小车多方式运行的PLC控制设计

1、河北建筑工程学院plc 应用技术课程设计 目录小车多方式运行的 plc 控制设计 .1 一、 小车运行的控制要求 . 1二、 设计思路及有关说明 . 11. 总体设计思路. 11. 小车运行控制的流程图. 21. 小车运行的主电路. 3三、基于 plc 的电气控制系统电路图 . 41. i/o 口的分配方案 .42. plc 硬件连接电路图 .5四、 plc 控制程序的编制 .5五、 元器件的选择 .12 六、 操作说明书 .12 七、 心得体会 .13 八、 参考文献 .13 河北建筑工程学院plc 应用技术课程设计小车多方式运行的 plc 控制设计 一、小车运行的控制要求小车系统由直流电机

2、、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：1 xy，小车左行到呼叫站台停车；2 xy，小车右行到呼叫站台停车；3 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，防止向外 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；图 1 小车控制示意图二、设计思路及有关说明1.总体设计思路将传感器 syx 的输出信号、行程开关、呼叫

3、按是 sb1-sb4 等分别接西门子 s7-200plc 相应的输入口作为输入信号，输出口接电动机及各指示灯用以控制电 动机和指示灯有序的运行，控制过程由 plc 应用程序完成。当一号工作台呼叫时， sb1=1，若此时小车正位于一号工作台，则一号工作1河北建筑工程学院plc 应用技术课程设计台指示灯 lb1 亮，指示小车位置，但是电机不动作，小车保持停止状态；若此时 小车在其他位置，则向左运动到一号工作位，每路过一个站台均有指示灯闪烁提 示。当二号站台呼叫时， sb2=1，若此时小车正位于二号工作台，则二号工作台 指示灯 lb2 亮，但是电机不动作，小车保持停止状态；若此时小车在其他位置， 则

4、通过传感器 syx 输出的信号判断小车的停靠位置，确定向左或向右移动，直到 移动到一号工作位停靠，每路过一个站台均有指示灯闪烁提示。其他站台呼叫依 此类推。其中，出于小车的安全考虑，指示灯提示 lb1、lb4 闪三次，而 lb2、 lb3 只需闪一次。2.小车运行控制的流程图根据总体思路，大致做出小车运行的控制流程图如下：图 2 小车运行流程图2河北建筑工程学院plc 应用技术课程设计3.小车运行的主电路小车的运行采用直流电动机，电动机的正 /反转即可带动小车的左右运动， 电动机运行的主电路如下图所示。图 3 主电路图3河北建筑工程学院plc 应用技术课程设计三、基于 plc 的电气控制系统电

5、路图1. i/o 口的分配方案本设计共需要9个输入信号，其中开始/结束按钮占用两个输入接口，用以控 制整个电路的启动和停止；每个站台处的呼叫开关 sb1sb4共占用4输入个接口， 有小车的呼叫需要时只需按下相应的开关即可；每个站台处的传感器 sy1sy4共 占用4个输入口，用来发出小车的位置信号和到达相应站台时自动停止的信号。系统输出信号共有6个。其中控制电动机的正反转（即小车的左右移动）需 要2个输出信号，另外4个用于控制指示灯 lb1lb4的亮灭。据此可选择的西门子 s7-200系列 plc 的 cpu 类型可为 cpu224。cup224共有 14个输入端口和10个输出端口，可以满足本次

6、设计需求，且有适量冗余。根据输 入输出信号的个数和种类分配 i/o 口如表1所示。表 1 i/o 地址分配 表控制信号信号名称分配表i/o 地址元件名称元件符号地址编码开始信号停止信号1 号站台呼叫信号2 号站台呼叫信号输入信号 3 号站台呼叫信号4 号站台呼叫信号1 号站台位置信号2 号站台位置信号3 号站台位置信号4 号站台位置信号启动按钮停止按钮呼叫开关呼叫开关呼叫开关呼叫开关传感器传感器传感器传感器sf1sf2sb1sb2sb3sb4sy1sy2sy3sy4i1.5i1.6i0.1i0.2i0.3i0.4i1.1i1.2i1.3i1.44河北建筑工程学院plc 应用技术课程设计左行信号

7、右行信号指示灯 1 信号电动机正转控制接触器电动机反转控制接触器指示灯qa1qa2lb1q1.0q1.1q0.1输出信号指示灯 2 信号指示灯 3 信号指示灯 4 信号指示灯指示灯指示灯lb2lb3lb4q0.2q0.3q0.42. plc 硬件连接电路图根据以上 i/o 分配表和 cpu224 的输入输出端口分布可进行系统接线图设计， 如下图所示。图 4 plc 控制系统接线图四、plc 控制程序的编制根据小车的控制要求及 plc 的接口设置，设计出 plc 控制程序的梯形图如下：5河北建筑工程学院plc 应用技术课程设计6河北建筑工程学院plc 应用技术课程设计7河北建筑工程学院plc 应

8、用技术课程设计8河北建筑工程学院plc 应用技术课程设计9河北建筑工程学院plc 程序的语句表为： network 1ld i1.5o m0.7an i1.6= m0.7network 2ld m0.0o m0.1o m0.3a m0.7= q1.0network 3ld m0.2o m0.4o m0.5a m0.7= q1.1network 4ld i0.1o m0.0an i1.1= m0.0network 5ld i0.2o m0.1ab qb0, ib0an i1.2= m0.1network 6ld i0.2o m0.0ab ib0, qb0an i1.2= m0.2plc 应用技术

9、课程设计 network 7ld i0.3o m0.3ab qb0, ib0an i1.3= m0.3network 8ld i0.3o m0.4ab ib0, qb0an i1.3= m0.4network 9ld i0.4o m0.5an i1.4= m0.5network 10ld i1.1o q0.1o t33an m1.1an t34an c0= q0.1network 11ld t34o m1.1an c0an m1.0= m1.1ton t33, 50network 12ld t33an c0an m1.110河北建筑工程学院plc 应用技术课程设计= m1.0ton t34,

10、50network 13ld t33o t98ld m1.6ctu c0, 3network 14ld c0= m1.6network 15ld i1.2o m1.2an t35= m1.2ton t35, 50network 16ld m1.2= q0.2network 17ld i1.3o m1.3an t36= m1.3ton t36, 50network 18ld m1.3= q0.3network 19ld i1.4o q0.4o t98an m1.4an t97an c0= q0.4network 20ld t97o m1.4an c0an m1.5= m1.4ton t98, 5

11、0network 21ld t98an c0an m1.4= m1.5ton t97, 5011河北建筑工程学院五、元器件的选择plc 应用技术课程设计根据设计中小车的运行要求及主电路和控制电路对元器件的性能要求，选择 电气元器如下：plc 主机选择集成 14 输入 10 输出的 cpu224；直流电动机选择中小型的 z4-100-1 电动机作为小车动力；控制按钮选择比较常用的 lai9 系列控制按钮中 的 la9-11d 型；选用尺寸为 12mm 感应距离为 200mm 的漫反射式光电传感器 fm-t02n-p31p2；小车位置指示灯选择 wdm-jd125-1 型 led 指示灯，选色为黄

12、色； 主电路接触器选择额定工作电压为 220v 的交流接触器 cjx2-09-10。选取原件清 单如表 2 所示。元器件名称cpu直流电动机控制按钮光电传感器led 指示灯接触器表 2 元器件选择清单 数量116442型号cpu224z4lai9-11dfm-t02n-p31p2wdm-jd125-1(黄)cjx2-09-10六、操作说明书小车多方式运行的 plc 控制系统操作方法如下：1 运行 plc，使控制系统上电；2 开始/停止按钮分别用于主电路的接通和断开；3 当某站台有呼叫需要时，按动相应控制按钮即可呼叫小车到相应位置自动 停止；4 小车每路过一个站台均有指示灯提示，其中 1 号台和

13、 4 号台指示灯闪烁 312河北建筑工程学院次，提示小车到达边界；plc 应用技术课程设计5 关闭整个系统时先按停止按钮关闭主电路，之后再关闭 plc，使控制系统 断电；6 plc 控制系统的 cpu 存在一定 i/o 口冗余，且支持扩展模块，可进行适当 的功能扩展。七、心得体会小车多方式运行的 plc 控制是一个贴近实际生活的设计问题，通过对这一问 题的研究，激发学习兴趣，培养了创新思维和解决实际工程问题的能力，从课程 设计中取得了比较大的收获。这次课程设计加深了我对 plc 控制的理解和掌握，对 plc 控制系统有了一个 更深理解，整合了平时所学的 plc 知识，系统的巩固了课程中所学的

14、plc 内容， 同时也加强了自己的动手和动脑的能力，同时了解了一些 plc 在实际生活中的应 用。设计过程中学习了西门子 s7-200 系列 plc 的编程软件 setp7-micro/win 的 基本操作，这也是比较大的一个收获。更重要的是在设计中我还发现了许多自身的不足之，比如，对于简单的 plc 控制及编程还可以掌握，但复杂一些的程序就很难驾驭了。还有就是，对于 plc 的工作原理我并没有太深的理解，只有一个大致的概念，这些都是我今后还要深 入学习的内容。总体而言，这次课程设计对我的帮助很大。课程设计结束之后，我已经会编 写简单的 plc 控制程序，学会了运用 setp7-micro/win 软件进行编程，更加认识 了自己的不足。本次课程设计让我对 plc 有了进一步深层次的学习，这是普通课 堂学习中无法实现的。八、参考文献1 现代电气控制及 plc 应用技术 主编：王永华 北京航空航天大学出版社2plc 编程及应用主编：廖常除 编著 机械工程出版社3plc 编程实用指南 主编：宋伯生 4 电气控制与 plc 课程设计指导书机械工业出版社 江南大学5单片机与可编程序控制器