基于PLC的自动送料控制系统设计

本科毕业设计（论文）摘 要自动供料系统是常见的工业生产环境，因为步进电动机的各种优点所以自动供料机的马达常选用步进电动机。步进电动机突出的优点是它可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反转控制及制动等，并且用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可靠。步进电机最大的应用是在数控机床的制造中，因为步进电机不需要 A/D 转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以被认为是理想的数控机床的执行元件。随着步进电动机技术的发展，步进电动机已经能够单独在系统上进行使用，成为了不可替代的执行元件。除了在数控机床上的应用，步进电机也可以并用在其他的机械上，比如作为通用的软盘驱动器的马达，也可以应用在打印机和绘图仪中。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。本课题用 PLC 控制步进电机使步进电机动作的抗干扰能力强，它的工作的可靠性高，同时，由于实现了模块化结构，使系统构成十分灵活，便于在线修改，产品的适应性强。关键字：可编程控制器 PLC；步进电机；脉冲频率；控制1AbstractAutomatic feeding system is common in industrial production environment, because of various advantages of stepping motor and automatic feeding machine Ma Dachang selection of stepping motor. Stepping motor highlight the advantages is that it can change the pulse frequency in a wide frequency range to achieve speed, quick start and stop, positive control and braking, and use of its components of the open-loop system is simple, cheap, and very reliable. Application of stepping motor is the largest in the manufacturing of CNC machine tools, because step motor A/D conversion does not need, can directly to the digital pulse signal into the angular displacement, so it is considered ideal for the implementation of components of CNC machine tools. With the development of technology of the stepper motor, stepper motor has been able to independently use on the system, become the executive components can not be replaced. Besides the application in CNC machine tools, a stepping motor and can also be used in other machinery, such as motor universal floppy drive, can also be used in printers and plotters. With the different development of digital technology and stepper motor itself technology improves, the stepper motor will be applied in more fields. This paper use PLC stepper motor control of the stepper motor movements of the anti-interference ability is strong, the reliability of its work is high, at the same time, because of the realization of the modular structure, the system is very flexible, convenient on-line modification, product adaptability.Keywords: programmable controller PLC; step motor; pulse frequency; control2目 录1.绪论 .31.1 本课题设计的背景 .31.2 本课题设计的内容 .51.3 本课题设计的目的和意义 .52.系统控制方案的确定 .62.1 自动供料系统步进控制的概述 .62.2 采用 PLC 的自动供料系统步进控制的优点 .72.3 系统设计的基本步骤 .72.5 控制要求的确定 .102.6 控制参数的确定 .113.系统硬件设计 .113.1 系统硬件选型的原则 .113.2 硬件的选型 .123.2.1 步进电机的选型 .123.2.2 步进电机驱动器的选型 .123.2.3 传感器的选型 .133.2.4 PLC 的选型 .153.3 PLC 输入输出地址分配 .163.4 硬件连接图的绘制 .174 系统控制软件设计 .184.1 PLC 梯形图概述 .184.2 系统流程图设计 .184.4 梯形图的设计 .195.系统调试及结论 .215.1 程序运行过程记录 .215.2 程序运行结果及分析 .215.3 结论 .21参考文献 .213引言可编程控制器(Programmable Logic Controller)，简称 PLC。它是 20 世纪 70 年代以来，在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，国外已广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。近年来，国内在 PLC 技术与产品开发应用方面发展很快，除有许多从国外引进的设备、自动化生产线外，国产的机床设备已越来越多地采用 PLC 控制系统取代传统的继电-接触器控制系统。与继电接触器系统相比系统更加可靠；占位空间比继电接触器控制系统小；价格上能与继电接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、接触器与于之相当的执行机构；能向中央执行机构；能向中央数据处理系统直接传输数据等。采用可编程控制器来实现自动供料机中的步进电机的控制对于步进电机动作的抗干扰能力，步进电机的工作的可靠性，系统构成的灵活性，步进电机的开发周期都具有实际意义。可以在一定程度上推动步进电机、数控机床的等相关行业的发展，拓展 PLC 在自动化行业的应用领域，具有一定的经济和理论意义。1 绪论1.1本课题设计的背景自动供料系统在当今的工业生产中有广泛的应用，步进电机应其各种特性广泛用于各种生产系统中。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。41969 年美国数字设备公司（DEC）研制书世界第一台可编程控制器，并成功地应用在美国（GM ）的生产线上。但当时只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制期，简称PLC（programmable logic controller） 。70 年代后期，随着微电子技术和计算机的迅猛发展，使 PLC 从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称 PC（programmable controller）.但由于 PC 容易与个人计算机（programmable computer）相混淆，故人们仍习惯地用 PLC 作为可编程器的缩写。1985 年国际电工委员会（IEC）对 PLC 的定义如下：可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程的存储器，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，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。PLC 是继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：（1）逻辑运算（2）弱电控制强电。PLC 是集自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。可编程控制器，简称PLC。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的的一中新型工业控制设备，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。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。 具有1.可靠性高、抗干扰能力强 2.设计、安装容易，维护工作量少 4.功能强、通用性好 5.开发周期短，成功率高 6.体积小，重量轻、功耗底等特点。具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。与继电接触器系统相比系统更加可靠；占位空间比继电接触器控制系统小；价格上能与继电接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、触器与于之相当的执行机构；能向中5央执行机构；能向中央数据处理系统直接传输数据等。因此，进行步进电机的 PLC 控制系统的设计，可以推动与步进电机相关行业的发展，扩大 PLC 在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。1.2 本课题设计的内容本设计将在以下几个方面对自动供料系统的步进控制进行研究和论证。1.自动供料系统马达的选择。综合步进电机应用的各种要求，在本课题中主要研究步进电机在自动供料系统中能满足对聊盘转动控制。2.自动供料系统的设计。本课题设计的自动供料系统的步进控制要求对其的控制准确度高，在 PLC 对步进电机的控制中要接有与步进电机型号相适配的步进电机驱动器和相关的传感器。PLC 通过步进电机驱动器才能实现对步进电机的控制。所以本课题的具体需求在硬件系统的设计过程中主要先考虑步进电机的经济实用再根据步进电机的相数、电流以及适配关系选择适合的步进电机驱动器。3.自动供料系统步进控制软件的设计。在本设计中选用了目前运用最多的 PLC 编程语言梯形图，梯形图的编程能直观明了的设计出步进电机控制的要求，梯形图的编写运用FX/PCS-Win 编程软件，此软件支持全部的三菱 FX 系列的 PLC，并且具有强大的诊断功能，能更快的查找出故障的原因，从而大大缩短了维修时间。1.3本课题设计的目的和意义自动供料系统是当今常见的工业生产设备,因步进电机有如下各种特点：是控制系统中的执行单元，是一种利用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的角位移或直线位移的执行电机。其中步进电机最大的应用是在数控机床的制造中，因为步进电机不需要 A/D 转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以被认为是理想的数控机床的执行元件。随着步进电动机技术的发展，步进电动机已经能够单独在系统上进行使用，成为了不可替代的执行元件。由于计算机技术的发展，使得步进电动机获得了广泛的应用和普及，除了在数控机床上的应用、计算机外围设备、钟表、数字控制系统、程序控制系统以及许多航天工业装置中得到应用。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技6术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。故自动供料系统步进控制有很广泛应用价值。随着微处理器、步进电机可在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反 转控制及制动等，这是步进电动机最突出的优点。步进电机的性能在很大程度上取决于步进电机控制系统，而步进电机控制系统由步进电机控制器、驱动器、系统软件等几部分组成，控制系统的每一部分对步进电机的运行性能息息相关。目前比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。但采用单片机控制, 不仅要设计复杂的控制程序和 I /O 接口电路, 实现比较麻烦, 而且对工业现场的恶劣环境适应性差, 可靠性不高。基于 PLC 控制的步进电机具有设计简单 , 实现方便, 定位精度高, 参数设置灵活等优点, 在工业过程控制中使用, 可靠性高, 监控方便。当下已成为当代工业自动化的主要支柱之一。因此用 PLC 来控制步进电动机也是实际的控制系统中应用非常广泛，非常有实际价值。2 系统控制方案的确定2.1自动供料系统步进控制的概述自动供料系统是常见的工业生产现场，其可使生产过程的装料、传送等程序实现自动化生产更可以和包装等程序结合以提高生产效率。在自动供料系统的步进控制中主要研究的对象是对于系统的马达即步进电机的控制步进电机是一种将数字式电脉冲信号转换成（角位移或线位移）的机电元件，它的机械位移与输入的数字脉冲有严格的对应关系，即一个脉冲信号可使步进电机前进一步。最早的步进电机问世于 19 世纪 30 年代，早期的步进电机由于性能较差，没有得到很好的利用。随着电子技术、精密机械加工，特别是数字计算机的高速发展和数字控制系统的需要，使步进电机获得了飞速的发展。目前，步进电机已经在数控机床、计算机外围设备、轧钢机自动控制、钟表工业等方面获得广泛的应用。由于步进电机构成的开环数控机床伺服机构。这种开环控制方式，结构简单，系统调试方便，工作可靠，成本较低。7步进电机的主要优点：1直接实现数字控制。数字脉冲信号经环形分配器和功率放大后可直接控制步进电机，无需任何中间转换，这也使优于交直流电动机的地方。2控制性能好。通过改变脉冲频率可在较宽的范围内实现均匀的调速，并能快速而方便地起动、反转和制动。3无接触式。没有电刷和换向器也式步进电机的一个关键性的优点。4抗干扰能力强。在不仅带你机的负载能力范围内，步距角不受电压、负载以及周围温度变化等各种干扰的影响，保持运行的精度。5误差不长期积累。步进电机每运行一步所转过的角度与理论步距角之间总有一定的误差，在一转之内从某一步到任何一步将会一定的积累误差，但每转一圈的积累误差将为零。6具有自锁能力（反应式）和保持转矩（永磁式） 。2.2 采用 PLC 的自动供料系统步进控制的优点1、控制方式上看：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而 plc 软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。2、工作方式上看：电器控制并行工作，而 plc 串行工作，不受制约。3、控制速度上看：电器控制速度慢，触点易抖动；而 plc 通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。4、定时、记数看：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；plc 时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。5、可靠、维护看：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；plc 无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。2.3 系统设计的基本步骤自动供料系统步进控制设计与调试的主要步骤，如下图 2-1 所示：8在动供料系统步进控制的设计过程中主要要考虑以下几点：1入了解和分析动供料系统步进控制的工艺条件和控制要求。2确定 I/O 设备。根据动供料系统步进控制的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关等，常用的输出设备有指示灯等。3根据 I/O 点数选择合适的 PLC 类型。4分配 I/O 点，分配 PLC 的输入输出点，编制出输入输出分配表或者输入输出端子的接线图。5.设计动供料系统步进控制的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序，这是整个步进电机控制系统设计的核心工作。6将程序输入 PLC 进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。7本系统控制的整体调试，在 PLC 软硬件设计和现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，调试种发现的问题要逐一排除，直至调试成功。9图 2-1 系统设计的基本步骤2.4 系统控制方案（1）系统组成及任务本系统使用了 PLC、传感器、位置控制、步进控制及气动等技术，分成自动取料和自动供料两个子系统。自动供料子系统由旋转盘、步进电动机、功率驱动器、定位传感器、看料传感器和传动轮组成，它可以将料盘上的零组件以步进方式自动定位在固定位置。旋转料盘上有 8 个均匀位分布的料位孔，用于放置零组件。步进电机通过传动轮驱动料盘旋转。系统工作部件及传感器分布如图 2-2 所示。图2-2 系统工作部件及传感器分布步进电动机的转速决定于其输入信号的脉冲频率, 并与频率同步, 改变脉冲信号的频率, 即可控制其转速。利用 Fx2n 的 PLSY 功能生成指定脉冲数目的方波 ( 占空比为 50%) 脉冲序列。脉冲数、脉冲宽度或周期装入相应的控制寄存器。改变脉冲数量, 就可改变步进电动机旋转的角位移; 改变脉冲周期 , 就可改变控制频率, 以改变步进电动机的速度。脉冲信号由 Y0 的输出脉冲, 方向信号由 Y1 输出 (2）自动供料系统马达的工作原理自动供料系统马达即步进电动机，其工作原理相是接受控制器或者计算机发出的脉冲10信号而动作，即给一个脉冲信号，步进电动机就转动一个角度或前进一步。步进电动机其角位移与电脉冲数成正比，其转速与电脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率可以调节电动机的转速。本设计将采用混合步进电机，混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点的电机，它又分为两相和五相。这是目前应用最广泛的一种步进电机。(3)三菱 FX2N-32M PLC 控制步进电动机的原理和方法控制步进电动机最重要的就是要产生符合要求的控制脉冲。三菱 FX2N-32M PLC 本身带有高速脉冲计数器和高速脉冲发生器，其发出的频率能够满足步进电动机的要求。但是步进电动机要求把具有足够功率和一定频率的脉冲电压（电流）按着选定的顺序加给控制绕组，而计算机和 PLC 等控制器只能发出很微弱的脉冲信号，达不到能够直接驱动步进电动机的功率，所以，必须是 PLC 通过驱动器来控制步进电动机。其原理图如图 2-6 所示：图 2-6 步进电动机驱动框图步进电机能相应而不失步的最高步进频率称为“启动频率”与此类似， “停止频率”是指系统信号突然关断，步进电机不冲过目标位置的最高步进频率。而电机的启动频率、停止频率和输出转矩都要和负载的转动惯量相适应。有了这些数据，就能有效地对步进电机进行变速控制。采用 PLC 控制步进电机，应根据下式计算系统地脉冲当量、脉冲频率上限和最大脉冲数量，进而选择 PLC 及其相应地功能模块。根据脉冲频率可以确定 PLC 高速脉冲输出时需要的频率，根据脉冲数量可以确定 PLC 的位宽。脉冲当量（步进电机步距角螺距）（360传动速比）脉冲频率上限（移动速度步进电机细分数）脉冲当量最大脉冲数量（移动距离步进电机细分数）脉冲当量2.5 控制要求的确定在本系统的设备中的料位孔是放置产品的外包装，在外包装底部中心要涂有一个色11标，使其能被定位传感器 T2 检测到。在系统开始工作时，料盘运转，若料位孔中有外包装，则在灌料口的正下方被 T2 检测到，料盘停止转动，进行灌料。当料的重量达到产品的设定重量时，看料传感器使装料停止。再料盘转动，进行下一次装料。2.6 控制参数 的确定DMD402 驱动器细分数选为 8, 即每转 1600 个脉冲2 ;脉冲周期设置为 SM68=500 ( s) ; 步进电动机转一周需 1600500s=0.9s, 即转速为 1.11r /s。高速脉冲输出采用 PLSY 单段流水工作方式, 控制字 SM67=85H。料盘与传动轮的传动比 k=6.4, 料盘转一步 45, 需要的脉冲数 n 计算公式为: n/1600= k45/360得: n = 1280PLSY 脉冲计数值 SMD72 = 12803 系统硬件设计3.1系统硬件选型的原则1步进电机：步进电机有步角距、静力矩、电流三大要素组成。根据负载的控制精度要求选择步距角大小，根据负载的大小确定静力矩，静力矩一经确定根据电机矩频特性曲线来判断电机的电流。一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。2驱动器：遵循先选电机后选驱动的原则，电机的相数、电流大小是驱动器选择的决定性因素；在选型中，还要根据 PLC 输出信号的极性来决定驱动器输入信号是共阳极或共阴极。为了改善电机的运行性能和提高控制精度，通常通过选择带细分功能的驱动器来实现，目的驱动器的细分等级有 8 倍、16 倍、32 倍、64 倍等，最高可达 256 倍细分。在实际应用中，应根据控制要求和步进电机的特性选择合适的细分倍数，以达到更高的速度和更大的高速转矩，使电机运转精度更高，振动更小。3.传感器：传感器的选型原则可以从一下六个方面来叙述：1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型；2、灵敏度的选择；3、频率响应特性；4、线性范围；5、稳定性；126、测量精度。根据具体的测量工作，从以上六个方面综合考虑，以选择最适合的传感器。4PLC：运行 PLC 具有高速脉冲输出功能，通过选择具有高速脉冲输出功能或专用运动控制功能的模块来实现。3.2 硬件的选型3.2.1 步进电机的选型本课题的步进电动机采用 DM5654A 两相混合式其技术参数如表 3-1 所示：表 3-1：步进电机 DM5654A 的技术参数型号 步距角相电流保持转距静转距 转动惯量 重量 绝缘等级配适驱动器DM5654A 1.8 2.0A 1.0N.m 0.04N.m 260g.cm2 600g B DMD402、DMD403、IM483步进电机 DM5654A 的实物图如图 3-1 所示：图 3-1 步进电机 DM5456A 的实物图3.2.2 步进电机驱动器的选型根据步进电机的相数、电流以及适配关系，所选的步进电机驱动器为 DMD402 步进电机驱动器。其特点为:最大输出电流 2A（峰值）半流调节13最大细分数可达 128过流保护其电气特征如表 3-2 所示：Tj=25表 3-2：DMD402 的电气特征说明 最小值 典型值 最大值输出相电流额定值（A） 0.25 - 2.0电源电压直流（V） 10 32 40逻辑输入电流（mA） 6 10 30DMD402 步进电机驱动器的实物图如图 3-2 所示；图 3-2 DMD402 式步进电机驱动器的实物图接线端子定义如图 3-3 所示;Com 光隔电源 Pul 脉冲信号Dir 方向信号Ena 使能信号图 3-3 DMD402 接线端子定义图143.2.3 传感器的选型（1）看料传感器 T1 的选型根据本系统的具体要就，看料传感器 T1 的作用是在装料中，原料到了一定重量的时候就停止装料程序。故选择沉重传感器，型号为： CYB-602 压式称重传感器。其实物图如图 3-4：图 3-4 CYB-602 压式称重传感器其主要技术指标如表 3-3 所示：表 3-3 CYB-602 压式称重传感器的主要技术指标主要技术指标 单位 技术指标灵敏度 mv/v 20.01 30.01非线性滞后 %FS 0.02 0.03重复性 %FS 0.02蠕变 %FS/30min 0.03零点输出 %FS 1零点温度系数 %FS/10额定输出温度系数 %FS/10 0.02 0.03输入电阻 38510输出电阻 3503绝缘电阻 M 5000供桥电器 V 10(DC/AC) MAX:15(DC/AC)温度补偿范围 -10+50允许温度范围 -20+6015允许过负荷 %FS 150连接电缆 mm 5x3000(6000)连接方式 输入 input:红 Red(+)黑 Black(-) 输出 output:绿 Green(+)白（2）定位传感器 T2 的选型根据本系统的设计要求，定位传感器的作用即当选定的被检测的点位于 T2 的检测位置时，步进电机暂停，系统进行装料。根据这要求，传感器要检测出被测物体的有无，所以本设计决定用光电头（色标传感器） 。其型号为：GDJ-211B 。其实物图如 3-5 所示图 3-5 光电头（色标传感器） GDJ-211B 的实物图其主要技术指标如表 3-4 所示表 3-4 光电头（色标传感器） GDJ-211B 的主要技术指标型号 GDJ-211B光源 蓝响应时间 50us检测距离 8mm开关输出 亮通+暗通两条线输出（NPN 型）开关输出电流 200mA开关输出电平 低电平(通) ：1.5V 高电平( 断)=0.7V(RL=）电源电压及电流 10-30VDC、80mA保护功能 电源反相保护、负载短路保护工作环境 温度 050 度、日照1000Lux重量 450g外形尺寸 60x28x105mm 引线 2m163.2.4 PLC 的选型根据 PLC 控制系统的输入输出点数，我们选择三菱 FX2N-32MPLC 作为控制核心。三菱 FX2N-32M 具有如下优点：最大范围地包容了标准特点、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足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。三菱 FX2N-32M 具有突出的寄存器容量：三菱 FX2N-32M 包括 8K 步内置 RAM 寄存器，用一个寄存器盒可扩充到 16K 步 RAM 或 EEPROM。 丰富的元件资源：3072 点辅助继电器、256 点计时器、235 点计数器和 8000 点数据寄存器 实时时钟 使用标准型号实时时钟满足时间灵敏度应用要求。三菱 FX2N-32M 使用 GX-Developer 或 FX/PCS-Win 编程软件，能快速、容量地开发程序和在线程序编辑（在线改变程序不会损失工作时间或停止生产运转） 。 容易安装：使用DIN 导轨或便利的安装孔直接安装表盘。并且具有密码保护功能：能够使用一个八位数字密码保护系统的程序。三菱 FX2N-32M PLC 的一些参数及实物尺寸等如表 3-3 所示表 3-3：三菱 FX2N-32M PLC输入 输出模型 I/O 总数 数目 类型 数目 类型尺寸mm(英寸)(宽 )*(厚)*( 高)FX2N-32M 32 16 漏型 16 晶体管 150*87*90(5.9*3.4*3.5)3.3 PLC 输入输出地址分配I/O 分配表是编写 PLC 程序首先要做的前提条件，也是现场接线和调试的重要依据。根据课题的控制要求，绘制 I/O 分配表，如表 3-4 所示：17表 3-4：系统的 I/O 分配表类型 PLC元件 功能X0 看料X1 定位输入X2 启动Y0 脉冲信号Pul输出Y1 方向信号Dir3.4 硬件连接图的绘制硬件的连接指的是 PLC 与驱动器以及步进电动机之间的接线。如图 3-3 所示：18图 3-3 VR301B 驱动器与三菱 FX2N-32M 和 130BC3100 步进电动机的连接4 系统控制软件设计4.1PLC 梯形图概述梯形图是使用得最多的图形编程语言，被称为 PLC 的第一编程语言。梯形图与电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。梯形图常被称为电路或程序，梯形图的设计称为编程。PLC 梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器，而是一些存储单元（软继电器） ，每一软继电器与 PLC 存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。该存储单元如果为 “1”状态，则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电” ，其常开触点接通，常闭触点断开，称这种状态是该软继电器的“1”或“ON”状态。如果该存储单元为 “0”状态，对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反，称该软继电器为“0”或“OFF”状态。使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。梯形图两侧的垂直公共线称为母线(Bus bar)， 。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象左右两侧母线（左母线和右母线）之间有一个左正右负的直流电源电压，母线之间有“能流”从左向右流动。右母线可以不画出。根据梯形图中各触点的状态和逻