PLC小车半自动控制课程设计

1、六安职业技术学院课程设计课程名称：可编程控制器及应用技术设计题目：运控制料小车的PLC所在系部：机电工程系专业班级：电器自动化0901班学生姓名：指导老师：岂止时间：目录摘要 第一章PLC与课程设计 1.1 PLC的基本概念1.2 PLC的发展 第二章 控制要求2.1 基本控制要求2.2 运了小车控制的结构及要求第三章 硬件设计3.1 PLC机型的选择3.2 输入输出的选 3.3 主电路图 第四章 软件控制设计4.1系统功能图4.2 梯形图程序4.语句表指令第五章 调试5.1硬件调试5.2 软件调试5.3运行调试心得体会参考文献 摘要在中国，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

2、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，小车向右行，电机反转，小车向左行，在每一个停靠点安装一个行程开关以监视小车是否到达该站点。该课程的运料小车控制系统利用三菱公司生产的FX系列20点的可编程序控制器运行主要的控制装置，编写软件指令来实现其具体的控制要求，在设计程序部分利用了PLC的辅助继电器来实现控制具有互锁的功能，在工作台上的工人通过请示按钮达到实现控制小车的运行方向。该

3、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，该控制系统价格低廉，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。关键词：自动化、可编程序控制器、辅助继电器、PLC技术第一章 PLC与课程设计首先介绍一下可编程控制器（PLC）和PLC控制系统的基本知识，包括PLC的产生和发展、特点、技术指标、基本结构、工作原理及PLC控制系统等相关知识。1.1 PLC的基本概念可编程控制器(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

4、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PLC1.2 PLC的发展PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。目前，世界上有200多个厂家生产PLC，较有名的：美国：AB通用电气、莫迪康

5、公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德国：西门子公司；法国：TE 施耐德公司；韩国：三星、LG公司等。PLC发展动向（1）. 产品规模向大、小两个方向发展大： I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描 速度高速化。小： 由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。（2）. PLC在闭环过程控制中应用日益广泛（3）. 不断加强通讯功能（4）. 新器件和模块不断推出高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。（5).

6、 编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统。（6）. 发展容错技术采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。（7）.追求软硬件的标准化。 第二章 控制要求 2.1 基本控制要求 料车采用半自动化管理，每个装配点都有一名工人，当装配点需料时按下“需料按钮”，料车将会驶往该点，料车在该装配点停留一段时间供该点下料，下料时间到后料车即可响应其他装配点的需料请求，一料车可供各个装配点使用若干次；当某装配点发现料车无料时按下“上料按钮”，料车即驶往该点上料。 2.2 运了小车控制的结构及要求设备组

7、成设备工作描述1.初始状态系统电源连接后料车自动驶往上料点F上料。2.上料料车行驶SQ0，SQ0受压闭合，料车停止装料，装料时间15s,装料时候到则料车请求可用，指示灯HL亮，可以相应A.B,C点的需料请求信号，注意：料车在SQ0位置上不停，料车驶过一段时间才停止。3B点下料配制当B点的需料请求被响应，料撤驶往B点，料车过SQ2,SQ2受压闭合，料车停止下料，下料时间10s.下料时间到请求可用。指示灯亮，可以响应A点和C点需料请求信号，注意;料车行驶SQ2后行驶一段时间后才停止。4.A点下料配制当A点的需料请求被响应，料车驶往A点，料车过SQ1，SQ1受压闭合，料车停止下料，下料时间10S，下

8、料时间到请求可用。指示灯亮，可以响应B,C点需料请求信号，注意：料车行驶SQ1后行驶一段时间后才停止。5.C点下料配制当C点的需求请求被响应，料车驶往C点。料车过SQ3，SQ3受压闭合，料车停止下料，下料时间10s,下料时间到请求可用。指示灯亮，可以响应A,B点需料请求信号，注意：料车行驶SQ3后行驶一段时间后才停止。6.A点需料请求料车可用时，并且没有停止A点，按下SB1,料车从B,C,F点驶往A点7.B点需料请求点，料车可用时，并且没有停止B点，按下SB2，料车从A,C,F点驶往B点。8.C点需料请求料车可用时，并且没有停止C点，按下SB3，料车从A,B,F点驶往C点。9.A点上料请求料车

9、停在A点时，在料车下料的10S内按下SB1，料车从A点驶往F点。10B点上料请求料车停在B点时，在料车下料的10S内按下SB2，料车从B点驶往F点。11。C点上料请求料车停在C点时。在料车下料的10S内按下SB3，料车从C点驶往F点。12料车请求可用指示料车在上料点完成上料，在下料点完成下料后，料车请求可用，指示灯HL亮，上料，下料，下料和行驶中料车请求可用，指示灯灭，。13右行接通交流接触器KM2线圈，控制电机M正转，小车右行14左行接通交流接触器KM2线圈，控制电机M反转，小车左行。15料车停止采用反接制动，反接制动时间为1S。设备工作过程是：系统上电后料车自动行驶往上料点F，SQ0受压，

10、料车反接制动停止，15s后上料完成，指示灯HL亮，表示可以请求料车下料。装载满料的小车，ABC三点都可以请求料车，按下对应点的需料请求按钮料车即驶往该点，以B点为例说明，当HL指示灯亮时，按下SB2按钮料车驶往B点，同时料车请求不可用，指示灯HL灭，SQ2受压后料车反接制动停止在B点开始下料。10S后下料完成。指示灯HL可以响应其他点需料请求。料车响应了装配点的需求请求下完料后仍可响应其它的需料请求，直到料车内的料用完。例如在B点下料完成后，指示灯HL亮。此时如果在A点的SB1按下发需求请求，料车将驶向A点，如果C点按下SB3，料车将驶向C点。当一装配点发现料车无料了，在料车停在该点时，在料车

11、下料的10S内按下上料请求按钮，则料车上料。以B点为例，当料车停在B，操作员发现料车无料，在10S内按下SB2，料车驶往F点上料，注意每个点的需求请求按钮和上料按钮是同一个按钮。第三章 硬件设计3.1 PLC机型的选择PLC的类型PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般

12、用于大中型控制系统。本课程设计选用FX2n-20MR-001型可编程控制器。电源的选择PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。存储器的选择由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容

13、量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。经济性的考虑选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响，在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。松下PLC电气是日本松下公司推出的系列，是松下厂家的典型产品。常见输入继电器用“

14、X”表示、输出用电器用“Y”表示；另外有数字，为该类器件的序号。根据所需用户输入输出设备及I/O点数，选择型PLC就可满足控制系统的要求。松下FP0系列PLC优点：1、超小型尺寸，具有世界上最小的安装面积，宽25X高90X长60毫米,不受安装场所限制。2、轻松扩展，扩展单元可直接连接到控制单元上、最多可扩展3单元128点，扩展单元可直接连接到,不需任何电缆。3、实现综合精度±0.8的高精度温度控制；4、最多可达24ch温度控制；5、扫描时间约1ms的高速运算；6、输入信号：24VDC，输出信号：220VAC、24VDC。7、从I/O 10点到最大I/O 128点的选择空间。8、拥有广

15、泛的应用领域3.2 输入输出的选择输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。通过对各个输入，输出的工作环境和用途的分析确定各个低压电器的型号为料车

16、正反转的接触器选型为电磁线圈料车上料与下料的接触器选型为电磁阀料车自动停止的开关选型为限位开关。料车正反转开关选型为按钮 I/O对照表及接线图输入输出名称代号PLC输入端子编号名称代号PLC输出端子编号限位开关SQ0X000左行线圈KM2Y000上、下料按钮SB1X007右行线圈KM1Y001上、下料按钮SB2X010上料电磁阀YV1Y002上、下料按钮SB3X011下料电磁阀YV2Y003限位开关SQ1X004请求上、下料灯HLY004限位开关SQ2X005限位开关SQ3X0063.3 主电路图左行右行主电路图第四章 软件控制设计4.1系统功能图本课程设计采用顺序控制设计法，其关键在于顺序控

17、制功能图的绘制。4.2梯形图程序 4.3语句指令表第五章 调试5.1硬件调试接通电源，检查可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。5.2 软件调试按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器ROM，进行下一步的调试。5.3运行调试在硬件与软件调试正确的基础上，打开可编程控制器的“RUN”开关进行调试；观察运行的情况是否正确，以确定PLC的控制系统设计符合要求。心得体会本次的课程设计是在王老师的指导下进行的。在设计的过程中遇到许多难题，王老师都给与认真的解释，为此，向王老师表示最衷心的谢意。我在这次课程设计中，学会了怎么去发现问题，解决问题。遇到不明白的问题都会积极地去问老师，或者去寻找相关资料。从中学到到了很多知识。在独立完成课程设计的基础上，我对课本中的知识理会的更加深刻，也