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装瓶流水线PLC课程的设计
目录
摘 要 1
1 PLC 简介 2
1.1 PLC的概况 2
1.2 PLC的基本机构和特点 2
1.3 PLC的工作原理 2
1.4 PLC的应用领域 3
1.5 PLC的结构 4
2软件介绍 6
2.1三菱单片机FX2n系列简介 6
2.1三菱单片机FX2n在装瓶流水线中的作用 6
3 装瓶流水线的PLC控制系统设计 7
3.1设计任务 7
3.2硬件选型 7
3.3控制内容 8
3.4设备选型 9
3.5梯形图 10
3.6程序表 11
4 装瓶流水线的PLC监控系统设计 12
4.1调试过程及结果 12
4.2监控系统软件设计 14
总 结 18
致 谢 19
参考文献 20
附 录 A 21
摘 要
现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应,生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一要求,生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性。可编程序控制器正式顺应这一要求出现的,它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。
本次设计以可编程控制器为主要设计对象,PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。可编程控制器是以微处理器为基础,综合计算机技术,自动控制技术和通讯技术而展起来的一种新型工业控制装置,它将传统继电器控制技术和现代计算机信息处理两者的优点结合起来成为工业自动化领域中最重要,应用最多的控制设备,并已跃居工业生产自动化三大支柱(可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造)的首位。可编程控制器(简称PLC)是在继电器控制和计算机技术的基础上开发了出来,并逐渐发展成以微处理器为核心,集计算机技术、自动控制技术及通讯技术于一体的一种新型工业控制装置。可编程控制器以其可靠性高,组合灵活,编程简单,维护方便等独特优势被日趋广泛应用于国民经济的各个控制领域,它的应用深度和广度已成为一个国家工业先进水平的重要标志。由于早期的可编程控制器只是用来取代继电器控制执行逻辑运算、计时、计数等顺序控制功能,因此人们称之为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC。
图1-1 PLC工作过程示意图
1.4 PLC的应用领域
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,使用情况大致可归纳为如下几类。
(1)开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它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)模拟量控制
在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
(3)运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在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。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
(4)过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。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。
(5)数据处理
现代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。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
(6)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。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快
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