砖头生产线的PLC控制论.doc

编号： 桂林电子科技大学信息科技学院 实训设计(论文)说明书 题 目： 砖头生产线的PLC控制 系 别： 机电工程系 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 余文林 学 号： 1253400410 指导教师： 廖晓梅 职 称： 高级工程师 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 应用研究2015年 6 月 20 日 摘 要随着科学技术的发展，自动生产已占据了工业中不可取代的位置在工业生产的各个领域，机械加工企业为了提高生产效率，采用机械化流水作业的方式，对不同类型的零件分别组成的自动生产线。随着产品机型的更新换代，生产线承担的加工对象也随之改变，这就需要改变控制程序，使生产线的机械设备按新的工艺过程运行，而继电接触器控制器系统是采用固定接线，很难适应这个要求，大型自动生产线的控制系统使用的继电器数量很多，随着PLC的应用日益普及,其使用方法简单,便于掌握,且可靠性极高,抗干扰性很强,自身具有完善的功能.模块化的结构,使其在工业生产线上的应用越来越广泛。当然，培养设计和操作自动产线的人才也是至关重要的。砖块的自动化生产也离不开PLC的控制，主要使用的电气设备有注水机和原料注入机、传送带、挤砖机、切砖机、高温成型机等由PLC控制最终形成成型的砖头。本系统由三菱FX2N型PLC控制整个生产线，包括自动加原料、自动工作搅拌机、传送机、挤砖机、切砖机、高温成型机等几个部分组成。关键词：自动生产线；PLC；控制；砖头生产；FX2N型PLC AbstractWith the development of science and technology, automatic production has dominated the industry irreplaceable position in the areas of industrial production, machinery processing enterprises in order to improve the production efficiency, with the method of mechanized production line, for different types of parts of automatic production line, respectively. With the upgrading of products, the production line for processing object changes, this will require a change control procedures, make the production line of machinery and equipment according to the new process to run, and relay contactor control system is to adopt the fixed connection, it is hard to adapt this requirement, a large number of relay automatic production line control system using a lot, as the application of PLC is increasingly popular, the use method is simple, easy to master, and high reliability, strong anti-interference, itself has the perfect function. Modular structure, make its application more and more widely in industrial production line. Of course, training design and operation of automatic production line to talents is also very important.Bricks is also inseparable from the PLC control of automated production, the main use of electrical equipment are water injection machine and raw material injection machine, conveyor belt, brick, brick extruding machine, cutting machine, such as high temperature molding machine is controlled by PLC to eventually become the molding bricks.This system from mitsubishi FX2N PLC control the entire production line, including automatic raw material mixer, automatic work, transfer machine, brick brick extruding machine, cutting machine, such as high temperature molding machine parts.Key words： automatic production line;PLC;Control; The brick production; Type FX2N PLC 目 录引言11 课题的意义及设计方案论证1 1.1 课题意义1 1.2 各品牌PLC的选择22 国内外研究现状 23 实训设计要求与产品的概述 33.1 实训设计要求33.2 产品概述33.3 产品的特点53.4 系统框图54 设计项目及所需器材设备54.1 设计项目54.1.1传感器应用技术设计54.1.2气动控制技术设计54.2 所需器材设备54.2.1PLC64.2.2技术性能 84.3 系统组成85 自动生产线各个电气设备85.1 注水机和原料注入机85.1.1主要组成和功能95.1.2在PLC中工作流程95.2 自动搅拌机和自动放机95.2.1主要组成和功能105.2.2在PLC中工作流程105.3 传送带105.3.1主要组成和功能105.3.2在PLC中工作流程105.4 挤砖机115.4.1主要组成和功能125.4.2在PLC中工作流程125.5 切砖机125.5.1主要组成和功能135.5.2在PLC在工作流程135.6 高温成型机135.6.1主要组成和功能135.6.2在PLC中工作流程146 系统硬件设计146.1 I/O地址分配146.2 PLC控制系统设计的基本原则156.3 PLC控制系统设计的一般步骤156.4 PLC型号的选择167 结论17谢辞18参考文献19 第 20 页 共 19页桂林电子科技大学信息科技学院实训设计（论文）说明书 引言随着社会的进步和科技水平的提高，人类控制活动的范围越来越广，控制的能力也原来越强。特别是在现在的大工业生产过程中，为了保证正常的生产和工作条件或为了生产出更高质量、更高性能的产品，必须对某些物理量（如温度、压力、力矩、重量、流量、液位、电压、电流、位移、速度和转速等）进行精确的控制，尽量使这些物理量保持在某个数值附近，或按特定的规律变化。如在药品生产过程中，要控制温度保持恒定或按一定规律变化，以保证生产出高质量的药品。为了满足这种控制上述物理量的需求，就必须对生产机械或设备进行及时的、适当的操作控制，以消除或减弱外界干扰对设备的影响。这种操作控制，如用人工来执行就称为人工控制，如用自动装置来完成就称为自动控制，也成为自动化技术。就目前发展看，自动化技术是综合利用了计算机技术、制造技术、控制技术、电子技术、通讯技术和管理科学等学科知识，采用设备集成和信息集成，实现了从规划设计、生产制造、管理销售等功能的自动化控制。所涵盖内容从最底层的感应元件、传感器到执行机构、自动化监测系统等非常广泛，是现代化工业建立与发展的一个重要支柱技术，是关系到国民经济发展和人们生活改善的关键技术之一，也是本世纪工业发展的一项至关重要的关键技术，其地位的重要不言而喻。自动控制的实现就是用合适的机械和电气设备来充当给定元件、测量元件、比较元件、放大元件、执行元件、以及校正元件等控制器的构成要素，并把这些机械和电气设备有机地、按逻辑地结合在一起，以实现自动检测、计算、判断、调节、控制的功能。现代的生产工艺对自动控制的要求越来越高，单纯使用机械或电气很难满足这种要求，实际上大部分的自控系统是由机械设备和电气元件相互配合来实现的，机械和电气之间有着密切的联系，既相互配合，有时又相互取代，而且又相互融合的趋势，即机电一体化。当机械或电气都能实现某一功能时，要考虑价格、性能、可靠性、寿命、参数调整、维护维修等多种因素来进行选择。一般来说，机械和电气相比，具有制造成本高、易磨损、不便于修改工艺参数、维护成本高等缺陷。因此，随着电子电气技术的发展，越来越多的原先必须使用复杂机械结构的场合都逐步使用电气设备来取代机械设备，特别是智能化的控制设备，如可编程控制器（PLC）、工控计算机等出现后，电气设备在自动控制领域越来越多地起着核心作用，电气控制的地位正变得越来越重要。1 课题的意义及设计方案论证1.1 课题意义随着现代科学技术的不断快速发展，自动化生产已占据了现代工业的半壁江山。当然，培养设计和操作自动产线的人才也是至关重要的。学生在校园学到的只是理论知识，理论结合实际生产是关键，所以本次实训设计选择一个接近生产生活的课题砖头生产线的PLC控制。本课题的目的是：1掌握按钮、行程开关和接触器等与PLC各模块的正确接线；2掌握PLC编程的设计、调试方法和技巧；3. 掌握GX-Developer软件和GT-Designer软件的使用方法。 通过基于该实训系统的使用、训练和培训，引导我们学习的兴趣和方向，促进了工学结合高等技能人员培养模式的创新和改革，培养出更多能适应企业需求的高素质、多技能的、自动化控制人才，同时推动时代及工业的可持续发展。1.2 设计方案论证方案一：可用西门子PLC控制该系统，西门子PLC是德国品牌，指令比较抽象，学习难度较大，但指令较少，容易记住指令。西门子的模拟量模块价格便宜，程序简单过程控制与通信控制西门子是强项，而要实现某些复杂的动作控制西门子是弱项，没有特别为某项功能开发的指令，虽然对伺服或步进定位控制可以实现，但是程序量大，控制精度相对较低。若本系统利用现有的实验器材步进电机、伺服电机和变频器，根据学生在校所学的知识是难以完成的，参数设定需要的软件学校不能提供和涉及的知识较深短时间难以掌握，另外，步进电机、伺服电机和变频器价格较贵，提高成本，操作麻烦。方案二：可用三菱PLC控制该系统，三菱PLC是日系品牌，编程直观易懂学习起来比较轻松。三菱品牌具有针对离散控制以及运动控制的优点，三菱的指令丰富，有专用的定位指令，易于控制定位，要实现某些复杂的动作控制是三菱的强项。而西门子在这块就较弱，没有专用的指令。但是，三菱的模拟量模块价格昂贵，程序复杂，相对西门的通信，三菱是处于弱势的。另外，直流电机比步进电机、伺服电机和变频器便宜，节约成本。作者在校学习的也是三菱PLC，利用自己已学知识来解决问题。综上所述，要根据不同的设备选用不同的控制方式，要合理的选用PLC，用其长处，避其短处。本次实训设计的系统大部分是离散控制和运动控制，所以该系统选用方案二。2 国内外研究现状自1969年美国数字设备公司（DEC）根据招标要求研制出世界上第一台可编程控制器PLC（DPD-14型），并成功地应用在通用汽车的生产线上，而后的20世纪80年代改革开放时期可编程控制器被引入我国，以可编程控制器代表的自动化设备在我国工业控制领域取得了很大的贡献。跟国际同行业相比，我国的自动化水平还显得不够成熟，在运用于开发方面尤其不足，对自动化技术的改造尚处于起步阶段，这与自动化水平成熟的发的国家差距明显。因此，国家在本世纪头20年经济建设和改革的主要任务是基本实现工业化，大力推进信息化，并进一步提出信息化是本国加快实现工业化和现代化的必然选择。目前，对于不同品牌的PLC控制器而言，他们的共同趋势都是向小型微型和巨型两个方向发展，功能越来越往两个方面：特殊功能模块，产品规格会系列会更多、更全，周边相关产品线也会越来越丰富；性价比越来越高，能更加恰当而不浪费地满足控制系统的要求。近几年来，国外兴起了工厂自动化（Factory Autoimmunization，简称EA）系统柔性制造系统（ Flexible Manufacture System,简称FMS）及集散型控制系统（Distributed Control System,简称DCS）等发展得需要，但是在我国还鲜有这样的例子。从这一现状可以看出，我国的自动化水平与国外技术还有一个明显的差距。根据当今社会的发展来看，可编程控制器目前已应用于冶金、石油化工、汽车制造、机床、纺织、环保等行业，可就其发展趋势来看，在今后的发展和改革中，可编程控制器还将在生活、娱乐、交通等诸多与人们日常息息相关的领域占有一席之地，而且比重将会越来越高，占领的速度也会越来越快。可见，在21世纪这个信息化、自动化、智能化的大时代，可编程控制器的前景会无限宽广，对自动化技术人才的需求也会不断增长，自动化专业也必将成为21世纪的一个新热门专业。总之，PLC已成为解决自动控制问题的最有效工具，必将越来越广泛地受到人们的关注。3 实训设计要求与产品的概述3.1 实训设计要求可编程控制器(PLC)是集计算机技术、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动控制装置。其性能优越，已被广泛应用于工业控制的各个领域，并已成为工业自动化的三大支柱(PLC、工业机器人、CAD/CAM)之一。PLC的应用已成为一个世界潮流，在不久的将来PLC技术在本国将得到更全面的推广和应用。所以培养利用PLC控制自动生产线的人才迫在眉睫，为了让学生能更好的把在学校学到的理论知识应用到实际生产中，灵活运用所学知识，本次实训设计要求学生使用FX2N型PLC，提升学生融会贯通的能力。3.2 产品概述本系统是砖头自动化生产线PLC程序，它在接近工业生产制造现场基础上又针对教学及实训目的进行了专门设计，强化学生对理论的应用能力。该系统由七部分组成，分别为：水和原料注入、自动搅拌机、放料机、传送带、挤砖机、切砖机和高温成型机等几个部分。完成工件上料、搅拌、放料、搬运、加工成型、烧结等功能，产品界面如图3-1所示。涵盖了自动化类中机电一体化和电气自动化专业中所涉及的PLC控制、传感检测、限位开关、机械结构安装与系统调试等内容，产品密码图片如图3-2所示、产品仿真图片如图3-3所示。通过基于该实训系统的使用、训练和培训，锻炼自动化生产设计人员装配检修能力、成本与安全意识。通过该系统的教学，可引导高校自动化类专业的教学发展以及改革的走向，促进了工学结合高等技能人员培养模式的创新和改革，培养出更多能适应企业需求的高素质、多技能的、自动化控制人才，同时推动时代及我国工业的可持续发展。图3-1 产品界面图片 图3-2 产品密码输入图片图3-3 产品仿真图片3.3 产品的特点（1）本实训装置贴近工业现场要求，是典型的自动生产线，设备从选材、工艺、流程、结构、控制等各方面都从实际工业现场出发，考虑工学结合要求，有机融合了机械、电气、传感器、限位开关、PLC控制及工业通信网络等多种技术，能开展任务驱动的项目教学法。（4）该实训装置PLC模块I/O端子、各常用模块接线端子，均采用安全型插座，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子排连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。3.4 系统框图本系统主要完成工件的加工与传送任务，通过PLC控制接收、处理数据，只要一旦有输入信号，经过PLC处理，就会在输出端有相应的输出。本设计是基于FX2N-64MR型PLC控制为核心，采用模块化设计方法，有自动注水和加料机、自动搅拌机、传送带、挤砖机、切砖机、高温成型机等组成，系统原理框图如图3-2所示。 正常运行 经过限位开关、传感器 正常生产系统正常启动 停止当前 检修完成 继续生产 紧急停止 检测完成 系统启动图3-2 系统原理框图4 设计项目及所需器材设备4.1 设计项目4.1.1传感器应用技术设计该系统涵盖的传感器数量很多，包括电感式、光电式、光纤式以及色标，每种传感器都有其特性和原理，它们的作用及用法也不尽相同，它们共同协作时可使系统稳定可靠地工作。学生可通过了解各类传感器在不同工作环境下的特性来加深对这些传感器的认识。4.1.4电气控制电路设计自动生产线个工作机构其电控部分全部按照工业标准和习惯进行设计，并且以附件方式提供全部设计图纸和说明书。学员在该设备上可学习电路原理图分析、PLC各I/O 地址查对和设备电路连线方法。4.2 所需器材设备本系统采用三菱PLC FX2N-64MR作为主控CPU，显示数据与参数输入通过三菱触摸屏与PLC连接实现。CPU：三菱FX2N型64点I/O型CPU(其中64点为32口输入、32口输出)。 通讯线：USB接口连线、RS-232接口连线。计算机 。4.2.1PLCFX系列PLC实物图如图4-1所示：图4-1 FX系列PLC实物图(1)PLC概述PLC是英文Programmable Logic Controller的缩写，意为可编程序逻辑控制器。时间上第一台PLC于1969年由美国数字设备公司（DEC）研制成功，随着技术的发展，PLC的功能大大增强，不仅限于逻辑控制，因此美国电气制造协会NEMA于1980年对它进行重命名，称为可编程逻辑控制器（Programmable Controller），简称PC，但由于PC容易和个人计算机PC（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯将PLC当做可编程控制器的缩写。由于可编程控制器一直在发展中，至今尚未对其下最后的定义。国际电工学会（IEC）对PLC最新定义为：可编程控制器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储存器，用来在其内部储存执行逻辑运算、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，可编程控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体。PLC是一种专为工业应用而设计的控制器，它主要有以下特点。 可靠性高，抗干扰能力强。为了适应工业应用要求，PLC从硬件和软件方面采用了大量的技术措施，一遍能在恶劣的环境下长时间可靠运行，现在大多数PLC的平均无故障运行时间可达几十万小时。通用性强，控制程序可变，使用方便。PLC可利用期权的各种硬件装置来组成控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定以后，在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下，无需大量改变PLC的硬件配置，只需要改程序就可以满足要求。功能强，适应范围广。现代PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能，还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录显示的功能，既可控制一台生产机械、一条生产线，又可控制一个生产过程。编程简单，易用易学。目前大多PLC采用梯形图编程方式，梯形图语言的编程元件符号和表达方式与继电器控制电路原理非常接近，这样使大多数学习电气控制的技术人员非常容易接受和掌握。系统设计、调试和维修方便。PLC用软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计安装接线工作量大为减少。另外，PLC的用户程序可以通过电脑在实验室仿真调试，减少了现场的调试工作量。此外，由于PLC结构模块化及很强的自我诊断能力，维修业极为方便。(2)三菱PLC三菱PLC按照自动化技术发展的时期，开发出了与当时工业控制方式相对应的不同系列的PLC其中包括F系列、0系列、2系列、0S系列、1S系列、0N系列、1N系列、2N系列、2NC系列、Q系列等。不同的系列都有不同的特点。例如FX2是1991年推出的产品，FX0是在FX2之后推出的超小型PLC。在三菱PLC的众多系列中，FX2N系列是一款性能极佳的产品，根据不同的功能，它还延伸出了以不同类型、不同点数输入输出端口作为区别的经济型产品，用户可根据需求选择能实现不同功能的产品。同时，三菱公司还特别为个系列的PLC开发了与之对应的拓展模块、特殊模块、通信接口以及通信模块等。本控制系统选用了一款名为FX2N-48MR的PLC，其参数见表4-1。表4-1 FX2N型CPU参数FX2N型 CPU单元（48 点I/O型CPU）外观程序容量2K步DM区容量2K字，其中1500字可被写入到内置EEPROM。安装扩展I/O单元和扩展单元不可带晶体管输出的型号不可用脉冲输出不支持内置串行通信端口无选件板不支持用于编程设备的连接端口USB 端口时钟无使用电池不可使用4.2.2技术性能(1)输入电源：单相220V10% 50Hz(2)工作环境：温度-1040 相对湿度85%（25）海拔4000m(3)装置容量：1.5kVA(4)外形尺寸：198cm104cm130cm(5)安全保护：具有漏电压、漏电流保护，安全符合国家标准4.3 系统组成该系统由自动搅拌机构、传送机构、加工冲压机构、搬运成型机构电源模块、按钮模块、PLC模块、各种传感器、警示灯、电磁阀和I/O接口板等组成，完成工件上料、搬运、加工、装配、等功能。整体结构采用开放式和拆装式设计，学生可以对各零件、部件、单元、直至整体机构进行零部件拆装、调试、运行。5 自动生产线各个电气设备5.1 注水机和原料注入机5.1.1主要组成与功能(1)注水机Y001和原料注入机Y002：通过三相交流电机工作将水和原料注入搅拌机。(2)限位开关X2和X3：当水位到达S1高度时注水机停止注水，然后原料注入机开始工作（注入原料）当原料要达S2高度时，原料注入机停止工作，接着搅拌机开始工作。5.1.2在PLC中工作流程电源接通后，按启动按钮设备开始工作。通过三相交流电机工作将水和原料注入搅拌机；当水位到达S1高度时注水机停止注水，然后原料注入机开始工作（注入原料）当原料要达S2高度时，原料注入机停止工作，接着搅拌机开始工作。梯形图如图5-1所示。其中X000是启动按钮；Y001是注水机；Y002是原料注入机；X001和X002分别是S1和S2高度限位开关。 图5-1 注水机和原料注入机梯形图5.2 自动搅拌机和自动放料机5.2.1主要组成与功能(1)搅拌机Y003：通过三相交流电机的转动，将水和原料搅拌。(2) 搅拌机定时器T000：搅拌机自动工作5s后停止工作，然后放料机开始工作。(3) 自动放料机Y004：搅拌机工作完后，放料机打开放料开关将搅拌后的原料放入运输带。(4) 放料机定时器T001：放料完成后，放料机自动关闭放料开关。5.2.3在PLC中的工作流程搅拌机自动开始工作同时T0开始计时，到了T0时间，搅拌机停止工作，接着放料机打开放料开关同时T1开始计时；T1时间到后放料机关闭放料开关。梯形图如图5-2所示。 图5-2 自动搅拌机和自动放料机梯形图5.3 传送带5.3.1主要组成与功能(1)传动轮：动力源。(2)皮带：动力传递。(3)功能和特点：输送机以动力，一般由电动机、减速器和制动器(停止器)等组成；涨紧装置一般有螺杆式和重锤式两种，可使牵引件保持一定的张力和垂度，以保证传送带正常运转；支承件用以承托牵引件或承载构件，可采用托辊、滚轮等。结构特点是：利用工作构件的旋转运动或往复运动，或利用介质在管道中的流动使物料向前输送。例如，辊子输送机的工作构件为一系列辊子，辊子作旋转运动以输送物料；螺旋输送机的工作构件为螺旋，螺旋在料槽中作旋转运动以沿料槽推送物料；振动输送机的工作构件为料槽，料槽作往复运动以输送置于其中的物料等。5.3.2在PLC中工作流程Y005传送带在放料机关闭后开始启动，然后一直运行下去，直到接触到下一个限位开关X4停止运行。Y007传送带在挤砖机Y006工作结束后，将物料传送到下一个限位开关X5停止运行。Y011传送带在切砖机Y010工作结束后，将物料传送到下一个限位开关X6停止运行。Y013传送带在高温成型机Y012工作结束后，将成型砖头传送到下一个限位开关X7停止运行。传送带梯形图梯形图如图5-3所示。图5-3 传送带梯形图5.4 挤砖机5.4.1主要组成与功能主要结构：由电机、离合器、减速机、联轴器、主轴、压泥板等主要部分组成。启动电机。操作离合器，经减速机带动主轴，同时经一对齿轮传动。亦带动压泥板转动，将泥料压入绞刀内输送到挤压处通过进一步挤压送至机口挤压成泥条。用 途：将经过处理的泥料，挤成一定断面形状的泥条，经切坯机割成一定规格的砖坯。分类：分为软塑、半硬塑和硬塑真空挤出成型3种型式5.4.2在PLC中工作流程 挤砖机Y006将物料挤压成砖条然后经过运输带传送带切砖机。挤砖机梯形图如图5-4所示。图5-4 挤砖机梯形图5.5 切砖机5.5.1主要组成与功能主要组成：机架、刀架、挡砖装置、调宽夹紧装置和传动装置。 特点：切割效率高、无噪音、无粉尘飞扬、切割尺寸精确且材料利用率高。 注意事项：切砖机的砂轮片，必须安装防护罩。砌砖应用碳化硅的砂轮片，必须有出厂合格证。安装时应检查砂轮片是否有裂纹或潮湿，确认合格方可使用。不得用力压挤调整踏板而使切砖砂轮片受负荷过大；压力大时，砂轮片易破碎。切砖开始时，踏板亦不能压的过重。5.5.2在PLC中工作流程 切砖机Y010是把从挤砖机传送过来的砖条切按照等长切成一块一块。然后由传送带运输到下一个电气设备高温成型机。切砖机Y010工作梯形如图5-5所示。图5-5 切砖机梯形图5.6 高温成型机5.6.1主要组成和功能 介绍：又称实验电炉，主要用于各工矿企业、科研单位化验室、实验室加温、热处理，是各类化验室中不可缺少的仪器设备。 功能和特点：炉体、智能控制器分体设计，美观、大方，炉门采用侧开门设计。采用两侧衬板式加热元件，便于更换炉丝，采用进口超高温发热体，抗氧化性能更加优异，大大增加使用寿命。采用陶瓷纤维绝热，大幅度的提高了升温速度，并减少了热能消耗，与传统的马弗炉相比重量减轻1/2,升温速度提高1倍，大大节约能源，寿命提高3.5倍；保温效果好，炉外表温度低采用进口温控仪表，全新数字显示，数字设定的温度，智能控制输出，可减少视读和人为操作误差，大大提高工作效率。5.6.2在PLC中工作流程高温成型机Y012是将由切砖机传送过来的砖块高温成型。蒸发原本砖块上的水。梯形图如图5-6所示。图5-6 切砖机梯形图6 系统硬件设计6.1 I/O地址分配X000：启动按钮 X001：强制停止 X011：停止当前运行 X002：到S1高度 X003：到S2高度 X004：到S3位置 X005：到S4位置 X006：到S5位置 X007：到S6位置 Y001：注水机 Y002：原料注入机 Y003：自动搅拌机 Y004：自动放料机 Y005：传送带 Y006：机砖机 Y007：传送带Y010：自动切砖机 Y011：传送带 Y012：高温成型机 Y013：传送带6.2 PLC控制系统设计的基本原则任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象(生产设备或生产过程)的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。而在实际设计过程中，设计原则往往会涉及很多方面，其中最基本的设计原则可以归纳为4点。(1)设计原则完整性原则：最大限度的满足工业生产过程或机械设备的控制要求。可靠性原则：确保计算机控制系统的可靠性。经济型原则：力求控制系统简单、实用、合理。发展性原则：适当考虑生产发展和工艺改进的需要，在I/O接口、通信能力等方面留有余地。6.3 PLC控制系统设计的一般步骤PLC控制系统设计包括硬件设计和软件设计。所谓硬件设计，是指PLC外部设备的设计，而软件设计即PLC应用程序的设计。整个系统的设计分以下5步进行。PLC控制系统设计步骤，如图6-1所示。图6-1 PLC控制系统设计步骤PLC控制系统设计包括硬件设计和软件设计。所谓硬件设计，是指PLC外部设备的设计，而软件设计即PLC应用程序的设计。整个系统的设计分以下5步进行。（1）熟悉被控对象深入了解被控系统是设计控制系统的基础。设计人员必须深入现场，认真调查研究，收集资料，并于相关技术人员和操作人员一起分析讨论，相互配合，共同解决设计中出现的问题。这一阶段必须对被控对象所有功能全面的了解，对对象的各种动作及动作时序、动作条件、必要的互锁与保护；电气系统与机械、液压、气动及各仪表等系统间的关系；PLC与其他设备的关系，PLC之间是否通信联网；系统的工作方式及人机界面，需要显示的物理量及显示方式等。（2）硬件选择具体包括如下：系统I/O设备的选择。输入设备包括手动按键、位置检测元件、转换开关及各种位置传感器、数字或模拟量传感器等。输出设备包括继电器、接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等。选择PLC。PLC选择包括对PLC的处理器机型、数据储存容量、I/O模块及其拓展模块、相应的电源模块等的选择。PLC的I/O端口分配。在进行I/O通道分配时应给出I/O通道分配表，表中应包含I/O编号、设备代号、名称及功能等。计数器、定时器及内部辅助继电的地址分配器。（3）编写应用程序根据不同类型的系统编程需求，应当选择采用对应的程序设计方法来编写设计PLC程序。程序编写要以满足控制系统的使用要求为最终目的，按模块编写实现各项控制功能的程序语句、程序块、功能或个子程序，逐步完善系统指定的功能。（4）程序调试程序调试分为两个阶段，第一阶段是模拟调试、第二阶段是现场调试。程序模拟调试是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。 硬件模拟法是使用一些硬件设备模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。 软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号。现场调试。当控制台及现场施工完毕，程序模拟调试完成后，就可以进行现场调试，如不能满足要求，须重新检查程序和接线，及时更正软硬件方面的问题。（5）编写技术文件技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。6.3 PLC的选型本控制系统选择三菱公司的PLC，作为新一代小型PLC，具有经济、简单、高效的特点,更加适用于集成系统对于低成本的要求，除更经济外，也简单高效，有更丰富的控制指令和更大程序容量，现在PLC还可以通过USB口与电脑通讯，提供更高100KHZ的脉冲采集/输出，提供更灵活的串口选择功能，PLC将是对应更多的全球竞争的设备控制。FX2N系列是一种由三菱制造的设计用于简单应用的集成式PLC，包含了通过基本、移动、算术和比较指令能够用于标准控制操作的E型CPU单元（基本型号），以及支持连接到可编程终端、变频器和伺服驱动的N型CPU单元（应用型号）。7 结论PLC（可编程控制器）以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、功能强大、性价比高、体积小、能耗低等显著特点广泛应用于现代工业的自动控制之中，对大部分控制对象都有良好的控制效果。三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当FX系列中最高档次的超小程序装置，除输入出1625三菱PLC- FX2N1点的独立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控