基于plc的自动送料装车控制系统设计

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毕业设计说明书项目名称基于PLC的自动送料装车控制系统设计专业机电一体化班级XXXXXXXXXXXXX学生姓名XXXXXXXXX指导教师XXX机械与电子工程系2013年6月10日9 XXXXXX毕业设计（论文）评语及成绩专业班级姓名题目消防智能疏散指示逃生系统设计指导教师评语：签字：年月日答辩记录及评语：记录员：年月日综合成绩：答辩小组组长签字：　系主任签字：年月日9 毕业设计任务书专业班级姓名题目内容基本要求重点研究问题主要技术标其它要说明的问题指导教师签字：年月日9 XXXXXXXX毕业设计(论文)进度考核表起止日期毕业设计(论文)各阶段工作任务完成情况指导教师签字4.14～4.19收集和查阅与设计相关的资料完成4.20～4.24学习有关的知识，并初步系统的需求分析和设计完成4.25～4.27写好开题报告完成4.28～4.29进一步进行系统分析和设计，同时写出设计提纲完成4.30～5.2完成元件的采购完成5.3～5.8电路设计完成5.9～5.10电路版的设计制作完成5.11～5.19系统程序的编写完成5.20～5.26系统安装和调试过程完成5.27～5.29撰写毕业设计说明书初稿完成5.29～5.31完成第二次毕业设计说明书完成6.1～6.3完成第三次毕业设计说明书完成6.4～6.10完成最终毕业设计说明书准备毕业答辩完成9 备注注：本表用于考核学生毕业设计(论文)的进度及完成情况，是学生毕业答辩资格认定和成绩评定的依据之一。9 基于PLC的自动送料装车控制系统设计摘要送料装车控制系统在冶金、采矿运输、和生产制造等许多领域中都得到了普遍的应用，它通过自动输送设备实现物料的传输、接收、装运、处理、装配和存储的自动化，把工厂的各个生产部门、各个储存点联系起来。送料装车控制系统的工作环境通常比较恶劣，设备所处环境一般粉尘较大、操作分散，所以对送料装车控制系统工作的安全性、可靠性、维护简便性要求比较高。用可编程控制器(PLC)控制的自动送料装车动作稳定，具备连续可靠的工作的能力。本文基于PLC对自动送料装车系统的控制，提出了用组态仿真的方法实现对自动送料装车系统的监控。首先，用PLC编程实现送料系统的基本功能。其次，画出组态仿真画面，定义组态变量，对组态中的一些基本量如（管道中物料的流动）进行仿真。然后，把PLC程序和组态结合，通过数据连接，实现通信。最后，运行PLC程序及组态仿真程序，实现组态对整个系统实时监控。在实现组态控制时，本文详细的介绍了组态王软件的编程及通信，使读者很容易的了解组态王软件运行仿真过程。关键词：PLC，组态王，监控，仿真9 ControlSystemDesignofAutomaticSendingMaterialsandLoadingBasedonPLCABSTRACTFeedloadingcontrolsystemhasbeenwidelyappliedinmanyareas,suchasmetallurgy,miningtransportation,manufacturingandsoon.Ithasachievedtheautomationofmaterialstransmission,receiving,shipping,handling,assemblyandstorageandcontesteveryproductionsectorandstoragepointbytheautomaticconveyingequipment.Buttheworkingenvironmentoffeedloadingcontrolsystemisverybad-bigdustandscatteredoperation,soitdemandsstrictlyonitssecurity,reliabilityandmaintenancesimplicity.ThefeedloadingcontrolsystemwillhaveabilityofworkingconstitutionandreliablyifitiscontrolledbyProgrammableLogicController(PLC).Thispaper,basinguponPLC,proposedconfigurationalsimulationmethodtocontroltheautomaticloadingsystem.First,itisadoptingPLCtorealizethebasicfunctionoffeedsystem.Second,ittellsaboutdrawingpicturesoftheconfigurationalsimulation,givingadefinitionofconfigurationvariableandsimulatingsomefundamentalqualities(flowingofmeterialsinpipeline).Then,itproposescombiningtheprocedureofPLCwithconfigurationalunionthroughtheconnectionofdatatorealizecorrespondence.Atlast,formabovesteps,itwillachievethereal-timecontroltothewholesystembyrunningtheprocedureofPLCandtheprogramofconfigurationalsimulation.KEYWORDS:PLC，configuration，monitoring，simulation9 目　录前　言1第1章概述31.1控制系统的组成31.2控制系统的元件41.2.1可编程控制器41.2.2三相异步电动机61.2.3传感器71.2.4变频调速技术81.3控制系统的要求8第2章系统硬件设计102.1主电路的设计102.2元器件的选择112.2.1PLC的选择112.2.2电动机的选择122.2.3传感器的选择132.2.4继电器的选择142.2.5接触器的选择152.2.6行程开关的选择152.3I/O地址分配及外部接线设计162.3.1I/O地址分配162.3.2PLC外部接线图的设计16第3章系统软件设计183.1PLC程序流程图设计183.2PLC梯形图和语句表设计203.3组态监控系统设计273.3.1设计功能273.3.2组态王与PLC的通信273.3.3组态设计299 3.3.4建立动画连接32第4章系统调试与组态仿真374.1PLC程序功能调试374.1.1PLC与计算机通信设置374.1.2计算机与PLC在线连接的建立384.1.3下载程序384.1.4运行和调试程序384.2组态监控仿真39结　论44谢　辞45参考文献46外文资料翻译479 前　言送料装车设备广泛地应用于建材、冶金、煤炭、电力、化工、轻工等工业生产部门。老式送料装车设备因为没有计量而存在多装、少装的问题。特别是在运输的过程中，不允许车辆超载，多装了，得卸掉，少装了，得进行二次装车，使得装车工作进行非常缓慢。随着当今社会科学技术的发展，各类物料输送的生产线对自动化程度的要求越来越高，原有的生产送装料设备已经远远的不能满足当前高度自动化的需要。由于控制系统的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产效率的不断提高，送料装车的控制经历了以下几个阶段：1.手动控制：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用PLC来实现送料装车的控制，但是限于当时的技术还不够成熟，只能采用手动的控制方式来控制机器设备，而且早期送料装车控制系统多为继电器和接触器所组成的复杂控制系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须要有专人负责操作。2.自动控制：在20世纪80年代，由于计算机的价格普遍下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在送料装车控制系统中自动控制方面的应用。3.全自动控制：现阶段，由于PLC技术向高性能、高速度、大容量发展，大型PLC大多数采用多CPU结构，不断向高性能、高速度、大容量方向发展。将PLC运用到送料装车控制系统中，可实现送料装车的全自动控制，降低了系统的运行费用。PLC控制的送料装车自动控制系统具有连线简单、控制速度快、精度高、可靠性和可维护性好、维修和改造方便等优点。在国内，大多数还是人工管理，智能控制及需普及，国外工程机械产品以电子、信息技术为先导，开发出各种工程机械相匹配的软、硬件系统，使工程机械向信息化、智能化前进。国外大多数PLC品牌都有与之相应的开发平台和组态软件，软件和硬件的相互结合使系统的性能大幅度的提高，人机界面更加的友好。通讯技术的发展、现场总线的发展及以太网的发展时通讯能力大大加强。9 在国外的送料装车控制系统中已经广泛的应用PLC控制系统，而采用可靠性比较高的S7-200系列PLC软件来控制该系统,实现送料装车系统的自动控制过程,满足了系统可靠性、稳定性和实时性的要求。送料装车控制系统的工作环境通常比较恶劣,设备周围所处的环境一般粉尘比较大、空气湿度相对高且操作分散，所以对送料装车控制系统工作的安全性、可靠性、维护简便性要求比较高。在早期的送料装车控制中通常都采用继电器逻辑控制,继电器控制系统中大多数采用分立的继电器、接触器等电器元件作为控制元件,其控制系统复杂、操作难度大,并且安装接线时工作量大、修改控制策略难、维护量大等问题，严重影响了正常的工业生产。PLC所控制的系统可以方便地通过改变用户程序，以实现各种控制功能，从根本上解决了电器控制系统控制电路难以改变的问题。同时，PLC控制的系统不仅能够实现逻辑运算，还具有数值运算及过程控制等复杂的控制功能。对于复杂的控制系统，使用PLC后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小型PLC的体积相当于几个继电器大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2~1/10。PLC的配线比继电器控制系统的配线要少得多，从而可以节省下大量的配线和附件，减少了大量的安装接线工作时，可以减少大量费用。PLC不仅用于开关量控制，还可用于模拟量及数字量的控制，可采集与存储数据，还可对控制系统进行监控；还可联网、通讯，实现大范围、跨地域的控制与管理。PLC已日益成为工业控制装置家族中一个重要的角色。9 第1章概述1.1控制系统的组成本文设计中的自动送料装车系统由送料小车、轨道、料斗等设备装置组成，来完成对物料的运料、传输、装料的过程。这类系统的控制需要运行平稳等特性，具有连续可靠的工作能力。当绿灯L1亮时，表示表示允许汽车进来装料。此时，进料阀门(K1)，送料阀门(K2)，电动机(M1、M2、M3)皆为OFF状态。当汽车到来时，车辆检测开关S2接通，红灯L2亮，绿灯L1灭，电动机M3运行，电动机M2在M3接通2秒后运行，电动机M1在M2启动2秒后运行，依次顺序起动整个送料系统。传送带和一辆运料小车配合，才能稳定有效率地进行自动送料装车过程。系统示意图如图1-1所示。图1-1自动送料装车控制系统示意图9 1.2控制系统的元件1.2.1可编程控制器可编程控制器(ProgrammableController，PC)由于和个人计算机(PersonalComputer，PC)混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的简称。PLC是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC采用了典型的计算机结构,主要由CPU、存储器、采用扫描方式工作的I/O接口电路和电源等组成，PLC硬件系统如图1-2。图1-2PLC硬件系统结构框图PLC采用循环扫描工作方式，集中进行输入采样，集中进行输出刷新。I/O映像区分别存放执行程序之前的各输入状态和执行过程中各结果的状态。PLC循环扫描工作方式一般包括五个阶段：内部处理与自诊断、与外设进行通信处理、输入采样、用户程序执行、输出刷新五个阶段，如图1-3所示。9 图1-3PLC循环扫描的工作过程当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：1.开关量逻辑控制取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2.工业过程控制9 在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。3.运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4.数据处理PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。5.通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。1.2.2三相异步电动机异步电动机是工农业生产中用得最多的一种电机，其容量从几十瓦到几千千瓦，在国民经济的各行各业，如交通运输业、国防工业、以及家用电器中都得到了广泛的应用。例如，在工业方面：中小型轧钢设备、各种金属切削机床、轻工机械、矿山机械等；在农业方面：水泵、脱粒机、粉碎机等；此外，在日常生活中，如电扇、洗衣机、空调机，异步电动机的应用也日益增多。异步电动机之所以得到如此广泛的应用，是因为和其他电动机相比，具有结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、效率高等一系列优点。和同容量的直流电动机相比，异步电动机的重量约为直流电动机的一半，而其价格仅为直流电动机的三分之一。异步电动机的缺点是不能经济地在较大范围内平滑调速而必须从电网吸收滞后的无功功率，使电网功率因数降低。不过，由于大多数生产机械并不要求大范围的平滑调速，而电网的功率因数又可以采用其他办法进行补偿。9 图1-4三相异步电动机T=f（s）曲线图1-5三相异步电动机n=f（T）曲线1.2.3传感器传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。其中，敏感元件是指传感器中直接感受被测量的部分，转换元件是指传感器能将敏感元件的输出转换为适于传输和测量的电信号部分。传感器输出信号有很多形式，如电压、电流、频率、脉冲等，输出信号的形式由传感器的原理确定。9 通常，传感器由敏感元件和转换元件组成。但是由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调节与转换电路将其放大或变换为容易传输、处理、记录和显示的形式。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换可以安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。因此，信号调节与转换电路以及所需电源都应作为传感器的组成部分。如图1-6所示。图1-6传感器组成框图1.2.4变频调速技术变频调速技术是一种以改变交流电动机的供电频率来达到交流电动机调速目的的技术。大家知道，从大范围来分，电动机有直流电动机和交流电动机。由于直流电动机调速容易实现，性能好，因此，过去生产机械的调速多用直流电动机。但直流电动机固有的缺点是，由于采用直流电源，它的滑环和碳刷要经常拆换，故费时费工，成本高，给人们带来不少的麻烦。因此人们希望，让简单可靠价廉的笼式交流电动机也能像直流电动机那样调速。这样就出现了定子调速、变极调速、转子串电阻调速和串极调速等交流调速方式。直到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，才出现了变频调速技术。它的出现就以其优异的性能逐步取代其他交流电动机调速方式，乃至直流电动机调速系统，而成为电气传动的中枢。1.3控制系统的要求基于PLC控制的自动送料装车系统的控制要求如下：初始状态：红灯L2灭，绿灯L1亮，表示允许汽车进来装料。此时，进料阀门(K1)，送料阀门(K2)，电动机(M1、M2、M3)皆为OFF状态。当汽车到来时，车辆检测开关S2接通，红灯L2亮，绿灯L1灭，电动机M3运行，电动机M2在M3接通2秒后运行，电动机M1在M2启动2秒9 后运行，依次顺序起动整个送料系统。当电动机M3运行后，进料阀门K1打开给料斗进料。当料斗中物料装满时，料斗检测开关S1接通，此时进料阀门K1关闭（设1料斗物料足够运料小车装满一车）。料斗出料阀门K2在电动机M1运行2秒及料斗装满后，打开放料，物料通过传送带PD1、PD2和PD3的传送，装入汽车。当运料小车装满后，称重开关S3动作，送料阀门K2关闭，同时电动机M1延时2秒后停止，电动机M2在M1停止2秒后停止，电动机M3在M2停止2秒后停止。此时绿灯L1亮，红灯L2灭，表示汽车可以开走。故障操作：在带式传输机传送物料过程中，若传送带PD1超载，则送料阀门K2立即关闭，同时停止电动机M1，电动机M2和M3在电动机M1停止4秒后停止。在带式传输机传送物料过程中，若传送带PD2超载，则同时停止电动机M1和M2并关闭送料阀门K2，延时4S后电动机M3停止。在带式传输机传送物料过程中，若传送带PD2超载，则同时停止电动机M1、M2和M3并关闭送料阀门K2。9 第2章系统硬件设计2.1主电路的设计主电路的设计对于本次设计小车自动送料装车系统设计相当重要,只有在主电路设计正确且简便的基础上,系统控制电路及软件设计才能精简方便。根据系统的控制工艺要求，我所设计的电气控制系统主回路原理图如图2-1所示。图中，M1，M2，M3为三台皮带传输送料电动机，交流接触器KM1~KM3通过控制三台电动机的运行来控制三个传送带，从而进行对物料的传输。FR1，FR2，FR3为起过载保护作用的热继电器，用于物料传输过程中当传送带过载时断开主电路。FU1为熔断器，起过电流保护作用。（注意：FU和FR不能进行互换，它们在本设计电路当中所承担的任务不一样。FU起过流保护，FR起过载保护）主电路原理图如图2-1。图2-1自动送料装车系统主电路原理图26 2.2元器件的选择2.2.1PLC的选择目前市场上的PLC产品众多，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的PLC产品，使用户眼花缭乱、无所适从。除国产品牌外，国外有：日本的OMRON、MITSUB、ISHI、FUJI、ANASONIC，德国的SIEMENS，韩国的LG等。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择具体可以从一下12个方面来考虑：1.选择自己需要的机种和机型若已有设备（或产品）上已经用了某一种型号的PLC，再要选用PLC开发新的产品，在满足工艺条件的前提下，建议还是选用已经用过的PLC为好，这样就可以做到资源共享。2.不要大材小用什么样的规模设计任务就选用什么样的规模的PLC，避免造成太多的硬件资源浪费。3.具体的控制对象具体选择根据不同的设计任务，来选择PLC的机型。4.选用易采购的机型5.经常了解PLC产品的发展动态6.对I/O点的选择要先弄清控制系统的I/O点的总点数，再按实际所需要的总点数的15%~20%留出备用量后确定所需PLC的点数。7.对存储容量的选择对用户存储容量只能做粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘10字/点+输出总点数×5字/点来估算；计数器/定时器按(3~5)字/个来估算；有运算处理时按(5~10)字/个来估算；在有模拟量I/O出的系统中，可以按每输入（或输出）一路模拟量约需（80~100）字左右的存储量来估算；有通信处理时按每个接口200字以上的数量粗略估算。8.对I/O响应时间的选择26 PLC的I/O响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在2~3个扫描周期）等。9.根据输出负载的特点选型根据PLC输出所带的负载是直流型还是交流型、是大电流还是小电流以及PLC输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出还是晶体管输出。10.对PLC结构形式的选择在相同功能和相同I/O点数的情况下，整体式比模块式价格低。11.选择性能相当的机型PLC选型中还有一个重要问题就是性能要相当。12.选择新机型由于PLC产品更新换代很快，所以选用相应的新机型很有必要。在本次设计由于输入量基本是开关量，而对于PLC的开关量输入回路，西门子公司(Siemens)的S7-200可编程序控制器基本满足设计要求。2.2.2电动机的选择电动机按转子结构形式分类：三相笼型异步电动机和三相绕线型异步电动机。电动机型号根据以下几个方面选择：1.功率的选择要为某一生产机械选配一台电动机，首先考虑电动机的功率需要选择多大，合理选择电动机的功率具有重大的经济意义。在本次设计中运料小车装满料重500kg，小车的车轮半径0.2m，小车与轨道之间的摩擦系数μ=0.1，假设在启动阶段加速时的加速度为0.3m/s，则匀速行驶的滚动摩擦力矩T=500kg×9.8×0.1/100=441Nm。2.电动机结构的选择因为用的是三相交流电源，在交流电动机中，三相笼型异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、工作可靠、价格低廉。主要的弊端是调速困难，功率因数比较低，启动性能比较差，由于送料小车要求的机械特性比较硬而且没有特殊的调速要求，所以可以采用笼型电动机。3.结构形式的选择26 生产机械的种类繁多，它们的工作环境也不尽相同。因此，有必要保证在不同环境中能安全的可靠运行。电动机常有下列几种结构型式：（1）开启式：在构造上无特殊防护装置，运用于干燥、无尘场所。通风好。（2）防护式：在机壳或端盖下面有通风罩，以防止杂物掉进去。（3）封闭式：封闭式电动机外壳严密封闭，电动机靠风扇冷却，并且在外壳带有散热片。使用在灰尘多、潮湿、盐碱、腐蚀性强的场所。（4）防暴式：整个电机严密的封闭，多用于矿井中。综上所述，运料小车所处的环境而选择封闭式的电动机。4.电动机电压的选择Y系列的电动机的额定电压只有380V一个等级。5.电动机转速的选择电动机的额定转速是根据生产机械的要求而选定的。通常情况下转速不低于500r/min，异步电动机通常采用4个极的，则同步转速n=1500r/min的。电动机的参数如表2-1。表2-1运料小车电动机的参数符号名称型号规格台数M三相异步电动机Y160M1-2功率7.5KW额定电流21.8A转速2930r/min重量68kg12.2.3传感器的选择1.称重传感器的选择重量传感器又称称重传感器，是将压力信号转换成电压或电流控制信号。其输出格式是标准的控制信号类型：0~10VDC，-10~10VDC，4~20mA，0~20mA。有的智能称重传感器也能输出开关量信号，但是其动作量（检测到的压力信号）是可调的。26 本次设计中称重传感器选择CS-20型。2.霍尔传感器的选择本次设计选用HAL815可编程线性霍尔传感器，其可用于角度或距离测量。HAL815是一个可编程的霍尔传感器，内置DSP，可设置的比例电压输出，具有高精度，多个可编程磁特性存储在具有冗余和锁定功能的非易失性存储器(EEPROM)，多种保护功能如。开路（地和电源线突变检测）、过压和欠压检测，保证了传感器的高可靠性，可逐个编程或通过选择拉低输出脚来编几个并联在相同供电电压上的传感器，温度特性可编程可匹配所有常见的磁性材料。可编程的特性方便了客户的设计。2.2.4继电器的选择继电器主要用于控制与保护电路或用于信号转换。继电器是一种根据特定形式的输入信号而发生动作的自动控制电器。它与接触器不同，主要用于反应控制信号，其触点一般接在控制电路中。当输入量变化到某一定值时，继电器动作，其触头接通或断开交、直流小容量的控制回路。继电器的种类有很多，分类的方法也很多，常用的分类方法有：1.按输入量的物理性质可分为电压继电器、电流继电器、功率继电器、时间继电器和温度继电器等。2.按动作原理可分为电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。3.按动作时间可分为快速继电器、延时继电器和一般继电器。4.按执行环节作用原理可以分为有触点继电器和无触点继电器。5.按用途可分为电器控系统用继电器和电力系统用继电器。继电器的主要特性是输入、输出特性、继电器的返回系数、吸合时间、释放时间。吸合时间是从线圈接收型号到衔铁完全吸和时所需要的时间，释放时间是从线圈失电导衔铁完全释放时所需要的时间。一般继电器的吸合时间与释放时间为0.05~0.15s，它的大小会影响继电器的操作频率。本次设计所选择的继电器有：时间继电器JR0，热继电器JR16-20/3。26 2.2.5接触器的选择接触器是用来接通或者切断电动机或其他负载主电路的一种控制电器。它通常可分为交流接触器和直流接触器。接触器的基本参数有主触点的额定电流、主触点的允许切断电流、触点数、线圈电压、操作频率、动作时间、机械寿命和电寿命。选用接触器时通常是交流负载的选择交流接触器,直流负载选用直流接触器，但由于交流负载频繁动作时可采用直流吸引线圈的接触器。通常选用的是直流110V、220V，交流220V、380V。直流接触器断开时产生的过电压可达10~20倍，故不宜采用高电压等级（440V的已经停止生产）。而电压太低时，接通此线圈用的继电器或接触器的联锁触点不可靠（如灰尘或油层存在）。额定操作频率是指每小时接通的次数。交流接触器最高可达600次每小时；直流接触器可高达1200次/小时。综上所述，接触器的选择可按下列步骤进行：根据负载性质确定工作任务类型；并根据类型确定接触器系列；根据负载额定电压确定接触器的额定电压；根据负载电流确定接触器的额定电流；并根据外界实际田间加以修正。本次的设计中所选用的接触器型号为：交流接触器CJ10-20。2.2.6行程开关的选择行程开关又叫限位开关，是用于控制机械设备的行程和限位保护。在实际生产应用中，将行程开关安装在预先要设置的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击到行程开关时，行程开关的触点动作，就实现了电路的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件模块的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮有些类似。行程开关广泛应用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位、轿厢的上、下限位保护。主令电器应用广泛、种类繁多。按其工作可分为：按钮、行程开关、接近开关、万能开关及其它主令电器行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。本次设计我选用LX1-11型限位开关。参数如表2-2。26 表2-2LX1-11型限位开关主要参数型号温度范围额定电压额定电流LX1-110（℃）380（V）10（A）2.3I/O地址分配及外部接线设计2.3.1I/O地址分配此次设计，系统占用18个PLC的I/O端口，分别是8个输入端口和10个输出端口，具体的I/O分配如表2-3所示。表2-3I/O地址分配表输入输出I0.0启动开关Q0.0电动机M3I0.1称重开关S2Q0.1电动机M2I0.2装车开关S3Q0.2电动机M1I0.3紧急停止Q0.3送料阀门K2I0.4料斗已满Q0.4进料阀门K1I0.5电动机M3故障Q0.5红灯L2I0.6电动机M2故障Q0.6绿灯L1I0.7电动机M1故障Q0.7电动机M3故障显示Q1.0电动机M2故障显示Q1.1电动机M1故障显示2.3.2PLC外部接线图的设计该控制系统核心部分是以德国西门子CPU226为主，CPU模块采用整体式结构，它的体积小、价格低，CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱形机壳内，前盖下面有模式选择开关、模拟量电位器和扩展模块连接器。I/O模块中输入8点，输出10点，可实现高速输入输出响应，内部具有高速计数和中断处理功能。PLC26 的输入输出端子均接到相应的接线端子排，输入输出信号通过这些接线端子排可由其它地方直接引入，这些接线端子排的布置与PLC的输入输出端子以及电源端、接地端和公共端的实际位置一一对应。I/O模块接口将输入输出信号引入到控制台上。PLC外部硬件接线图如图2-2所示（PLC外部接线图）。PC/PPI编程电缆上标有PC的RS-232端连接电脑的RS-232通信接口，标有PPI的RS-485端连接到CPU模块的通信口，并拧紧两边接口的螺丝。PC/PPI编程电缆通常在试验中下载梯形图程序时使用。PLC自动送料I/O端口分配如图2-2。图2-2PLC自动送料I/O接线图26 第3章系统软件设计3.1PLC程序流程图设计根据可编过程控制器系统硬件结构和生产工艺要求，在软件规格说明书的基础上，用相应的编程语言指令，编制实际应用程序并形成程序说明书的过程就是程序设计。程序设计要对做一些必要的准备工作，首先要了解系统的概况形成整体概念。其次熟悉被控对象、编出高质量的程序。再次，充分利用已有的硬件和软件工具。如果是利用计算机编程，可以大大提高编程的效率和质量。程序设计(Programming)是给出解决特定问题程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。程序设计往往以某种程序设计语言为工具，给出这种语言下的程序。程序设计过程应当包括分析、设计、编码、测试、排错等不同阶段。流程程序图是程序分析中最基本、最重要的分析技术，它是进行流程程序分析过程中最基本的工具。它运用工序图示符号对生产现场的整个制造程序做详细的记录、研究与分析。1.流程图的优点：(a)采用简单规范的符号，画法简单；(b)结构清晰，逻辑性强；(c)便于描述，容易理解。计算机控制技术是一门以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础，以计算机控制技术为核心，综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，从而实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的专门学科。企业对具备较强的计算机控制技术应用能力专门人才需求很大。PLC采用计算机控制技术，其程序设计同样可遵循软件工程设计方法，程序工作过程可用流程图3-1所示。由于PLC的程序执行为循环扫描工作方式，因而与计算机程序框图不同点是，PLC程序框图在进行输出刷新后，再重新开始输入扫描，循环执行。PLC程序流程图如图3-1。26 图3-1PLC程序流程图26 3.2PLC梯形图和语句表设计梯形图如图3-2。26 26 26 图3-2PLC程序梯形图26 语句表：Network1启动，电机M3启动LDI0.0OQ0.0ANI0.1=Q0.0Network2电机M3启动后延时2秒LDQ0.0TONT37,20Network3电机M2启动LDT37OQ0.1=Q0.1Network4电机M2启动后延时2秒LDQ0.1TONT38,20Network5电机M1启动LDT38OQ0.2=Q0.2Network6检测料斗，准备装料LDQ0.0ANQ0.4ANI0.2ANI0.4=Q0.2Network7开始装料，检测小车（如果小车装满电机M3停止）LDI0.2OQ0.4ANI0.1AQ0.2AQ0.0ANI0.5ANI0.6ANI0.7=Q0.4Network8LDI0.1OM0.0AQ0.1=M0.0Network9电机M3停止后延时2秒LDM0.0TONT39,20Network10电机M2停止LDT39=Q0.126 Network11LDT39OM0.1AQ0.2=M0.1Network12电机M2停止后延时2秒LDM0.1TONT40,20Network13电机M1停止LDT40=Q0.2Network14LDI0.0OQ0.5LDQ0.2OQ0.0ALD=Q0.5Network15绿灯亮LDNI0.0ANQ0.5=Q0.6Network16电动机M1故障LDQ0.0OQ0.1OQ1.0AI0.5=M0.2Network17延时2秒LDM0.2TONT41,20Network18电动机M3故障显示LDT41=Q0.7RQ0.0,1Network19电动机M2故障LDQ0.0OQ0.2OQ0.7AI0.6=M0.3Network20延时2秒LDM0.3TONT42,20Network21电动机M2故障显示26 LDT42=Q1.0RQ0.1,1RQ0.0,1Network22电动机M3故障LDQ0.2OQ0.1OQ1.1AI0.7=M0.4Network23延时2秒LDM0.4TONT43,20Network24电动机M3故障显示LDT43=Q1.1RQ0.2,1RQ0.1,1RQ0.1,1Network25紧急停止LDI0.3RQ0.0,26 电气学院毕业设计（论文）程序解释如下：初始状态：Q0.6接通，其它都处于断开状态。表示小车可以进入。小车到达：I0.0闭合，Q0.0接通同时Q0.4接通，延时2秒，Q0.1接通，延时2秒，Q0.2接通。Q0.5接通，Q0.6断开。表示小车已经到达。开始装料：I0.2闭合，Q0.4断开，Q0.3接通，表示装料中。装料完毕：I0.1闭合，Q0.3断开同时Q0.0断开，延时2秒Q0.1断开，在延时2秒Q0.2断开，Q0.5断开，Q0.6闭合。表示小车已经装满并且可以离开。3.3组态监控系统设计3.3.1设计功能小车运行的现场监控时采用基于组态王的上位机来实现的。利用上位机的数据通信手段，数据处理能力和图形显示、多媒体技术，可以通过现场总线，实时接收和处理下位机PLC从现场采集的各种状态、控制、报警信号，并利用这些信号驱动PC控制界面中的各种图形，实时显示现场的各种状况，在操作员和停车库之间构造出形象、直观的界面，对操作运行和故障给出提示、报警等。3.3.2组态王与PLC的通信组态王把每一台与之通信的设备看作是外部设备。为实现组态王和外部设备通信，组态王内置了大量设备的驱动程序作为组态王和外部设备的通信接口。在开发过程中只需根据工程浏览器提供的“设备配置向导”一步步完成连接过程即可实现组态王和PLC的链接。在运行期间，组态王就可和PLC交换数据，包括采集数据和发送数据/指令。本次设计中使用仿真PLC和组态王通信，仿真PLC可以模拟PLC为组态王提供数据，设定PLC链接在计算机的COM1口。串行通信只需一根到两根传输线，在长距离传送时，通信线路简单且成本低，但传递速度比并行通信速度低，故常用于长距离传送且要求不高的场合。近年来串行通信技术有了很快的发展，通信速度甚至可以达到Mbps的数量级，因此在分布式控制系统中得到了广泛的应用。对串行通信接口参数设置如图3-3。36 电气学院毕业设计（论文）图3-3串行通信接口参数设置定义外部设备PLC1的步骤如下：在组态王工程浏览器的左侧选中“COM1”，在右侧双击“新建”，运行“设备配置向导”，在“PLC”下选择“西门子”；选择“仿真PLC”的“串口”项，单击“下一步”；为外部设备取一个名称，输入PLC：1，单击“下一步”；为设备选择连接串口，设为COM1，单击“下一步”；填写设备地址：2，单击“下一步”；设置通信故障恢复参数（一般情况下使用一天默认设置即可），单击“下一步”；检查各项设备是否正确，确认无误后，单击“完成”。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备PLC1。在定义数据库变量时，用户只要把I/O变量连接到这套设备上，它就可以和组态王交换数据。按照传输数据的时空顺序，数据的通信可分为并行通信（所传送数据的各位同时发送或接收）和串行通信（所传送的数据按顺序一位一位地发送或接收）。36 电气学院毕业设计（论文）当通信距离小于30m可采用并行通信，如计算机与打印机、主机与扩展模块之间。当距离大于30m则要采用串行通信方式。如计算机之间、PLC和PLC之间。通信协议的设置如图3-4。图3-4通信协议的设置3.3.3组态设计建立应用工程大致可以分为以下四个步骤：设计图形界面、构造数据库变量、建立动画链接、运行和调试。本次设计的具体步骤如下介绍。1.定义画面新建画面的具体步骤如下：在工程浏览器中左侧的树形结构中选择“画面”，在右侧视图中双击“新建”，工程浏览器将弹出“新画面”对话框。在新画面对话框中设置以下各项：画面名称：“监控中心”；对应文件：pic00002.pic（自动生成）；注释：“反映小车运行的监控中心----主画面”；画面类型：“替换型”；画面风格：“标题杆”；画面边框：“粗边框”；左边：0；右边：0；36 电气学院毕业设计（论文）宽度：800；高度:600；在对话框中单击“确定”，便会产生一幅名为“监控中心”的画面。接下来在此画面中绘制各种所需图素。本次绘制中主要采用图形编辑工具箱内的图素。只需将所需的图素画在上面，可以通过推拉的法式来改变其大小和改变其颜色，以满足要求。具体做出的画面如图3-7所示。2．数据词典数据库是“组态王”软件的核心部分，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。在touchview运行时，它含有全部数据变量的当前值。变量在画面制作系统组态王画面开发系统中定义，定义时要指定变量名和变量类型，某些类型的变量还需要一些附加信息。数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。如果不建立数据词典，那么组态王就是一张简单的平面画，看起来挺漂亮，但是没有连接，没有任何意义。数据词典如图3-5。图3-5数据词典36 电气学院毕业设计（论文）3.定义变量对于本次设计建立的“监控中心”，需要从下位机采集一个开关信号、一个电动机正转信号、一个电动机反转信号、四个控制灯信号、三个定位灯信号，所以需要在数据库中定义这些变量。其中，对变量开关信号定义的具体操作步骤如下：点击工程浏览器中的“数据词典”图标，右边的工作区内将出现系统定义好的17个内存变量。双击工作区最下面的“新建…”图标，弹出“定义变量”对话框设置变量名为“传送带PD1”选择变量类型为“I/O离散”（即PLC中的数字量）定义变量如图3-6。图3-6定义变量对话框对控制灯信号、定位信号变量分别定义成结构变量。对控制灯的定义如下：点击工程浏览器中的“结构变量定义”36 电气学院毕业设计（论文）图标，双击右边的工作区内的提示语，进入“结构变量定义”对话框，单击“新建结构”按钮，弹出“结构变量名输入”对话框，输入结构变量名称：控制灯,单击“确定”按钮。如图3-7所示。图3-7变量定义框3.3.4建立动画连接TouchView是组态王软件的实时运行环境，在应用工程的开发环境中建立的图形画面只有在TouchView中才能运行。TouchView从控制设备中采集数据，并存于实时数据库中。它还负责把数据的变化以动画的形式形象地表示出来，同时可以完成变量报警、操作记录、趋势曲线等监视功能，并按实际需求记录在历史数据库中。动画连接的引入是设计人机接口的一次突破，它把工程人员从重复的图形编程中解放出来，为工程人员提供了标准的工业控制图形界面，并且由可编程的命令语言连接来增强图形界面的功能。图形对象与变量之间有丰富的连接类型，给工程人员设计图形界面提供了极大的方便。“组态王”系统还为部分动画连接的图形对象设置了访问权限，这对于保障系统的安全具有重要的意义。图形对象可以按动画连接的要求改变颜色、尺寸、位置、填充百分数等，一个图形对象又可以同时定义多个连接。把这些动画连接组合起来，应用程序将呈现出令人难以想象的图形动画效果。定义动画连接是指在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立一种关系，当变量的值改变时，在画面上以图形对象的动画效果表示出来；或者由软件使用者通过图形对象改变数据变量的值。动画连接表3-1。36 电气学院毕业设计（论文）表3-1动画连接方式属性变化线属性变化、填充属性变化、文本色变化位置与大小变化填充、缩放、旋转、水平移动、垂直移动值输出模拟值输出、离散值输出、字符串输出值输入模拟值输入、离散值输入、字符串输入特殊线属性变化、填充属性变化、文本色变化滑动杆输入填充、缩放、旋转、水平移动、垂直移动命令语言模拟值输出、离散值输出、字符串输出建立动画连接的具体步骤如下：继续上面的工程。双击图形某—对象，可弹出“动画连接”对话框，用鼠标单击“填充”按钮，弹出对话框。单击“确定”，再单击“确定”返回组态王6.5开发系统。如图3-8：为了让图形动起来，我们必须对该图形变量进行相应的语言编辑，在编辑之前我们先了解一下我们可能用到的命令语言，命令语言程序的语法与一般C程序的语法没有大的区别，每一程序语句的末尾应该用分号“；”结束。水平移动连接如图3-8。图3-8水平移动连接用运算符连接变量或常量就可以组成较简单的命令语言语句，如赋值、比较、数学运算等。命令语言中可使用的运算符以及算符优先级与连接表达式相同。运算符如表3-2。36 电气学院毕业设计（论文）表3-2运算指令~取补码，将整型变量变成＂2＂的补码。*乘法/除法%模运算+加法-减法（双目）&整型量按位与|整型量按位或^整型量异或&&逻辑与||逻辑或<小于>大于<=小于或等于>=大于或等于==等于（判断）!=不等于=等于（赋值）接下来就是要对图3-9中的水流进行编程了，我们先确定一下水流的方向，这里是让水流向左流动，我们先把对应的值填好，在移动距离的那一列中，选中向左，然后填入移动距离这里让他移动40个单位，然后在对应值中填入相应的移动值，这个对应的移动数值是编程语言中所要对应的值，我们一般用10或者100的整数填写，编程语言如下：if(\本站点启动==1){\本站点红灯=0;\本站点绿灯=1;\本站点故障指示灯=0;}if(\本站点启动==1)36 电气学院毕业设计（论文）{\本站点小车=\本站点小车+5;}if(\本站点小车>=200){\本站点小车=200;}if(\本站点停止==1){\本站点小车=\本站点小车-5;}if(\本站点压力传感器==1){\本站点M3=1;\本站点红灯=1;\本站点绿灯=0;}if(\本站点M3==1&&\本站点物料1<=10){\本站点物料1=\本站点物料1+2;\本站点物料2=\本站点物料2+2;}if(\本站点物料1>=10||\本站点物料2>=10){\本站点物料1=0;\本站点物料2=0;}if(\本站点M2==1&&\本站点物料1<=10){\本站点物料1=\本站点物料1+2;}if(\本站点M1==1&&\本站点物料1<=10){\本站点物料1=\本站点物料1+2;}if(\本站点料斗开关==1){\本站点物料=\本站点物料+1;}if(\本站点光电开关==1){\本站点料斗开关=0;}if(\本站点启动==1&&\本站点停止==0&&\本站点光电开关==0){if(\本站点M1==0||\本站点M2==0||\本站点M3==0||\本站点料斗开关==0){\本站点故障指示灯=1;}}36 电气学院毕业设计（论文）需要注意的是我们在编辑的过程中，会出现符号错误，我们应该仔细查找，在编辑完成后，点击“确定”进入调试画面，如何才能判断我们的语言是不是达到应有的要求，我们需要对软件进行调试，这样才能保证系统按要求运行。部分命令语言图3-9。图3-9命令语言编辑器36 电气学院毕业设计（论文）第4章系统调试与组态仿真4.1PLC程序功能调试双击桌面上的STEP7-Micro/WIN图标，打开编程软件，在程序区编辑3.2节的梯形图。4.1.1PLC与计算机通信设置双击指令树的“通信”文件夹中的“设置PG/PC接口”图标，进入“设置PG/PC接口”对话框设置编程计算机的通信参数，具体如下：1.选择通信硬件打开“设置PG/PC接口”对话框后，在“已使用的接口参数分配”列表框中，选择通信协议，本设计使用PPI多主站电缆，选择“PC/PPIcable(PPI)”,在“应用程序访问点”列表框中，将出现“Micro/WIN-＞PC/PPIcable(PPI)”。2.设置PC/PPI电缆的PPI参数对于单主站PPI网络，配置STER7-Micro/WIN32时刻使用PPI协议，如果可能的话，请不要选择多主站网络，也不要选中PPI高级选择对于多主站PPI网络，配置STER7-Micro/WIN32使用PPI协议时，应选择多主站，最好选择PPI选项框，必须为两个主站分配不同的站地址，才能保证通信成功。在“设置PG/PC接口”对话框中单击“属性”按钮，将会出现“属性-PC/PPIcable(PPI)”对话框，对“站参数”设置：地址(A)设为0；超时(T)设为1S；对“网络参数”设置：传输率设为9.6kbps；最高站地址设为31。单击“本地连接”选项卡，选择连接PC/PPI电缆的计算机的RS-223C通信接口（COM口）。设置完成后点击“确定”按钮。3.设置S7-200的波特率和站地址双击指令树中“系统块”文件下的“通信端口”图标，将打开设置S7-200的通信参数的选项卡，设置如图4-1所示。44 电气学院毕业设计（论文）图4-1系统块中的通信端口设置4.1.2计算机与PLC在线连接的建立在STEP7-Micro/WIN中双击指令树中的“通讯”，将出现“通讯”对话框。双击对话框中“双击刷新”旁边的蓝色箭头组成的图标，编程软件将自动搜索连接在网络上的S7-200地址，本设计中该地址为：2。点击“确定”完成连接。4.1.3下载程序计算机与PLC建立起通信连接后，可以将程序下载到PLC中去。执行菜单命令“文件”中的“下载”，将会出现下载对话框，在确定远程地址为：2时，点击“下载”按钮，开始下载数据。注意：下载应在STOP模式进行，下载时可以将CPU自动切换到STOP模式，下载结束后可以自动切换带RUN模式。4.1.4运行和调试程序下载后，将PLC的工作模式开关拨到RUN位置，“RUN”LED亮，此刻将启动开关拨到开启状态，程序开始运行，按照程序设定要求进行运行。44 电气学院毕业设计（论文）4.2组态监控仿真从总体结构上看一般都是由系统开发环境（或称组态环境）与系统运行环境两大部分组成。系统开发环境是自动化工程设计者为实施其控制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境，通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供系统运行环境运行时使用。系统运行环境是将目标应用程序装入计算机内存并投入实时运行时使用的,是直接针对现场操作使用的。系统开发环境和系统运行环境之间的联系纽带是实时数据库，它们三者之间的关系如图所示。图4-2组态监控系统结构图运行报警和事件记录是监控软件必不可少的功能，“组态王”提供了强有力的支持和简单的控制运行报警和事件记录方法。组态王中的报警和事件主要包括变量报警事件、操作事件、用户登录事件和工作站事件。通过这些报警和事件，用户可以方便地记录和查看系统的报警、操作和各个工作站的运行情况。当报警和事件发生时，在报警窗中会按照设置的过滤条件实时的显示出来。为了分类显示报警事件，可以把变量划分到不同的报警组，同时指定报警窗口中只显示所需的报警组。当我们进入组态王主画面后，首先确定把我们修改的画面是否保存。点44 电气学院毕业设计（论文）“文件”在其中找到“全部存”选项，然后在“文件”菜单中找到“切换到View”选项，这时系统会弹出来一个提示对话框，这个是让我们对系统加密的，由于我门是在演示的模式下进行对系统的编程，我们不用管这一项，这不是系统的编程错误，我们直接点“忽略”进入运行画面。这时系统要我们选择要运行的画面，我们选择所要运行的画面，然后点“确定”，这样就进入仿真画面如图4-3。在图4-3中我们可以看到小车正在进入装车系统，此时我们可以看到只有绿灯亮。当汽车到达是红灯亮，绿灯灭，如图4-4，此时进料阀门打开，电动机依次转动。当料斗检测已满，检测信号灯亮，如图4-5说明料斗有足够的料供装车，准备装料，送料开关打开，可以看到小车中物料在上升，这时我们可以调节阀门大小来控制物料的流量。当小车进来后就进入图4-6，通过传感器，判断小车装料是否装满，当小车装满时进入图4-7所示。推出装料系统。系统的每一个环节都有系统记录，当系统出现不正常时就会进行报警，并记录当时系统所出现的不正常现象，以避免下一次出现同样问题。图4-3小车进入组态运行图44 电气学院毕业设计（论文）图4-4小车到达图4-5料斗已满44 电气学院毕业设计（论文）图4-6开始装车图4-7小车退出44 电气学院毕业设计（论文）注意：1.保证PLC与组态王通信时双方使用相同的波特率；2.PLC的编程软件与组态王共用同一个串行通信接口与PLC通信，但是PLC同时只能与二者之一通信。因此，下载结束后应关闭编程软件。如果编程软件要与PLC通信，应关闭组态王的运行系统。44 电气学院毕业设计（论文）结　论本文相对于传统的送料装置而言，采用许多新技术，因此有许多新的特点，这些特点同时也是本课题的只要研究内容：1.稳定性高，适应性强：本自动送料系统采用目前比较流行的PLC编程控制，因此适应能力比较强。自动送料装置一般都是在条件比较恶劣的环境下运行，对装置的要求比较高，传统的装置都是用继电器等一些器件组成，这些装置不仅线路复杂，而且在恶劣的环境下稳定性很差，这些线路很容易出现故障，致使生产效率大大降低，而此次运用PLC编程控制，解决了系统的稳定问题，经过生产厂家多年的实际运行，它的稳定性是不容置疑的。因此和传统的系统相比较，此次的装置具有更强的适应性和稳定性，使生产效率不因环境而改变。2.控制系统加入了电动机故障的检测，能及时对系统修复：由于传送带采用的是交流电动机驱动，在传送带运行过程中可能会出现物料在传送带过多，而致使过载的情况。如果这种情况出现，首先应该关闭送料阀门，同时检测出故障电机，以便工作人员快速修理，恢复生产。3.为提高生产效率，我们设计了一个控制台，来控制阀门的流量：本系统为适应不同的场合，在工艺上做了小小的改变，我们把送料口设计成可控的对象，通过调整组态模拟输入量的大小，来调整送料口的大小，这样，在不同载重运输物料货车的到来时，可以随着货车载重的大小适当的调整送料口的大小。这样，可以节省装料时间，提高生产效率。4.设计中采用数字化显示，实时检测不同部位的状况：为了明了话，各个储存单位的实际情况，在各个储存单位中都加入了实时监控数字显示系统，我们可以通过数字显示直接的了解储存单位的剩余状况，然后做出相应的操作。5.生动的图形，使操作人员形象的看到现场的实际情况：在设计的过程中，我们加入了大量的动画连接。当符合条件的情况下，触发这些动画连接，这些动画连接生动的体现了现场的实际情况。44 洛阳理工学院毕业设计论文谢　辞本论文是在老师的悉心指导和严格要求下完成的。在大学三年期间，各位老师渊博的学识、严谨的治学态度和踏实的工作作风在学业上和生活中给予了我很多关怀和帮助，使我受益终身。至此论文完成之际，谨向恩师们致以由衷的感谢和诚挚的祝福！在课题的研究和设计过程中，老师耐心地为我讲解课题中不明白的地方，为我提供了设计的方向，并为我们仔细介绍了复杂的PLC设计和组态王设计方法。各位老师不仅在我的学校生活中给予我学术上的指导，还让我学到了做学问所必备的良好素质，让我受益匪浅。感谢电气工程与自动化系所有关心和帮助过我的老师们。此外，我还要对在这次设计中，帮助和支持我的同学表示感谢！61 洛阳理工学院毕业设计论文参考文献[1]廖常初.PLC编程集应用.北京:机械工业出版社,2008[2]廖常初,陈晓东.西门子人机界面（触摸屏）组态与应用技术.北京:机械工业出版社,2008[3]李俊秀,赵黎明.可编程控制器应用技术实训指导.北京:化学工业出版社,2006[4]李刀夫.可编程控制器.北京中国轻工业出版社,2002[5]杨长能,林小峰.可编程控制器（PC）例题、习题集实验指导.重庆:重庆大学出版社,1996[6]刘元扬.自动检测和过程控制.北京:冶金工业出版社,2009[7]张万忠.可编程控制器入门级应用实例（欧姆龙CPM2A系列）.北京:中国电力出版社,2008[8]方荣惠,上官璇峰.电机原理及拖动基础.北京:中国矿业大学出版社,2001[9]王兆安,黄俊.电力电子技术.西安:西安交通大学出版社,2005[10]何伯时.电力拖动自动控制系统.北京:机械工业出版社,2000[11]刘建明.电气控制与PLC应用.北京：电子工业出版社,2003[12]储云峰.西门子电气可编程序控制器原理及应用.北京:机械工业出版社,2006[13]杨建兴.可编程序控制器应用技术EM3.北京:机械工业出版社,2004[14]用ACCESS扩展组态王的功能.化工自动化及仪表,2002年04期[15]于庆广.可编程控制器原理及系统设计.北京:清华大学出版社,2005[16]刘美兰.PLC控制教学实验系统的设计.实验室研究与探索,2004[17]SIEMENSAG.SIMATICTextDisplay(TD)UserManual.2004[18]CompetitionCommission.SuttonandEastSurreyWaterPLC.StationeryOfficeBooks,200061 洛阳理工学院毕业设计论文外文资料翻译1.AboutProgrammableLogicControllers(PLC)PLC(programmablelogiccontroller)isthecontrolhubsforawidevarietyofautomatedsystemsandprocesses.Theycontainmultipleinputsandoutputsthatusetransistorsandothercircuitrytosimulateswitchesandrelaystocontrolequipment.Theyareprogrammableviasoftwareinterfacedviastandardcomputerinterfacesandproprietarylanguagesandnetworkoptions.ProgrammablelogiccontrollerI/Ochannelspecificationsincludetotalnumberofpoints,numberofinputsandoutputs,abilitytoexpand,andmaximumnumberofchannels. Numberofpointsisthesumoftheinputsandtheoutputs.PLCmaybespecifiedbyanypossiblecombinationofthesevalues. Expandableunitsmaybestackedorlinkedtogethertoincreasetotalcontrolcapacity. Maximumnumberofchannelsreferstothemaximumtotalnumberofinputandoutputchannelsinanexpandedsystem. PLCsystemspecificationstoconsiderincludescantime,numberofinstructions,datamemory,andprogrammemory. ScantimeisthetimerequiredbythePLCtocheckthestatesofitsinputsandoutputs. Instructionsarestandardoperations(suchasmathfunctions)availabletoPLCsoftware. Datamemoryisthecapacityfordatastorage. Programmemoryisthecapacityforcontrolsoftware.AvailableinputsforprogrammablelogiccontrollersincludeDC,AC,analog,thermocouple,RTD,frequencyorpulse,transistor,andinterruptinputs. OutputsforPLCincludeDC,AC,relay,analog,frequencyorpulse,transistor,andtriac. ProgrammingoptionsforPLCincludefrontpanel,handheld,andcomputer.Programmablelogiccontrollersuseavarietyofsoftwareprogramminglanguagesforcontrol. TheseincludeIEC61131-3,sequentialfunctionchart(SFC),functionblockdiagram(FBD),ladderdiagram(LD),structuredtext(ST),instructionlist(IL),relayladderlogic(RLL),flowchart,C,andBasic. TheIEC61 洛阳理工学院毕业设计论文61131-3programmingenvironmentprovidessupportforfivelanguagesspecifiedbytheglobalstandard:SequentialFunctionChart,FunctionBlockDiagram,LadderDiagram,StructuredText,andInstructionList.Thisallowsformulti-vendorcompatibilityandmulti-languageprogramming. SFCisagraphicallanguagethatprovidescoordinationofprogramsequences,supportingalternativesequenceselectionsandparallelsequences. FBDusesabroadfunctionlibrarytobuildcomplexproceduresinagraphicalformat.Standardmathandlogicfunctionsmaybecoordinatedwithcustomizablecommunicationandinterfacefunctions. LDisagraphiclanguagefordiscretecontrolandinterlockinglogic.ItiscompletelycompatiblewithFBDfordiscretefunctioncontrol. STisatextlanguageusedforcomplexmathematicalproceduresandcalculationslesswellsuitedtographicallanguages. ILisalow-levellanguagesimilartoassemblycode.Itisusedinrelativelysimplelogicinstructions. RelayLadderLogic(RLL),orladderdiagrams,istheprimaryprogramminglanguageforprogrammablelogiccontrollers(PLC).Ladderlogicprogrammingisagraphicalrepresentationoftheprogramdesignedtolooklikerelaylogic. FlowChartisagraphicallanguagethatdescribessequentialoperationsinacontrollersequenceorapplication.Itisusedtobuildmodular,reusablefunctionlibraries. Cisahighlevelprogramminglanguagesuitedtohandlethemostcomplexcomputation,sequential,anddataloggingtasks.ItistypicallydevelopedanddebuggedonaPC. BASICisahighlevellanguageusedtohandlemathematical,sequential,datacapturingandinterfacefunctions.Programmablelogiccontrollerscanalsobespecifiedwithanumberofcomputerinterfaceoptions,networkspecificationsandfeatures. PLCpoweroptions,mountingoptionsandenvironmentaloperatingconditionsareallalsoimportanttoconsider.2.INTRODUCTION61 洛阳理工学院毕业设计论文ForsimpleprogrammingtherelaymodelofthePLCissufficient.AsmorecomplexfunctionsareusedthemorecomplexVonNeumanmodelofthePLCmustbeused.AVonNeumancomputerprocessesoneinstructionatatime.Mostcomputersoperatethisway,althoughtheyappeartobedoingmanythingsatonce.ConsiderthecomputercomponentsshowninFigure1.Figure1SimplifiedPersonalComputerArchitectureInputisobtainedfromthekeyboardandmouse,outputissenttothescreen,andthediskandmemoryareusedforbothinputandoutputforstorage.(Note:thedirectionsofthesearrowsareveryimportanttoengineers,alwayspayattentiontoindicatewhereinformationisflowing.).Inthisfigurethedataenterstheleftsidethroughtheinputs.(Note:mostengineeringdiagramshaveinputsontheleftandoutputsontheright.)IttravelsthroughbufferingcircuitsbeforeitenterstheCPU.TheCPUoutputsdatathroughothercircuits.Memoryanddisksareusedforstorageofdatathatisnotdestinedforoutput.Ifwelookatapersonalcomputerasacontroller,itiscontrollingtheuserbyoutputtingstimulionthescreen,andinputtingresponsesfromthemouseandthekeyboard.APLCisalsoacomputercontrollingaprocess.Whenfullyintegratedintoanapplicationtheanalogiesbecome;inputs-thekeyboardisanalogoustoaproximityswitchinput-circuits-theserialinputchipislikea24Vdcinputcardcomputer-the686CPUislikeaPLCCPUunit61 洛阳理工学院毕业设计论文output-circuits-agraphicscardislikeatriacoutputcardoutputs-amonitorislikealightstorage-memoryinPLCissimilartomemoriesinpersonalcomputersItisalsopossibletoimplementaPLCusinganormalPersonalComputer,althoughthisisnotadvisable.InthecaseofaPLCtheinputsandoutputsaredesignedtobemorereliableandruggedforharshproductionenvironments.3.OPERATIONSEQUENCEAllPLChavefourbasicstagesofoperationsthatarerepeatedmanytimespersecond.Initiallywhenturnedonthefirsttimeitwillcheckit’sownhardwareandsoftwareforfaults.Iftherearenoproblemsitwillcopyalltheinputandcopytheirvaluesintomemory,thisiscalledtheinputscan.Usingonlythememorycopyoftheinputstheladderlogicprogramwillbesolvedonce,thisiscalledthelogicscan.Whilesolvingtheladderlogictheoutputvaluesareonlychangedintemporarymemory.Whentheladderscanisdonetheoutputswillbeupdatedusingthetemporaryvaluesinmemory,thisiscalledtheoutputscan.ThePLCnowrestartstheprocessbystartingaselfcheckforfaults.Thisprocesstypicallyrepeats10to100timespersecondasisshowninFigure3.Figure3PLCScanCycleSELFTEST-Checkstoseeifallcardserrorfree,resetwatch-dogtimer,etc.(Awatchdogtimerwillcauseanerror,andshutdownthePLCifnotresetwithinashortperiodoftime-thiswouldindicatethattheladderlogicisnotbeingscannednormally).61 洛阳理工学院毕业设计论文INPUTSCAN-Readsinputvaluesfromthechipsintheinputcards,andcopiestheirvaluestomemory.ThismakesthePLCoperationfaster,andavoidscaseswhereaninputchangesfromthestarttotheendoftheprogram(e.g.,anemergencystop).TherearespecialPLCfunctionsthatreadtheinputsdirectly,andavoidtheinputtables.LOGICSOLVE/SCAN-Basedontheinputtableinmemory,theprogramisexecuted1stepatatime,andoutputsareupdated.Thisisthefocusofthelatersections.OUTPUTSCAN-Theoutputtableiscopiedfrommemorytotheoutputchips.Thesechipsthendrivetheoutputdevices.Theinputandoutputscansoftenconfusethebeginner,buttheyareimportant.Theinputscantakesasnapshotoftheinputs,andsolvesthelogic.Thispreventspotentialproblemsthatmightoccurifaninputthatisusedinmultipleplacesintheladderlogicprogramchangedwhilehalfwaythroughaladderscan.Thuschangingthebehaviorsofhalfoftheladderlogicprogram.Thisproblemcouldhavesevereeffectsoncomplexprogramsthataredevelopedlaterinthebook.Onesideeffectoftheinputscanisthatifachangeininputistooshortinduration,itmightfallbetweeninputscansandbemissed.WhenthePLCisinitiallyturnedonthenormaloutputswillbeturnedoff.Thisdoesnotaffectthevaluesoftheinputs.3.1TheInputandOutputScansWhentheinputstothePLCarescannedthephysicalinputvaluesarecopiedintomemory.WhentheoutputstoaPLCarescannedtheyarecopiedfrommemorytothephysicaloutputs.Whentheladderlogicisscanneditusesthevaluesinmemory,nottheactualinputoroutputvalues.Theprimaryreasonfordoingthisissothatifaprogramusesaninputvalueinmultipleplaces,achangeintheinputvaluewillnotinvalidatethelogic.Also,ifoutputbitswerechangedaseachbitwaschanged,insteadofallatonceattheendofthescanthePLCwouldoperatemuchslower.61 洛阳理工学院毕业设计论文3.2TheLogicScanLadderlogicprogramsaremodeledafterrelaylogic.Inrelaylogiceachelementintheladderwillswitchasquicklyaspossible.Butinaprogramelementscanonlybeexaminesoneatatimeinafixedsequence.theladderlogicwillbeinterpretedleft-to-right,top-to-bottom.Inthefiguretheladderlogicscanbeginsatthetoprung.Attheendoftherungitinterpretsthetopoutputfirst,thentheoutputbranchedbelowit.Onthesecondrungitsolvesbranches,beforemovingalongtheladderlogicrung.Thelogicscansequencebecomeimportantwhensolvingladderlogicprogramswhichuseoutputsasinputs.Italsobecomesimportantwhenconsideringoutputusage.thefirstlineofladderlogicwillexamineinputAandsetoutputXtohavethesamevalue.ThesecondlinewillexamineinputBandsettheoutputXtohavetheoppositevalue.SothevalueofXwasonlyequaltoAuntilthesecondlineofladderlogicwasscanned.Recallthatduringthelogicscantheoutputsareonlychangedinmemory,theactualoutputsareonlyupdatedwhentheladderlogicscaniscomplete.Thereforetheoutputscanwouldupdatetherealoutputsbaseduponthesecondlineofladderlogic,andthefirstlineofladderlogicwouldbeineffective.4.PLCSTATUSThelackofkeyboard,andotherinput-outputdevicesisverynoticeableonaPLC.OnthefrontofthePLCtherearenormallylimitedstatuslights.Commonlightsindicate;poweron-thiswillbeonwheneverthePLChaspowerprogramrunning-thiswilloftenindicateifaprogramisrunning,orifnoprogramisrunningfault-thiswillindicatewhenthePLChasexperiencedamajorhardwareorsoftwareproblem61 洛阳理工学院毕业设计论文Theselightsarenormallyusedfordebugging.LimitedbuttonswillalsobeprovidedforPLChardware.Themostcommonwillbearun/programswitchthatwillbeswitchedtoprogramwhenmaintenanceisbeingconducted,andbacktorunwheninproduction.ThisswitchnormallyrequiresakeytokeepunauthorizedpersonnelfromalteringthePLCprogramorstoppingexecution.APLCwillalmostneverhaveanon-offswitchorresetbuttononthefront.Thisneedstobedesignedintotheremainderofthesystem.ThestatusofthePLCcanbedetectedbyladderlogicalso.Itiscommonforprogramstochecktoseeiftheyarebeingexecutedforthefirsttime.The’firstscan’inputwillbetrueontheveryfirsttimetheladderlogicisscanned,butfalseoneveryotherscan.Inthiscasetheaddressfor’firstscan’inaPLC-5is’S2:1/14’.Withthelogicintheexamplethefirstscanwillsealon’light’,until’clear’isturnedon.SothelightwillturnonafterthePLChasbeenturnedon,butitwillturnoffandstayoffafter’clear’isturnedon.The’firstscan’bitisalsoreferredtoatthe’firstpass’bit.5.MEMORYTYPESThereareafewbasictypesofcomputermemorythatareinusetoday.RAM(RandomAccessMemory)-thismemoryisfast,butitwillloseitscontentswhenpowerislost,thisisknownasvolatilememory.EveryPLCusesthismemoryforthecentralCPUwhenrunningthePLC.ROM(ReadOnlyMemory)-thismemoryispermanentandcannotbeerased.ItisoftenusedforstoringtheoperatingsystemforthePLC.EPROM(ErasableProgrammableReadOnlyMemory)-thisismemorythatcanbeprogrammedtobehavelikeROM,butitcanbeerasedwithultravioletlightandreprogrammed.EEPROM(ElectronicallyErasableProgrammableReadOnlyMemory)–ThismemorycanstoreprogramslikeROM.Itcanbeprogrammedanderasedusingavoltage,soitisbecomingmorepopularthanEPROM.61 洛阳理工学院毕业设计论文AllPLCuseRAMfortheCPUandROMtostorethebasicoperatingsystemforthePLC.WhenthepowerisonthecontentsoftheRAMwillbekept,buttheissueiswhathappenswhenpowertothememoryislost.OriginallyPLCvendorsusedRAMwithabatterysothatthememorycontentswouldnotbelostifthepowerwaslost.Thismethodisstillinuse,butislosingfavor.EPROMhavealsobeenapopularchoiceforprogrammingPLC.TheEPROMisprogrammedoutofthePLC,andthenplacedinthePLC.WhenthePLCisturnedontheladderlogicprogramontheEPROMisloadedintothePLCandrun.Thismethodcanbeveryreliable,buttheerasingandprogrammingtechniquecanbetimeconsuming.EEPROMmemoriesareapermanentpartofthePLC,andprogramscanbestoredinthemlikeEPROM.Memorycostscontinuetodrop,andnewertypes(suchasflashmemory)arebecomingavailable,andthesechangeswillcontinuetoimpactPLC.6.SOFTWAREBASEDPLCThedroppingcostofpersonalcomputersisincreasingtheiruseincontrol,includingthereplacementofPLC.Softwareisinstalledthatallowsthepersonalcomputertosolveladderlogic,readinputsfromsensorsandupdateoutputstoactuators.Theseareimportanttomentionherebecausetheydon’tobeytheprevioustimingmodel.Forexample,ifthecomputerisrunningagameitmaysloworhaltthecomputer.Thisissueandothersarecurrentlybeinginvestigatedandgoodsolutionsshouldbeexpectedsoon.7.SUMMARYAPLCandcomputeraresimilarwithinputs,outputs,memory,etc.ThePLCcontinuouslygoesthroughacycleincludingasanitycheck,input61 洛阳理工学院毕业设计论文scan,logicscan,andoutputscan.Whilethelogicisbeingscanned,changesintheinputsarenotdetected,andtheoutputsarenotupdated.PLCuseRAM,andsometimeEPROMareusedforpermanentprograms.61 洛阳理工学院毕业设计论文中文翻译1.PLC介绍PLC（可编程逻辑控制器）是用于各种自动控制系统和过程的可控网络集线器。他们包含多个输入输出，输入输出是用晶体管和其它电路，模拟开关和继电器来控制设备的。PLC用软件接口，标准计算器接口，专门的语言和网络设备编程。可编程逻辑控制器I/O通道规则包括所有的输入触点和输出触点，扩展能力和最大数量的通道。触点数量是输入点和输出点的总和。PLC可以指定这些值的任何可能的组合。扩展单元可以被堆栈或互相连接来增加总的控制能力。最大数量的通道是在一个扩展系统中输入和输出通道的最大总数量。PLC系统规则包括扫描时间，指令数量，数据存储和程序存储。扫描时间是PLC需要的用来检测输入输出模块的时间。指令是用于PLC软件（例如数学运算）的标准操作。数据存储是存储数据的能力。程序存储是控制软件的能力。用于可编程逻辑控制器的输入设备包括DC，AC，中间继电器，热电偶，RTD，频率或脉冲，晶体管和中断信号输入；输出设备包括DC，AC，继电器，中间继电器，频率或脉冲，晶体管，三端双向可控硅开关元件；PLC的编程设备包括控制面板，手柄和计算机。可编程逻辑控制器用各种软件编程语言来控制。这些语言包括IEC61131-3，顺序执行表（SFC），动作方块图（FBD），梯形图（LD），结构文本（ST），指令序列（IL），继电器梯形图（RIL），流程图，C语言和Basic语言。IEC61131-3编程环境能支持五种语言，用国际标准加以规范，分别为SFC，FBD，LD，ST和IL。这便允许了多卖主兼容性和多种语言编程。SFC是一种图表语言，它提供了编程顺序的配合，就能支持顺序选择和并列选择，二者择其一即可。FBD用一种大的运行库，以图表形式建立了一些复杂的过程。标准数学和逻辑运行可以与用户交流和接口运行相结合。LD是适用于离散控制和互锁逻辑的图表语言。它在离散控制上与FBD61 洛阳理工学院毕业设计论文是完全兼容的。ST是一种文本语言，用于复杂的数学过程和计算，不太适用于图表语言。IL是与组合编码相似的低级语言。它用在相对比较简单的逻辑指令。继电器梯形图或梯形图是适用于可编程逻辑控制器的重要的编程语言。梯形图编程是设计成继电器逻辑程序的图表表示法。流程图是一种图表语言，用于在一个控制器或应用软件中描述顺序操作，它用于建立有标准组件的可循环使用的运行库。C语言是一种高级编程语言，适用于处理最复杂的计算，连续的数据采集任务。它典型地在PC机上运行调试。BASIC语言是用于处理数据的连续的数字采集和接口运行的高级语言。可编程逻辑控制器也规范了许多计算机接口设备，网络规则和特色。PLC能源设备和运行环境也是非常重要的。1.指令对于简单的编程，继电器型PLC是有效的。随着功能的复杂化，复杂的VonNeaman型PLC就必须被采用。一个VonNeaman计算机一次只能执行一个指令，他们是这样运行的，尽管许多计算机看上去一次在做许多事情。正如图1所示的计算机组成。图1简化个人计算机结构图30GB硬盘存储输入是通过键盘和鼠标得到的。输出被送到屏幕。磁盘和存储器用于输入和输出存储（注意：这些箭头的方向对于设计者是非常重要的，要注意表明信息是流向哪里的。）在这个图表中数据通过输入设备进入左边。（注意：大多数设计图表都是左边输入，右边输出的。）在进入CPU之前，它穿过缓冲电路。CPU通过其他回路输出数据。存储器和磁盘用语存储要输出的数据。如果我们把个人计算机看作一个控制器，它通过在屏幕上输出激励和输入来自鼠标和键盘的响应来控制用户。PLC也是一个控制过程的计算机。当与应用程序完全结合起来时，类似之处变成：输入设备—键盘与接近开关相类比。61 洛阳理工学院毕业设计论文输入电路—连续输入芯片就像一个直流24V的输入卡。计算机—686CPU就像一个PLC的CPU模块。输出电路—图形卡就像一个三相开关输出卡。输出设备—监控器就像指示灯。存储器—PLC的存储器与个人计算机的存储器相似。用普通个人计算机可以运行PLC，虽然则并不被提倡做。就PLC来说，输入和输出设备设计得更加可靠，更加粗糙，更适合恶劣的制造环境。3．运行顺序所有的PLC系统有每秒钟重复多次的四种基本运行阶段。最初被第一次接通时，它会检测它的硬件和软件是否有错误。如果没有错误，它会把所有输入和输入值复制到存储器，这叫输入扫描。只用复制了输入值的存储器，梯形逻辑图将被解决一个，这叫逻辑扫描。在解决梯形图期间，输出值只在临时存储器中被改变。当梯形图扫描完成后，输出将用存储器中临时值修正，这叫做输出扫描。PLC此时将从自我检测开始重新启动这个过程，这个过程很明显地每秒钟重复10到100次，正如图3所示。图3PLC扫描循环自我检测—检测是否所有的卡没有错误，把时间继电器复零等。（如果在很小一段时间内没有复零，时间继电器会引起错误，关闭PLC系统。—这会表明梯形图没有被正常扫描。）输入扫描—从芯片上的输入卡读取输入值，并把输入值复制到存储器，这能使PLC更快速地运行，并且避免从程序开始到结束输入变化。（例如：意外停止）有一些特殊的PLC功能，能直接读取输入值，避免了输入表格。逻辑处理/扫描—基于存储器的输入表格，程序被一次执行一步，同时输出值也被修正，这是其它节的集中。输出扫描—61 洛阳理工学院毕业设计论文输出表格从存储器复制到输出芯片，这些芯片然后驱动输出仪器。输入输出扫描经常会令初学者感到迷惑，但是他们是很重要的。输入扫描是输入值的快照，并且解决逻辑关系。在一个梯形图扫描期间，如果一个输入在梯形图的多个地方被用到，它就会起变化，潜在问题就可能发生，而输入扫描却避免了这些问题。这个边境效应是如果在一段持续时间内如果一个输入变化太短，它可能在输入扫描之间会减少或者丢失。当PLC最初被启动时，通常的输出会被关闭，这不会影响输入值。3.1输入输出扫描当输入值被扫描到PLC时，自然输入值被复制到存储器。当输出值被扫描到PLC时，他们将从存储器复制到自然输出设备。当梯形图被扫描时，它将用存储器中的值，并不是实际的输入输出值。这样做的主要原因是如果一个程序在多个地方用一个输入值，那么输入值的变化将使其逻辑关系无效。而且，如果随着每块的变化，输出模块也变化，在扫描结束时PLC的运行速度将大大减慢。3.2逻辑扫描梯形逻辑程序图是模仿继电器逻辑图的。在继电器逻辑图中，程序的每个元件将尽可能快地开关。但是在一个程序中，元件只能按固定的顺序一次检测一个。梯形图将按从左到右，从上到下的顺序被解释。在图中，梯形逻辑扫描将从最高层开始。在底层，它将先解释高层输出，然后输出它下面的分支。在第二层，沿着梯形逻辑图移动之前，将先解释分支。解决梯形逻辑程序时，逻辑扫描顺序会变得非常重要。梯形图输出作为输入，考虑输出应用时，它也变得非常重要。梯形图第一行将检测输入并把输出Q置1，得到相同的值。第二行将检测输入B并把输出Q置1，得到相反的值。因此，直到梯形图的第二行被扫描时I值才能与A相等。在逻辑扫描期间，输出值只能在存储器中被改变，只有当梯形逻辑扫描完成时，实际的输出才能被修正。因此，在第二行的基础上，输出扫描将修正实际输出值。并且梯形图的第一行将无效。4．PLC状态显示在一个PLC中，缺少键盘和其他的输入输出设备是非常值得注意的。在PLC前端通常有一定数量的状态指示灯。通常指示灯表明：61 洛阳理工学院毕业设计论文电源启动一只要PLC带电，它将被启动。程序运行—这将指示是否程序正在运行或是否没有程序正在运行。错误显示一当PLC有大的硬件或软件错误时，这将有显示。这些灯通常用于调试。一定数量的按钮也将提供给PLC的硬件。最普通的按钮是一个运行/编程选择开关，当在保持状态时，它将被调到编程；当在生产状态时，它将被调到运行。一个PLC系统几乎没有一个启动关闭开关或复位开关在前面。这需要被设计到系统剩余部分。PLC的状态也能被梯形逻辑图检测。检测程序是否第一次被执行是非常普遍的。‘firstscan’输入在梯形图被第一次扫描时，将是对的，而在其余的每次扫描时是错误的。这种情况下，PLC—5的‘firstscan’的地址是‘S2：1/14’。根据例子中的逻辑关系，第一次扫描将封上‘light’，直到‘clear’被启动。因此灯将在PLC被启动之后变亮，但在‘clear’被启动之后，它将关闭并且保持在关闭状态。‘firstscan’模块在‘firstpass’模块中被提到。5．存储器类型有几种基本的现在经常使用的计算机存储器类型：RAM（随机存储器）：这种存储器速度很快，但是当没电时，它的内容将被丢失。这是一种不稳定存储器，每个PLC在运行时，都用这种存储器作为中央处理器。ROM（只读存储器）：这种存储器是永久性的不可擦除的。它通常用于存放PLC的操作系统。EPROM（可擦除可编程只读存储器）：这是一种像ROM一样可编程的存储器，但是它能用紫外线光擦除并且可以重新编程。EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）：这种存储器能像ROM一样存放程序。它能被编程并且用电压擦除，因此它正变得比EPROM更加普遍。61 洛阳理工学院毕业设计论文所有的PLC系统都用RAM做CPU，用ROM存储PLC的基本操作系统。当有电时，RAM的内容被保存，但是问题在于当供给存储器的电源失去时会发生什么。原先PLC卖主用带有电池的RAM，这样如果不失电，存储器的内容就不会丢失。这种方法现在仍被使用，但变得不那么受欢迎。EPROM也是PLC编程的比较好的选择。EPROM在PLC外部编程，然后被放入PLC。当PLC被启动时，在EPROM上的梯形逻辑程序被下载PLC并且运行。这种方法非常可靠，但是擦除和编程技术都是很消耗时间的。EEPROM存储器是PLC的永久部分，程序能EPROM一样被存放在他们中。存储器的价钱一直在下降，新类型正变得可被利用，这些变化将继续对PLC系统发生影响。6．基于软件的PLC系统个人计算机持续下降的价格增加了他们在控制系统中的应用，包括PLC的替代品。安装了软件就能用个人计算机解决梯形图逻辑.从传感器中读取输入，修改输出送到激励。这些对于维持是很重要的，因为他们不用遵守以前的计时模式.例如，计算机正运行一个游戏，就可能减慢或停止计算机.这个以及其它问题现在正被研究，好的解决方案不久就会出现。7．概要PLC系统和计算机与输入设备，输出设备,存储器等很相似。PLC系统不断地执行系统检查，输入扫描,逻辑扫描和输出扫描这个循环。当逻辑图被扫描时，输入的变化没有被发现,输出也没有被修正。PLC系统用RAM，有时用EPROM存放永久程序。61