《可编程控制器》课程设计台车呼叫控制

1、FIJIAN AGRICULTURE AND FORESTRY UNIVERSITY按廿任务书可编程控制器课程设廿1）雪PLC腥序上位机程字课怪设计说明书全套设计加扣3012250582设计题目：台车呼叫控制学院：机电工程学院学号： 专业（方向）年级：14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信息2017年3月1日可编程控制器课程设计任务书（-）设计题目台车呼叫控制（-）情况简介随着现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备采用PLC,变频器，人机界而口动化器件 来控制，因此自动化程度越来越高。电器控制技术是随着科学技术的不断发展，生产工艺不 断提出新的要求而得到迅速发展的。 在现

2、代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成 本，减轻工人的劳动负担，要求整个土艺生产过程全盘口动化，这就离不开控制系统。 控 制系统是整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。一旦控制系统出现故障，轻者 影响生产线的继续进行，重者甚至发生人生安全事故，这样将给企业造成重大损失。台车 呼叫控制系统是基于PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步动作都直接作用于台车的 运行，其控制重点转向物资的控制和管理要求实时、协调和一体化，计算机之间、数据采集 点之间、机械设备的控制器之间以及它们与计算机之间的通信可以及时地汇总信息。因此， 台车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。台车能否正常运行

3、、工作效率的高 低都与控制系统密不可分。它实现了全自动作业后，满足了人们速度、精度、高度、重量、 重复存取和搬运等要求，使总体效益和生产的应变能力大大超过各部分独立效益的总和，自 动化技术组建成为仓库口动化技术的核心，既可以节省开支，又减少了浪费，因此建立一个 便捷、可行的台车呼叫控制系统是十分迫切和需要的。本产品PLC实现自动化开支，解决 了劳动强度大、经济效益差的问题。（三）设计要求一部电动运输车供8个力圧L：点使用。台车的控制要求如下：PLC上电后，车停在某个 工位，若无用车呼叫（下称呼车）时，则各工位的指示灯亮，表示各工位可以呼车。工作人员 按加T竝的呼车按钮呼车时，各工位的指示灯均灭

4、，此时别的位呼车无效。如停车上位呼 车时，台车不动，呼车工位号大于停车位时，台车自动向高位行驶，肖呼车位号小于停车位 号时，台车自动向低位行驶，当台车到呼车工位时自动停车。停车时间为30s供呼车工位使 用，其他工位不能呼车。从安全角度出发，停电再来电时，台车不会口行启动。为了区别， 工位依18编号各设一个限位开关（四）设计步骤1 査找资料，了解和分析题目所要求具体工程项目控制的过程。2 .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。3 .绘制外部I/O接线图及相关的电气原理图。4 .编程。5 .调试。6. 编写设计说明书。（五）设计说明书要求1. 完整的设计任务书。2. 确定

5、I/O点数，选择PLC的型号，完成系统组态或硬件配置。3. 正确合理地进行编程元件的地址分配。4. 画岀输入/输岀接线图及相关电气原理图。5. 设计梯形图控制程序。6. 编制系统的操作说明。7. 编制系统的调试说明及注意事项。& 设计体会（可选）.9.参考文献.（六）列出设计参考资料目录设计时间2017年1月20日至2017年3月1日（2周）指导教师FUJIAN AGRICULTURE AND FORESTRY DIVERSITY设it说明书可编程控制器课程设廿设计题目：台车呼叫控制学院：机电工程学院学号：专业（方向）年级：14级电气工程及其自动化学生姓名福建农林大学机电工程系2017年3月1

6、日1引言21.1背景21.2设计内容及目的22系统总体方案设计32.1系统硬件配置及组成原理32.1.1系统硬件配置32.1.2 PLC系统的结构组成32.1.3台车呼叫控制的原理32.2系统变量定义及分配表42.3系统接线图设计53控制系统程序设计73.1控制程序流程图设计73.2控制系统的设计思路及设计程序84、控制系统的上位机设计104.1人机界而选择104.2人机界而设计104.2.1通讯连接104.2.2画而组态115、系统调试及结果分析125.1 PLC程序调试及解决的问题125.2 PLC与上位机联调145.3结果分析1414结束语1引言1.1背景1946年，美国福特公司的机械工

7、程师D.S.哈德最先提出自动化一词，并用来描述发 动机汽缸的自动传送和加3?,这就是一种简单的台车呼叫控制系统的应用。台车呼叫系 统是采用了微型计算机控制的各种传送和加工设备与计算机连接的人员间接控制系统， 如台车炉和一些工业制造等。现代生产和科学技术的发展，台车呼叫控制系统已经被广 泛应用于各种场合，属亍物流口动化的一种，使其作业过程的设备和设施口动化，包括 运输、装卸、包装、分拣、识别等作业过程，是工业生产的口动运输加丄系统，例如台 车炉，台车炉是属于周期式作业炉，炉膛不分区域。台车炉的结构：炉底为一可移动的 台车。加热前，台车在炉外装料，加热件放在专用的垫铁上，然后由牵引机构将台车拉 入

8、炉内进行加热，加热之后再由牵引机构将台车拉出炉外卸料，之后或用吊车将加热的 工件吊到锻压设备上进行加工。1.2设计内容及目的本次的课程设计的主题就是：台车呼叫控制。本次的课程设计的目的就是：为了提高劳动生产力，降低成本，减低匸人的工作负担, 使工艺全自动化。52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(1) 输入变量：启动信号、停止信号、1号位-8号位的限位开关STCST& 1号位-8 号位的呼叫开关SBCSB8；(2) 输出信号：前进控制电机接鮭器驱动信号、后退控制电机接触器驱动信号、1 号位-8号位的呼叫指示灯。(3) 根据需要实际输入点数18个，输出点数10个。

9、可以选用CPU 2262.1.2 PLC系统的结构组成图2-1 PLC系统的结构框图2.1.3台车呼叫控制的原理工作人员按本工位的呼车按钮呼车时，各工位的指示灯均灭，此时别的工位呼车无效。 如停车工位呼车时，台车不动，呼车工位号大于停车位时，台车自动向高位行驶，当呼车位 号小于停车位号时，台车口动向低位行驶，当台车到呼车工位时自动停车。停车时间为30s 供呼车工位使用，其他工位不能呼车。实现手动、口动结合控制。图2-2台车呼叫控制原理图2.2系统变量定义及分配表根据不同控制要求，可以定义不同的变量名来代替外界发来的开关信号，并且合理的分 配对应的变量，从而针对性的进行开关信号的转变，使程序的可

10、读性增强，使程序在扩展方 而更加方便。在我的设计方案中，I/O分配如表2-1、表2-2所示。表2-1输入信号的定义及地址分配表作用元件符号元件名启动按钮K110.0停止按钮K210. 11号呼叫按钮SB112.02号呼叫按钮SB212. 13号呼叫按钮SB312.24号呼叫按钮SB412. 35号呼叫按钮SB512.46号呼叫按钮SB612. 57号呼叫按钮SB712.68号呼叫按钮SB812. 71号限位开关ST111. 12号限位开关ST211.23号限位开关ST311. 34号限位开关ST411.45号限位开关ST511. 56号限位开关ST611.67号限位开关ST712. 78号限位

11、开关ST812. 8表2-2输出信号的定义及地址分配表作用元件符号元件名电机正转继电器KM1Q0. 0电机反转继电器KM2Q0. 11号呼叫指示灯KM3Q1.02号呼叫指示灯KM4Q1. 13号呼叫指示灯KM5Q1.24号呼叫指示灯KM6Q1.35号呼叫指示灯KM7Q1.46号呼叫指示灯KM8Q1.57号呼叫指示灯KM9Q1.68号呼叫指示灯KM10Q1.72.3系统接线图设计接线图，是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的，只用来 表示电气设备和电器元件的位置、配线方式和接线方式，而不明显表示电气动作原 理。主要用于安装接线、线路的检査维修和故障处理。根据系统变量定义及分配表可以看

12、出，要实现控制目的要利用PLC中的18个 输入继电器和10个输出继电器，所以本系统可以选用PLC型号为西门子S7- 200(CPU226)，这种机型的I/O点数分别为24/16；而输入部分的电压可以采用DC24V 的直流电，输出部分的电压则必须采用AC220V的交流电，并且热继电器的辅助常 闭触点要接在主线上，这样才能达到保护的目的。此台车呼叫控制的接线图可如图 2-3 所示。停止按i于位呼车搖烘一亠 2号位呼车按钮工- 3等位呼丰按钮二3- 4号位平车按钮二口二 5号位平车按込二比 6号位呼车挤但丄匸一 丿专位呼车按包二1 8险位呷车拓机R-1号位醍位开关士 :幵丄u亠 V 丁 3号位展仅开

13、密三尸 4金根社弃美NFte. o10.1“L, QD. 0Q0. 1ID. 0JO. 010. 0i c n(2. 012.1CPU(2.22241讥uro. n go1231 1 n n| n c1 U. IJI 0. o1丄32.6COM1COM212. 7COM3CUM(L 411. 5H.6I L 0H.l (1. 2 II. 3EM221(1.7亓、正血駆劭讣j负內盘动I号位如匸 X 2号位钧苏灯 ； ，场缠扭丞灯一 / 4号位指-示灯= 值栢丞灯: ；V b号伐柑示灯?号位指耶灯 呂务位指示灯 =、.二Q号位曜位开关6图2-3台车呼叫控制系统接线图3控制系统程序设计3.1控制程序

14、流程图设计我设计的台车呼叫控制程序流程图如图3-U图31台车呼叫控制程序流程图73.2控制系统的设计思路及设计程序设计思路：系统运行第一周期的继电器复位网络1SM0.1M0.08M1.0 R )8M2.0 R)8Q0.0 R)8Q1.0 R )8图3-2程序设计图系统的正转和反转部分网络17M0.1M3.110.1Q0.0T H-pH I小C )8M0.2M0.5M0.6M07M I；丨I 小主jgjg X SBR Q X INT 0 /图3-3正转程序图4、控制系统的上位机设计4.1人机界面选择对于人机界而，我选择用富昌维控公司的触摸屏4.2人机界面设计4.2.1通讯连接在系统的设备栏里，点

15、击COM1,接着点击出现的新建设备，西门子S7-200系列PPI, 然后选择串口号、设置地址指南等，如下图（图4-1）所示。图4-1通讯连接相关图4.2.2画面组态我的人机界而:图4-2进入程序界而图图4-3正转界而图图4-3我设置了 18个按钮和10个指示灯。5、系统调试及结果分析5.1 PLC程序调试及解决的问题根据设计思路利用V4.0 STEP7 Micro WIN SP9软件编写程序，经过编译确认 无误后，导出程序，接着打开S7-200仿真软件，选择CPU型号为226,在工具栏程 序中装载之前导出程序块和数据块，点击监视器和运行按钮，就可进行仿真模拟。（也可以在实体机上进行通信-下载-

16、运行，利用监控与状态表来判断正误。）PLC程序的调试是我们写程序中相当关键的一步，调试不仅可以帮我们检査程 序的正误及如何改进，血且还能提前让我们了解我们所编程序的最终效果。利用S7-200仿真软件调试电机正转与停车30秒图的存车如F图（图5-1）。A A A A 5 K 3 f12i! i j j 4 $ e i I j i 4 v r i / i13 _ 二.图5-1正转与停车3秒的仿真图5. 2 PLC与上位机联调上位机我是采用维控来编写，人机界而中根据下位机PLC的程序新建一些I/O 变量，这些变量需要添加进PLC程序中，才能进行PLC与上位机的联调。（添加后 的程序见附录）PLC与上

17、位机的联调：首先在实验室将线路接通后，在V4.0 STEP7 Micro WIN SP9中打开程序，进行程序的通信，并下载程序，随后运行程序，关闭V4. 0 STEP7 软件。紧接着，打开组态王软件，选择口己的工程，点击VIEW,运行自己创建的人 机界而。联调时，第一，点击人机界而中的存取按钮，选择某一车位，拨动相应的 限位开关，观察是否符合设计要求；第二，直接拨动PLC工作台上的存取开关，也 是选择某一车位，拨动相应的限位开关，观察是否符合设计要求。只有两者都成功 T,才能确保PLC与上位机联调成功。5.3结果分析经过PLC与上位机的联调，我做的人机界而能够真正地做到比较好的远程控制， 但是触摸屏界而的指示灯闪烁时因为控制灯多，容易使别人混乱，所以我的人机界 而仍有待进一步地完善。虽然人机界面存在不足，但是整个程序的结果是正确的。实现了实验所需要的 功能。幺士 lii三口 MO口在设计过程中，知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了， 但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学 会了。同时我通过查阅有关资料，与同学交流经验和口学，使自己学到了不少知 识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培 养了我独立工作的能力，树立了对口己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作 生活有非常重要的影响