机械手传送带plc课程设计

1、 PLC 技术应用项目设计说明书技术应用项目设计说明书PLC 在机械手控制系统中的应用在机械手控制系统中的应用院（系）院（系） 机械工程学院 专专 业业 机械工程及自动化 班班 级级 10 级创新班 学生姓名学生姓名 指导老师指导老师 2011 年 7 月 11 日 课 程 设 计 任 务 书兹发给 机电创新 班学生 课程设计任务书，内容如下：设计题目： PLCPLC 在机械手控制系统中的应用在机械手控制系统中的应用 图 1 机械手系统构成图1、机械手上升限位接近开关（SP1） 2、机械手下降限位接近开关（SP2）3、机械手左转限位开关（SL1） 4、机械手右转限位开关（SL2） 5、工件检测

2、光电开关（SL3） 6、空气压缩机电动机（M1）7、一号传送带电动机（M2） 8、机械手旋转电动机（M3）9、二号传送带电动机（M4） 10、机械手下降电磁阀（YA1）11、机械手上升电磁阀（YA2） 13、机械手夹紧电磁阀（YA3）2 机械手控制系统动作要求按下工作启动按钮，空气压缩机 M1 工作，60 秒后一号传送带电动机 M2 工作，一号传送带带动工件运行，当光电开关 SL3 检测到工件时，一号传送带电动机停止运转，机械手下降电磁阀 YA1 工作，机械手下降，到达限位接近开关SP2，机械手停止下降, 夹紧电磁阀 YA3 工作，夹紧工件，2 秒钟后机械手上升电磁阀 YA2 工作，机械手上升

3、，到达限位接近开关 SP1，机械手旋转电动机 M3左转，将工件运到二号传送带上方，机械手左转压到左转限位开关 SL1，机械手旋转电动机 M3 停止运转，同时机械手下降，到达限位接近开关 SP2，机械手停止下降并松开释放工件，2 秒钟后机械手上升，到达限位接近开关 SP1，二号1237传送带电动机 M4 工作，二号传送带带动工件运行，同时机械手旋转电动机 M3右转，机械手右转压到右转限位开关 SL2，二号传送带电动机 M4 停止运转，一号传送带电动机 M2 又开始工作，机械手开始循环工作1 应完成的项目：（1）选择元器件的型号和参数； （2） 设计电动机、电磁阀控制原理图 （3） 设计可编程控制

4、器（PLC）外围电路图 （4） 编制可编程控制器（PLC）梯形图 注：标题栏和明细表使用机械设计课程设计的标准。2 参考资料以及说明：（1）王为,汪建晓.机械设计 M. 武汉：华中科技大学出版社，2009. （2）唐增宝,常建娥. 机械设计课程设计M. 武汉：华中科技大学出版社，2007 （3） （4） 3 本设计任务书于 2011 年 6 月 27 日发出，应于 2011 年 7 月 7 日前完成，然后进行答辩。指导教师 签发 2011 年 6 月 27 日课程设计评语：课程设计总评成绩：指导教师签字：年 月 日目 录摘 要.1一 绪论.2二.课程设计题目及要求.32.1:PLC 在机械手控

5、制系统中的应用.32.2 控制要求.32.3 系统总体方案设计.4三设备和元器件选型.53.1 电动机和电磁阀 .53.2 交流接触器、热继电器、控制变压器、可编程控制器.73.3 接近开关、限位开关、光电开关、按钮.8四PLC 工作原理.13五.基本工作模式.155.1 PLC 有运行模式和停止模式 .155.2 PLC 工作过程.155.3 PLC 工作方式与特点 .16六. FX2N-48MR 型 PLC 介绍.16七.控制系统设计.177.1 控制系统设计.177.2 PLC（I/O）分配.177.3 程序设计.18八运行调试.218.1 调试过程.218.2 调试中出现的问题及解决方

6、法.228.3 结果分析.22九.总结.23参考文献.24摘摘 要要本课程设计是基于机械手控制系统动作下进行课题研究。本课程机械手设计主要采用了可编程逻辑控制器，简称 PLC，来实现工业场合的的自动控制，PLC 以微控制器为核心，综合了计算机技术，自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置，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。被广泛用于自动化控制的各个领域。机械手，它能模仿人手和手臂的某些动作功能，用以按照特定的程序设计来抓取，搬运物体或操作某些工具的自动装置。从而实现了工业场合的机械化和自动化。因而广泛用于机械制造，冶金，电子，轻工和航空航天领域

7、。控制的方式基本相同，但复杂度基本不同。关键词：可编程逻辑控制器、机械手 1一一 绪论绪论在发达国家，机械手已广泛地应用于工业、国防、科技、生活等各个领域。产业部门应用最多的当推汽车工业和电子工业，在金属加工、塑料成型、机械制造等行业也有普遍应用，并逐渐向纤维加工业、食品工业、家用产品制造等行业发展。在工业生产和其它应用领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温，腐蚀，有毒气体以及人的有限体能等种种劣势的限制，工作效率很低。自从机械手问世以来，相应的各种难题应刃而解。机械手由耐高温，防腐蚀的材料制成，工作效 率极高，而且不受体能的限制，非常方便。机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序

8、、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置；而可编程控制器(P L c)由于其具有的高可靠性、编程方便、易于使用和修改，易于扩展和维护，环境要求低、体积 小 巧，安装调试方便，在工业控制中有着广 泛 的应 用。2二二.课程设计题目及要求课程设计题目及要求2.1:PLC2.1:PLC 在机械手控制系统中的应用在机械手控制系统中的应用 在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动

9、化生产，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新

10、型工业自动控制装置。本文应用三菱公司生产的可编程控制器 FX 系列 PLC，实现机械手搬运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器（PLC）控制功能。使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。本课题要求设计一个由可编程控制器（PLC） 、异步电动机、电磁阀等组成的机械手控制系统，完成 PLC 接线图和控制梯形图、电动机控制电路的设计，利用实验室设备完成 PLC 控制梯形图并进行运行调试。 2.22.2 控制要求控制要求 机械手系统构成图1、机械手上升限位接近开关（SP1） 2、机械手下降限位接近开关（SP2）12345101112689733、机械手左转限位开关（SL1） 4、机械手右转限位开

11、关（SL2） 5、工件检测光电开关（SL3） 6、空气压缩机电动机（Y0）7、一号传送带电动机（Y6） 8、机械手旋转电动机（Y3、Y4）9、二号传送带电动机（Y7） 10、机械手下降电磁阀（YA2）11、机械手上升电磁阀（YA1） 13、机械手夹紧电磁阀（YA5）按下工作启动按钮，空气压缩机 Y0 工作，60 秒后一号传送带电动机 Y6 工作，一号传送带带动工件运行，当光电开关 SL3(X6)检测到工件时，一号传送带电动机停止运转，机械手下降电磁阀 YA1(Y1)工作，机械手下降，到达下降限位接近开关 SP2（X2） ，机械手停止下降, 夹紧电磁阀 YA5(Y5)工作，夹紧工件，2 秒钟后机

12、械手上升电磁阀 YA2(Y2)工作，机械手上升，到达上升限位接近开关 YA1(X5)，机械手旋转电动机 Y3 左转，将工件运到二号传送带上方，机械手左转压到左转限位开关 SL1(X3)，机械手旋转电动机 Y3 停止运转，同时机械手下降，到达限位接近开关 SP2(X2)，机械手停止下降并松开释放工件，2 秒钟后机械手上升，到达限位接近开关 YA1(X5)，二号传送带电动机 Y7 工作，二号传送带带动工件运行，同时机械手旋转电动机 Y4 右转，机械手右转压到右转限位开关 SL2(X4)，二号传送带电动机 Y7 停止运转，一号传送带电动机 Y6 又开始工作，机械手开始循环工作2.32.3 系统总体方

13、案设计系统总体方案设计首先对系统设定启动与停止的按钮 SB1、SB2。SB1 控制系统的启动，与输入端子 X0 相连；SB2 控制系统的停止，与输入端子 X1 相连。对于上升限位SP1、下降限位 SP2、左转限位 SL1、右转限位 SL2、工件检测光电开关 SL3。分别于输入端子的 X5、X2、X3、X4、X6 相连。对于系统的输出有一下几个：机械手下降电磁阀 YA1(Y1)、机械手上升电磁阀 YA2(Y2)、机械手左转电磁阀YV3(Y3)、机械手右转电磁阀 YA4(Y4)、机械手夹紧电磁阀 YA5(Y5)、一号(A)传送带电动机 YA6(Y6)、二（B）号传送带电动机 YA7(Y7)、M10

14、、M11、M12、M13、复位辅助继电器 M5，分别由Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7 控制。系统还设置了两个计数器 C0、C1。C0 对下降限位 SP2(X2)计数，从而实现机械手到达二号（B）传送带时松开机械手放置物品的控制。C1 对上升限位 SP1(X5)计数，从而实现机械手在松开机械手放4置物品以后上升第二次压到上升限位 SP1(X5)的时候实现右转的控制。复位：由辅助继电器 M5 控制，按下停止按钮 X1,所有动作停止（复位） ，手动使机械手回到原点（左移到位） ，手爪张开。 系统初始时，先将控制字写入连续的数据存储单元 D20 到 D29 中，同时设定一个变址寄存器 Z0，

15、用于实现数据的顺序读取。每当搬运完一块工件的时候，Z0 加 2。下面为控制字与数据存储单元的对应表。存储单元 D20 D21 D22 D23 D24 D25 D26 D27 D28 D29控制字(D) 1 7 14 21 29 37 46 55 65 75三设备和元器件选型三设备和元器件选型3.13.1 电动机和电动机和电磁阀 三相鼠笼异步电动机：Y 系列、4 极 空气压缩机电动机-亿万 Y90L-4 选用的亿万 Y90L-4 系列空气压缩机电动机今天参数如下表所示型号额定功率（kw）额定电压（V）额定电流（A）额定转速（r/min）亿万 Y90L-4空气压缩机电动机（Y 系列4 极）1.53

16、803.951400 机械手旋转电动机-全兴 Y80M2-4 选用的全兴 Y80M2-4 旋转电动机具体参数如下表所示型号额定功率（kw）额定转速（r/min）额定电压（V）额定电流（A）全兴Y80M2-4（Y 系列4 极）0.7513903801.975 一号传送带电动机-Y6：2. . 2KW 二号传送带电动机-Y7：2. . 2KW 选用的正大 Y2-100L1-4 Y 系列 4 极电动机具体参数如下表所示型号额定电压（V）额定电流（A）额定功率（kw）额定转速（r/min）Y2-100L1-4（Y 系列 4 极电动机）3805.792.21410 电磁阀：德国 GSR 49 系列 选用

17、的德国 GSR 49 系列电磁阀参数如下表所示尺寸范围螺纹 G1/4G3 流体性质中性、气态或液态流体压力范围0-40bar流体温度-10+80阀体材料黄铜、不锈钢型号德国 GSR 49系列强制先导式电磁阀标准电压（V）DC24V6额定功率（VA）15VA3.23.2 交流接触器、热继电器、控制变压器、可编程控制器交流接触器、热继电器、控制变压器、可编程控制器 交流接触器 CJ2010A / 127V 交流接触器 CJ2010A / 127V 相关参数如下表所示型号额定电压 Ui(V)额定控制电源电压 Ue(V)额定电流 Ai(A)交流直流交流直流CJ2010A / 127V690127480

18、.80.63 热继电器 JR36-20 热继电器 JR36-20 的主要参数和技术性能如下表所示参数类型JR36-20额定工作电流 A20额定绝缘电压 V690断相保护有手动与自动复位有温度补偿有测试按钮有安装方式独立式辅助触头1NO+1NCAC-15 380V 额定电流 A0.47DC-15 220V 额定电流 A0.15 选用的 JR36-20 CJT1-10 型号参数如下表所示型号额定电流 A熔断器符合 IEC60947-4 A JR36-20 CJT1-10 系列 0.25-0.35“1”型配合“2”型配合7631.6 控制变压器 BKC150VA 380V / 127V 控制变压器

19、BKC150VA 具体参数如下表所示控制变压器型号功率（VA）额定电压（V）输出额定电流（A）初级二级三级 二级三级变压器 BKC150VA 150380127281.185.36 可编程控制器（PLC）：三菱 FX2N-48MR PLC 3.33.3 接近开关、限位开关、光电开关、按钮接近开关、限位开关、光电开关、按钮 接近开关接近开关一种用于工业自动化控制系统中以实现检测、控制并与输出环节全盘无触点化的新型开关元件，当开关接近某一物体时，即发出控制信号。接近开关在航空、航天技术以及工业生产中都有广泛的应用；在日常生活中，如宾馆、饭店、车库的自动门，自动热风机上都有应用；在安全防盗方面，如资

20、料档案、财会、金融、博物馆、金库等重地，通常都装有由各种接近开关组成的防盗装置；在测量技术中，如长度，位置的测量；在控制技术中，如位移、速度、加速度的测量和控制，也都使用着大量的接近开关。 I 基本组成基本组成 接近开关组成原理图8 II 工作原理工作原理接近开关也叫近接开关，又称无触点行程开关，它除可以完成行程控制和限位保护外，还是一种非接触型的检测装置，用作检测零件尺寸和测速等在各类开关中，有一种对接近它物件有“感知”能力的元件位移传感器，利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，这就是接近开关。当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，位移传感器才有“感知”，开关才会动

21、作。通常把这个距离叫“检出距离”，但不同的接近开关检出距离也不同，有时被检测验物体是按一定的时间间隔，一个接一个地移向接近开关，又一个一个地离开，这样不断地重复，不同的接近开关，对检测对象的响应能力是不同的，这种响应特性被称为“响应频率”。 III 型号及其含义 J 8 M D 1 N K 选用的欧姆龙 TL-N5ME1 接近开关参数如下表所示型号检测距离（mm）额定电压（V）输出状态尺寸特点欧姆龙 TL-N5ME15三线 DC24NPN NO25*38.5适用于各种用途上，灵敏度高 i，带有动作指示灯，直流三线式 限位开关 1.简介感应面方向连接方式输出状态检测距离电源电压安装方式外形种类9

22、限位开关又称行程开关，可以安装在相对静止的物体（如固定架、门框等，简称静物）上或者运动的物体（如行车、门等，简称动物）上，当动物接近静物时，开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合，由开关接点开、合状态的改变去控制电路和机械装置。 2 工作原理限位开关就是用以限定机械设备的运动极限位置的电气开关，限位开关有接触式的和非接触式的，接触式的比较直观，机械设备的运动部件上，安装上行程开关，与其相对运动的固定点上安装极限位置的挡块，或者是相反安装位置，当行程开关的机械触头碰上挡块时，切断了（或改变了）控制电路，机械就停止运行或改变运行，由于机械的惯性运动，这种行程开关有一定的“超行

23、程”以保护开关不受损坏。限位开关是一种常用的小电流主令电器，利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的，通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。在电气控制系统中，限位开关的作用是实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测，用于控制机械设备的行程及限位保护，构造：由操作头、触点系统和外壳组成。限位开关可以安装在相对静止的物体（如固定架、门框等，简称静物）上或者运动的物体（如行车、门等，简称动物）上，当动物接近静物时，开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合。由开关

24、接点开、合状态的改变去控制电路和机构的动作。 3 型号及其含义L X 限位开关的技术数据如下表所示： 型号额定电压/V额定电触头数量结构形个数1 能自动复位 2 不能自动复位0 仅径向传动杆 1 滚轮装在传动杆内侧 2 滚轮装在传动杆外侧3 滚轮装在传动杆凹槽内或内外侧0 无滚轮 1 单轮 2 双轮 3 直动不带轮 4 直动带轮设计序号行程开关主令电器10交流直流流/A常开常闭式JLXK1-311500440511直动防护式5 光电开关 1 简介光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的，物体不限于金属，所有能反射光线

25、的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测，安防系统中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它来记数机械臂的运动次数。 2 基本组成光电开关是传感器大家族中的成员，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝） ，所以它可以在许多场合得到应用。 图二 光电开关原理图 光电开关原理图 3 工作原理采用集成电路技术和 SMT 表面安装工艺而制造的新一代光电开关器件，具11有延时、展宽、外同步、抗相互干扰、可靠性高、工作区域稳定和自诊断等智能化功能。这

26、种新颖的光电开关是一种采用脉冲调制的主动式光电探测系统型电子开关，它所使用的冷光源有红外光、红色光、绿色光和蓝色光等，可非接触，无损伤地迅速和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。接触式行程开关存在响应速度低、精度差、接触检测容易损坏被检测物及寿命短等缺点，而晶体管接近开关的作用距离短，不能直接检测非金属材料。但是，新型光电开关则克服了它们的上述缺点，而且体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗光、电、磁干扰能力强。这种新型的光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出、冲床

27、和剪切机以及安全防护等诸多领域。此外，利用红外线的隐蔽性，还可在银行、仓库、商店、办公室以及其它需要的场合作为防盗警戒之用。常用光电开关的分类方法：按检测方式可分为反射式、对射式和镜面反射式三种类型。 光电开关参数如下表所示型号工作电压输出类型检测方式输出状态检测物体E3TS-DS80光电开关直流：DC636V或 DC12V、DC24V 交流：AC90V250V继电器输出型漫反射型、反馈反射型、 透过型常开、常闭漫反射型：透明和不透明物体 XL-E3G2XL-E3G2 光光电开关电开关直流： DC636V或DC12V、DC24V 交流：AC90V250VNPN,PNP 型 交流二线漫反射型 反

28、馈反射型 透过型常开、常闭漫反射型： 透明和不透明物体12 按钮按钮是最常用的主令电器，在低压控制电路中用于手动发出控制信号。它由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成。按用途和结构的不同，分为启动按钮、停止按钮、急停按钮和复合按钮等。在机械手控制系统的设计中，选用分别选用了一个启动按钮，一个停止按钮，一个急停按钮，其原理分别为：启动按钮带有常开触头，手指按下钮帽，常开触头闭合；手指松开，常开触头复位。停止按钮带有常闭触头，手指按下按钮帽，常闭触头断开；手指松开，常闭触头复位。急停按钮按下之后，机械手移动工件立即停止；急停按钮解除后，所有输出重新开始。一按按钮，机床就能锁住，解除的方法是旋转后

29、解除按钮的技术数据按钮的技术数据 型号触头组合按钮颜色LA2510常开绿色LA2501常闭红色KA54211常开常闭灰色四四PLC 工作原理工作原理 PLC 的工作过程示意图输入处理程序处理输出处理输输入入端端子子输输入入映映像像寄寄存存器器执执行行用用户户程程序序输输出出端端子子输输出出映映像像寄寄存存器器输输入入信信号号输输出出信信号号内内部部存存储储器器刷刷新新输输入入端端子子输输入入映映像像寄寄存存器器执执行行用用户户程程序序输输出出端端子子输输出出映映像像寄寄存存器器输输入入信信号号输输出出信信号号内内部部存存储储器器刷刷新新输入处理程序处理输出处理输输入入端端子子输输入入映映像像寄

30、寄存存器器执执行行用用户户程程序序输输出出端端子子输输出出映映像像寄寄存存器器输输入入信信号号输输出出信信号号内内部部存存储储器器刷刷新新输输入入端端子子输输入入映映像像寄寄存存器器执执行行用用户户程程序序输输出出端端子子输输出出映映像像寄寄存存器器输输入入信信号号输输出出信信号号内内部部存存储储器器刷刷新新13 CPU 运算和控制中心起“心脏”作用。纵：当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中，然后 CPU 根据系统所赋予的功能（系统程序存储器的解释编译程序） ，把用户程序翻译成 PLC 内部所认可的用户编译程序。横：输入状态和输入信息从输入接口输进，CPU 将之存入工作数据存储器中或输入

31、映象寄存器。然后由 CPU 把数据和程序有机地结合在一起。把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中，然后输出到输出接口、控制外部驱动器。组成：CPU 由控制器、运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数据总线与 I/O 接口电路相连接。 存储器具有记忆功能的半导体电路，分为系统程序存储器和用户存储器。系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序，监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器、ROM 组成。厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。用户存储器：分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器（RAM）组成。用户使用的。断电内容消失。常用

32、高效的锂电池作为后备电源，寿命一般为 35 年。 输入/输出接口 输入接口：光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。发光二级管：在光电耦合器的输入端加上变化的电信号，发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。光电三级管：在光信号的照射下导通，导通程度与光信号的强弱有关。在光电耦合器的线性工作区内，输出信号与输入信号有线性关系。输入接口电路工作过程：当开关合上，二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部电路输入信号。当开关断开，二极管不发光，三极管不导通。向内部电路输入信号。也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成 PLC 内部所能接受的数字信号。 输出接口PLC 的继电器输

33、出接口电路工作过程：当内部电路输出数字信号 1，有电流流过，继电器线圈有电流，然后常开触点闭合，提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号 0，则没有电流流过，继电器线圈没有电流，然后常开触点断开，断开负载的电流14或电压。也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或不动作。 还有特别用来输入/输出模拟电流信号和高速脉冲信号的特殊结构，例如：模数/数模转换模块、高速计数模块等。 编程器编程器分为两种，一种是手持编程器，方便，我们实验室使用的就是手持编程器。二种是通过 PLC 的 RS232 口，与计算机相连，然后敲击键盘，通过 NSTP-GR 软件（或 WINDOWS

34、下软件）向 PLC 内部输入程序。五五.基本工作模式基本工作模式5.15.1 PLCPLC 有运行模式和停止模式有运行模式和停止模式运行模式：分为内部处理、通信操作、输入处理、程序执行、输出处理五个阶段。 停止模式：当处于停止工作模式时，PLC 只进行内部处理和通信服务等内容。 5.25.2 PLCPLC 工作过程工作过程 内部处理阶段：在此阶段，PLC 检查 CPU 模块的硬件是否正常，复位监视定时器，以及完成一些其它内部工作。 通信服务阶段在此阶段，PLC 与一些智能模块通信、响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容等，当 PLC 处于停状态时，只进行内容处理和通信操作等内容。 输入处理

35、阶段输入处理也叫输入采样。在此阶段顺序读取所有输入端子的通断状态，并将所读取的信息存到输入映象寄存器中，此时，输入映像寄存器被刷新。 程序处理阶段按先上后下，先左后右的步序，对梯形图程序进行逐句扫描并根据采样到输入映像寄存器中的结果进行逻辑运算，运算结果再存入有关映像寄存器中。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。 输出刷新阶段程序处理完毕后，将所有输出映象寄存器中各点的状态，转存到输出锁存器中，再通过输出端驱动外部负载。在运行模式下，PLC 按上述五个阶段进行周而复始的循环工作，称为循环扫描工作方式。 155.35.3 PLCPLC 工作方式与特点工作方式与特点 集

36、中采样、集中输出、周期性循环扫描， “串行”工作方式 扫描周期：PLC 的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。PLC 运行正常时，扫描周期的长短与 CPU 的运算速度有关，与 I/O 点的情况有关，与用户应用程序的长短及编程情况等均有关。通常用 PLC 执行1K 指令所需时间来说明其扫描速度( 一般110ms/K) 。 输出滞后：指从 PLC 的外部输入信号发生变化至它所控制的外部输出信号发生变化的时间间隔。一般为几十100ms.引起输出滞后的因素：输入模块的滤波时间、输出模块的滞后时间、扫描方式引起的滞后。 由于 PLC 是集中采样，在程序处

37、理阶段即使输入发生了变化，输入映象寄存器中的内容也不会变化，要到下一周期的输入采样阶段才会改变。 由于 PLC 是串行工作，所以 PLC 的运行结果与梯形图程序的顺序有关。这与继电器控制系统“并行”工作有质的区别。避免了触点的临界竞争，减少繁琐的联锁电路。 六六. FX2N-48MR 型型 PLC 介绍介绍灵活的配置 除了具有满足特殊需求的大量特殊模块外,6 个基本单元中的每个单元可扩展至 256I/O 高速运算 基本指令:0.08us/指令,应用指令:1.52 至几百 us/指令 突出的寄存器容量 FX2N 系列包括 8K 步内置 RAM 寄存器,用一个寄存器盒可扩展到 16RAM 或EEP

38、ROM 丰富的元件资源 3072 点辅助继电器,256 点计时器,235 点计数器,8000 数据存储器FX2N-48ER 扩展 24 入 24 出继电器 FX1S-10MR-001 主机 6 入 4 出，继电器FX2N-32ER 扩展 16 入 16 出继电器 FX1S-30MR-D 主机 16 入 14 出，继电器 FX2N-16ER 扩展 16 入 FX1S-20MR-D 主机 12 入 18 出，继电器 FX2N-16EYR 扩展 16 出继电器 FX1S-14MR-D 主机 8 入 6 出，继电器 FX2N 特殊扩展模块 FX1S-10MR-D 主机6 入 4 出，继电器 FX2N-

39、CNV-BDFX0N 适配器连接用模块 FX2N 特殊功能单元 FX2N-CNV-BC 扩展电缆转换器 FX2N-2DA2 通道模拟量输出块 FX2N-CNV-IF 扩展电缆转换器 FX2N-2AD2 通道模拟量输入模块 FX2N-8AV-BD8 通道模拟量设定模块FX2N-4DA4 通道模拟量输出模块 FX2N-232-BDRS-232 接口 1 通道 FX2N-4AD2 通道模拟量输入模块16 三菱 FX2N-48MR PLC 技术参数FX2N 系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于 FX 系列中最高档次的超小形程序装置。除输入出 16-25 点的独立用途外，还可以适用于在多个基

40、本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的 PLC。系统配置既固定又灵活：在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行 16-256 点的灵活输入输出组合。备有可自由选择，丰富的品种可选用 16/32/48/64/80/128 点的主机，可以采用最小 8 点的扩展模块进行扩展。可根据电源及输出形式，自由选择。令人放心的高性能程序容量：内置800 步 RAM（可输入注释）可使用存储盒，最大可扩充至 16K 步。 三菱 FX2N-48MR PLC 开发环境可编程控制器的产生和发展与继电器有很大的的关系。继电器室一种用弱电信号控制强电信号的电磁开关，虽有上百年的历史，

41、但在复杂的继电器控制系统中，故障的查找和排除是非常困难的，可能会花大量时间，严重地影响生产。如果公益要求发生变化，就得衷心设计线路连线安装，不利于产品的更新换代。显然，需要寻求一种新的控制装置来取代老式的继电器控制系统，使电气控制系统的工作更可靠，更容易维护，更能适应经常变动的工艺条件，因此在 1969 年，美国数字设备公司根据要求研制出世界上第一台可编程控制器。在20 世纪 70 年代后期，随着微电子技术，计算机技术和数字控制技术的迅速发展，人们为了与电脑区分，就把可编程控制器称为 PLC。七七.控制系统设计控制系统设计7.17.1 控制系统设计控制系统设计在一条自动生产线上，由机械手将传送

42、带 A 上的物品传送到传送带 B 上。机械手的上升、下降、左转、右转、夹紧、放松动作分别由电磁阀控制液压传动系统工作，并用限位开关及光电开关检测机械手动作的状态和物品的位置。传送带 A、B 均由三相鼠笼型异步电动机驱动。电动机应有相应的保护。7.27.2 PLCPLC（I/OI/O）分配）分配输入元件输入继电器输出元件输出继电器启动开关X0上升电磁阀Y1关闭开关X1下降电磁阀Y2复位开关M10左转电磁阀Y3上升限位开关X5右转电磁阀Y4下降限位开关X2夹紧电磁阀Y5左转限位开关X3传送带 A 电机Y617右转限位开关X4传送带 B 电机Y7光电开关X6复位电磁阀M4空气压缩机电动机Y0辅助继电

43、器M10,M11,M127.37.3 程序设计程序设计程序方框图如下图所示夹紧原位下降X0 T0X5X4程序流程图如下图所示开始开始下降抓紧上升左旋下降放松上升右旋 结束结束原位1819程序如下图所示20 这个程序是严格按照设计要求来编的,程序中加入的 M4 辅助继电器起到复位作用,启动开关是 X0,停止开关是 X1,程序中还加入了了两个计数器 C0、C1。其中计数器 C0 对下降限位 SP2(X2)计数，从而实现机械手到达二号（B）传送带时松开机械手放置物品的控制。计数器 C1 对上升限位 SP1(X5)计数，从而实现机械手在松开机械手放置物品以后上升第二次压到上升限位 SP1(X5)的时候

44、实现右转的控制。八运行调试八运行调试8.18.1 调试过程调试过程按下启动开关 X0 以后,观察六秒钟以后,传送带 A(Y6)的灯是否亮,如果不亮,说明传送带 A 的电磁阀 Y6 没有得电,相关开关没有动作,重新查看程序,修改好;如果灯亮,说明这一步程序正常.接下来按下光电开关(模拟光电开关检测到物品),观察机械手是否下降(Y2),如果没有下降,说明这一步程序设计得有问题,修改程序,再监测;如果机械手下降,程序正常,继续下一步程序检查.压下下降限位开关,不要松开,观察机械手的夹紧(Y5)检测灯是否同时亮起来,如果没有,程序错误,修改程序,再作检测;如果灯同时亮了,程序正常,继续下一步检查.看看

45、两秒钟以后机械手是否上升(机械手上升Y1检测灯是否亮),如果灯没有亮,说明定时器没有起作用,检查修改这一步程序;如果灯亮了,说明程序正常,继续下一步的检查.压下上升限位开关,同时松开之前所压的下降限位开关,观察机械手是否左转(机械手左转Y3监测灯是否亮),如果没有亮,说明这一步程序有问题,检查问题然后修改;如果灯亮了,说明程序正常,继续下一步检查.接下来按下左转限位开关(注:上升限位开关依然被紧压,机械手下降才松开),观察机械手是否下降,如果不下降,说明程序有问题,检查程序,作相应修改;如果机械手下降(机械手下降的监测灯亮),松开之前压下的上升限位开关,但左转限位开关不能松开.按下下降限位开关,刚才机械手是否动作(机械手松开),如果动作,程序正常,不然就不正常,机械手动作以后,观察两秒钟以后机械手是否上升,如果不上升,程序有问题;如果上升,松开下降限位开关,此时左转限位开关依然处于压下状态.继续下一步检查.按下上升限位开关,观察传送带 B 是否动作,以及机械手是否同时右转(Y4),如果同时动作,什么程序准确,不然就有错误,得修改