论文(PLC在工业流水线上的应用)讲解

1、PLC在工业流水线上的应用目录一、概述11、可编程控制器简介12、PLC执行程序的过程及特点1二、课题背景31、课题背景32、研究目的和意义3三、已知情况、控制要求、设计要求41、已知情况42、控制要求53、设计要求5四、总体设计思路5五、程序设计及调试61、PLC选型以及及I/O分配图62、外部电气接线图63、设计梯形图84、程序指令表95、程序调试及运行10六、课程设计总结11七、致谢11八、参考文献11一、概述1、可编程控制器简介 可编程控制器是60年代末在美国首先出现，当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用来取代继电器，以执

2、行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。1968年美国通用汽车公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller(PC)。 为了避免与个人计算机（ Personal Computer ）PC 这一简写名称术语混乱，仍沿用早期的PLC 表示可编程控制器，但PLC 并不意味着只具有逻辑运算的功能。其结果图如下图1-1所示。执 行 机构图1-1 PLC结构图2、PLC执行程序的过程及特点（1）输入采样阶段 PLC以扫描工作方式顺序将所有输入信号，

3、读入到寄存输入状态的输入映像寄存器中存储，这一过程称为采样。在本周期内这个采样结果的内容不会改变而且这个采样结果将在PLC执行程序时被使用。 （2）程序执行阶段 PLC按顺序对程序进行扫描，及从上到下、从左到右地扫描每条指令，并分别从输入映像寄存器和输出映像寄存器中获得所需的数据进行运算、“处理”，再将程序执行的结果写入寄存执行结果的输出映像寄存器中保存。但这个结果在全部程序未执行完毕之前不会送到输出端口上。 图1-2 PLC执行程序过程示意图（3）输出刷新阶段 当所有程序执行完毕后，PLC将输出映像寄存器中得内容（存放执行的结果）送入到寄存输出状态的输出锁存器中，再去驱动用户设备，这就是输出

4、刷新。 因此，PLC在一个扫描周期内，对输入状态的采样只在输入采样阶段进行。当PLC进入程序执行阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才对输入状态进行重新采样。这方式称为集中采样，即在一个扫描周期内，集中一段时间对输入状态进行采样。 在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出刷新阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。这种方式称为集中输出。 对于小型PLC，其I/O点数较少，用户程序较短，一般采用集中采样、集中输出的工作方式，虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但使PLC工

5、作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。 而对于大中型PLC，其I/O点数较多，控制功能强，用户程序较长，为提高系统响应速度，可以采用定期采样、定期输出方式，或中断输入、输出方式以及采用智能I/O接口等多种方式。 二、课题背景1、课题背景流水线（Assembly line）是在一定的线路上连续输送货物的搬运机械，又称输送线或者输送机。 按照输送产品性质的不同大体可以分为：皮带流水线、板链线、倍数连线、插件线、网带线、悬挂线及滚筒流水线这七类流水线。一般包括牵引件、承载构件、驱动装置、张紧装置、改向装置和支承件等。输送机可进行水平、倾斜和垂直输

6、送，也可以组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。流水线输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。 流水线是人和机器的有效组合，最充分体现设备的灵活性，它将输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备有机的组合，以满足多品种产品的输送要求。输送线的传输方式有同步传输的，也可以是非同步传输，根据配置的选择，可以实现装配和输送的要求。输送线在企业的批量生产中不可或缺。2、研究目的和意义面对快速发展的经济，单纯的手工的发展，已经不能满足需求，必须有新的生产方式取代这种旧生产方式，那就得研究新的生产过程，那就是后来出现的并且现在工业中大量使用的生产方式流水线。流水线按照预先

7、做好的工作流程工作，使得工作更加快捷。例如我们见到的皮带的流水线可输送的物料种类繁多，既可输送各种散料，也可输送各种纸箱、包装袋等单件重量不大的件货，同时可以检测正、次品，按类型进行封装，用途广泛。输送平稳，物料与输送带间没有相对运动，能够避免对输送物的损坏。与其它输送机相比噪音较小，适合于工作环境要求比较安静的场合。结构简单、便于维护；能耗较小，使用成本低。近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，使得实际应用成为可能。三、已知情况、控制要求、设计要求1、已知情况产品在生产流水线上的检测目前在工业自动化领域中使用是非常普遍的，这里，我们选用一机电产品在装配生产线上要对产品进行检测与分检控制，

8、结构示意图如下图3-1所示图3-1 产品分捡与检测流水线示意图2、控制要求流水线由一电动机M带动，产品由左边进入(位0)，经PHl检测，凡不合格产品应由PHl产生信号。正品最后在右端(位6)装入成品框内，不合格的次品在PLC控制下，从（位4）的电磁分检阀门落人次品框内。为了保证次品落下后及时关闭分检阀门以免后面的正品也落人次品框内，设置了次品检测传送器PH2，PH3为正品计数器。产品传送器传动轴上有一个凸轮，每转动一圈，就拨动微动开关一次(也可为霍尔开关或接近开关)，发出一个脉冲信号。当成品箱计数为20个，满箱时，将产生一个信号使M停止，成品就移走。移走后，再起动M。3、设计要求 (1)根据以

9、上的要求，试用PLC控制该产品在流水线上的检测和分检，画出IO电气接口图。(2)调试程序，并用模拟装置模拟运行四、总体设计思路根据概况、控制要求、设计任务和要求，本产品在流水线上的测试与分检控制系统的思路是先进行各个环节的设计，然后将其整合成一个完整的程序。课程设计总共划分为以下4个部分，依次进行，各个环节的任务分配如下: (1)程序设计 采用分段设计法，最后进行合并完成程序的设计； (2)电气设计 将设计出PLC的输入输出图，梯形图、指令表； (3) 安装、接线、联合测试 用实验箱做模拟，将对设计好的程序进行调试； (4) 后期的设计报告书书写 说明实验报告书的要求、将实验的过程，以及调试中

10、的故障及排除方案编写成设计说明书。下面将按照这个总体设计思路的安排，逐步进行。五、程序设计及调试1、 PLC选型以及及I/O分配图我们用的是三菱FX2N输人 输出X0：启动开关 Y0：PLC工作指示灯X1：停止开关 Y1：传送带电动机MX2：凸轮开关 Y2：次品电磁阀门YVX3：检测开关PHl Y3：次品小车电动机M1正转X4：次品开关PH2 Y4：正品小车电动机M2正转X5：正品车限位开关SQl Y5：次品小车电动机M1反转（图上未出）X6：次品车限位开关SQ2 Y6：正品小车电动机M2反转（图上未出）X7：正品计数开关PH3X8：次品小车返回开关SQ3（图上未标出）X9：正品小车返回开关S

11、Q4（图上未标出） 2、外部电气接线图外部电气接线图如图5-2SB1SB2SB3PH1PH2SQ1SQ2PH3SQ3SQ4COMX0X1X2X3X4X5X6X7X10X11COMY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6COML1L2L3L4L5L6L7COM图5-2 外部电气接线图 3、设计梯形图注：为实验调试方便，计数器C0、C1计数值改为3。 由于实验箱输出接口故障将Y001改为Y007.4、程序指令表5、程序调试及运行接通电源，按下启动按钮SB1，程序开始运行，PLC工作指示灯Y0亮，同时传送带电机M开始运转（Y1灯亮）；按下检测开关PH1，指示灯Y2亮。若检测到的时次品，则按下次品开关PH2，同时

12、YV阀门打开，次品落下。落下后继续按动检测开关PH1进行检测，同时YV关闭。若次品刚好满20（程序调试时为3），则次品小车自动运行，同时传送带停止运送，即Y0、Y1灯灭，再按下返回开关X10，小车返回，返回到位按动限位开关SQ2，计数器C1复位置零。若检测到的不是次品，不用按下次品开关PH2，YV阀门不打开，按动正品计数器PH3，计数器计数一次，到计数值20（程序调试时为3），正品小车自动运行，同时传送带停止运送，即Y0、Y1灯灭。再按下返回开关X11，小车返回，返回到位按下限位开关SQ1，令计数器C0复位置零，可以实现循环操作。六、课程设计总结通过这次课程设计实践。我对PLC中各指令的应用更

13、加熟练，对PLC的工作原理有了更进一步的了解。在整个设计过程中懂得了细节决定成败这句话。从而激励自己努力去掉平时在编程中粗心大意的毛病，更加注重做学问的严谨性。在设计的过程中通过和老师，同学们的交流，我的合作意识得到加强，深刻体会到了团结合作的重要性。总而言之这次PLC课程设计是非常有意义的，也是非常成功的。七、致谢这次课程设计的成功完成，首先我要衷心的感谢这门课程的任教老师庄老师。是庄老师在平时的谆谆教诲和在这次设计过程中的悉心指导，我才能成功的完成这次设计。同时我也要真心的感谢我的同学，感谢你们在这次设计中对我的大力帮助。没有你们的帮助我不可能那么快的抓住这次设计的思路。总之感谢你们八、参考文献