智能交通模型的PLC控制-基于PLC的刀库捷径方向选择控制

目录摘 要 .11.PLC 的介绍 .21.1 PLC 的定义 .21.2 PLC 的特点及重要性 .21.3 西门子 S7-200 介绍 .22 基于 PLC 的设计 .32.1 智能交通模型的 PLC 控制 .32.1.1 交通灯 .3设计要求 .32.1.2 交通灯的程序及注释 .42.2 基于 PLC 的刀库捷径方向选择控制（东疆教仪） .82.2.1 刀库捷径方向选择控制的设计要求 .82.2.2 刀库程序及注释 .83 设计心得体会 .144 课程设计总结 .15参考文献 .16摘 要 可编程控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置,它的功能性强,可靠性高,编程简单,使用方便,体积小巧,近年来在工业生产中得到广泛的应用,被誉为当代工业自动化主要支柱之一。现今社会，自动化装置无所不在，在控制技术需求的推动下，控制理论本身也取得了显著的进步。PLC 存在许许多多的的优点，因此，PLC 已经在工业市场占有一大片领域。随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广目前，PLC 在国内外已经广泛应用于钢铁，石油化工，建材，机械制造，交通运输等各个行业。对于我们，随着学习的深入，已经大体掌握了 PLC 的程序设计的基本应用。为了将我们的编程能力提升到一个更高的水平，深化面向对象的编程思维和解决问题的能力，值此课程设计周期间，进行基于 PLC 的程序设计，PLC 在 EM235 测压系统和三相电机启动制动控制以及机械手控制应用作为实例，对 PLC 的基本指令和基础知识进行回忆和熟悉。关键词：PLC 智能交通模型的 PLC 控制 基于 PLC 的刀库捷径方向选择控制1.PLC 的介绍1.1 PLC 的定义可编程逻辑控制器，简称 PLC (Programmable logic Controller)，,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装，一种数字运算操作的电子系统，专门为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/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。PLC 的种类很多，其实现的功能、内存容量、控制规模、外型等方面均存在较大的差异。因此，PLC 的分类没有一个严格的统一标准，而是按照结构形式、控制规模、实现的功能进行大致的分类。1.2 PLC 的特点及重要性PLC 具有一下几个特点：1) 可靠性高，抗干扰能力强2) 通用性强，控制程序可变3) 使用方便功能强，适应面广编程简单4) 容易掌握体积小、重量轻、功耗低、维护方便因为 PLC 具有上述特点，因此 PLC 已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，具有不可忽视的重要性。1.3 西门子 S7-200 介绍S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。S7-200 应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。 S7-200 系列 PLC 可提供 4 个不同的基本型号的 8 种 CPU 供使用。CPU 226 本机集成 24 输入/16 输出共 40 个数字量 I/O 点。可连接 7 个扩展模块，最大扩展至 248 路数字量 I/O 点或 35 路模拟量 I/O 点。13K 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。2 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 端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。 2 基于 PLC 的设计根据要求，我们需要设计的 2 个课题分别是智能交通模型的 PLC 控制、基于 PLC 的刀库捷径方向选择控制（东疆教仪） 。2.1 智能交通模型的 PLC 控制（智能交通模型 1 个）该设计的目的是掌握功能指令的用法、智能交通灯程序的设计。2.1.1 交通灯设计要求南北方向为主干道，东西方向为次干道。东西方向红灯亮 20s，南北方向绿灯亮 13s，闪4 次（每次 0.5s 亮，0.5s 灭） ，黄灯亮 3s；然后，东西方向绿灯亮 8s，闪 3 次（每次0.5s 亮，0.5s 灭） ，黄灯亮 3s，南北方向的红灯亮 14s；再然后，东西方向红灯亮 20s，南北方向绿灯亮 13s，闪 4。 。 。 。 。 。这样东西南北交通灯循环运行；当人行道上有人要过马路时，按相应人行道按钮，延时 3s 钟后（为了给正行驶在马路上的机动车通过时间）人行道及同向马路变绿灯，而垂直方向马路灯及人行灯变红灯，延时 6s 钟后，垂直方向马路灯及人行灯变绿灯且马路灯恢复正常循环运行。手动模式：按哪个方向的按钮，其对应的灯亮，而交叉方向的为相反灯亮， ，例：按南北方向绿灯亮，则东西方向的则应为红灯。2.1.2 交通灯的程序及注释 主机 实验模块 注释I0.0 启动 启动I0.1 停止 停止Q0.0 南北绿灯 南北绿灯Q0.1 南北黄灯 南北黄灯Q0.2 南北红灯 南北红灯Q0.4 东西绿灯 东西绿灯Q0.5 东西黄灯 东西黄灯Q0.6 东西红灯 东西红灯2.2 基于 PLC 的刀库捷径方向选择控制（东疆教仪）该设计的目的是掌握功能指令的用法、掌握用 PLC 控制刀库的方法。2.2.1 基于 PLC 的刀库捷径方向选择控制的设计要求加工中心刀库回台式模拟装置，上面设有 8 把刀，每把刀有相应的刀号地址，分别为 1、2、8。刀库转动时，将由传感器测试其刀号位置，并由一只数码管显示当前刀号位置。当按下启动开关后，如果传感器没有找到任何刀，电机将按顺时针方向自动转动，直到指传感器检测到某把刀，电机停转。这时数码管将显示该刀号对立面的地址，即：若刀号是 1，其对立面的为 5。拔码开关用来选择刀号。选好刀号后，再按一下“送刀号”按钮，即可将所选择的刀号送入程序。程序将对所选择的刀号与当前刀号进行比较、运算，然后指挥电机按照离当前刀号最近的方向旋转（即最捷径方向，正转或反转） ，转到所选刀号位置后，电机停转。图 12.2.3 基于 PLC 的刀库捷径方向选择控制的程序和注释主机 注释I0.0 指针指到 1 号刀，输入 vw5 中 1I0.1 指针指到 2 号刀，输入 vw5 中 2I0.2 指针指到 3 号刀，输入 vw5 中 3I0.3 指针指到 4 号刀，输入 vw5 中 4I0.4 指针指到 5 号刀，输入 vw5 中 5I0.5 指针指到 6 号刀，输入 vw5 中 6I0.6 指针指到 7 号刀，输入 vw5 中 7I0.7 指针指到 8 号刀，输入 vw5 中 8I1.0 i1.0 送刀号I1.1 拨码码开关为 1，输入 vw6 中 1I1.2 拨码码开关为 2，输入 vw6 中 2I1.3 拨码码开关为 4，输入 vw6 中 4I1.4 拨码码开关为 8，输入 vw6 中 8I1.5 I1.5，启动按钮Q0.0Q0.6 数码管显示Q1.0 电机正转Q1.1 电机反转 3 设计心得体会这是我的第一次参加关于 PLC 的设计，虽有很多不足之处，但通过本次设计使我对现代电气控制及 PLC 应用技术这门课程有了进一步的认识且在一定程度上开阔了自己的的思维。在此次的设计过程中，通过对书本上知识的综合，让我加深了对其理解，也学到很多书本上涉及很少甚至没有的知识，通过这次设计也使我认识到个人的逻辑思维对此设计的重要性，且在整个设计与检查过程中对个人的耐心也是种考验，所以在这设计与检查过程中一定要保持平静的心态；另外在设计与检查过程中一定要细心，要注意电路中的每一个触头的位置、状态和所要执行的功能这样才能是设计更趋完美。在这次设计中，我也认识到自己的的不足，今后我会更加严格要求自己。 现代电气控制及 PLC 应用技术是一门重要的专业必修课，它具有很强的理论性、实用性。为了加深对所学课程的理解以及灵活应用所学知识去解决实际问题，此次设计给于我们很好的机会培养自己的设计和动手操作的能力和思维。4 课程设计总结本设计利用 PLC 实现了机械手控制、三相电动机的控制、EM235 的测温，通过合理的软件设计、仿真和模型接线，实现了它们的可靠运行。这次课程设计的总体思路如下：（1）思考总体设计方案。（2）画出总体设计方案流程图：用流程图的形式来表现自己的设计思想。（3）流程图具体化：即将流程图中的几大模块的具体实现思考清楚，可以用流程图的形式展现并想好实及应用以及接线。（4）用软件设计梯形图：这是一个至关重要复杂而且需要反复修改的环节，在此环节中你将发现总体设计和模块思想会存在很多问题，需不断改进如何实现各限时功能，达到预期效果也将是一项繁复的工作。（5）接线工作：将对应的接线与模型连接，确保设计的实际运行实现。（6）最后工作：程序可以正确运行之后，再不影响程序功能的情况下，运用各种辅助性功能，使设计更加美观，操作更人性化增强程序的新意与可行性。本设计中有很多的不足处如：在 EM235 测温系统中，停止控制按键按下后数码管仍显示最后一次的温度。在以后的工作学习中我会更加努力，相信这个问题在不久的将来会得到完美的解决。通过这次课程设计，使我更加熟悉的掌握了 PLC 的运用。熟悉了更多 PLC 的功能，大大提高了动手能力，学到了许多解决实际问题的宝贵经验，自己对于知识的了解不再局限于理论同时也挖掘出了我们潜在的能力，对控制设计也