plc五工位送料小车自动控制示.doc

目 录引言11.课程设计目的11.1课程设计描述和目标21.1.1课程设计描述21.1.2.课程设计目标22系统总体方案设计32.1 系统硬件设计32.1.1 PLC的选型32.1.2 S7-200224简介32.2 系统变量定义及分配表32.3 系统接线图设计43控制系统程序设计53.1 控制程序流程图设计53.2五工位送料小车自动控制主电路图63.3 PLC控制梯形图设计74系统调试及结果分析134.1 系统调试及解决的问题134.2结果分析13设计总结14参考文献1515PLC原理及应用课程设计引言自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。在军事技术方面，自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面，除了各种形式的控制系统外，应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。此外，在办公室自动化、图书管理 、交通管理乃至日常家务方面，自动控制技术也都有着实际的应用。随着控制理论和控制技术的发展，自动控制系统的应用领域还在不断扩大，几乎涉及生物、医学、生态、经济、社会等所有领域。运料小车是工业运料的主要设备之一。广泛应用于自动生产线 冶金、有色盒属、煤矿、港口、码头等行业，各工序之间的物品常用有轨小车来转运。小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进，电动机反转小车后退。本文采用PLC技术，研究了运料小车的控制方法。1.课程设计目的培养学生综合运用PLC及有关先修课程的基础知识，去解决某一实际问题的基本训练。通过电路设计，了解单片机的工作特征，掌握单片的工作原理，从而加深对该课程知识的理解。通过本课程设计，主要训练和培养学生以下能力：(1) 查阅资料：收集与本设计有关的资料（包括从已发表的文献和生产现场中收集的）。(2) 方案选择：树立即考虑技术的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性。并注意提高分析和实际解决问题的能力。(3) 迅速准确的进行工程计算的能力。(4) 用简洁的文字，清晰的图表来自己设计思想的能力。1.1课程设计描述和目标1.1.1课程设计描述某车间有5个加工工位，送料小车在五个工位之间往返运行送料，各工位的限位开关和呼车按钮布置如图所示。图中SQ 和SB编号也是各工位编号。SQ为滚轮式，可自动复位。控制要求如下：图1 五工位送料小车自动控制示意图1.1.2.课程设计目标1）留在5个工位中任意一个开关的位置上。PLC上电后小车停在某工位若没有呼车时则各工位指示灯亮，表示各工位可以呼车。2）若某工位呼车时，各工位的指示灯均灭，表示此后再呼车无效。3）若小车所停工位号等于呼车号时小车原地不动；若小车所停工位号大于呼车 号时，小车自动向左行驶；若小车所停工位号小于呼车号时，小车自动向右行驶；。当小车达到呼车位时自动停车（注：由于小车传动系统设计问题电机正传小车左行，电机反转小车右行）。4）小车到达呼车位时应停留30s供该工位使用。5）停电后再复电，小车不会自动启动。2系统总体方案设计2.1 系统硬件设计2.1.1 PLC的选型在PLC日益成为工厂自动化基本技术平台的时代，如何选用一部适合的PLC即满足技术要求，又能实现经济效益，是一项重要课题。PLC本身强调的特色为：体积小、功能强、操作简便、程序设计简易、模块扩充性好、通信方便等，针对上述要求选择PLC控制系统。西门子公司的S7-200系列PLC以其功能强、功能强大、性价比高等特点受到广泛青睐。因为该设计需要13个输入和3个输出故需要CPU有至少14个数字量输入PLC，故满足这一技术要求的S7-200系列PLC的CPU类型有224、224XP、226等。PLC的选型不但要满足技术要求，还要考虑到经济性，因此这里选用S7-200系列的224PLC。2.1.2 S7-200224简介CPU224集成14 输入/10 输出共24个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168 路数字量I/O 点或35 路模拟量I/O 点。16K 字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz 高速计数器，2 路独立的20kHz 高速脉冲输出，具有PID 控制器。1 个RS485 通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。I/O 端子可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。2.2 系统变量定义及分配表序号符号地址名称1SB1I0.0启动按钮开关2SB2I0.1停止按钮开关3SQ1I0.2一号站到位开关4SQ2I0.3二号站到位开关5SQ3I0.4三号站到位开关6SQ4I0.5四号站到位开关7SQ5I0.6五号站到位开关8SB3I0.7一号站呼叫开关9SB4I1.0二号站呼叫开关10SB5I1.1三号站呼叫开关11SB6I1.2四号站呼叫开关12SB7I1.3五号站呼叫开关13KM1Q0.0电机正传14KM2Q0.1电机反转15HLQ0.2指示灯16FRI1.4热继电器表1系统变量定义及分配表2.3 系统接线图设计系统接线图如图3所示图3 系统接线图3控制系统程序设计3.1 控制程序流程图设计图4 控制程序流程图3.2五工位送料小车自动控制主电路图五工位送料小车自动控制主电路图如图32所示图5 五工位送料小车自动控制主电路图3.3 PLC控制梯形图设计4系统调试及结果分析4.1 系统调试及解决的问题1.先将PLC程序传入S7-200-CPU 224PLC中，按下启动按钮，电机正常运行。2.当按下SB3SB7中任何一个按钮，PLC记录先按下按键站位号后，同时锁住按键，使其他按键按下无效，然后小车向该站位号行驶，到达后停止30s。3.30s后可呼车指示灯亮，各工位可继续呼车。4. 停电后再复电，小车停在停电前工位。4.2结果分析经调试测试该设计满足以下要求：1）留在5个工位中任意一个开关的位置上。PLC上电后小车停在某工位若没有呼车时则各工位指示灯亮，表示各工位可以呼车。2）若某工位呼车时，各工位的指示灯均灭，表示此后再呼车无效。3）若小车所停工位号等于呼车号时小车原地不动；若小车所停工位号大于呼车 号时，小车自动向高位行驶；若小车所停工位号小于呼车号时，小车自动向低位行驶；。当小车达到呼车位时自动停车。4）小车到达呼车位时应停留30s供该工位使用。5）停电后再复电，小车不会自动启动。设计总结通过这次课程设计，我学到了很多PLC和单片机方面的知识，同时也加强了对画图工具的使用，在老师的精心指导下和同学合作之下最终成功地完成了此次设计，并从中学到了很多的知识和经验。本次课程设计使我认识到：（1）设计思路是实施操作的坚实基础。设计思路是电路的生命。（2）活学活用。这次设计让我真正体会到了书本知识永远是基础，而基础正是你向高层次迈进的扎实阶梯，没有这个基础，就无法实现技术上的腾飞。在实践当中，灵活运用书本上所讲的知识，万变