目录1绪论 (1)1.1题目来源及课题意义 (1)1.2系统的主要技术参数 (1)2器件选择 (2)2.1PLC的定义 (2)2.2PLC的分类 (2)2.2.1.按 I/O 点数分类 (2)2.2.2 按结构分类 (3)2.2.3按功能分类 (3)2.3物位传感器的选择 (4)2.3.1 电容式物位传感器 (5)2.3.2 阻力式料位传感器 (5)2.4LED显示电路选择 (7)2.4.1 LED静态显示方式 (7)2.4.2 LED动态显示方式 (8)2.5键盘输入电路 (8)2.5.1矩阵式键盘接口： (8)2.5.2独立式按键接口： (9)3 控制系统的实现 (10)3.1控制要求 (10)3.2流程图 (10)3.3系统的I/O连接图 (11)3.4控制系统的梯形图 (12)4 结语 (15)参考文献： (16)致谢 (16)1 绪论1.1 题目来源及课题意义随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。
减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。
基于PLC的自动送料装车控制系统可以解决上述问题，因此对它的设计具有了现实可能性。
自动运料车工作原理及技术要求该自动送料装车系统的操作过程是：在允许汽车开进后，汽车到达指定位置（由传感器进行相应的位置检测），此时可以起动控制系统。
首先送料皮带最上层的电动机动作，经过等时间间隔，下层送料皮带的各电动机依次动作。
当最后一台送料皮带的电动机动作一定的时间后，装满料的料斗打开进行自动装料。
当汽车装满料后，料斗关闭，各电动机由下至上经过等间隔依次停止，汽车开走，完成一次装车。
控制系统返回初始状态，等待下一次装料。
根据实际系统的操作过程，设计了以下的模拟过程：初始状态：红灯L1 灭，绿灯L2 亮，表示允许汽车开进装车。
汽车开进到位后（用S2 接通表示），L1 亮，L2 灭。
按下起动按钮，电动机M3 运行，电动机M2 在电动机M3 运行2s后开始运行电动机M1 在电动机M2 运行2s后开始运行，料斗K2 在电动机M1 运行2s 后打开出料。
当汽车上的料装满后（用S2 断表示），料斗K2 关闭。
电动机M1 在料斗K2 关闭2s 后停止运行，电动机M2 在电动机M1 停止运行2s 后停止运行，电动机M3 在电动机M2 停止运行2s 后停止运行。
电动机M3 停止后，绿灯L2亮，红灯L1 灭，表示汽车可以开走[4]。
1.2 系统的主要技术参数(1)用一台电机控制两条生产线(2)要能检测到满料状态，并显示出输送、排料、满料时间(3)时间误差：0.1秒(4)具有抗干扰能力2 器件选择2.1 PLC的定义可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。
但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC2.2 PLC的分类PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。
对 PLC 的分类可以根据结构、功能的差异等进行大致分类。
2.2.1.按I/O 点数分类PLC按其 I/O 点数多少一般可分为以下 4 类：(1) 微型 PLC：I/O 点数小于 64点的 PLC 为超小型或微型 PLC。
(2) 小型 PLC：I/O 点数为 256 点以下，用户程序存储容量小于 8KB 的为小型 PLC。
它可以连接开关量和模拟量 I/O 模块以及其他各种特殊功能模块，能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通信联网等功能。
如西门子公司的 S7-200PLC，三菱公司的 F1、F2和 FX0 系列 PLC 都属于小型机。
(3)中型 PLC：I/O 点数在 512～2048 点之间的为中型 PLC。
它除了具有小型机所能实现的功能外，还具有更强大的通信联网功能、更丰富的指令系统、更大的内存容量和更快的扫描速度。
如西门子公司的 S7-300PLC、三菱公司的A1S 系列 PLC 都属于中型机.(4)大型 PLC：I/O 点数为 2048 点以上的为大型 PLC。
它具有极强的软件和硬件功能、自诊断功能、通信联网功能，它可以构成三级通信网，实现工厂生产管理自动化。
另外大型 PLC 还可以采用三个 CPU 构成表决式系统，使机器具有更高的可靠性。
如西门子公司的 S7-400 系列 PLC、三菱公司的 A3M、A3N 系列 PLC 都属于大型机。
2.2.2 按结构分类PLC按其结构可分为整体式、模块式及叠装式 3 种：(1)整体式 PLC将 CPU、I/O 单元、电源、通信等部件集成到一个机壳内的称为整体式 PLC。
整体式PLC由不同 I/O点数的基本单元(又称主机)和扩展单元组成。
基本单元内有 CPU、 I/O 接口、与 I/O 扩展单元相连的扩展口以及与编程器相连的接口。
扩展单元内只有 I/O 接口和电源等，没有 CPU。
基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。
它还配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。
整体式 PLC 一般都是小型机。
(2)模块式 PLC模块式 PLC 是将 PLC 的每个工作单元都制成独立的模块，如 CPU 模块、I/O 模块、电源模块(有的含在 CPU 模块中)以及各种功能模块。
模块式 PLC 由母板(或框架)以及各种模块组成。
把这些模块按控制系统需要选取后，安插到母板上，就构成了一个完整的 PLC系统。
这种模块式 PLC 的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。
大、中型 PLC 一般采用模块式结构。
例如，西门子公司的 S7-300系列、S7-400 系列 PLC 都采用模块式结构形式。
(3)叠装式 PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式 PLC。
叠装式 PLC 将CPU 模块、电源模块、通信模块和一定数量的 I/O 单元集成到一个机壳内，如果集成的 I/O 模块不够使用，可以进行模块扩展。
其 CPU、电源、I/O 接口等也是各自独立的模块，但它们之间要靠电缆进行连接，并且各模块可以一层层地叠装。
叠装式 PLC 集整体式 PLC 与模块式PLC优点于一身，它不但系统配置灵活，而且体积较小，安装方便。
西门子公司的 S7-200系列 PLC 就是叠装式的结构形式[1]。
2.2.3按功能分类根据 PLC 所具有的功能不同，可将 PLC 分为低档、中档、高档 3类：(1)低档 PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量的模拟量 I/O、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。
主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。
(2)中档 PLC除具有低档 PLC 的功能外，还具有较强的模拟量 I/O、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程 I/O、子程序、通信联网等功能。
有些还可增设中断控制、PID (比例、积分、微分控制)控制等功能，以适用于复杂控制系统。
(3)高档 PLC除具有中档 PLC 的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、函数、表格、CRT可编程控制器原理与应用显示、打印和更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统,实现工厂自动化。
一般低档机多为小型 PLC，采用整体式结构；中档机可为大、中、小型 PLC，其中小型 PLC 多采用整体式结构，中型和大型采用模块式结构。
目前的主流PLC有美国GOULD 公司的M84、484、584、684、884，德国SIEMENS公司的SIMATIC S5系列，日本三菱公司的MELPLAC-50、550，GOULD公司的A5900 德国西门子公司的S7系列。
该模拟控制模板选用西门子公司（ Simens）的S7- 200可编程序控制器来实现[8]。
2.3 物位传感器的选择物位是指贮存容器或工业生产设备里的液体、粉粒壮固体、气体之间的分界面位置，也可以是互不相溶的两种液体间由于密度不等而形成的界面位置。
根据具体用途分为液位、料位、界位传感器或变送器。
物位不仅是物料耗量或产量计量的参数，也是保证连续生产和设备安全的重要参数。
特别是在现代工业中，生产规模大，速度高，且常有高温、高压、强腐蚀性或易燃易爆物料，对于物位的监视和自动控制更是至关重要。
物位测量可用于计算物料储量。
对于粉粒体，必须考虑到颗粒间有空隙，应区分密度和容重。
密度是指不含空隙的物料每单位体积的质量，即通常的质量密度 ，如果乘以重力加速度g，就成为重力密度r，简称为重度。
容重是包含空隙在内的每单位体积的重量 v，也就是视在重度或宏观重度，它总要比颗粒物质本身的重度小，其差额决定于空隙率。
而空隙率又取决与许多因素。
例如颗粒形状、尺寸的一致程度、是否受外力压实、是否经受过振动、有无黏结性等，所以粉粒体物料的体积储量和质量储量之间不易精确换算，这是需要注意的。
2.3.1 电容式物位传感器利用物料介电常数恒定时极间电容正比与物位的原理，可构成电容式物位传感器。
根据电机的结构可将电容式物位传感器分为三中：（1）适用与导电容器中的绝缘性物料，且容器为立式圆筒形，器壁为一极，沿轴线插入金属棒为另一极，其间构成的电容C与物位成比例。
也可悬挂带重锤的软导线作为电机。
（2）适用与非金属容器，或虽为金属容器但非立式圆筒形，物料为绝缘性的。
这时在棒壮电极周围用绝缘支架套装金属筒，筒上下开口，或整体上均匀分布多个孔，使内外物位相同。
中央圆棒和与之同轴的套筒构成两个电极，其间电容和容器形状无关，只取决于物位。
所以这种电极只用于液位，粉粒体容易滞留在极间。
（3）用于导电性物料，起外形和（1）一样，但中央圆棒电极上包有绝缘材料，电容是由绝缘材料的介电常数和物位决定的，与物料的介电常数无关，导电物料使筒壁与中央电极间的距离缩短为绝缘层的厚度，物位升降相当于电极面积改变。
电容式物位传感器无可动部件，与物料密度无关，但应注意物料中含水分时将对测量结果影响很大，并且要求物料的介电常数与空气介电常数差别大，需用高频电路。
所以不予采用。
2.3.2 阻力式料位传感器阻力式料位传感器是指物料对机械运动所呈现的阻挡力。
粉末颗粒状物料比液态物质流动性差，对运动物体有明显的阻力，利用这一特点可构成各种料位传感器：（1）重锤探索法：在容器顶部安装由脉冲分配器控制的步进电机，此电机正转时缓缓释放悬有重锤的钢索。