第一章 运料小车控制系统的应用背景
PLC（Programmable Logic Controller），是可编程逻辑控制器,是一种工业控制装置。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。
1987年，国际电工委员会（IEC）定义：“可编程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。可编程控制器及其有关外围设备，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”。
运料车在工厂和很多电气化设施上得到广泛的应用，传统的运料车需要耗费大量的人力和物力，很多资源得不到充分的利用。此次PLC运料车控制系统设计实现了运料小车自动循环往复运料，自动判断小车储料情况，实现标准的自动化生产，解放了工人师傅大量的精力，也为工厂节约了人力资源，并且更加准确的实现精确的运料过程。
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第二章 控制任务分析
2.1 任务分析
该运料小车控制系统的控制任务如下：
图 1运料小车控制系统控制任务图
2.2 PLC的工作原理
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
(一) 输入采样阶段：在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
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(二) 用户程序执行阶段：在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。
(三) 输出刷新阶段：当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
2.3 PLC的选型
目前在国内市场上有从美国、德国、日本等国引进的多种系列PLC，国内也有许多厂家组装、开发数十种PLC，故PLC系列标准不一，功能参差不齐，价格悬殊。在此情况下，PLC的选择应着重考虑PLC的性能价格比，选择可靠性高，功能相当，负载能力合适，经济实惠的PLC。据对多种因素的分析比较及监控系统、输入、输出点数的要求，选用松下FP0-C16系列的PLC。
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第三章 控制系统图设计
3.1 I/O地址分配
分析PLC的输入和输出信号，在满足控制要求的前提下，要尽量减少占用PLC的I/O
点。有控制开关输入的启停信号控制各按钮的开关，行程开关的闭合；控制输出的指示灯亮灭；重力传感器的感应与否。
表3—1 I/O分配表
控制信号 输入信号 信号名称 启动按钮X0信号 启动按钮X1信号 停止按钮X2信号 工位A信号 工位B信号 重力感应X5信号 热过载保护原件X6 小车前进信号 小车后退信号 工位A装电磁阀 工位B卸电磁阀 前进的指示灯信号 后退的指示灯信号 停止报警指示信号 元件名称 常开按钮 常开按钮 常开按钮 装行程开关 卸行程开关 重力传感器 热过载保护 接触器 接触器 电磁阀 电磁阀 指示灯 指示灯 指示灯 元件符号 SB1 SB2 SB3 SQA SQB L FR KM1 KM2 YV1 YV2 HL1 HL2 HL3 地址编码 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 Y1 Y2 Y4 Y3 Y5 Y6 Y7 输出信号
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