基于FX2N系列的自动成型机实验模块的设计
基于FX2N系列的自动成型机实验模块的设计[20200406141501]
摘要
近些年，准确度高的电气控制系统和能力强大的控制系统愈来愈遍及。可编程逻辑控制器的利用能够使很多一般系统难以处理的问题变得容易，并提升系统的稳定性。PLC拥有微型计算机优点的同时，还有以往继电器的优点。它解决了以往技术的缺点不可靠和高功耗，但也考虑到成本因素，成本远远低于工业控制计算机，
本文主要研究的是PLC在自动成型机方面的应用，通过控制活塞的运动对物体的形状进行冲击和挤压变成所需要的形状，并用指示灯经行模拟形成一个实验模块的设计。其中包括了对实验模块硬件和软件的研究与设计。通过实验完成此项设计。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:可编程逻辑控制器实验模块硬软件系统编程语言
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 课题研究的目的和意义 1
1.3本课题研究的内容 2
第二章 可编程控制器的介绍 2
2.1可编程控制器简介 2
2.2 PLC类型的选择 4
2.3 FX2N 产品简介 4
2.4 PLC基本编程指令的介绍 5
2.5 PLC的设计原则 6
第三章 自动成型机控制系统的设计 7
3.1 PLC在自动成型机上的应用 7
3.2 自动成型机的工作原理 7
3.3自动成型机的I/O分配表 10
3.4控制思想，控制方法 11
第四章 自动成型机控制系统的PLC程序设计 12
4.1状态转移图（SFC图） 12
4.2 PLC的编程语言 13
第五章 实验模块的设计 14
5.1实验模块的组成 14
5.2 实验模块的详细图解如图5.1所示 14
5.3实验内容与考核 15
5.4运行调试 16
5.5工作过程? 17
结束语 17
参考文献 19
致谢 20
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景
随着PLC技术的不断提高，在工作生产中得到了广泛的应用。PLC除了结合计算机功能、自动化功能，还拥有通讯功能，主要用于解决控制过程、拥有简明编程系统，适用于生产生活，通俗易理解，上手快，稳定性高。在各种工业控制领域，公共事业等各种方面获得了广泛的应用。
当今企业提出的高效率、应变快的需求，生产劳动变的更为复杂，难度越来越大。不仅浪费人力于物力，而且所得的远大于耗费的资源。因此，自动成型机的出现并广泛应用成为历史的必然。因此，以后生产的主要方向是要结合自动成型机设备与PLC技术，进而产生智能型自动成型设备将成为社会的主流。
然而，近些年各类高校招生规模不断扩大。伴随而来的是对各高校的实验教学资源的挑战。但传统的实验室教学模式仍是主流，各类模拟逼真的实验器材又价格昂贵，导致了实验教学受到了空间与时间的双重限制。针对此种现象，低成本，简单明了的实验模块拥有着很大的优势。本文所研究的基于FX2N系列的自动成型机实验模块就是此类模块中的一种。利用发光二极管，开关等低廉的元器件，模拟自动成型机的各种模块。在实验效果上不弱于高成本的仿真器材。
1.2 课题研究的目的和意义
由于PLC技术在生产生活中得到了广泛的应用，基于FX2N系列的自动成型机实验模块的研究在教育方面，让同学们可以简单明了的看到实验现象，启发同学往更深处的PLC技术经行思考。在工业生产的角度，PLC技术拥有许多传统技术所不具有的优点，包括可靠性，易变性等。利用PLC技术控制的自动成型机拥有很大的优势。
在学校实验室中，由于限于成本，用于PLC实验的方法通常是通过替代的方法将一些成本低，易获得的元器件替代在生产过程中所需要的各种模块。比如用普通的发光小灯泡取代所需的目标。如:电机、电磁阀等。用手动控制的开关代替模拟开关的各种传感器。这样即节省了成本，还能够简单明了的看到目标器件的实验变化。这一过程一方面为同学们提供一个方便易懂的PLC实验模块，可以让同学们清楚的看到PLC在生产生活中的应用，启发同学们利用PLC去研究和开发新的产品，另一方面也顺应了时代的潮流，让先进的技术直接传导给新时代的大学生。
在工业生产中，自动成型机的研发由于开发周期长，投入成本大，核心的技术主要掌握在某几家厂商手里。因此关于研发自动成型机必须跳出传统的圈子，而近些年PLC技术在自动化领域兴起，它与自动成型机的结合，必成为全自动成型机研究的一大热点，在市场中将占有一席之地。
1.3本课题研究的内容
自动成型系统的逐步完善，导致了自动成型系统的应用越来越普遍，同时进一步扩大对其进一步的研究。在材料塑形的生产中，PLC的应用正不断的提升着科学研究，生产，管理等。本文所研究的系统是一个由PLC控制的自动成型系统。
本文主要研究的是PLC在自动成型机方面的应用，通过控制活塞的运动对物体的形状进行冲击和挤压变成所需要的形状，并用指示灯经行模拟形成一个实验模块的设计。其中包括了对实验模块硬件和软件的研究与设计。
主要内容分为以下几步：
1、根据自动成型机的概念，提出自动成型机的运行步骤。
2、选择各个原件能够使自动成型机顺利运行。
3、编写程序并调试。
4、对应于各个模块，提出实验模块的设计。
5、调试实验模块能否实现应有的功能。
6、完成实验模块的设计。
最终经过调试，顺利完成上述步骤。
第二章 可编程控制器的介绍
2.1可编程控制器简介
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），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[1]。由于PLC具有稳定度高，可移植能力强等优势，所以很多的领域中有着普遍的使用。
在PLC出现之前，继电器和接触器在工业控制中占有主体地位。然而，以此为核心的控制系统存在着许多无法避免的缺陷；
（1）需使用大量的机械接点，可靠性差
（2）当制作流程改变时，硬件接线发生巨大变化时，需要费时费力
（3）功能的局限性太大
（4）体积大，功耗多
现代社会要求制造业要求市场生产出成本低，品种多，反应稳定的产品。PLC就是在这种工业需求的情况下产生的。自从第一台PLC研制出来才短短四十多年，PLC得到了异常迅猛的发展。
国际电工委员会（IEC）的定义是：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，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,并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”[2]可以从定义看出，PLC主要运用于工业生产，因为它具有强大的稳定性，面向的应用很广，可以适用于很多生产环境。
PLC有两种结构，一种为固态式，一种是组合式。固态式的PLC为一个整体。它是无法拆卸的。包括如内存，Display 和CPU等元素。模块式的PLC则如其名，拥有很多不同的模块。这些模块可以根据不同的需求自由搭配，组合成用户所需机型。更为自由和方便。在这些模块中，主要包含了CPU模块，内存模块等。同时还有组合模块用的底板和机架。
当今世界上拥有制作优良性能的PLC的著名公司：
艾伦-布拉德利公司（ A-B ：Allen-Bradley）美国
摘要
近些年，准确度高的电气控制系统和能力强大的控制系统愈来愈遍及。可编程逻辑控制器的利用能够使很多一般系统难以处理的问题变得容易，并提升系统的稳定性。PLC拥有微型计算机优点的同时，还有以往继电器的优点。它解决了以往技术的缺点不可靠和高功耗，但也考虑到成本因素，成本远远低于工业控制计算机，
本文主要研究的是PLC在自动成型机方面的应用，通过控制活塞的运动对物体的形状进行冲击和挤压变成所需要的形状，并用指示灯经行模拟形成一个实验模块的设计。其中包括了对实验模块硬件和软件的研究与设计。通过实验完成此项设计。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:可编程逻辑控制器实验模块硬软件系统编程语言
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 课题研究的目的和意义 1
1.3本课题研究的内容 2
第二章 可编程控制器的介绍 2
2.1可编程控制器简介 2
2.2 PLC类型的选择 4
2.3 FX2N 产品简介 4
2.4 PLC基本编程指令的介绍 5
2.5 PLC的设计原则 6
第三章 自动成型机控制系统的设计 7
3.1 PLC在自动成型机上的应用 7
3.2 自动成型机的工作原理 7
3.3自动成型机的I/O分配表 10
3.4控制思想，控制方法 11
第四章 自动成型机控制系统的PLC程序设计 12
4.1状态转移图（SFC图） 12
4.2 PLC的编程语言 13
第五章 实验模块的设计 14
5.1实验模块的组成 14
5.2 实验模块的详细图解如图5.1所示 14
5.3实验内容与考核 15
5.4运行调试 16
5.5工作过程? 17
结束语 17
参考文献 19
致谢 20
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景
随着PLC技术的不断提高，在工作生产中得到了广泛的应用。PLC除了结合计算机功能、自动化功能，还拥有通讯功能，主要用于解决控制过程、拥有简明编程系统，适用于生产生活，通俗易理解，上手快，稳定性高。在各种工业控制领域，公共事业等各种方面获得了广泛的应用。
当今企业提出的高效率、应变快的需求，生产劳动变的更为复杂，难度越来越大。不仅浪费人力于物力，而且所得的远大于耗费的资源。因此，自动成型机的出现并广泛应用成为历史的必然。因此，以后生产的主要方向是要结合自动成型机设备与PLC技术，进而产生智能型自动成型设备将成为社会的主流。
然而，近些年各类高校招生规模不断扩大。伴随而来的是对各高校的实验教学资源的挑战。但传统的实验室教学模式仍是主流，各类模拟逼真的实验器材又价格昂贵，导致了实验教学受到了空间与时间的双重限制。针对此种现象，低成本，简单明了的实验模块拥有着很大的优势。本文所研究的基于FX2N系列的自动成型机实验模块就是此类模块中的一种。利用发光二极管，开关等低廉的元器件，模拟自动成型机的各种模块。在实验效果上不弱于高成本的仿真器材。
1.2 课题研究的目的和意义
由于PLC技术在生产生活中得到了广泛的应用，基于FX2N系列的自动成型机实验模块的研究在教育方面，让同学们可以简单明了的看到实验现象，启发同学往更深处的PLC技术经行思考。在工业生产的角度，PLC技术拥有许多传统技术所不具有的优点，包括可靠性，易变性等。利用PLC技术控制的自动成型机拥有很大的优势。
在学校实验室中，由于限于成本，用于PLC实验的方法通常是通过替代的方法将一些成本低，易获得的元器件替代在生产过程中所需要的各种模块。比如用普通的发光小灯泡取代所需的目标。如:电机、电磁阀等。用手动控制的开关代替模拟开关的各种传感器。这样即节省了成本，还能够简单明了的看到目标器件的实验变化。这一过程一方面为同学们提供一个方便易懂的PLC实验模块，可以让同学们清楚的看到PLC在生产生活中的应用，启发同学们利用PLC去研究和开发新的产品，另一方面也顺应了时代的潮流，让先进的技术直接传导给新时代的大学生。
在工业生产中，自动成型机的研发由于开发周期长，投入成本大，核心的技术主要掌握在某几家厂商手里。因此关于研发自动成型机必须跳出传统的圈子，而近些年PLC技术在自动化领域兴起，它与自动成型机的结合，必成为全自动成型机研究的一大热点，在市场中将占有一席之地。
1.3本课题研究的内容
自动成型系统的逐步完善，导致了自动成型系统的应用越来越普遍，同时进一步扩大对其进一步的研究。在材料塑形的生产中，PLC的应用正不断的提升着科学研究，生产，管理等。本文所研究的系统是一个由PLC控制的自动成型系统。
本文主要研究的是PLC在自动成型机方面的应用，通过控制活塞的运动对物体的形状进行冲击和挤压变成所需要的形状，并用指示灯经行模拟形成一个实验模块的设计。其中包括了对实验模块硬件和软件的研究与设计。
主要内容分为以下几步：
1、根据自动成型机的概念，提出自动成型机的运行步骤。
2、选择各个原件能够使自动成型机顺利运行。
3、编写程序并调试。
4、对应于各个模块，提出实验模块的设计。
5、调试实验模块能否实现应有的功能。
6、完成实验模块的设计。
最终经过调试，顺利完成上述步骤。
第二章 可编程控制器的介绍
2.1可编程控制器简介
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC
在PLC出现之前，继电器和接触器在工业控制中占有主体地位。然而，以此为核心的控制系统存在着许多无法避免的缺陷；
（1）需使用大量的机械接点，可靠性差
（2）当制作流程改变时，硬件接线发生巨大变化时，需要费时费力
（3）功能的局限性太大
（4）体积大，功耗多
现代社会要求制造业要求市场生产出成本低，品种多，反应稳定的产品。PLC就是在这种工业需求的情况下产生的。自从第一台PLC研制出来才短短四十多年，PLC得到了异常迅猛的发展。
国际电工委员会（IEC）的定义是：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，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,并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”[2]可以从定义看出，PLC主要运用于工业生产，因为它具有强大的稳定性，面向的应用很广，可以适用于很多生产环境。
PLC有两种结构，一种为固态式，一种是组合式。固态式的PLC为一个整体。它是无法拆卸的。包括如内存，Display 和CPU等元素。模块式的PLC则如其名，拥有很多不同的模块。这些模块可以根据不同的需求自由搭配，组合成用户所需机型。更为自由和方便。在这些模块中，主要包含了CPU模块，内存模块等。同时还有组合模块用的底板和机架。
当今世界上拥有制作优良性能的PLC的著名公司：
艾伦-布拉德利公司（ A-B ：Allen-Bradley）美国
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