。對S7-200系列的PLC來說，還有一種輸出“盒”（功能框），它代表附加的指令，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算等功能指令。2.電氣控制電路左右母線為電源線，中間各支路都加

24、有電壓，當(dāng)支路接通時(shí)，有電流流過支路上的觸點(diǎn)與線圈。梯形圖中的假想電流在圖中只能作單方向的流動(dòng)，即只能從左向右流動(dòng)。層次改變（接通的順序）也只能先上后下，與程序編寫時(shí)的步序號(hào)是一致的。3.梯形圖中的輸入接點(diǎn)如I1.0、I0.1等，輸出線圈Q0.0、Q0.1等不是物理接點(diǎn)和線圈，而是輸入、輸出存儲(chǔ)器中輸入、輸出點(diǎn)的狀態(tài)，并不是接線時(shí)現(xiàn)場開關(guān)的實(shí)際狀態(tài)；輸出線圈只對應(yīng)輸出映像區(qū)的相應(yīng)位，該位的狀態(tài)必須通過I/O模塊上對應(yīng)的輸出單元才能驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)。4.梯形圖中使用的各種PLC內(nèi)部器件，如輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，也不是真的電器元件，但具有相應(yīng)的功能，因此通常按電氣控制系統(tǒng)中相應(yīng)器件的名稱稱

25、呼它們。梯形圖中每個(gè)繼電器和觸點(diǎn)均為PLC存儲(chǔ)器中的一位，相應(yīng)位為“1”，表示繼電器線圈通電、常開接點(diǎn)閉合或常閉接點(diǎn)斷開；相應(yīng)位為“0”，表示繼電器線圈斷電、常開接點(diǎn)斷開或常閉接點(diǎn)閉合。5.梯形圖中的繼電器觸點(diǎn)既可常開，又可常閉，其常開、常閉觸點(diǎn)的數(shù)目理論上是無窮多個(gè)（受存儲(chǔ)容量限制），也不會(huì)磨損，因此，梯形圖設(shè)計(jì)中，可不考慮觸點(diǎn)數(shù)量，這給設(shè)計(jì)者帶來很大方便。對于外部輸入信號(hào)，只要接入一個(gè)信號(hào)到PLC即可。6.電氣控制電路中各支路是同時(shí)加上電壓并行工作的，而PLC是采用循環(huán)掃描方式工作，梯形圖中各元件是按掃描順序依次執(zhí)行的，是一種串行處理方式。由于掃描時(shí)間很短（一般不過幾十毫秒），所以控制效果

26、同電氣控制電路是基本相同的。但在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，對這種并行處理與串行處理的差別有時(shí)候應(yīng)予注意，特別是那些在程序執(zhí)行階段還要隨時(shí)對輸入、輸出狀態(tài)存儲(chǔ)器進(jìn)行刷新操作的PLC，不要因?yàn)閷Υ刑幚磉@一特點(diǎn)考慮不夠而引起偶然的誤操作。結(jié)論P(yáng)LC的編程是我們整個(gè)設(shè)計(jì)最主要的一部分，我們的編程是采用梯形圖編程語言，所有的編寫步驟和編寫要點(diǎn)是嚴(yán)格按照課本要求和教科老師的指導(dǎo)來編寫的，所以整個(gè)編寫的過程是相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。而且我們編寫程序之前對電鍍生產(chǎn)線的工作流程做了詳細(xì)的分析，每個(gè)步驟考慮都很嚴(yán)密，所以總的來說，這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師比較好的。 但是在編寫的過程中我們還是遇到了很多問題，這樣的系統(tǒng)如果能夠?qū)嶋H驗(yàn)證的話會(huì)很到程