可编程控制器是以中央处理器为核心(精)

** 学院本科生毕业设计（论文）题目物料系统中检测单元的PLC控制电气与自动化工程学院自动化专业学生姓名 *** 学号 ************指导教师***职称副教授指导教师工作单位 *********************** 起讫日期2013.2.22~2013.5.30摘要随着科技水平的高速发展，特别是自动化手段的多元化和技术水平的提高。

自动控制技术在工业控制现场得到了广泛应用。

可编程序控制器简称PLC，由于PLC具有使用方便，编程简单、功能性强、性能价格比高、可靠性高，抗干扰能力强等特点，因此PLC的应用领域在迅速扩大，对于当今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC。

尤其是近几年来，PLC的成本下降，功能又不断增强，所以，目前PLC在国内外已被广泛应用于各个行业。

本设计是基于S7-300型PLC控制的物料检测系统。

是由识别模块、提升模块、测量模块、气垫滑动模块、滑动模块组成，系统灵活运用传感器对物料进行检测、识别。

本设计是为了实现用PLC对物料系统中检测单元的控制，改变以往单纯手动检测，减少了劳动力，提高了生产效率，实现了自动化生产。

本设计中我们采用顺序功能图的编程理念运用梯形图和GRAPH二种编程方式实现了检测站的控制要求。

可以形象地模拟出检测站的工作过程。

关键词：西门子S7-300PLC；物料检测；顺序流程图；GRAPHABSTRACTWith the rapid development of science and technology, especially the increasing diversification of the automated means and technological levels, Automatic control technology has been widely used in the field of industrial control.Programmable logic controller simply called PLC, because PLC has the advantage of easily using, simple programming, functional, high cost performance, high reliability, anti-interference ability and other characteristics, so the application of PLC is expanding rapidly in many field. Nowadays it almost be said where who need to control system exists PLC. Especially in recent years PLC's cost reduction, functional and constantly enhanced, the current PLC have been widely used in various industries areas both at home and abroad.This design is based on the S7-300 type PLC controlled material detection system. By the recognition module, upgrade modules, measurement modules, air slide module, slide modules, system flexibility in the use of the material for the sensor detection, identification. This design is to achieve the material with PLC control system detection unit, change the past simple manual testing, reducing labor and improve the efficiency of production, automated production. The design we use the concept of sequential function chart programming uses ladder and GRAPH two kinds of programming ways to fulfil the control needs of the inspection station. It can vividly simulate the working process of testing stations.Keywords: Siemens S7-300 PLC；material testing；sequential function chart；GRAPH目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.2PLC的发展历程 (1)1.2.1 可编程序控制器的发展历史 (2)1.2.2 PLC及其网络是现代工业自动化的支柱 (2)1.3PLC的特点 (3)1.4小结 (3)第二章PLC控制系统的设计方法 (5)2.1四种主流PLC简介 (5)2.2PLC的选择要求 (5)2.2.1 确定I/ O 点数 (6)2.2.2 PLC 的选择 (6)2.3选择西门子PLC S7-300的优势 (7)2.4小结 (8)第三章：检测站的PLC控制 (9)3.1检测站设计 (9)3.2检测站系统描述 (10)3.3检测站的工作过程 (11)3.4小结 (12)第四章编程方法 (13)4.1PLC五种标准编程语言介绍 (13)4.2经验法于顺序功能图法的比较 (13)4.3顺序功能图的特点及意义 (14)4.4小结 (14)第五章实现方法 (15)5.1建立设计项目 (15)5.2硬件组态 (15)5.3检测站的变量表 (17)5.4PLC顺序功能流程图 (17)5.5检测站的梯形图实现 (18)5.5.1 OB1主程序 (18)5.5.2 FC1控制程序 (19)5.5.3 FC2输出程序 (22)5.6GRAPH编程实现方法 (24)5.7小结 (25)第六章调试中出现的问题及解决方法 (26)6.1调试方法 (26)6.1.1 Step7 PLCSIM 功能 (26)6.1.2 Step7 PLCSIM调试步骤 (26)6.2调试画面 (27)6.3出现的问题及解决方法 (28)6.4小结 (28)结束语 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章绪论1.1选题背景及意义在现代工业中，生产过程的自动化、机械化已成为突出的主题。

可编程控制器原理及应用可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种数字式的、微型的、带有专用数字计算机特性的电子装置。

它具有自动化控制系统所需的输入输出接口、控制逻辑、计算处理和数据存储等功能。

可编程控制器可以广泛应用于工业自动化、机械设备、交通运输、建筑物控制、家庭自动化等领域。

本文将从可编程控制器的原理以及应用两个方面进行详细介绍。

一、可编程控制器的原理1.输入接口：可编程控制器通过输入接口将外部信号（例如传感器信号）转换成数字信号，以供中央处理器进行处理。

输入接口通常包括数字输入模块和模拟输入模块，数字输入模块接收开关信号、传感器信号等，模拟输入模块接收模拟传感器信号，例如温度、压力等。

2.中央处理器（CPU）：中央处理器是可编程控制器的核心部分，主要负责控制逻辑的运算和数据的处理。

中央处理器通常由微处理器、存储器和定时器等组成，它能够执行各种控制逻辑以及数学运算、函数计算等任务。

3.输出接口：可编程控制器通过输出接口控制执行器（例如电磁阀、电机等）的开关状态。

输出接口通常包括数字输出模块和模拟输出模块，数字输出模块能够控制开关状态，模拟输出模块能够输出模拟信号，例如控制电机的转速。

4.通信接口：可编程控制器可以通过通信接口与其他设备进行数据交换和通信。

通信接口通常包括串行接口、以太网接口等，用于与其他设备（如上位机、HMI人机界面）进行数据交换和实时监控。

二、可编程控制器的应用1.工业自动化：可编程控制器可以实现工厂的自动化生产线控制，对物体进行自动化的分拣、组装、检测等操作。

通过编写控制程序，设置不同的逻辑控制条件，能够实现生产线的高效率、高精度运行。

2.机械设备：可编程控制器可以应用于各种机械设备的控制和监控。

例如，印刷机、包装机、激光切割机等机械设备都可以使用可编程控制器进行自动化控制，提高生产效率和质量。

3.交通运输：可编程控制器可以应用于交通信号灯、地铁、机场行李输送系统等交通运输设备的控制和监控。

PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计摘要机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。

它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。

可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。

采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。

对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。

在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。

最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。

通过以上部分的工作，得出了经济型、实用型、高可靠型物料分拣机械手的设计方案，对其他经济型PLC控制系统的设计也有一定的借鉴价值。

关键词:机械手，气动控制，可编程控制器（PLC），自动化控制，物料分拣The Design for The Automatic Control System of The Sorting Materials Manipulator Based on PLCABSTRACTManipulator plays an extremely important role in the field of advanced manufacturing. It can carry goods, sort materials and do heavy works instead of the human being. It also can realize mechanization and automation of the production, do the jobs in harmful environment to protect the personal safety. So it is widely used in metallurgy, machinery manufacturing, electronics, light industry and atomic energy etc.In this paper,by reviewing the developmental status of the manipulator in recent years, combining the design of manipulator and systematic analyzing technology of the manipulator, We proposed the design scheme that the manipulator was driven by the pneumatic and the system was controlled by PLC. Integrative idea was adopted in this design to fully consider the characteristics of the software and hardware and complementary optimization. We analyzed and designed the overall structure, the implementation of structural, driving system and control system of the manipulator. We used pneumatic-driven in the driving system, PLC control unit in the control system to complete initialization of the system, manipulator's moving, failure alarm and so on. Finally we put forward a control strategy which is simple, easy to realize, and clear theoretical significance.Through the work above, a practical, economical, high-reliability sorting materialmanipulator was designed, which also had certain reference value for the other typesof economical PLC control system design.KEY WORDS: manipulator ,pneumatic-driven, programmable logic controller (PLC), automatic control,sorting materials目录第一章执行系统的分析与选择....................................................................§1.1执行机构坐标形式的选择.....................................................§1.2 执行机构的组成............................................................§1.3 执行机构各部分的分析与选择................................................§1.3.1 手部的选择......................................§1.3.2 手臂结构的选择..................................§1.3.3 机座结构的选择..................................§1.4 执行机构的工作原理........................................................§1.5 执行机构简图............................................................... 第二章驱动系统的分析与选择....................................................................§2.1 驱动系统的分析与选择......................................................§2.2 机械手驱动系统的控制设计..................................................§2.3 气动元件选取及工作原理....................................................§2.3.1 气源装置........................................§2.3.2 执行元件........................................§2.3.3 控制元件........................................§2.3.4 辅助元件........................................§2.3.5 真空发生器......................................§2.3.6 吸盘............................................§2.4 气动回路的工作原理........................................................ 第三章控制系统的分析设计 .......................................................................§3.1 控制系统的组成结构........................................................§3.2 控制系统的性能要求........................................................§3.3 传感器的选择..............................................................§3.3.1 位置检测装置....................................§3.3.2 滑觉传感器......................................§3.3.3 视觉传感器......................................3.4 控制系统PLC的选型及控制原理.................................................................................................§3.4.1 PLC控制系统设计的基本原则.......................§3.4.2 PLC种类及型号选择...............................§3.4.3 I/O点数分配.....................................§3.4.4 PLC外部接线图...................................§3.4.5 机械手控制原理..................................3.5 PLC程序设计..................................................................................................................................§3.5.1 总体程序框图....................................§3.5.2 初始化及报警程序................................§3.5.3 手动控制程序....................................§3.5.4 自动控制程序.................................... 结论........................................................... 参考文献....................................................... 致谢.........................................................附录.........................................................前言机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，可以大量代替单调往复或高精度需求的工作，在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。

简述可编程控制器的基本组成可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种专门用于工业自动化控制的电子设备，它的基本组成包括中央处理器、输入/输出模块、存储器、通信模块和电源模块等。

1. 中央处理器中央处理器（Central Processing Unit，CPU）是PLC的核心部件，它负责控制整个系统的运行。

CPU通常由微处理器、存储器和时钟电路等组成，它可以执行各种控制算法，如逻辑运算、计数、定时、比较等。

CPU还可以通过通信模块与其他设备进行数据交换和通信。

2. 输入/输出模块输入/输出模块（Input/Output Module，I/O Module）是PLC与外部设备进行数据交换的接口，它可以将外部信号转换为数字信号，然后传输给CPU进行处理。

I/O模块通常包括数字输入模块、数字输出模块、模拟输入模块和模拟输出模块等。

数字输入模块可以接收开关量信号，如按钮、开关、传感器等；数字输出模块可以控制开关量输出，如继电器、电磁阀等；模拟输入模块可以接收模拟量信号，如温度、压力、流量等；模拟输出模块可以输出模拟量信号，如电压、电流等。

3. 存储器存储器（Memory）是PLC用于存储程序和数据的设备，它通常包括随机存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（Read Only Memory，ROM）等。

RAM用于存储程序和数据，可以随时读写；ROM用于存储固化程序和数据，只能读取不能写入。

存储器的容量和速度是影响PLC性能的重要因素。

4. 通信模块通信模块（Communication Module）是PLC用于与其他设备进行数据交换和通信的设备，它可以通过各种通信协议与其他设备进行数据交换，如以太网、串口、CAN总线等。

通信模块可以实现PLC之间的数据共享和远程监控等功能，提高了PLC的应用范围和灵活性。

5. 电源模块电源模块（Power Module）是PLC用于提供电源的设备，它可以将外部电源转换为PLC所需的电源，如24V直流电源等。

可编程控制器的基本结构和工作原理可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种用来控制自动化机械或过程的电子设备。

它可以根据预先设定的程序执行各种操作，如输入/输出（I/O）信号的采集与处理、逻辑控制、运算处理、数据存储与传输等，以实现自动化控制。

PLC的基本结构主要由三个部分组成：中央处理器（CPU）、输入/输出（I/O）模块和存储器。

中央处理器（CPU）是PLC的核心部分，负责执行用户程序。

它通常由一个或多个微处理器构成，具有运算、控制、通信和存储等功能。

中央处理器从存储器中读取用户程序指令，并根据指令内容进行逻辑运算和控制操作，并将结果输出到外部设备。

输入/输出（I/O）模块用于将外部信号转换为数字信号供中央处理器处理，并将中央处理器的输出信号转换为适合外部设备的信号进行输出。

输入模块负责读取外部设备的信号，如开关、传感器等，将其转换为数字信号供中央处理器处理。

输出模块则将中央处理器的数字信号转换为适合外部设备的信号进行输出，如电磁阀、继电器等。

存储器用于存储用户程序、数据和中间结果。

存储器包括程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存储用户编写的程序指令，指导中央处理器执行各种操作。

数据存储器用于存储用户的数据和中间结果，以便于程序运行时的数据交换和处理。

PLC的工作原理可以归纳为以下几个步骤：1.读取输入信号：PLC通过输入模块读取外部设备的开关、传感器等输入信号，将其转换为数字信号。

2.执行用户程序：中央处理器从程序存储器中读取用户编写的程序指令，并根据指令内容进行逻辑运算和控制操作。

用户程序可以包括逻辑控制、运算处理、数据传输等指令，以实现特定的控制功能。

3.处理数据：中央处理器根据用户程序的指令对输入信号进行处理，如逻辑运算、比较、运算等，生成相应的输出信号。

4.输出信号：中央处理器将处理后的输出信号发送给输出模块，并通过输出模块将数字信号转换为适合外部设备的信号进行输出。

PLC组成及工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。

它由CPU（中央处理器）、存储器、输入模块、输出模块和通信模块等组成。

PLC的工作原理是通过输入模块获取外部信号，经过CPU的处理后，再通过输出模块控制外部设备。

一、PLC的组成1. 中央处理器（CPU）：是PLC的核心部件，负责控制整个系统的运行。

它接收输入信号，根据程序的逻辑进行处理，并输出控制信号。

2. 存储器：用于存储PLC的程序、数据和系统参数等信息。

存储器包括RAM （随机存储器）和ROM（只读存储器）两部分。

RAM用于存储程序和数据，ROM用于存储固化的系统程序。

3. 输入模块：用于接收外部信号，并将其转换为PLC可识别的信号。

输入模块可以接收各种类型的信号，如开关信号、传感器信号等。

4. 输出模块：用于控制外部设备，将PLC的输出信号转换为可用于驱动外部设备的信号。

输出模块可以控制各种类型的设备，如电机、执行器等。

5. 通信模块：用于PLC与其他设备或系统之间的通信。

通信模块可以实现PLC与计算机、上位机、其他PLC等设备之间的数据交换和通信。

二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以分为三个主要步骤：输入采集、逻辑处理和输出控制。

1. 输入采集：PLC的输入模块接收外部信号，并将其转换为PLC可识别的信号。

输入信号可以是开关信号、传感器信号等。

输入模块将采集到的信号传输给CPU进行处理。

2. 逻辑处理：CPU根据预先编写的程序进行逻辑处理。

程序包括了各种逻辑判断、计算和控制命令等。

CPU根据程序的逻辑对输入信号进行处理，并根据需要进行计算和判断。

3. 输出控制：CPU根据逻辑处理的结果，通过输出模块控制外部设备。

输出模块将CPU输出的信号转换为可用于驱动外部设备的信号，如控制电机的启停、控制执行器的开关等。

PLC的工作原理基于程序控制的思想，通过编写程序实现对工业过程的控制和自动化。

程序可以根据需要进行修改和调整，从而实现不同的控制功能。

可编程控制器原理及应用实例可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种用于工业自动化控制系统的数字化电子设备。

它可以根据预先编制的控制程序，对输入信号进行处理后产生输出信号，用于控制各种生产设备和过程。

PLC的工作原理主要有三个方面：1.输入模块：用于接收各种输入信号，如开关信号、传感器信号等。

输入模块将这些信号转换为数字信号，输入给PLC的中央处理器。

2.中央处理器：PLC的核心部分，负责接收输入信号，并根据预设的控制程序进行处理。

中央处理器通常由微处理器和存储器组成，可以执行各种逻辑运算和控制任务。

3.输出模块：用于产生控制信号，将处理后的结果输出给执行器或其他设备。

输出模块将数字信号转换为相应的电压、电流或其他形式的信号，用于控制执行器的运动或其他动作。

PLC的应用范围非常广泛，以下是其中的一些实例：1.工业生产线控制：PLC可以用于控制各种生产设备的运行，如机器人、输送带、气缸等。

根据输入信号和预设的控制程序，PLC可以实现自动化控制，提高生产效率和质量。

2.建筑自动化控制：PLC可以用于控制建筑物的照明、空调、门禁等系统。

通过输入信号和控制程序，PLC可以自动调节各种设备的运行状态，提高能源利用效率。

3.交通信号控制：PLC可以用于控制交通信号灯的变换，根据交通流量和需求调整红绿灯的时间间隔，优化交通流动性。

4.环境监测与控制：PLC可以用于监测和控制环境参数，如温度、湿度、气压等。

通过输入信号和控制程序，PLC可以实现环境参数的自动调节，保持良好的工作环境。

5.电力系统控制：PLC可以用于电力系统的监测和控制，如对发电机、变压器、断路器等设备的状态进行实时监测和控制，保证电力系统的正常运行。

总之，可编程控制器通过输入、处理和输出信号的方式，实现了对各种设备和过程的自动控制。

它在工业自动化、建筑自动化、交通控制、环境监测等领域有着广泛的应用。

可编程控制器的基本组成单元1. 引言可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。

它由一系列的基本组成单元构成，这些单元共同实现了PLC的功能。

本文将详细介绍可编程控制器的基本组成单元，包括中央处理器（CPU）、输入输出模块（I/O模块）、存储器和通信接口等。

2. 中央处理器（CPU）中央处理器是PLC的核心部件，负责执行用户程序并控制整个系统的运行。

它通常由微处理器、时钟电路和存储器组成。

2.1 微处理器微处理器是中央处理器的主要计算部件，它负责执行指令、进行数据运算和逻辑判断等操作。

常见的微处理器有Intel、AMD等品牌。

2.2 时钟电路时钟电路为CPU提供了稳定的时序信号，使其能够按照固定频率进行工作。

时钟信号驱动着CPU内部各个部件的协调运行。

2.3 存储器存储器用于存储用户程序、数据和临时变量等信息。

它分为RAM（Random Access Memory）和ROM（Read Only Memory）两种类型。

•RAM：用于存储用户程序和数据，具有读写功能。

当PLC断电时，RAM中的数据会丢失。

•ROM：用于存储固化的系统程序和常量，只能读取不能写入。

即使PLC断电，ROM中的数据也能保持不变。

3. 输入输出模块（I/O模块）输入输出模块是PLC与外部设备进行数据交换的接口，它负责将外部信号转换为数字信号输入给CPU，并将CPU处理后的数字信号输出给外部设备。

3.1 输入模块输入模块用于接收外部设备的信号，并将其转换为数字信号输入给CPU。

常见的输入信号包括开关、传感器、编码器等。

3.2 输出模块输出模块用于将CPU处理后的数字信号输出给外部设备，控制其运行状态。

常见的输出设备包括继电器、电磁阀、伺服驱动器等。

4. 存储器存储器主要用于存储用户程序、数据和临时变量等信息。

除了CPU中的存储器之外，PLC还可以通过扩展存储器来增加存储容量。

xxxxx毕业设计题目基于PLC的物料分拣系统设计英文题目The Design of Material Choose System Based on PLC院系机械与材料工程学院专业机械设计制造及其自动化姓名xxx年级2009(机材A0916)指导教师 xxx二零一三年六月摘要物料分拣采用可编程控制器PLC进行控制，能连续大批量地分拣货物，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，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料信息流的分配和管理。

随着工业自动化的普及和发展，可编程控制器的需求量逐年增大，应用领域也越来越广。

本设计基于FX-2N型PLC控制的物料分拣系统由上料机构、搬运机械手机构、物料传输分拣机构组成，对三种不同的物料进行分类分拣。

灵活运用传感器对物料进行检测、识别、以及对机械手的状态检测。

在本设计中运用了步进电机进行旋转角度的精确定位，利用变频控制技术对物料传输速度进行了设计。

现目前物料分拣系统运用甚广，系统中设计到搬运机械手也广泛应用在各行各业。

本次设计应用了大部分在校所学的知识，将各种元器件通过逻辑关系有序的联系起来，构成物料分拣系统，实现了光机电一体化。

【关键词】可编程序控制器；传感器；硬件设计；软件设计AbstractThe material sorting adopt programming controller PLC to be in progress under the control of,can criticize in large scale in arow measuring field sorting goods, the intensity sorting,error lead low and working is reduced greatly,but notable rise productivity. Mark chooses system to be able to nimbly and logistics equipment seamless connection other ,come true to material information stream assignment and manage . Hardware-Design and software-design middle having introduced it mainly in is designed.With the popularization and development of industrial automation, increased demand for programmable controllers, field more and more widely used.Design material sorting system based on FX-2N PLC control by feeding, handling robot body, material transport pickup bodies, on three different materials for category sorting. Flexible sensor material for detection, identification, and State testing for Manipulator. This design uses a stepper motor to precisely position the rotation, use of variable frequency control technique to design the material transmission speed. Current material sorting system using a wide range of system design to handling robots are widely used in all trades and industries. Most of the design and application of the knowledge learnt in school, to link various components through a logical and orderly, constitute a material sorting system, for optical, mechanical and electronic integration.【Key words】PLC; Sensor; Hardware-design; software-design目录前言 (1)第一章绪论 (2)1.1分拣系统的研究背景 (2)1.2物料分拣系统发展概况和现状 (3)1.3 课题研究目的和意义 (4)1.4 本文研究的主要内容 (5)1.5本章小结 (5)第二章PLC系统设计 (6)2.1 控制系统设计的基本内容 (6)2.2 控制系统设计的原则 (7)2.3 控制系统设计的一般步骤 (7)2.4程序设计的步骤 (8)2.5 编写梯形图应该注意的事项 (8)2.6本章小结 (9)第三章系统的组成及控制要求 (10)3.1 系统的组成 (11)3.1.1上料机构 (11)3.1.2搬运机械手机构 (11)3.1.3物料传输分拣机构 (11)3.2 系统控制要求 (12)3.3本章小结 (13)第四章系统硬件设计 (14)4.1电气元件名称及功能 (14)4.1.1输入电气元件 (14)4.1.2输出电气元件 (15)4.1.3执行电气元件 (15)4.2 输入/输出（I/O）点分配 (16)4.3PLC的选型 (17)4.3.1 系统对PLC的要求 (18)4.3.2 确定PLC型号 (18)4.4三菱FX-2N型PLC控制原理图 (19)4.5 步进电机设计 (20)4.6 本章小结 (21)第五章系统软件设计 (22)5.1三菱编程软件、模拟仿真软件 (22)5.2程序设计思想 (22)5.2.1上料机构流程图 (23)5.2.2搬运机械手流程图 (25)5.2.3物料传输分拣流程图 (30)5.2.4系统控制总程序设计简介 (31)第六章系统调试 (32)6.1程序的模拟调试 (32)6.1.1 通过软元件输入输出状态进行调试 (33)6.1.2 时序图辅助调试 (35)6.2 程序的现场调试 (35)结论 (37)参考文献 (38)谢辞 (39)附录 (40)前言在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

简述可编程控制器的工作原理
可编程控制器（PLC）的工作原理是基于其硬件和软件两个部
分的配合运行。

硬件部分包括中央处理器（CPU）、输入模块、输出模块和通信模块等。

输入模块用于接收外部信号（传感器、按钮等），输出模块用于控制外部设备（电机、阀门等）。

通信模块可用于与其他设备进行通信。

中央处理器是PLC的核心，负责执
行程序的运行与控制。

软件部分主要由编程软件、编程语言和程序组成。

在编程软件中，用户可以使用编程语言进行程序的编写。

常见的编程语言包括梯形图、指令表和结构化文本等。

编写好的程序会被下载到PLC的中央处理器中，由CPU执行。

程序中包含了一系列
的逻辑和控制算法，根据设定的条件对输入信号进行处理，并控制输出信号的状态。

PLC的工作流程一般如下：
1. 输入信号采集：PLC的输入模块将外部传感器或按钮等接
入的信号转换为数字信号，并上传给中央处理器。

2. 程序执行：中央处理器根据预先编写的程序和算法对输入信号进行处理。

程序可以包含逻辑判断、计算、数据存储等功能。

3. 输出控制：中央处理器根据程序的执行结果，通过输出模块控制外部设备的状态，如打开或关闭电机、开关阀门等。

4. 监控和通信：PLC会不断地监测输入信号的状态，并将控制结果反馈给运行监控系统或其他设备。

同时，PLC也可以与其他设备进行通信，实现数据的交换和共享。

总结起来，可编程控制器的核心是中央处理器，通过输入模块采集外部信号，编程软件编写控制程序，中央处理器执行程序并通过输出模块控制外部设备，从而实现自动化控制。

PLC电气控制技术PLC电气控制技术是应用于各种工业自动化领域的高端控制技术。

在现代工业生产中，PLC技术已经成为了控制和监控的主要方式。

本文将重点介绍PLC控制技术的原理、构成以及应用。

一、PLC控制技术的原理PLC即Programmable Logic Controller，即可编程控制器。

其原理是基于传统的模拟控制技术和数字电路设计的结合。

PLC 的核心是中央处理器（CPU），它通过输入端口、输出端口和I/O接口与外部设备进行数据交换和控制信号的传输。

PLC的控制程序通过PLC的编程语言编写，这些语言包括梯形图、指令表和函数块图。

这些语言具有非常强的灵活性和逻辑性，可以实现各种复杂的逻辑运算。

同时，PLC还可以进行多任务处理，使得多个程序同时运行成为可能，提高了控制系统的处理能力。

二、PLC控制技术的构成PLC控制技术的构成主要由以下几个部分组成：1、中央处理器（CPU）中央处理器（CPU）是PLC的核心，控制程序和数据都在其中运行。

CPU通常包括一个微处理器、存储器、时钟和输入/输出口。

CPU是接收输入信号、处理控制程序、发出输出信号的中心部件。

2、输入/输出模块（I/O模块）输入输出模块是将外部信号转化成PLC可以处理的数字信号，或将PLC输出的数字信号转化成可以控制的外部信号的设备。

输入模块接收外部设备的输入信号，输出模块向外部设备传输出信号。

I/O模块可以是数字型的、模拟型的，甚至是专门用于特定设备的模块。

3、内存内存是存储PLC控制程序和数据的地方。

常用的内存包括RAM（随机存储器）和ROM（只读存储器）。

ROM中存储的是程序和数据，一旦存储进去就不能再更改；RAM可以读取和写入数据，读取的数据通常是I/O模块中的数据。

4、通信模块通信模块是可选的组成部分。

通过通信模块，PLC可以连接到其他PLC或者计算机，从而实现网络控制。

可以通过网络模块来实现PLC的网络化，以便进行远程监控和控制。

PLC概述可编程控制器是以中央处理器（CPU）为基础，融合高集成控制电路构成的一种具有数学运算能力的工业控制装置。

因为它是由CPU 组成的，所以又被称为PC（Programmable Controller）机，其在20世纪60年代早期主要应用于继电器的逻辑控制中，所以简称为PLC （Programmable Logic Controller）。

由于PLC 编程灵活、运算能力强、功能齐全、结构紧凑、重量轻、功耗低、可靠性强，因而它在各种机械设备和生产过程的控制系统中得到广泛的应用，成为工业控制中的主要装置之一。

1.1 PLC的定义PLC 是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

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 英文全称Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑控制器，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算的电子系统。

它采用一类可编程的存储器，在其内部存储程序，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；并通过数字式或模拟式的输入/输出（I/O）控制各种类型的机械生产过程。

PLC也是一种可编程逻辑电路，使用和硬件结合很紧密的编程语言，在半导体领域有很重要的应用。

PLC及其有关的外围设备都应该按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能这样的原则来设计。

1.2 PLC的特点1．可靠性高所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外围电路与PLC内部电路之间电气隔离。

① 各输入端均采用RC滤波器，其滤波时间常数一般为10～20ms。

② 各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。

③ 采用性能优良的开关电源。

④ 对采用的器件进行严格的筛选。

⑤ 良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU 立即采用有效措施，以防止故障扩大。

可编程控制器可编程控制器，英文简称PLC(Programmable Logic Controller)，是一种数字化的工业控制电子设备。

它可以接收各种输入信号进行逻辑运算和算法处理，并控制执行机构实现自动化控制。

PLC具有功能强大、稳定可靠、应用广泛等特点，在工业领域发挥着重要的作用。

本文将深入探讨可编程控制器的原理、结构、工作方式及其应用。

一、可编程控制器的原理可编程控制器的原理就是模拟人类的逻辑思维和动作行为，将其转化为机器能够识别的信号和指令，实现对工业生产的各个环节进行自动化控制。

通俗的说，PLC就是一个工业控制计算机，它能够运行预设的程序，根据输入信号的变化进行逻辑判断和计算，输出执行信号控制执行机构实现自动化控制。

二、可编程控制器的结构可编程控制器的结构一般包括中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块等组成部分。

1.中央处理器(CPU)中央处理器是可编程控制器的核心部件，它负责接收输入信号，进行运算处理，并输出控制信号。

不同品牌的PLC中央处理器的运算速度和处理能力各异，但都具有高度的稳定性和可靠性。

2.输入模块输入模块负责将现场信号转化为数字信号，输入到PLC的CPU中进行处理。

输入信号一般包括开关信号、模拟量信号、计数信号等各种类型的信号。

3.输出模块输出模块则负责将PLC的控制信号转化为现场所需的物理信号，控制执行机构进行动作。

输出信号一般包括电压、电流、电机驱动信号等。

4.通信模块通信模块则是连接PLC和其他通讯设备的接口，一般包括以太网、串口、Profibus等不同类型的通讯方式，能够实现PLC与PC、HMI、变频器等的数据交换和互联。

三、可编程控制器的工作方式PLC的工作方式可以大致分为以下三个步骤：1.输入信号采集PLC会定期对输入模块采集的信号进行扫描，并将采集到的信号传递给CPU进行处理。

输入信号的变化会触发CPU执行相应的程序。

2.程序运算CPU收到输入信号后，将对程序进行运算，它会根据预设的逻辑算法进行处理，并输出相应的控制信号，控制输出模块向执行机构发出相应的指令。

可编程逻辑控制器简介一、什么是可编程逻辑控制器？可编程逻辑控制器（PLC）是一种数字电子设备，用于自动化控制系统。

它主要由中央处理器、输入/输出接口、存储器等组成，通过输入和输出实现对整个系统的控制。

PLC最初是在20世纪60年代由工业自动化领域的公司引入，以取代传统的继电器操作控制系统。

它的出现大大提高了控制系统的可靠性、灵活性和可编程性。

PLC应用广泛，可以用于处理复杂的自动化控制系统，例如：制造过程控制、电网电力管理、暖通空调控制等领域。

二、PLC的特点1、可编程性PLC的核心是CPU，通过编写程序实现对自动化设备的控制。

它可以通过软件修改程序以适应不同的控制模式和需要。

2、可靠性PLC采用数字运算逻辑，比传统的电气控制更加可靠。

另外，PLC设计防护措施，可以在恶劣的工作环境下稳定运行。

3、多通道输入输出PLC可以通过多种输入和输出信号与外部设备进行通信，以实现对多个设备的控制。

4、高速运算PLC使用流水线和并行处理技术，可以在非常短的时间内对信号进行处理和响应。

三、PLC的组成部分PLC由控制器、输入/输出模块、编程器、监视器和电源等部分组成。

1、控制器PLC的控制器是由CPU、存储器和通信部分组成。

它可以接收和处理输入信号，然后根据事件的状态来做出相应的反应。

2、输入/输出模块输入/输出模块是用于将外部信号和PLC控制器建立连接的装置。

它具有干接点输入、晶体管输出、继电器输出等类型的输入和输出组合。

3、编程器编程器是将用户自定义的程序和参数上传到PLC中的设备。

当面临新的系统时，PLC的编程器允许操作者重新编程，以旁路现有的逻辑控制程序。

4、监视器PLC的监视器用于监视被控制的系统的状态，以便在需要时进行修改或调整。

其功能包括实时监测输入输出状态，对程序进行修改和上传等。

5、电源PLC系统要求稳定可靠的电源供应，电源必须符合工业标准，从而确保PLC系统在恶劣环境中的稳定运行。

四、PLC的应用PLC广泛用于工业自动化控制系统中，例如：注塑机械系统、连接控制组件、印刷和包装线、起重吊和运输设备、冲压和剪切机、自动化工厂等。

《可编程控制器技术应用PLC》考试试卷（A）一、填空题。

（每空1分，共20分）1.输入接口电路一般由电路和电路组成。

2.输出接口电路一般分，，三种形式。

3.PLC采用工作方式，其过程可分为五个阶段：，通信处理，输入采样，，称为一个扫描周期。

4.PLC与继电接触器控制的重要区别是工作方式不同。

继电接触器是按“并行”的方式工作的；而PLC是方式工作的，这种方式可以避免继电接触器控制的和问题。

5.评价PLC的常用技术指标有输入输出点数，，，内部继电器配置，等。

6.按结构形式分类，PLC可分为式和式两种。

7.PLC的指令结构一般由，操作码和组成。

8.插入NOP指令时，程序容量，但对算术运算结果没影响。

9.ST和ST/的操作数包括_____________。

二、根据梯形图写指令表、补全时序图并说明其程序功能。

1.2.3.4.5.三、将下列指令语句转换成梯形图。

（每小题5分，共10分）1. ST XO2. ST X0PSHS OT Y0AN X1 ST X1OT Y0 MC 0RDS ST X0AN X2 OT Y1OT R0 ST X2POPS OT Y2AN X3 MCE 0OT Y1《PLC应用技术》精品课——自测试题一、填空题（20分）1．PLC的输出接口类型有、与。

2．PLC的软件系统可分为和两大部分。

3．S7-200型PLC的指令系统有、、三种形式。

4．已知表格如图1所示。

分析执行 FIFO指令后，VW4中的数据是——————。

5．高速计数器定义指令的操作码是。

6．CPU214型PLC的晶体管输出组数为。

7．正跳变指令的梯形图格式为。

8．字节寻址的格式由、、组成。

9．CPU214型PLC共有个计数器。

10.EM231模拟量输入模块最多可连接________个模拟量输入信号。

11.PLC的运算和控制中心是________。

12.S7-200系列PLC的串行通信口可以由用户程序来控制，这种由用户程序控制的通信方式称为___________________。

可编程控制器的组成可编程控制器（PLC）是一个能够进行逻辑控制、运动控制及过程控制等自动化控制的电子设备。

它由多个组成部分组成，其中包含了CPU、存储设备、通信接口、输入输出模块、电源及外部外壳等。

本文就对这些组成部分进行介绍，并对其各自的功能及作用进行阐述。

一、CPUCPU（中央处理器）是PLC的核心部件，它用来处理控制程序，并执行各种输入输出的操作。

CPU通常由一个或多个微处理器芯片组成，并且具有多个输入输出通道。

PLC的CPU不同于普通电脑的CPU，它的主要功能是控制和采集实时数据。

除此之外，CPU还能够处理大量的数据，保证控制系统的精度和稳定性。

二、存储设备存储设备是用来存储PLC控制程序及其他数据的部分，分为RAM（随机存储器）和ROM（只读存储器）两种。

RAM用于存储可编程控制器的运行数据、程序和变量；ROM 则用于存储PLC系统软件、固件和控制程序等系统程序。

当PLC通电时，程序从ROM复制到RAM，然后开始运行。

三、通信接口通信接口是用来与其他设备进行通信的组件。

现在的PLC大多支持多种通信协议，如以太网、Modbus、PROFIBUS-CAN等。

通过这些接口，可编程控制器可以与其他PLC设备、传感器、执行器及上位机等进行数据交互，实现远程监控、远程操作等功能。

四、输入输出模块输入输出模块是用来完成输入输出操作的组件。

输入输出模块通常会根据不同的控制要求，选择不同的输入输出方式。

PLC的输入包括数字信号、模拟信号、高速输入等，输出则可包括继电器、电流电压型信号、高速输出等。

输入输出模块的数量和类型通常根据控制系统的需要进行设计。

五、电源及外部外壳电源是PLC运行的基础，PLC的电源分为交流电源和直流电源两种，根据实际情况进行选择。

外部外壳是保护PLC内部组件的外壳，它主要由金属或塑料构成，可以起到防尘、防潮、防震、防爆等作用。

六、总线总线是PLC的重要组成部分之一。

PLC中的总线要求高速、可靠、稳定，同时也要具有高度的灵活性与可扩展性。