基于plc控制的物料运输系统

基于plc控制的物料运输系统内容摘要：

绪论 主要介绍 PLC 控制的应用及背景。 阐述了选题的目的和意义。 第二章 物料运输控制系统原理 主要介绍了 PLC 控制、计算机、条码识别器三者的功能。 第三章 物料运输系统硬件设计 主要介绍系统硬件的选型和控制电路的设计。 第四章 物料运输系统程序设计 主要介绍物料运输系统的程序设计。 第五章 总结与展望 对本文进行了总结并对物料运输系统做了初步展望。 第二章 物料运输控制系统的原理 PLC 简介 PLC 的概述及发展 PLC = Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。 它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程。 是工业控制的核心部分。 早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。 随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控 制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称 PC。 但是为了避免与个人计算机 (Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程序控制器简称 PLC,plc 自 1966 年美国数据设备公司（ DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。 PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，其发展如下： 起源： 1968 年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求。 1969 年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器 PDP— 14 ，在美国通用汽 车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是第一代可编程序控制器，称Programmable，是世界上公认的第一台 PLC。 1969 年，美国研制出世界第一台 PDP14 1971 年，日本研制出第一台 DCS8 1973 年，德国研制出第一台 PLC 1974 年，中国研制出第一台 PLC 发展： 20 世纪 70 年代初出现了微处理器。 人们很快将其引入可编程控制器，使 PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。 此时的 PLC 为微机技术和继电 器常规控制概念相结合的产物。 个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为 Programmable Logic Controller四川大学本科毕业设计 基于 PLC控制的物料运送系统 4 （ PLC）。 20 世纪 70 年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。 更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、 PID 功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20 世纪 80 年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。 世界上生产可编程控制器的国 家日益增多，产量日益上升。 这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪 80年代至 90年代中期，是 PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为 30~40%。 在这时期， PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高， PLC 逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS 系统。 20 世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。 这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控 制器的工业控制设备的配套更加容易。 PLC 的应用特点 1．实现成本低 由于可以直接利用已有的配电网络作为传输线路，所以不用进行额外布线，从而大大减少了网络的投资，降低了成本。 2．范围广 电力线是覆盖范围最广的网络，它的规模是其他任何网络无法比拟的。 PLC 可以轻松地渗透到每个家庭，为互联网的发展创造极大的空间。 3．高速率 PLC 能够提供高速的传输。 目前，其传输速率依设备厂家的不同而~45Mbps 之间。 远远高于拨号上网和 ISDN，比 ADSL 更快。 足以支持现有网络 上的各种应用。 更高速率的 PLC 产品正在研制之中。 4．永远在线 PLC 属于 即插即用 ，不用烦琐的拨号过程，接入电源就等于接入网络。 5．便捷 不管在家里的哪个角落，只要连接到房间内的任何电源插座上，就可立即拥有 PLC 带来的高速网络享受。 在本课题中，我主要应用三菱 PLC 产品中的 FX2N 系列，其基本单位有16/32/48/65/80/128 点，六个基本 FX2N 单元中的每一个单元都可以通过 I/O 扩展单元扩充为 256I/O 点，其基本单元如下表所示。 FX2N 系列的基本单元 型号 输入 点数 输出 点数 扩展模块可用点数 继电器输出 可控硅输出 晶体管输出 FX2n16MR001 FX2n16MS FX2n16MT 8 8 24～ 32 FX2n32MR001 FX2n32MS FX2n32MT 16 16 24～ 32 FX2n48MR001 FX2n48MS FX2n48MT 24 24 48～ 64 FX2n64MR001 FX2n64MS FX2n64MT 32 32 48～ 64 FX2n80MR001 FX2n80MS FX2n80MT 40 40 48～ 64 FX2n128MR001 FX2n128MT 64 64 48～ 64 FX2N 具有丰富的元件资源，有 3072 点辅助继电器。 提供了多种特殊功能模块，可实现过程控制位置控制。 有多种 RS— 232C/RS— 422/RS— 485 串行通信模块或功能扩展板支持网络通信。 FX2N 具有较强的数学指令集，使用 32 位处理浮点数。 具有方根和三角几何指令满足数学功能要求很高数据处理。 它是 FX 系列 PLC 家族中最先进的系列。 由于 FX2N 系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、 全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满四川大学本科毕业设计 基于 PLC控制的物料运送系统 5 足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。 FX2N 系列的其它功能 内置式 24V 直流电源 ， 24V、 400mA 直流电源可用于外围设备，如传感器或其它元件。 快速断开端子块，因为采用了优良的可维护性快速断开端子块，即使接着电缆也可以更换单元。 时钟功能和小时表功能，在所有的 FX2NPLC 中都有实时时钟标准。 时间设置和比较指令易于操作。 小时表功能对过程跟踪和机器维护提供了有价值的信息。 持续扫描功能，为应用 所需求的持续扫描时间定义操作周期。 输入滤波器调节功能，可以用输入滤波器平整输入信号（在基本单元中 x000 到x017）。 注解记录功能，元件注解可以记录在程序寄存器中。 在线程序编辑，在线改变程序不会损失工作时间或停止生产运转。 RUN/STOP 开关，面板上运行 /停止开关易于操作。 远程维护，远处的编程软件可以通过调制解调器通信来监测、上载或卸载程序和数据 密码保护，使用一个八位数字密码保护您的程序。 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。 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。 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。 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。 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。