瓶装饮料计数管理的设计与实现.doc

1、摘要随着科学技术的发展，人们对生产质量、生产效益的要求越来越高。近年来， 随着经济的发展和科技的进步，人们对瓶装饮料在线计数提出了更高的要求，使得智能化领域的地位越来越重要。在瓶装饮料在线计数的工作环境下对控制系统也有了较高的要求。在瓶装饮料计数过程中系统工作要稳定、准确与节能。在正常的情况下不用人为的干预，系统要实现瓶装饮料的计数；在计数的过程中要按班、按日将计数的数值显示和传送的管理层。根据瓶装饮料计数的环境和对系统硬件的控制要求，采用PLC智能控制。PLC 是经过几十年实际应用中检验过的控制器，能在恶劣的环境下稳定工作，其抗干扰能力强，故障率低，易于设备的扩展，便于维护，开发周期短。 关

2、键词：三菱FX2N PLC, 瓶装饮料在线计数,智能控制,稳定AbstractWith the development of science and technology, people on the production efficiency, quality and efficiency of the increasingly high demand. In recent years, with the development of economy and the progress of science and technology, people of bottled drinks, o

3、n-line counting has put forward higher requirements, making intelligent field is becoming more and more important. In bottled drinks on-line counting work environment for the control system has high requirements. In bottled drinks counting process system to stable, accurate and energy-saving. In nor

4、mal circumstances without human intervention, system to achieve bottled beverages count; in the process of counting according to class, daily will count display and transmission management. According to bottled beverages count environment and the hardware control requirements, with PLC intelligent c

5、ontrol. PLC is after decades of practical application test controller, in harsh environment stability, anti-interference ability, low failure rate, easy extension of devices, easy maintenance, short development cycle.Key words: Mitsubishi FX2N PLC, bottled drinks on-line counting, intelligent contro

6、l, stability 目录引言1第一章 整体设计方框图31.1设计总方框图31.2 PLC接线图41.3 元件布置图5第二章 PLC硬件控制系统设计62.1 PLC的选择62.1.1 PLC的基本组成62.1.2 PLC的基本工作原理72.1.3 PLC与继电器控制系统、微机区别82.1.4 PLC的分类92.1.5 FX1NC FX2NCFX3UC三菱PLC:102.1.6系列三菱PLC:112.2 数码管与译码管的选择122.2.1 BCD七段数码管显示译码器122.2.2 真值表132.3光电开关的选择：142.3.1光电开关的基本概念142.3.2光电传感器的概述142.3 材料细

7、则15第三章 PLC软件控制系统设计163.1本设计所需要的一些重要指令163.1.1时钟运算指令（FNC160FNC16）163.1.2时钟数据读出指令TRD(FXC166)173.2项目描述183.3 PLC接线图183.4梯形图程序设计193.4.1早班、中班、晚班时间的设计193.4.2早中晚班计数设计程序213.4.3早中晚班计数后制动复位和手动复位223.4.4早中晚班数值显示设计程序223.5指令表233.6总设计梯形图243.7调试运行程序27引言一、瓶装饮料在线计数及管理系统设计与实现的目的与意义瓶装饮料在线计数及管理系统设计与实现的目的是为了能够使瓶装数量更快、更方便、更准

8、确的反应给管理系统。使管理层能过方便的、准确的、及时的发现不足有利于公司对资源合理的分配与管理。使销售与生产这一环节紧密的结合在一起提高公司的经济效益与生产效率。意义在于提高社会生产效率从而节约了自然资源，为改善自然环境，推动社会经济发展和新科技的研发。提高人类生活水平。二、方案比较PLC包括操作系统及强电的光电隔离的输入/输出，方便应用并具有极高的可靠性与抗干扰能力、扩展能力及使用方便性。PLC出Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器，是工业控制计算机。采用梯形图、助记符、功能图等编程语言，完成逻辑运算、顺序控制、记数、定时、计算及模拟量处理等功能。具有光

9、电隔离的输入输出端子，可代替大量的定时器、记数器、继电器，具有极高的可靠性。通过各种扩展模块，可增加输入/输出点数，增加模拟量功能如可直接接热电偶等，增加通信功能及特殊通信协议等，具有较高的使用灵活性。 PLC是建立在单片机之上的产品，单片机是一种可编程的集成芯片，换句话来说，PLC就是由单片机加上外围电路做成的 ，单片机开发式底层开发，比较麻烦，程序编写用汇编或者c语言比如延时用单片机做程序，要从晶振来计算，而PLC就不一样，个厂家都提供一个编程软件，可以用梯形图编程，延时只需在时间继电器里送一个数字而已 。单片机控制：优点，经济实惠，成本相对较低；缺点，用单片机制作的主控板受制版工艺、布局

10、结构、器件质量等因素的影响导致抗干扰能力差，故障率高，不易扩展，对环境依赖性强,开发周期长。一个采用单片机制作的主控板不经过很长时间的实际验证很难形成一个真正的产品。PLC控制：优点：PLC是经过几十年实际应用中检验过的控制器，其抗干扰能力强，故障率低，易于设备的扩展，便于维护，开发周期短。缺点：成本相对单片机要高！PLC是单片机在继电控制系统中的一种应用.PLC所采用的梯形图类似于继电器线路图,易于为广大电气工程技术人员所接受. PLC更加适合于工业恶劣环境下使用 使用比较稳定 而单片机的工作环境要高一些。 第一章 整体设计方框图1.1设计总方框图 图1-1整体设计方框图输入信号是光电传感器

11、和手动复位按钮控制的。当有饮料瓶装从光电传感器经过时，光电传感器将产生一个低电平，这个信号可以控制PLC程序中X0的断开与接通，从而使计数器计数。假如早班计数有1000个饮料瓶装时停电了，计数器会把当前数据记录下来。直到第二天的早班才有电开始工作，如果要接着这个数字计数的话，则程序可以控制直接计数；如果要清零了在计数时则要用到手动复位按钮。输出信号是控制数码显示，把瓶装饮料的数值在数码管上显示出来。PLC计数的数值是十进制的，要先把十进制转换成二进制输入到七段译码管中在从七段数码管显示出来。1.2 PLC接线图可以直观的看出硬件的基本组成，反应设计者的思路。X表示光电传感器，X0是光电传感器的

12、PLC软件表示符号。SB1是手动复位按钮，用X1表示。Y0Y1译码器接数码管个位，Y4Y7接译码器数码管十位，Y10Y13接译码器数码管百位，Y14Y17接译码器数码管千位，Y20Y23接译码器数码管万位。PLC用的是三菱FX2N-48MR. 图1-2 PLC外部接线图1.3 元件布置图 图1-3 元件布置图元件布置图直观的反应了元件之间的位置情况，光电开关和按钮时输入信号控制PLC内部程序中输入信号的关断；数码管与译码管配合可以减少输出量，它们接收PLC内部输出量。当有物体从光电开关经过后会产生已给断开的信号，从而记下一个产品的数量。手动复位按钮的关断选择的，当第一天在一个时间段停电后了，当

13、第二天又在这个时间来电了是否接着前一天的数值计数还是清零了在计数。计数器记得数值是十进制的要用转换成BCD码在经过译码器在输入到数码管，然后在在显示出不同时间下记下的数值。第二章 PLC控制系统的硬件设计 2.1 PLC的选择 2.1.1 PLC的基本组成 PLC的基本组成：CPU由控制器、运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接。1 CPU运算和控制中心 起“心脏”作用， 纵：当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中，然后CPU根据系统所赋予的功能（系统程序存储器横：输入状态和输入信息从输入接口输进，CPU将之存入工作数据存储器中或输

14、入映象寄存器。然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中，然后输出到输出接口、控制外部驱动器。 2 存储器 具有记忆功能的半导体电路。 分为系统程序存储器和用户存储器。 系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序，监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器组成。厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。用户存储器：分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器（RAM）组成。用户使用的。断电内容消失。常用高效的锂电池作为后备电源，寿命一般为35年。3输入/输出接口 （1）输入接口： 光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。

15、发光二级管：在光电耦合器的输入端加上变化的电信号，发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。 光电三级管：在光信号的照射下导通，导通程度与光信号的强弱有关。在光电耦合器的线性工作区内，输出信号与输入信号有线性关系。 输入接口电路工作过程：当开关合上，二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部电路输入信号。当开关断开，二极管不发光，三极管不导通。向内部电路输入信号。也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的数字信号。 4.输出接口 PLC的继电器输出接口电路 工作过程：当内部电路输出数字信号1，有电流流过，继电器线圈有电流，然后常开触点闭合，提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号0，则没有电流流过，继电器线圈没有电流，然后常开触点断开，断开负载的电流或电压。也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或不动作。 三种类型： 继电器输出：有触点、寿命短、频率低、交直流负载。 晶体管输出：无触点、寿命长、直流负载。晶闸