1、 毕业设计（论文）课题名称: 自动仓储 PLC 控制系统的设计 目录第一部分 任务书3第二部分 前言5第三部分 可编程控制器的概述7第四部分 可编程控制器的硬件设计14第五部分 自动仓储程序设计17第六部分 性能调试与分析35第七部分 总结36第八部分 参考文献37致谢38第一部分 毕业设计（论文）任务书目的：本设计的对自动仓储 PLC 控制 PLC 电气控制系统的设计，通过设计使学生系统的熟悉和掌握 PLC 控制系统设计方面的内容体系、开发流程和程序设计，培养学生具有综合运用所学的理论知识去开拓创新及解决实际问题的能力，培养学生掌握设计课题的思想和方法，树立严肃认真的作风、培养学生调查研究、
2、查阅技术文献、资料、手册以及编写文献的能力。课题内容：1. 仓储位货 33 共 9 位，另有一个进出仓位；2. 手动时，进出料平台、上下、进出单独控制；3. 自动控制时，要求按照键盘输入仓位号，进出料平台可自动对货物进行存放、提取动作；4. 自动要有必要的限位、定位保护。设计内容：1. 电路设计：根据控制要求，列出 PLC 控制 I/O 口（输入/输出）元件地址分配表；画出 PLC 输入/输出接线图和接触器的主电路图；（接触器等 线圈电压 220V）2. PLC 程序设计：根据控制要求将程序输入 PLC 可编程控制器，功能达到设计要求。3. 控制系统运行分析：根据控制要求，详细分析系统的工作过
3、程。设计成果：1、设计总说明2、系统原理图3、I/O 地址分配表4、PLC 工作流程图5、PLC I/O 硬件连接图6、控制系统梯形图控制程序7、控制系统运行分析8、设计总结，性能改进分析工作进度：1、结合设计内容复习功课，做好理论准备2、进行与设计有关的调研活动，收集工具书3、控制系统总体设计电路4、PLC 的选择5、系统原理图6、I/O 地址分配表7、PLC 工作流程图8、PLC I/O 硬件连接图9、控制系统梯形图控制程序10、 控制系统调试运行、性能分析11、 编制设备材料清单主要参考文献：1电气工程设备手册2PLC 编程及运用 3电气控制与编程控制器4深入浅出西门子自动化产品系列丛书
4、5电气控制技术6电机学第二部分 前言进 入 21 世 纪 ， PLC 会 有 大 的 发 展 。 从 技 术 上 看 ， 计 算 机 技 术 的 新 成 果会 更 多 地 应 用 于 可 编 程 控 制 器 的 设 计 和 制 造 上 ， 会 有 运 算 速 度 更 快 、 存 储 容量 更 大 、 智 能 更 强 的 品 种 出 现 ； 从 产 品 规 模 上 看 ， 会 进 一 步 向 超 小 型 及 超 大型 方 向 发 展 ； 从 产 品 的 配 套 性 上 看 ， 产 品 的 品 种 会 更 丰 富 、 规 格 更 齐 全 ， 完美 的 人 机 界 面 、 完 备 的 通 信 设 备
5、 会 更 好 地 适 应 各 种 工 业 控 制 场 合 的 需 求 ； 从市 场 上 看 ， 各 国 各 自 生 产 多 品 种 产 品 的 情 况 会 随 着 国 际 竞 争 的 加 剧 而 打 破 ，会 出 现 少 数 几 个 品 牌 垄 断 国 际 市 场 的 局 面 ， 会 出 现 国 际 通 用 的 编 程 语 言 ； 从网 络 的 发 展 情 况 来 看 ， 可 编 程 控 制 器 和 其 它 工 业 控 制 计 算 机 组 网 构 成 大 型 的控 制 系 统 是 可 编 程 控 制 器 技 术 的 发 展 方 向 。PLC 的发展历程在工业生产过程中，具有大量的开关量顺序控制
6、，要求按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集等。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968 年美国GM（通用汽车）公司公开招标，提出研制能够取代继电器的控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称 Programmable Controller（PC） 。上世纪 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 发展最快的时期，年增长率一直保持为 30-40%。在这时期，PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网
7、络能力得到大幅度提高，PLC 逐渐进入过程控制领域，而且在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 DCS 系统。现今，PLC 已经具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。在可预见的将来，PLC 在工业自动化控制特别是顺序控制中的主导地位，是其他控制技术无法取代的。PLC 的发展趋势与动向一、 当代 PLC 技术的发展趋势 发展迅速，产品更新换代；开发各种智能化模块，不断增强过程功能；PLC与个人计算机（PC）结合；通信联网功能不断增强；发展新的编程语言，增强容错功能。 二、 当代 PLC 技术的发展动向 美国通用汽车以用户身份提出新一代控制器应具备十大条
8、件，这十大条件是： 1. 编程方便，可在现场修改程序； 2. 维修方便，最是插件式； 3. 可靠性高于继电器控制柜； 4. 体积小于继电器控制柜； 5. 可将数据直接送入管理计算机； 6. 在成本上可与继电器控制竞争； 7. 输入可以是交流 115V； 8. 输出为交流 115V/2A 以上，能直接驱动电磁阀； 9. 在扩展时，原有系统只要很小变更； 10. 用户程序存储容量至少能扩展到 4K 字节。 1969 年美国数字设备公司成功研制世界第一台可编程序控制器 PDP-14，并在 GM 公司的汽车自动装配线上首次使用并获得成功。接着美国 MODICON 公司也研制出 084 控制，从此，这项
9、新技术迅速在世界各国得到推广应用。1971 年日本从美国引进这项技术，很快研制出第一台可编程序控制器 DSC-18。1973 年西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。我国从 1974 年开始研制，1977年开始工业推广应用。进入 20 世纪 70 年代，随着微电子技术的发展，尤其是PLC 采用通讯微处理器之后，这种控制器就不在不局限于当初的逻辑运算了，功能得到更进一步增强。进入 20 世纪 80 年代，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以 16 位和少数 32 位微处理器构成的微机化PLC，使 PLC 的功能增强，工作速度快，体积减小，可靠性提高，成本下降，编程和故障检测
10、更为灵活，方便。第三部分 可编程控制器的概述3.1 PLC 的输入通过对继电器控制特点的介绍和最初通用汽车公司提出的要求分析。PLC要想取代继电器控制，首先要解决外部设备的直接输入问题。由于当时主要集中在开关量控制，也就是开关量（触点的开闭状态）如何直接接入 PLC 并被PLC 识别，对此就需要解决以下几个问题:有源接入，无源接入，绝缘问题，隔离问题和互相干扰问题。PLC 就是一个计算机控制系统，在其发展过程，人们曾将计算机直接用于工业控制，但是由于以下两大问题没有解决好而难以发展：一是 I/O 口（输入/输出）问题，计算机不能直接和工业现场设备连接应用；二是计算机的 I/O 功能，开放逻辑处
11、理不够丰富和强大。现在的 PLC 成功的解决了这两个方面的问题，可以让 PLC 和外部设备直接进行物理连接。计算机的内部提供了丰富的从位逻辑到双字运算的强大的运算功能，使其能够完成复杂的控制功能，这也是 PLC 能够迅速发展的原因。3.2 PLC 的输出输出问题主要是接点的驱动能力问题，或者说是带负载能力和输出方式问题。输出动作次数的限制，是保证 PLC 的输出接点能否驱动接触器、电磁阀这样的控制执行元器件的问题至少要能直接驱动中间继电器。现在的 PLC 产品已经完全有能力驱动这些元器件，并提供了多种输出方式且动作次数频繁而保证工作质量少故障的产品。3.3 PLC 的控制机制（1）输入寄存器输
12、入寄存器可按位进行寻址，每一位对应一个开关量，其值反应了开关量的状态，其值的改变由相互的开关量驱动，并保持一个扫描周期。CPU 可以读其值不可以写或进行修改。（2）输出寄存器输出寄存器的每一位都表明了 PLC 在下一个时间段的输出值，而程序循环执行开始时的输出寄存器的值，表明的是上一时间段的输出值，在程序执行过程中，CPU 可以读其值，并作为条件参加控制，还可以修改其值，而中间的变换仅仅影响寄存器的值。只有程序执行到一个循环的尾部时的值才影响下一时间段的输出，即只有最后的修改才对输出接点的真实值产生影响。 （3）存储器存储器分为系统存储器和用户存储器。系统存储器存储的是系统程序，它是由厂家开发
13、好了的，用户不能修改，PLC 要在系统程序下的管理运行。用户存储器中存放的是用户程序和运行所需要的资源，I/O 寄存器的值作为条件决定着存储器中的程序如何被执行，从而完成复杂的控制功能。（4）CPU 单元CPU 单元控制着 I/O 寄存器的读写、写时序，以及对存储器单元中的程序的解析执行工作，是 PLC 的大脑。（5）其它单元接口其它单元接口用户语提供 PLC 与其它设备和模块进行连接通信的物理条件。3.4 PLC 的组成输入端输入电路输入寄存器系 统 存 储 器用 户 存 储 器其 它 接 口 电 路C P U输出寄存器输出电路图 1 P L C 的 组 成3.5 可编程控制器 PLC 的定
14、义可编程控制器简称 PC（Programmable Controller） ，它经历了可编程序矩阵控制器 PMC、可编程序顺序控制器 PSC、可编程序逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller）和可编程序控制器 PC 几个不同时期。为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。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 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执
15、行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 ”3.6 PLC 的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。PLC 用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/101/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采
16、用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均无故障工作时间则更长。从 PLC 的机外电路来说，使用 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。（2）硬件配套
17、齐全，功能完善，适用性强PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC 的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC 有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技
18、术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。（4）系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造PLC 的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间
19、要少得多。PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。（5）体积小，重量轻，能耗低以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的 1/21/10。它的重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。3.7 PLC 的各组成元素的构成及功能：1、CPU 的构成及功能-CPU 是 PLC 的核心，起神经中枢的作用，主
20、要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU 单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。每套 PLC 至少有一个 CPU，它按 PLC 的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和 PLC 内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存储器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。对使用者来说，不必详细分析 CPU 的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它读取指
21、令、解释指令及执行指令，但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU 速度和内存容量是 PLC 的重要参数，它们决定着 PLC 的工作速度，IO 数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 2、I/O 模块- PLC 与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O 模块集成了 PLC 的 I/O 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入 PLC 系统，输出模块相反。I/O 种类有开关量输入（DI） ，开关量输出（DO） ，模拟量
22、输入（AI） ，模拟量输出（AO）等。开关量是指只有开和关（或 1 和 0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的 I/O 分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA） 、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。除了上述通用 IO 外，还有特殊 IO 模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按 I/O 点数确定模块规格及数量，I/O 模块可多可少，但其最大数受 CPU所能管理的基本配置的能力，即受最
23、大的底板或机架槽数限制。3、内存-内存主要用于存储程序及数据，是 PLC 不可缺少的组成单元。不同机型的 PLC 期内存大小也不尽相同，除主机单元的已有的内存区外，大部分机型还可根据用户具体需要加以扩展。4、电源模块-PLC 电源用于为 PLC 各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供 24V 的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC 或 110VAC） ，直流电源（常用的为 24VAC） 。5、底板或机架-大多数模块式 PLC 使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使 CPU 能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。
24、6、PLC 系统的其它设备- 编程设备：编程器是 PLC 开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编写程序、对系统作一些设定、监控PLC 及 PLC 所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。某些 PLC也配有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。ii) 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面也非常普及。iii)输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM 写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。7、PLC 的存储器-PLC 的
25、存储器按用途分为系统程序存储器、用户程序存储器以及工作数据存储器。（1）系统程序存储器中存放的是厂家根据其选用的 PLC 的指令的系统程序，它决定了 PLC 的功能，用户不能更改其内容。（2）用户程序存储器用来存储根据控制要求而编制的用户应用程序。（3）用来存储工作数据的区域称为工作数据区。8、PLC 的通信联网-依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出“网络就是控制器“的观点说法。 PLC 具有通信联网的功能，它使 PLC 与 PLC 之间、PLC 与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一
26、的整体，实现分散集中控制。多数 PLC 具有 RS-232 接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。 PLC 的通信，还未实现互操作性，IEC 规定了多种现场总线标准，PLC 各厂家均有采用。对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先,网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议和机制的前提下进行；再次，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准。3.8 PLC 的性能指标（1）存储容量这里专指用户存储器的存储容
27、量，它决定了用户所编程序的长短。大、中、小型 PLC 的存储容量变化范围一般为 2KB2MB。（2）I/O 点数I/O 点数，即 PLC 面板上的 I/O 端子的个数。I/O 点数越多，外部可以连接的 I/O 器件就越多，控制规模就越大。它是衡量 PLC 性能的重要指标之一。（3）扫描速度扫描速度是指 PLC 执行程序的快慢，是一个重要的性能指标，体现了计算机控制取代继电器控制的吻合程度。从自动控制的观点来看，决定了系统的定时性和稳定性。（4）指令的多少它是衡量 PLC 能力强弱的标志，决定了 PLC 的出理能力、控制能力的强弱。限定了计算机发挥运算功能、完成复杂控制的能力。（5）内部寄存器的
28、配置和容量它直接对用户编制程序提供支持，对 PLC 指令的执行速度及可完成的功能提供直接的支持。（6）扩展能力扩展能力包括 I/O 点数的扩展和 PLC 功能的扩展两方面的内容。（7）特殊功能单元特殊功能单元种类很多，也可以说 PLC 的功能很多。典型的特殊功能单元有模拟量、模糊控制联网等功能。第四部分 可编程控制器的硬件设计一 PLC 的选择（1）PLC 选择的一般原则为：1、PLC 机型选择的基本原则是，在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比的最优化机型。 2、在工艺过程比较固定、环境条件较好（维修量较小）的场合，建议选用整体式结构的 PLC；其它情况则最好选用模
29、块式结构的 PLC。 3、对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带 A/D 转换、D/A 转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求。 4、而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现 PID运算、闭环控制、通信联网等） ，可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。其中高档机主要用于大规模过程控制、全 PLC 的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。对于一个大型企业系统，应尽量做到机型统一。这样，同一机型的 PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水
30、平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各独立系统的多台 PLC 联成一个多级分布式控制系统，这样便于相互通信，集中管理。（2）当某一个任务决定由 PLC 来完成后。选择 PLC 就成为最重要的事情。一方面是选择多大容量的 PLC，另一方面是选择什么公司的 PLC 以及外设。第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有 I/O 点找出来，包括开关量 I/O 模拟量 I/O 以及这些 I/O 点的性质。I/O 点的性质主要是直流信号还是交流信号，它们的电源电压。控制系统输出点的类型非常关键，如果它们之中既有交流 220V 的接触器、电磁
31、阀，又有直流 24V 的指示灯，则最后选用的 PLC 的输出点有可能大于实际点数。因为 PLC 的输出点一般是几个一组共用一个公共端，这一组的输出只能有一个电源的种类和等级。对于第二个问题，则有以下几个方面要考虑：（1）功能方面：所有 PLC 一般都具有常规的功能，但是对于某些特殊要求，就要知道选用的 PLC 是否有能力完成控制任务。如对 PLC 与 PLC、PLC 与智能仪表以及上位机之间灵活方便的通讯要求；或对 PLC 的计算速度、用户程序容量有特殊要求的；或对 PLC 的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上的PLC 品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。（3）根据各种 PLC
32、品牌的信赖度以及个人爱好方面来选择自己熟悉的产品。二 PLC 控制系统设计步骤流程图分 析 评 估 控 制 任 务满 足 要 求联 机 调 试检 查 硬 件 接 线调 试 程 序 设 计 硬 件 系 统 接 线 图 和 控 制 柜检 查 修 改 程 序电 气 系 统 安 装程 序 设 计I / O 地 址 分 配P L C 机 型 ， I / O 设 备 选 择满 足 要 求满 足 要 求现 场 安 装 调 试交 付 使 用NN NY图 2 P L C 控 制 系 统 设 计 步 骤输入输出信号在 PLC 接线端子上的地址分配是进行 PLC 控制系统设计的基础。对软件来说，I/O 地址分配以后
33、才可以进行编程；对控制柜和 PLC 外围接线来说，只有 I/O 地址确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根据接线图和安装图安装控制柜。系统调试分模拟调试和联机调试硬件部分的模拟调试克在断开主电路的情况下，主要试一试手动控制部分是否正确。软件部分的模拟调试可借住与模拟开关和 PLC 输出端的输出指示灯进行。需要模拟量信号 I/O 时，可用电位器和万用表进行。调试时，可利用上述外围设备模拟各种现场开关和传感器状态，然后观察 PLC 输出逻辑是否正确。如果有错误则修改后反复调试。现在 PLC 的主流产品都可以在 PC 机上编程，并可以在电脑是上进行模拟调试。联机调试时，可以把编制好的程
34、序下载到现场 PLC中。有时 PLC 也许只有这一台，这时就要把 PLC 安装到控制柜相应的位置上。调试时一定要将主电路断电，只对控制电路进行联机调试即可。通过现场联调信号的接入常常还会发现软件以及硬件中的一些问题，有时厂家还需要对某些控制功能进行改进，这种情况下，都要经过反复测试系统后，才能最好交付使用。三 控制系统的 I/O 点及地址分配PLC 要能够识别和接受描述现场设备的开关量，同时能够发出控制信号控制一些执行设备，以便对现场设备进行控制。PLC 是通过 I/O 单元完成此工作的。I/O 单元是 PLC 与外部设备相互联系的通道，能输入/输出多种形式和驱动能力的信号，以实现被控设备与
35、PLC 的 I/O 接口之间的电平转换、电气隔离、串/并转换、A/D 与 D/A 转换等功能。输入单元接受现场设备向 PLC 提供信号，包括人为的控制信号和能描述现场状态的开关量信号，例如由按钮、限位开关、继电器触点、接近开关、拨码器等提供的开关量。这些信号经过输入电路进行滤波、光电隔离、电平转换等处理后，变成 CPU 能够接受和处理的信号。输出单元将经过 CPU 出理的弱电信号通过光电隔离、功率放大等处理，转换成外部设备所需要的强电信号，以驱动各种执行元器件，如继电器、电磁阀、传感器装置等。第五部分 自动仓储 PLC 程序设计（一） 自动仓储 PLC 程序设计 设计原理立体仓储主体由底盘、三
36、层九仓位库体、传动机械及电气控制等四部分组成。模型的传动机械部分采用滚珠丝杠、滑轨、普通丝杠等机械原件组成。电气控制采用步进电机、直流电机作为拖动原件，由可编程控制器（PLC） 、步进电机驱动模块、开关电源、位置传感器等器件组成，设有自动和手动两种控制方式。立体仓库模型通过传感器信号采集，PLC 编程，实现对步进电机及直流电机进行复杂的位置控制、速度控制以及时序控制等控制。工作示意图如下：7 号 仓 8 号 仓 9 号 仓4 号 仓 5 号 仓 6 号 仓1 号 仓 2 号 仓 3 号 仓图 3 工 作 示 意 图（二） 自动仓储 PLC 程序 I/O 通道分配表元件 端子号 作用后退限位开关
37、 I0.0 后退限位开关（原点限位）前进限位开关 I0.1 前进限位开关下降限位开关 I0.2 下降限位开关出叉限位开关 I0.3 出叉限位开关进叉限位开关 I0.4 进叉限位开关进退定位检测 I0.5 进退定位检测开关（平行移动的光电开关）升降定位检测 I0.6 升降定位检测（平行移动的光电开关）4567 开关 I0.7 第二行编码0123 开关 I2.0 第一行编码入库、出库、确认开关 I2.1 第四行编码89 开关 I2.2 第三行编码159 出库开关 I2.3 第二行编码048 入库开关 I2.4 第一行编码37 确认开关 I2.5 第四行编码26 开关 I2.6 第三行编码后退（电机
38、 1） ，退往原点I2.7 后退前进（电机 1） Q0.0 前进下移（电机 2） Q0.1 下移上移（电机 2） Q0.2 上移出叉（电机 3） Q0.3 出叉进叉（电机 3） Q0.4 进叉进退定位 Q0.5 进退定位行下定位 Q0.6 行下定位行上定位 Q0.7 行上定位列计数器 C1 列计数器行计数器 C2 行计数器（三） 自动仓储 PLC 程序 外部接线图进 退 定 位 检 测上 升 定 位 检 测0965出库确认7入库84321I 2 . 1I 2 . 5I 2 . 1I 2 . 4I 2 . 1I 2 . 7I 2 . 1I 2 . 6I 2 . 0I 2 . 5I 2 . 0I
39、2 . 4I 2 . 0I 2 . 7I 2 . 0I 2 . 6I 2 . 3I 2 . 5I 2 . 3I 2 . 4I 2 . 2I 2 . 4I 2 . 2I 2 . 5按 键 输 入I 2 . 2I 2 . 6PLCQ 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 11 MI 1 . 2I 1 . 3I 1 . 4I 1 . 5I 1 . 6I 1 . 72 M3 MI 2 . 0I 2 . 1I 2 . 2I 2
40、 . 3I 2 . 4I 2 . 6I 2 . 0I 2 . 7M按键控制信号输入后 退 限 位前 进 限 位下 降 限 位上 升 限 位出 库 限 位入 库 限 位后前降升进取 2 2 0 V( 图 4 )( 图 5 )L（四） 自动仓储 PLC 程序 控制流程图 电 源 启 动入 库出 库到 达 仓 库手 臂 到 位手 臂 下 降手 臂 上 升抓 紧 货 物拾 取 控 制手 臂 到 位手 臂 下 降到 达 仓 库向 前 运 行拾 取 控 制自 动 控 制手 动 控 制搜 索 信 号搜 索 到 位判 断 出 入2 秒 复 位手 臂 上 升松 开 货 物停 止手 臂 上 升抓 紧 货 物手 臂 到 位手 臂 下 降到 达 仓 库松 开 货 物停 止（ 图 6 ）（五）自动仓储 PLC 控制程序
