材料分拣系统的设计.doc

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1、河南工业职业技术学院 毕业设计论文材料分拣系统的设计摘要利用可编程控制器（PLC）设计成本低、效率高的材料分拣装置，以PLC为主控制器，结合气动装置、传感器合位置控制等技术，现场控制产品的分拣，该系统灵活性较强，程序开发简单，自动化程度高，运行稳定，精度高，易控制的特点，可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求。关键字：PLC；自动分拣；硬件设计；软件设计AbstractUsing the programmable controller (PLC) design of low cost, high efficiency material sorting device is given priori

2、ty to with PLC controller, combined with pneumatic device, sensor technology, such as position control and the control of product sorting, the system flexibility strong, simple programming, high degree of automation, stable running, high precision, easy to control, the characteristics of adaptable f

3、or material sorting demand for flexible production line.Key words: PLC; Automatic sorting; Hardware design; The software desi- 2 -河南工业职业技术学院 毕业设计论文目录摘要.3第一章 前言.41.1 应用材料分拣装置的目的和意义.41.2 材料分拣装置的发展介绍.5 1.3 PLC的特点、功能及应用.4第二章系统分析.62.1 系统介绍.62.2 硬件分析. . .72.2.1系统关键技术.7 2.2.2检测元件与执行装置的选择.122.3 软件设计.15第三章 课

4、题研究的方法和手段.183.1 硬软件比较.183.2 PLC的特点及功能.183.3 PLC控制系统的发展趋势.19第四章 结果和讨论.204.1 PLC控制材料分拣装置的硬件设计.204.1.1分析被控对象并提出要求.204.1.2 确定输入输出设备.204.1.3 选择合适的PLC类型 .204.1.4 分配I/O点.214.2 程序设计.244.2.1 程序设计.254.2.2 程序模拟调试.25 4.2.3 硬件实施.26 4.2.4 整理和编写技术文献.264.3 PLC的软件设计.274.3.1分配定时器/计数器.274.3.2 编制控制系统的逻辑关系图.274.3.3 绘制电路

5、图.284.4 PLC调试过程及分析.29第五章 电器元件设备的选择.305.1 PLC机型的选择. . . .315.2 元器件的选用. . .31第六章 结论.32致谢.32参考文献.33设计总结.34附表1.35附表2.36第一章 前言1.1设计的目的和意义1 设计的目的 通过毕业设计培养综合运用所学的基础理论，基础知识，基本技能进行分析和解决实际问题的能力。通过PLC系统开发的综合训练，达到能够进行PLC系统设计和实施调试的目的。培养分析和解决系统调试运行过程中出现各种实际问题的能力。2 设计的意义随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈。因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提

6、高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题，利用PLC技术设计了一种成本低，效率高的材料自动分拣装置，在材料分拣过程中取得了较好的控制效果。采用可编程控制器PLC进行控制物料分拣，能连续，大批量的分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率，分拣作业基本是无人化，而且分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物液、物料信息液的分配和管理，其设计采用标准化、模块化的组装、具有系统布局灵活、维护、检修方便等优点且受场地影响不大。1.2 材料分拣装置的

7、发展介绍 材料分拣（亦称自动分拣）是二次大战后在美国、日本的物流中心中广泛采用的一种自动分拣系统，该系统已经成为发达国家先进和大中型物流中心，配送中心或流通中心所必需的设施条件之一，但因其要求使用者必须具备一定的技术经济条件，因此，在发达国家，物流中心，配送中心或流通中心不用自动分拣系统的情况也很普遍。1.3 设计任务及原理1 设计任务 通电状态下，下料时，下料传感器动作，传送带运行，电感传感器检测到铁块材料时，汽缸1动作将材料推下，电容传感器检测到铝块材料时，汽缸2动作将材料推下，颜色传感器检测非金属材料为黄色块时汽缸3动作将材料推下。其它颜色非金属材料块被传送到SD位置时，汽缸4动作将材料

8、推下，竖井式下料槽无料时，传送带运行一个行程自动停机。2 设计原理 根据分拣装置工作过程设计功能表图，设计电气控制原理图，在设计的电气控制原理图的基础上对它进行研究，分析工作过程的每一个环节，再选择合适的PLC类型，编写I/O分配图。第二章 系统分析2.1材料分拣装置的系统分析 2.1.1 系统介绍 材料分拣装置是一个模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC、传感器、位置控制、电气传动和气动技术，可实现不同材料的自动分选和归类功能，并可配置监控软件由上位计算机监控。它采用台式结构，内置电源，有步进电机、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件，可与各类气源相连接选用

9、颜色识别传感器及对不同材料敏感的电容式和电感式传感器，分别固定在网板上，且允许重新安装传感器排列位置或选择网板不同区域安装材料分拣装置能实现如下3种基本功能(1)分拣出金属与非金属(2)分拣某一颜色块(3)分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块系统利用各种传感器对待测材料进行检测并分类当待测物体经下料装置送入传送带 依次接受各种传感器检测如果被某种传感器器测中，通过相应的气动装置将其推入料箱；否则，继续前行控制要求：(1)系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲.(2)电机运行，带动传输带传送物体向前运行(3)有物料时，下料汽缸动作，将物料送出.(4)当电感传感器检测到金属物料时，推汽缸1

10、动作将待测物料推入下料槽(5)当电容传感器检测到非金属物料时，推汽缸2动作将待测物料推人下料槽(6)当颜色传感器检测到材料为某一颜色时，推汽缸3动作将待测物料推人下料槽(7)其他物料被送到SD位置时，汽缸4动作将待测物料推入下料槽(8)汽缸运行应有动作限位保护(9)下料槽内无下料时，延时后自动停机2.2 硬件分析2.2.1 硬件介绍一、世界各国生产的可编程控制器外观各异，但作为工业控制计算机，其硬件结构大体相同，主要有中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出器件（I/O接口）、电源及编程设备几大部分构成。CPU是PLC的核心。PLC按硬件结构类型可分为单元式结构、模块式结构、叠

11、装式结构等。单元式PLC结构框图 单元式PLC一般用于规模较小，输入输出点数固定，以后也少有扩展的场合，模块式PLC一般用于规模较大，输出点数较多，输入输出点数比较灵活的场合。叠装式PLC具有二者的优点。1 中央处理单元（CPU）中央处理单元是可编程控制器的核心，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。可编程控制器中采用CPU一般有三大类，一类为通用微处理器，如 80286、80386等;一类为单片机芯片，如 8031、8096 等；另外还有微处理器，如 AMD2900AMD2903等。2 存储器存储器是可编程控制器存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。分

12、为只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）两大类。3 输入输出接口输入口用来接受生产过程的各种参数，输出口用来送来送出可编程控制器运算后得到的控制信息，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。一 、开关量输入单元通常开关量输入单元（模块）按信号电源的不同分为三种类型：直流1224V输入、交流100120V或200240V输入和直流1224V输入三种。被控对象的现场信号通过开关、按钮或传感器，以开关量的形式通过输入单元送入CPU进行处理，其信号流向如下图输入模块组成框图 二、 开关量输出单元PLC所控制的现场执行元件有电磁阀、继电器、接触器、指示灯、电热器、电动机等。CPU输出的控制信

13、号。经输出模块来驱动执行元件。其中输出电路由隔离电路和功率放大电路组成。输出模块组成框图三、开关量输入接口PLC提供了多种操作电平和驱动能力的I/O接口，有各种各样的I/O接口供用户选用。I/O接口的主要类型有：数字量（开关量）输入、数字量（开关量）输出、模拟量输入、模拟量输出等。常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有三种类型：直流输入接口、交流输入接口、交直流输入接口。原理电路如下：开关量输入接口a)直流输入电路 b)交流输入电路 c)交流输入电路四、开关量输出接口开关量输出的模块形式有三种：继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出。下面简单介绍继电器输出（交直流）模块。继电器既是输出开关器件，

14、又是隔离器件，电阻R1和LED组成输出状态显示器；电阻R2和电容器C组成RC灭弧电路，消除继电器触点火花。当CPU输出一个接通信号时，LED亮，继电器线圈得电，其常开触点闭合，使电源、负载和触点形成回路。继电器触点动作的响应时间约为10ms。继电器输出模块的负载回路，可选用交流电源。外界电源及负载电源的大小，由继电器的触点决定，通常在电阻性负载时，继电器的每个触点输出的最大负载电流为2A。继电器输出模块的电原理图 PLC的I/O接口所能接受的输入信号和输出信号个数称为PLC输入/输出(I/O)点数。I/O点数是选择PLC的重要依据之一。当系统的I/O点数不够时，可通过PLC的I/O扩展接口对系

15、统进行扩展。系统的硬件结构框图，如下所示其工作过程是开启电源，步进电机运行并驱动传输带，下料传感器检测下料槽内是否有物料若无物料，延时后自动停止并等待上料；当下料槽内有物料时，系统自动运行首先，下料传感器发送信号给PL C，并转送给推汽缸经过一定时间，下料汽缸依次将物料推至传输带当物料由传输带传输时，光电编码器发出脉冲开始进行计数，电机运行，实现定位控制当电感传感器检测到物料为金属物料时，发出反馈信号给PLC，由PLC控制推汽缸1动作，将物料推到卸料斗当推汽缸电磁阀运行到限位时，电磁阀复位，恢复原状态此时，电机重新工作驱动传输带到下一位置同理，可通过相应传感器分拣相应的空物料。 系统硬件结构框

16、图2.2.2、检测元件与执行装置的选择 旋转编码器旋转编码器是与步进电机连接在一起，在本系统中可用来作为控制系统的计数器并提供脉冲输入，它转化为位移量，可对传输带上的物料进行位置控制。传送至相应的传感器时，发出信号到PLC，以进行分拣，也可用来控制步进电机的转速。本次设计选用E6A2CW5C旋转编码器。 电容传感器电容传感器属于具有开关量输出的位置传感器，是一种接近式开关，它的测量头通常是构成电容的一个极板，而另一个极板是待测物体本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化。由此，便可控制开关的接通和断开。本装置中电容传感器是用于检测非

17、金属物料，选用E2KX8ME1电容传感器。 电感传感器电感式传感器也属于有开关量输出的位置传感器，也是一种接近式开关，用来检测金属物体。它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流，这个涡流反作用于接近开关，使接近开关震荡能力衰减，内部电路的参数发生变化。由此，可识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通和断，选用M18X1X40电感传感器。 颜色传感器选用OMRON公司生产的，型号为E3SVS1E4颜色传感器。此传感器为RGB（红绿蓝）颜色传感器，可检测目标物体对三基色的反射比率，从而鉴别物体颜色。 步进电机步进电机在控制系统中具有

18、广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。 a. 步进电机的工作原理 该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。 图1 四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和

19、C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示： 图2.步进电机工作时序波形图2.基于AT89C2051的步进电机驱动器系统电路原理b. 步进电动机的选择步进电机 步进电

20、机作为执行机构用于带动传输带输送物料前行，与旋转编码器连接在一起可以通过控制脉冲个数，来控制角位移量，从而达到准确定位的目的同时，可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度，达到调速的目的步进电机选用的型号为42BYGH101,其技术参数是：相数 4 电感mH 5.6 重量g 0.24Kg 电阻 8.5 电压V 6.0 电流A 0.7 环境温度 20+50。 2.3 软件分析2.3.1 软件介绍 可编程控制器的系统软件有两部分，一是编程器的系统软件，二是可编程序控制器的操作软件OS. 编程器常用继电器语言，也叫梯形图符号语言，对可编程序控制器进行编程，用户使用起来非常方便。为了把使用这种语言编的

21、程序变成可编程序控制器中央处理器所能接受的机器语言，需要通过编译程序才能完成。这种编译程序存在编程器的ROM存储器中，构成了编程器的系统软件。可编程控制器内有一个操作系统，主要任务是解读用户程序，执行过程如下图：根据系统控制要求，可画出如下所示的系统软件流程图该系统可选择连续或单次运行工作状态若为连续运行状态，则系统软件设计流程图中的汽缸4动作后，程序再转到开始；若为单次运行，则汽缸4动作后停机如果需要，该系统可在分拣的同时对分拣的材料进行数量的统计，这只需在各汽缸动作的同时累计即可应用高速计数器编制程序，可以实现系统的定位控制功能用高速计数器计数步进电机转过的圈数，来确定物料到达传感器的距离

22、，实现定位功能定位时，电机停转，计数器清零，传感器开始工作，对物料进行分拣处理在汽缸13动作后，电机重新运行，高速计数器也重新计数如果相应的传感器没有检测到物体，则电机重新运行，高速计数器也重新计数，继续运行到下一位置如果只对材料的某一特性进行分拣，比如只分拣金属和非金属，则只需对传感器的安放或程序进行修改即可开始汽缸是否回位斗内是否有料计时到自动停机电动机运行皮带传动下料气缸Y5动作SA测到物体推汽缸1动作推汽缸2动作推汽缸3动作推汽缸4动作连继运行SB测到物体SC测到物体YYYNYNYYNYNN 系统软件流程图第三章 课题研究的方法和手段3.1 硬软件比较随着三菱PLC功能的逐渐健全，也越

23、来越受人们的欢迎。它不仅具有丰富的机型、超小的体积、灵活的安装、双CPU结构、极高的运算速度等特点，还有事件中断自动告知、自诊断、故障历史记录、远程口令等特殊功能。简单介绍它与继电器的比较：采用微处理器为核心，并采取各种抗干扰措施，因为PLC可靠性高、控制功能强体积小。利用PLC内部计算器和计时器，容易实现逻辑组合和运算，不用增加硬设备。由于PLC采用软件编制程序来完成任务，因此可以随时变更程序来适应生产工艺的改变，而不用重新布线。3.2 PLC的特点及功能3.2.1 PLC的优点由于可编程控制器（PLC）具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、程序设计简单及便于安装调试等优

24、点。PLC在工业自动化控制的各个领域发挥着越来越重要的作用，社会对可变程序控制器技术人员的需求也越来越迫切，在可预见的将来是无法替代的。可编程序控制器（Programmable Controller）通常也可简称为可编程控制器，英文缩写为PC或PLC,是以微处理器为基础，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通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便，可靠性高，抗干扰能力强，适应性强，采用模块化结构，使系统组合编程语言简单易学，系统设计周期短，对生产工艺改变适用性强，安装简单，调试方便，维护工作量小，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境

25、的能力，更是得到用户的好评。成为现代工业控制的三大技术支柱（PLC,机器人和CAD/CAM）之一。3.2.2 PLC的缺点固定的编程 有些PLC编程功能单一。如果不需要就必花大代价使用具有多种编程功能的PLC。例如为了节约成本，一些设备制造厂仍然使用带销的机械式定序器。如果操作顺序很少或根本不会改变，就没有必要使用重编程功能的PLC。考虑环境因素 PLC需要工作在一定的环境下，高温和振动将会影响PLC系统的电子设备，就限制了PLC的使用。故障保护 在PLC系统中，必须提供一个输入电压来停止设备。这些系统没有故障保护。固定回路操作 当系统要做周期性更新时，用PLC系统更新。3.2.3 PLC的功

26、能（1）开关量控制：PLC可以完成开关逻辑运算和顺序逻辑运算控制，从而实现对生产机械或生产过程的自动控制。（2）模拟量控制：如温度，压力，流量，液位都属于模拟量。（3）定时/计数控制：PLC具有很强的定时、计数功能，它可以为用户提供数十甚至数百个定时器或计数器。（4）数据处理：新型PLC都具有数据处理能力，不仅能进行算术运算、数据传送、而且还能进行数据比较、数值转换、数据显示打印，甚至浮点运算、函数运算等功能。（5）联网与通信：PLC可与上为计算机或同位PLC进行数据通信，完成数据的处理和信息的交换，实现对整个生产过程的信息控制和管理，是实现工厂自动化的理想工业控制器。3.3 PLC控制系统的

27、发展趋势随着PLC技术的推广、应用，PLC将进一步向以下几个方向发展。（1）标准化：指令兼容，外设易于扩展，但不同厂家生产的PLC，梯形图、指令及各种配件均有一些差异，不利于PLC的普及。（2）小型化：随着微电子技术的进一步发展，小型机的功能将进一步完善，PLC的结构必将更为紧凑，体积更小，使安装和使用更为方便。（3）模块化:采用模块化结构，使系统的构成更加灵活、方便。（4）低成本:使PLC在经济上能与继电器电路抗衡，成为继电器的替代品。（5）高功能 如（完成位置控制、温度控制、中断控制、PID调节、远程通讯、音响输出等）。最后PLC的普及是机电一体化的必然趋势，也就是说实现机电一体化也是PL

28、C发展的一个重要方向。第四章 结果和讨论4.1 PLC控制材料分拣装置的硬件设计4.1.1分析被控对象并提出要求a、被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。b、控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。4.1.2 确定输入输出设备根据被控对象对PLC控制系统的功能要求，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、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。4.1.3 选择合适的PLC类型 根据已确定的用户 I

29、/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。在满足功能要求的前提下，保证系统工作可靠，维护使用方便及最佳的性能价格比，选择有三菱公司生产的Fxos系列的PLC类型。F1系列机的最大I/O点数为120点，指令的平均执行时间为12us/步，用户程序存储容量为1000步。它有一个6位BCD码高速计数器，最高计数频率为2KHZ。4.1.4 分配I/O点分配PLC的输入输出点，编制出输入/输出分配表或者画出输入/输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。开关量I

30、/O。标准的I/O接口用于传感器和开关及控制设备进行数据传送，典型的交流I/O信号为24-240V，直流I/O信号为524V。 系统关键技术 a.根据控制要求确定I/O点数，输入应该有6个传感器信号，包括电感传感器、电容传感器、颜色传感器、预留传感器（可根据要求设置），以及检测下料的传感器和计数传感器。相应地，有相应的5个汽缸运动位置信号，每个汽缸有动作限位和回位限位，共计10个信号。输出包括控制电动机运行的接触器，以及5个控制汽缸动作的电磁阀。共需I/O点23个，其中17个输入，6个输出。硬件接线图输入部分硬件接线图输出部分b.PLC的选择 由于该材料分拣装置的控制为开关量控制，且所需的I/

31、O点数不多。因此，选择一般的小型机即可满足控制要求。本系统选择的PLC机型为三菱Fxos型。 根据所选择的PLC机型，对PLC的I/O点分配编号。通过I/O的连接，即可实现PLC对分拣装置的控制。建立I/O地址分配图如下：I/O地址分布表4.2 程序设计4.2.1 程序设计根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。a.将程序输入PLC当使用简易编程器将程序输入PLC时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上

32、编程时，可通过上下车机的连接电缆将程序下载到PLC中去。编程时应注意：1.认真分析被控对象的工艺过程的控制要求，用功能流程图的形式，表示程序设计的思想，为编程做好准备；2.根据现场信号与PLC外部电路图或；PLC软继电器编号对照表及程序功能流程图进行编程；3.要严格遵守梯形图、指令语句表的格式规则，编写程序。b.进行软件测试程序输入 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。4.2.2 程序模拟调试在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完

33、成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功，4.2.3 硬件实施 PLC硬件设计是指PLC外部设备的设计，在硬件设计中要进行输入设备的选择（如控制按钮、开关及计量保护装置的输入信号等），还有执行元件的选择以及控制台、柜的设计等。硬件设计还包括PLC输入输出通道的分配，为了便于程序设计和阅读，常做出I/O通道分配表，表中包含有I/O编号、设备代号、名称及功能等。4.2.4 整理和编写技术文献a. 系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。(1)

34、分配输入 / 输出点 一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。 分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。在个别情况下，也有两个信号用一个输入点的，那样就应在接入输入点前，按逻辑关系接好线（如两个触点先串联或并联），然后再接到输入点。(2) 确定 I/O 通道范围不同型号的PLC，其输入/输出通道的范围是不一样的，应根据所选 PLC 型号，查阅相应的编程手册，决不可“张冠李戴”，必须参阅有关操作手册。 (3) 部辅助继电器内部辅助继电器不对外输出，不能直接连接外部器件，而是在控制其他继电器、定时器/计数器时作数据存储或数据处理用。从功能上讲，内

35、部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。未分配模块的输入/输出继电器区以及为使用1：1链接时的链接继电器等均可作为内部辅助继电器使用。根据程序设计的需要，应合理安排PLC的内部辅助继电器，在设计说明书中应详细列出各内部辅助继电器在程序中的用途，避免重复使用。参阅有关操作手册。4.3 PLC的软件设计在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。对系统任务分块 分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务，这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题，这样可便于编制程序，计算机辅助设计是通过P

36、LC编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。使用编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试，使用编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成EXE运行文件。 4.3.1分配定时器/计数器 PLC 的定时器/计数器数量分别见有关操作手册。PLC 软件系统设计方法及步骤，PLC软件系统设计的方法 。在了解了PLC程序结构之后，就要具体地编制程序了。编制PLC控制程序的方法很多，这里主要介绍几种典型的编程方法。图解法编程，图解法是靠画图进行 PLC 程序设计。为此，不少PLC生产厂家在自己的PLC中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态

37、流程图之后，可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。4.3.2 编制控制系统的逻辑关系图从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入与输出的关系。根据PLC控制系统设计的基本内容，控制系统的设计一般按下图所示的步骤进行。PLC控制系统设计流程图4.3.3 绘制电路图绘制各种电路的目的，是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制PLC的输入电路时，不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致，还要

38、考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到PLC的输入端，把高压引入 PLC 输入端，会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制PLC的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到PLC输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此，在绘制电路图时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。4.4 PLC调试过程及分析在绘制完

39、电路图之后，就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以其他方法法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠之外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改，最好不要整个程序完成后一起算总帐。把所编的程序输入到计算机，进行编译，所输入的程序通过编译后直到最后通过。接入PLC通信口后，将所编程序进行调试。直到调试结果出现正常的结果。第五章 电器元件设备的选择5.1 PLC机型的选择可编程控制器（programmable logical controller，简称PLC）已经越来越多地应用于工业控制系统中，并且在自动控制系统中起着非常重要

40、的作用。所以，对PLC的正确选择是非常重要的。面对众多生产厂家的各种类型PLC，它们各有优缺点，能够满足用户的各种需求，但在形态、组成、功能、网络、编程等方面各不相容，没有一个统一的标准，无法进行横向比较。下面提出在自动控制系统设计中对PLC选型的一些看法，作为挑选PLC时作为参考。可以通过以下几方面的比较，挑选到适合的产品。（1）工作量这一点尤为重要。在自动控制系统设计之初，就应该对控制点数（数字量及模拟量）有一个准确的统计，这往往是选择PLC的首要条件，一般选择比控制点数多10%-30%的PLC。（2）工作环境工作环境是PLC工作的硬性指标。自控系统将人们从繁忙的工作和恶劣的环境中解脱出来

41、，就要求自控系统能够适应复杂的环境，诸如温度、湿度、噪音、信号屏蔽、工作电压等，各款PLC不尽相同。一定要选择适应实际工作环境的产品。（该设计环境正常，故不用特殊型号）(3）通信网络现在PLC已不是简单的现场控制，PLC远端通信已成为控制系统必须解决的问题。（故尽量选取比较常用的品牌）（4）编程程序是整个自动控制系统的“心脏”，程序编制的好坏直接影响到整个自动控制系统的运作。编程器及编程软件有些厂家要求额外购买，并且价格不菲，这一点也需考虑在内。（要求有良好的编程软件）（5）可延性这里包括三个方面含义：1、产品寿命。大致可以保证所选择的PLC的使用年限，尽量购买生产日期较近的产品。2、产品连续

42、性。生产厂家对PLC产品的不断开发升级是否向下兼容，这决定是否有利于现系统对将来新增加功能的应用。3、产品的更新周期。当某一种型号PLC（或PLC模块）被淘汰后，生产厂5.2 元器件的选用在自动控制系统中发出指令或信号的操作电器称为主令电器，主要用来切换控制线路，实现对自动控制系统的各种控制。用来切换控制线路，实现对自动控制系统的各种控制。 按钮 按钮主要用来接通和断开控制电路，它是电气控制的一种主令电器。 按照按钮的用途和触点的配置情况，可把按钮非为动合按钮，动断按钮和复合按钮三种,按钮在停按后，一般能自动复位。 总上所述应选动合按扭 ,按钮的文字符号为SB 图形符号为第六章 结论致 谢通过这次设计，收获大于付出，知识仍在，我不孤独。首先，在毕业设计顺利完成之前，我先最真诚向周老师说一声“谢谢您，周老师”。记得在刚开始做设计的时候，我们什么都不晓得 ，然现在我们作出了一副巨作，我很自豪。可以说有周老师的悉心辅导、不厌其烦的讲解和孜孜不倦的教导，就没有今天我们的作品。 同时，在即将完成学业走向社会的时刻，向