发布时间 : 星期一 文章装配流水线PLC控制系统的设计与实现更新完毕开始阅读
毕业论文
企业控制要求中可以看出在新的控制系统中既需要处理模拟量也要处理大量的开关量，系统的可靠性要高，人机交互界面友好，应具备数据的存储和分析汇总能力。
要实现整个液体混合控制系统的设计，需要从要怎样实现各电磁阀的开关以及电动机的启动控制这个角度去考虑，现在就这问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统方案。就本课题目前的现状有以下主要有两种控制方式满足系统的要求：可编程控制器控制，继电器控制系统。
（1）可编程控制器控制可编程控制器配备各种硬件装置供用户选择，用户不用自己设计制造硬件装置，只需确定可编程控制的硬件配置和设计外部接线图同时采用梯形图语言编程，用软件取代继电器电气系统中的触电和接线，通过修改程序适应工艺条件的变化。
可编程控制器（PLC）从上个世纪70年代发展起来的一种新型工业控制系统，起初它只是针对开关量进行控制的一种装置，可以取代中间继电器、时间继电器等构成开关量控制系统。随着30多年的微电子技术的不断发展 PLC也通过不断升级换代大大增强其功能，现在的PLC已经发展成不但具有逻辑控制功能、还具有过程控制功能、运动控制功能和数据处理功能、连网通讯功能等多种的性能，是名副其实的多功能控制器。由PLC为主的控制系统具有可靠性高，控制功能前大，性价比高等优点，是目前工业自动化首选的控制装置。PLC外观图如图：
图1-1 PLC外观图
（2）继电器控制。系统控制功能是用硬件继电器实现的，本课题主要应用中间继电器(intermediate relay)来参与控制程序，它用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量及容量。 它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以，它只能用于控制电路中。 它一般是没有主触点的，因为过载能力比较小。所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。新国标对中间继电器
5
毕业论文
的定义是K，老国标是KA。一般是直流电源供电。少数使用交流供电。
继电器串接在控制电路中根据主电路中的电流、电压、转速、时间及温度等参量的变化而动作，以实现电力拖动装置的自动控制及保护。系统复杂，自控制过程中，如果某个继电器损坏，都会影响整个系统的正常运行，查找和排除故障是非常困难的，虽然继电器本身价格并不贵，但控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制柜价格非常高、灵活性差、响应速度慢。继电器外观如图：
图1-2 继电器外观图
6
毕业论文
第2章 可编程控制器及选型
2.1 PLC的基本结构和各部分的作用
按 钮
选择开关
可编程序控制器输入模块输出模块接触器电磁阀指示灯电 源限位开关CPU模块 源电
编程装置图2-1 PLC的基本结构图
（1） 存储器
可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序（用户程序存和数据）的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。 （2） 中央处理单元(CPU)
中央处理单元 (CPU)是PLC的控制核心。它按照PLC系统程序赋予的功能：a. 接收并存储从用户程序和数据；b.检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。 （3） 输入接口电路
输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实际涉及到的信号当中，开关量最普遍。 （4） 输出接口电路
可编程序控制器的输出有：继电器输出(M)、晶体管输出(T)、晶闸管输出(SSR)三种输出形式。
7
毕业论文
（5） 电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。如FX1S额定电压AC100V—240V，而电压允许范围在AC85V—264V之间。允许瞬时停电在10ms以下，能继续工作。
一般小型PLC的电源输出分为两部分：一部分供PLC内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。
2.2 PLC的工作原理
PLC则是采用循环扫描的工作方式，一个扫描周期主要可分为3个阶段。
2.2.1 输入刷新阶段
在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。
2.2.2 程序执行阶段
在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。
2.2.3 输出刷新阶段
当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路（输出映像寄存器），并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。
由此可见，输入刷新、程序执行和输出刷新三个阶段构成PLC一个工作周期，由此循环往复，因此称为循环扫描工作方式。
显然扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长，响应速度越慢。由于每个扫描周期只进行一次I/O刷新，即每一个扫描周期PLC只对输入、输出状态寄存器更新一次，所以系统存在输入输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。但是由于其对I/O的变化每个周期只输出刷新一次，并且只对有变化的进行刷新，这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成影响，还会提高抗干扰能力。这是因为输入采样阶段仅在输入刷新阶段进行，PLC在一个工作周期的大部分时间是与外设隔离的，
8