PLC控制系统在运料小车中的应用
引 言 1
一、PLC控制系统概述 2
（一）PLC的基本定义 2
（二）PLC控制系统的组成及应用 2
（三）PLC的发展方向 2
二、PLC控制系统的工作方式及过程 3
（一）工作方式 3
（二）工作过程 3
三、PLC控制系统在运料小车中的应用 3
（一）装置简介 3
（二）工作方式 3
（三）输入输出端口配置 4
（四）用欧姆龙系列PLC简易编程器进行程序输入及调试 4
（五）控制流程图 4
（六）梯形图 5
四、系统常见故障分析及维护 7
（一）系统故障的概念 7
（二）PLC主机系统故障分析 7
（三）现场控制设备故障分析 7
总 结 9
参考文献 10
谢 辞 11
引 言
随着中国经济的发展，特别是制造业的迅猛发展，中国逐渐成为“世界制造中心”而控制系统是产业高效化、精细化进步的核心枢纽。PLC控制系统从上世纪70年代出现以来，由于其高效、高可靠性等特点获得了迅速的发展，目前已经在工业控制领域取得了极为广泛的应用，例如数控机床、工业流水线、家用设备等几乎都离不开PLC控制系统。20世纪70年代中末期，PLC投入于生产发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，PLC的功能又有了一个质的增长。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
由于PLC控制系统的工程应用需要专门人才具备基本的编程等知识，因此目前我国对PLC控制方面的应用型人才还存在较大的缺口， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
基于此，在本论文中将完成以下主要工作：（1）介绍PLC控制的基本定义，以及PLC的主要组成部件和发展方向；（2）针对实际案例分析运料小车的动作要求，包括其装料以及卸料的过程等；（3）画出该小车的控制流程图，并且基于控制流程图，完成了梯形图的编写；（4）对容易发生在PLC控制系统中的问题和解决方法简要地进行探讨。通过以上准备为PLC控制系统在工业控制里的基本作用提供一定的依据。
一、PLC控制系统概述
（一）PLC的基本定义
可编程控制器（可编程逻辑控制器），是指基于计算机技术的新型工业控制装置[1]。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是操作电子数字计算的装置，专为在工业环境中使用的设计。。它可以使用存储器，用于实现逻辑运算，顺序运算，计时，计数，并在其内部存储的算术运算指令进行编程，并通过数字或模拟式输入和输出，对不同样式的机械或工作流程进行控制2]。
（二）PLC控制系统的组成及应用
1.PLC控制系统的组成
PLC是上个时代70年以后发展起来的一项新类工业控制机械[3]。兼有性能好、实用性高、装置灵敏、方式简单以及体积小巧、质量小等优势[4]，国内国外早就被大量使用于各种自动控制，并已成为工业自动化的核心力量。如下图1-1所示，它主要由CPU、存储器、I/O部分、编程器编程器以及电源组成。
图1-1 PLC的主要组成部件
2.PLC控制系统的应用[5]
今天的控制系统在工业生产中大量的被应用，按其功能区别，大致有下面的使用方面：
1) 开关量逻辑控制；
2) 定时、计数控制；
3) 闭环过程控制；
4) 冗余控制；
5) 监控；
6) 数字通信和联网控制。
（三）PLC的发展方向
1.小型化方向：能力强、体积小、点数少、价格低[6]。
2.大型化方向：能力强大，使用范围广，性能好，高等级的多样化标准化并构成一种以分散和分布为样式的编程软件。
二、PLC控制系统的工作方式及过程
（一）工作方式
PLC使用循环扫描，输入焦点，集中输出的工作方法。扫描一次所用的时间称为扫描周期。
（二）工作过程
1.输入采样阶段：PLC采用扫描的方法按次序写入全部的输入状态和数据，并把它们存进I/O映像区里对应的存储单元里。
2.程序执行阶段：CPU采用从上到下、从左往右的扫描顺序检测用户程序，每条指令按次序来执行。
3.输出刷新阶段：等全部的程序动作完成后，CPU将所有需要一次性输出的数据输出使外部负载得以工作。
三、PLC控制系统在运料小车中的应用
（一）装置简介
按下运行按钮S01，运料小车开始动作，按下停止按钮S02，运料小车停止动作。按下S01按钮小车开始启动从起点出发，KM1开关吸合后小车往前行驶直至触碰SQ2开关，KM2开关吸合后甲料斗进料5秒钟，接着小车仍然往前行驶直至触碰SQ3开关，KM3开关吸合让乙料斗进料3秒钟，接着KM4开关吸合小车驶至起点直至碰触SQ1开关停止，KM5开关吸合让小车卸料5秒钟之后一个循环结束。（如图2-1所示）
图2-1 运料小车动作示意图
（二）工作方式
1.小车的连续循环与单次循环能按下S07自锁按钮来进行切换，如S07是“0”小车连续循环，如S07是“1”小车单次循环；
2.汽车连续循环，按S02停止按钮小车进行现阶段的运行流程，马上回到起点，直到触碰SQ1开关时马上停下;如再按开始按钮S01小车再次运行；（3）3次循环一一运行后后自动停止，半程按下停止按钮S02那么小车进行完一次循环停止运行。
（三）输入输出端口配置
表1-1 输入设备及端口
输入设备 输入端口编号 接考核箱对应端口
启动按钮S01 0000 SO1
停止按钮S02 0001 SO2
开关SQ1 0002 电脑和PLC自动连接
开关SQ2 0003 电脑和PLC自动连接
开关SQ3 0004 电脑和PLC自动连接
选择按钮S07 0005 S07
表2-1 输出设备及端口
输出设备 输出端口编号 接考核箱对应端口
向前接触器KM1 1000 H01
总 结
在本文中阐述了运料小车在PLC控制系统中的应用，第一，简要介绍了PLC控制的基本定义，描写了PLC的主要构成部件和发展方向；其次，描写了了PLC控制系统的工作方式和工作流程；然后，针对实际案例分析了运料小车的动作要求，包括其装料以及卸料的过程等，并且给出了输入输出端口配置；同时，还画出了该小车的控制流程图，并且基于控制流程图，完成了梯形图的编写。最后，简单的叙述了PLC控制系统可能出现的故障及常见解决方式。
谢 辞
时光如白驹过隙，三年，在这一季的学习生活中是最后一站，这在我的生活虽然仅仅一个逗号，但在我的学生生涯里确是一个句号一个终点，我将踏上另一段旅程，迎接人生新的挑战。三年的求学生涯在师长、亲友的帮助和鼓舞之下即将结束，我付出了努力也收获了不少，在知识的海洋中徜徉，我想快海绵一样不住的吸吮，贪婪的表达着对知识的渴望。在论文即将完成之际，我脑中想法颇多，心情激荡无法平静下来。学术名人、革命先驱固然是我所敬仰的，可是我由衷的把我的敬意和感谢献给一位平凡的人，我的导师王月芹。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您在教学上一丝不苟，学识浩瀚如海，思想深邃，在您的耳濡目染之下我受益良多。授人以鱼不如授人以渔，徜徉其中，耳濡目染，潜移默化，使我不仅树立了新颖的思想观念，树立了远大的学习目标，领会了各式各样的思考方式，从初期论文题目的选定，到论文修改的细心指导,一次次不经意的启发,再经冥思后的醒悟，常常让我有一种茅塞顿开的感觉。
一、PLC控制系统概述 2
（一）PLC的基本定义 2
（二）PLC控制系统的组成及应用 2
（三）PLC的发展方向 2
二、PLC控制系统的工作方式及过程 3
（一）工作方式 3
（二）工作过程 3
三、PLC控制系统在运料小车中的应用 3
（一）装置简介 3
（二）工作方式 3
（三）输入输出端口配置 4
（四）用欧姆龙系列PLC简易编程器进行程序输入及调试 4
（五）控制流程图 4
（六）梯形图 5
四、系统常见故障分析及维护 7
（一）系统故障的概念 7
（二）PLC主机系统故障分析 7
（三）现场控制设备故障分析 7
总 结 9
参考文献 10
谢 辞 11
引 言
随着中国经济的发展，特别是制造业的迅猛发展，中国逐渐成为“世界制造中心”而控制系统是产业高效化、精细化进步的核心枢纽。PLC控制系统从上世纪70年代出现以来，由于其高效、高可靠性等特点获得了迅速的发展，目前已经在工业控制领域取得了极为广泛的应用，例如数控机床、工业流水线、家用设备等几乎都离不开PLC控制系统。20世纪70年代中末期，PLC投入于生产发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，PLC的功能又有了一个质的增长。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
由于PLC控制系统的工程应用需要专门人才具备基本的编程等知识，因此目前我国对PLC控制方面的应用型人才还存在较大的缺口， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
基于此，在本论文中将完成以下主要工作：（1）介绍PLC控制的基本定义，以及PLC的主要组成部件和发展方向；（2）针对实际案例分析运料小车的动作要求，包括其装料以及卸料的过程等；（3）画出该小车的控制流程图，并且基于控制流程图，完成了梯形图的编写；（4）对容易发生在PLC控制系统中的问题和解决方法简要地进行探讨。通过以上准备为PLC控制系统在工业控制里的基本作用提供一定的依据。
一、PLC控制系统概述
（一）PLC的基本定义
可编程控制器（可编程逻辑控制器），是指基于计算机技术的新型工业控制装置[1]。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是操作电子数字计算的装置，专为在工业环境中使用的设计。。它可以使用存储器，用于实现逻辑运算，顺序运算，计时，计数，并在其内部存储的算术运算指令进行编程，并通过数字或模拟式输入和输出，对不同样式的机械或工作流程进行控制2]。
（二）PLC控制系统的组成及应用
1.PLC控制系统的组成
PLC是上个时代70年以后发展起来的一项新类工业控制机械[3]。兼有性能好、实用性高、装置灵敏、方式简单以及体积小巧、质量小等优势[4]，国内国外早就被大量使用于各种自动控制，并已成为工业自动化的核心力量。如下图1-1所示，它主要由CPU、存储器、I/O部分、编程器编程器以及电源组成。
图1-1 PLC的主要组成部件
2.PLC控制系统的应用[5]
今天的控制系统在工业生产中大量的被应用，按其功能区别，大致有下面的使用方面：
1) 开关量逻辑控制；
2) 定时、计数控制；
3) 闭环过程控制；
4) 冗余控制；
5) 监控；
6) 数字通信和联网控制。
（三）PLC的发展方向
1.小型化方向：能力强、体积小、点数少、价格低[6]。
2.大型化方向：能力强大，使用范围广，性能好，高等级的多样化标准化并构成一种以分散和分布为样式的编程软件。
二、PLC控制系统的工作方式及过程
（一）工作方式
PLC使用循环扫描，输入焦点，集中输出的工作方法。扫描一次所用的时间称为扫描周期。
（二）工作过程
1.输入采样阶段：PLC采用扫描的方法按次序写入全部的输入状态和数据，并把它们存进I/O映像区里对应的存储单元里。
2.程序执行阶段：CPU采用从上到下、从左往右的扫描顺序检测用户程序，每条指令按次序来执行。
3.输出刷新阶段：等全部的程序动作完成后，CPU将所有需要一次性输出的数据输出使外部负载得以工作。
三、PLC控制系统在运料小车中的应用
（一）装置简介
按下运行按钮S01，运料小车开始动作，按下停止按钮S02，运料小车停止动作。按下S01按钮小车开始启动从起点出发，KM1开关吸合后小车往前行驶直至触碰SQ2开关，KM2开关吸合后甲料斗进料5秒钟，接着小车仍然往前行驶直至触碰SQ3开关，KM3开关吸合让乙料斗进料3秒钟，接着KM4开关吸合小车驶至起点直至碰触SQ1开关停止，KM5开关吸合让小车卸料5秒钟之后一个循环结束。（如图2-1所示）
图2-1 运料小车动作示意图
（二）工作方式
1.小车的连续循环与单次循环能按下S07自锁按钮来进行切换，如S07是“0”小车连续循环，如S07是“1”小车单次循环；
2.汽车连续循环，按S02停止按钮小车进行现阶段的运行流程，马上回到起点，直到触碰SQ1开关时马上停下;如再按开始按钮S01小车再次运行；（3）3次循环一一运行后后自动停止，半程按下停止按钮S02那么小车进行完一次循环停止运行。
（三）输入输出端口配置
表1-1 输入设备及端口
输入设备 输入端口编号 接考核箱对应端口
启动按钮S01 0000 SO1
停止按钮S02 0001 SO2
开关SQ1 0002 电脑和PLC自动连接
开关SQ2 0003 电脑和PLC自动连接
开关SQ3 0004 电脑和PLC自动连接
选择按钮S07 0005 S07
表2-1 输出设备及端口
输出设备 输出端口编号 接考核箱对应端口
向前接触器KM1 1000 H01
总 结
在本文中阐述了运料小车在PLC控制系统中的应用，第一，简要介绍了PLC控制的基本定义，描写了PLC的主要构成部件和发展方向；其次，描写了了PLC控制系统的工作方式和工作流程；然后，针对实际案例分析了运料小车的动作要求，包括其装料以及卸料的过程等，并且给出了输入输出端口配置；同时，还画出了该小车的控制流程图，并且基于控制流程图，完成了梯形图的编写。最后，简单的叙述了PLC控制系统可能出现的故障及常见解决方式。
谢 辞
时光如白驹过隙，三年，在这一季的学习生活中是最后一站，这在我的生活虽然仅仅一个逗号，但在我的学生生涯里确是一个句号一个终点，我将踏上另一段旅程，迎接人生新的挑战。三年的求学生涯在师长、亲友的帮助和鼓舞之下即将结束，我付出了努力也收获了不少，在知识的海洋中徜徉，我想快海绵一样不住的吸吮，贪婪的表达着对知识的渴望。在论文即将完成之际，我脑中想法颇多，心情激荡无法平静下来。学术名人、革命先驱固然是我所敬仰的，可是我由衷的把我的敬意和感谢献给一位平凡的人，我的导师王月芹。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您在教学上一丝不苟，学识浩瀚如海，思想深邃，在您的耳濡目染之下我受益良多。授人以鱼不如授人以渔，徜徉其中，耳濡目染，潜移默化，使我不仅树立了新颖的思想观念，树立了远大的学习目标，领会了各式各样的思考方式，从初期论文题目的选定，到论文修改的细心指导,一次次不经意的启发,再经冥思后的醒悟，常常让我有一种茅塞顿开的感觉。
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