《可编程控制器》课程设计-小车多方式运行的PLC控制设计.doc

设 计 任 务 书可编程控制器课程设计全套设计加扣 3012250582设 计 题 目： 小车多方式运行的PLC控制 学 院： 机电工程学院 学 号： 专业（方向）年级： 电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 福建农林大学机电工程学院电气工程系2017年 2月 20日可编程控制器课程设计任务书（一） 设计题目小车多方式运行的PLC控制（二） 情况简介小车系统由直流电机、继电器、小车和4个站台等组成，每个站台有检测传感器、指示灯和按钮。采用S7-200PLC进行控制，控制要求如下：1. 小车起始位置停在x（x=14）号站台，SYx传感器为ON;2. 假如y(y=14)号站台呼叫，如果： xy，小车左行到呼叫站台停车； xy，小车右行到呼叫站台停车； x=y，小车停止；3. 小车在SY1和SY4处要有可靠的保护功能，自动往返或准确停车，不能向外撞；4. 小车路过每个站台要有指示灯显示；但LB1和LB4灯要闪3次；（三） 设计要求学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行小车多方式运行的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2. 系统有启动、停止功能；3. 运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；4. 程序结构与控制功能自行创新设计；5. 用MCGS监控组态软件，设计出上位监控系统；6. 进行系统调试，实现小车多方式运行的控制要求。（四） 设计步骤. 查找资料，了解和分析题目所要求具体工程项目控制的过程。. 确定I/O点数，选择PLC 的型号，并根据需要进行硬件系统配置。. 绘制外部I/O接线图及相关的电气原理图。. 编程。. 调试。. 编写设计说明书。（五） 设计说明书要求.完整的设计任务书。. 确定I/O点数，选择PLC 的型号，完成系统组态或硬件配置。.正确合理地进行编程元件的地址分配。.画出输入/输出接线图及相关电气原理图。.设计梯形图控制程序。.编制系统的操作说明。.编制系统的调试说明及注意事项。.设计体会（可选）.参考文献.（六） 列出设计参考资料目录设计时间 2017 年 2 月 20 日至 2017 年 3 月 5 日（2周）指导教师 设 计 说 明 书可编程控制器课程设计设 计 题 目： 小车多方式运行的PLC控制 学 院： 机电工程学院 学 号： 专业（方向）年级： 电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 福建农林大学机电工程学院电气工程系2017年 3 月 1日目录1、引言61.1背景61.2设计内容及目的62、系统总体方案设计72.1 系统硬件配置及组成原理72.1.1系统硬件配置72.1.2 PLC系统的结构组成72.1.3小车多方式运行原理72.2 系统变量定义及分配表82.3 系统接线图设计83、控制系统程序设计93.1 控制程序流程图设计93.2 控制系统的设计思路及设计程序94、控制系统的上位机设计124.1 人机界面选择124.2 人机界面设计12结束语14参考文献14附录：程序梯形图151、引言1.1背景在中国，运料小车半自动化控制前景美好，在许多公司的装配车间得到广泛的运用。随着科技的发展，技术的不断更新，使得工业生产趋向于半自动化、自动化、无人工厂的方向发展，其中PLC技术的运用成为自动化技术的主流之一。本次课程设计中，运料小车的PLC控制系统，它的控制过程属于双向控制，运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车右行，电机反转，小车向左行，在每一个停靠点安装一个行程开关用来监视小车是否到达该站点。该控制系统用于柔性制造系统中物料小车的自动控制、自动化仓库中物件存取小车的自动控制等，该控制系统成本低廉，体积小，能够安全可靠的进行生产，而且效率高，灵活性强，能够很好的适应变化和纠正错误，运行速度快，易管理。1.2设计内容及目的小车系统由直流电机、继电器、小车和4个站台等组成，每个站台有检测传感器、指示灯和按钮。采用S7-200PLC进行控制，控制要求如下： 1.小车起始位置停在x（x=14）号站台，SYx传感器为ON; 2.假如y(y=14)号站台呼叫，如果： xy，小车左行到呼叫站台停车； xy，小车右行到呼叫站台停车； x=y，小车停止；3.小车在SY1和SY4处要有可靠的保护功能，自动往返或准确停车，不能向外撞； 4.小车路过每个站台要有指示灯显示；但LB1和LB4灯要闪3次； 运用所学的理论知识，进行小车多方式运行的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。2、系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1系统硬件配置 小车系统由直流电机、继电器、小车和4 个站台等组成，每个站台有行程开关、指示灯和按钮。2.1.2 PLC系统的结构组成 本设计共需要8个输入和7个输出，四个站台的呼叫输入以及四个站台的行程开关输入，四个站台每个都设置一个指示灯输出，和小车三种运行状态：左行、右行、停车的输出，CPU224XP共有14个DI和10个DO，可以满足本设计需求。故选择西门子的CPU224XP。2.1.3小车多方式运行原理当按下站台呼叫开关，小车首先判断呼叫站台在小车目前所在站台的左边或右边或者原地，从而决定左行或右行或停车。如果小车左行，则小车没路过一个站台（由行程开关判断是否到站台），该站台的指示灯便会亮起，直到小车到达呼叫站台并停车。 图2-12.2 系统变量定义及分配表I/O点数：8输入7输出。地址分配： 表2-1 外部设备 输入地址 外部设备操作 输出地址主站台1呼叫I0.0小车左行Q0.0主站台2呼叫 I0.1小车右行Q0.5主站台3呼叫I0.2小车停车Q0.6主站台4呼叫I0.3指示灯LB1Q0.1行程开关SY1I0.5指示灯LB2Q0.2行程开关SY2I0.6指示灯LB3Q0.3行程开关SY3I0.7指示灯LB4Q0.4行程开关SY4I1.02.3 系统接线图设计 图2-23、控制系统程序设计3.1 控制程序流程图设计 当某个站台的呼叫按钮按下时，小车通过比较VW10与站台号码的大小判断小车应该左行右行还是停车，当小车路过站台时行程开关置1使指示灯亮起（在站台1和4指示灯闪3次后亮起），当小车到达呼叫站台时指示灯亮起并且停车同时给VW10重新赋值该站点号码。3.2 控制系统的设计思路及设计程序如图所示1号站台，在主程序中通过行程开关的状态判断小车是否到达该站台，如果到达，I0.5置1并且指示灯闪3次后亮起，如果此时小车到达呼叫站台即I0.5和I0.0同时置1，此时停车并给VW10赋值1，VW10用于比较判断小车所在站台与呼叫站台的位置。其他站台同理。主程序中停车的部分如下所示：子程序中开启中断，中断事件号为10，给SMB34赋值100，每0.1S进入中断。中断程序中呼叫站台按下时，根据VW10与呼叫站台的大小判断小车是左行还是右行还是停车。4、控制系统的上位机设计4.1 人机界面选择 人机界面非常直观的让操作者观察到程序运行的过程，有利于我们对程序进行调试和改进，人机界面操作起来也非常方便，界面也舒适，界面的设计也非常多样，有利于我们的个性化选择和设计。维控软件因其强大的功能得到广泛应用，所以我选择用维控软件来设计我的人机界面。4.2 人机界面设计主界面： 图4-1小车在1号站台时，指示灯LB1闪3次亮起，此时3号站台呼叫故小车要开始右行，右行的指示灯亮起： 图4-2小车在3号站台时，指示灯LB3亮起，此时2号站台呼叫故小车要开始左行，左行的指示灯亮起：图4-3当小车到达呼叫站台时，指示灯亮起并且停车：图4-