PLC 台车呼叫控制 课程设计.docx
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PLC台车呼叫控制课程设计
设计说明书
《可编程控制器》课程设计
设计题目：
台车呼叫控制
学院：
学号：
专业（方向）年级：
学生姓名：
机电工程学院电气工程系
2014年2月17日
1引言
2系统总体方案设计
2.1系统硬件配置及组成原理
2.2系统变量定义及分配表
2.3系统接线图设计
3控制系统程序设计
3.1控制程序流程图设计
3.2控制系统的设计思路、程序设计等
3.3创新设计内容
4控制系统的上位机设计
4.1人机界面选择
4.2人机界面设计
5系统调试及结果分析
5.1PLC程序调试及解决的问题
5.2PLC与上位机联调
5.3结果分析
结束语
参考文献
附录
1、引言
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，人机界面自动化器件来控制，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，要求整个工艺生产过程全盘自动化，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、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自动化技术的核心，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。
一部电动运输车供8个加工点使用。
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，台车不会自行启动。
为了区别，工位依1～8编号各设一个限位开关
2系统总体方案设计
2.1系统硬件配置及组成原理
2.1.1可编程序控制器概述
可编程控制器简称PC（英文全称：
ProgrammableController），
它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC。
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，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因而在冶金、能源、化工、交通、电力等领域中的到了越来越广泛的应用，成为了现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）。
2.1.2可编程控制器的特点
★可靠性高，抗干扰能力强
★功能完善，适应性强
★使用简单，调试维修方便
★采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便
★对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产
2.1.3PLC型号的选择
综合输入输出点的计算以及要实现的台车呼叫系统功能，使用西门子S7-200PLC（CPU224）加一个扩展模块，这样就能完全能够满足设计要求。
S7-200PLC是一种小型可编程逻辑控制器（MicroPLC），可应用于各种小型自动化控制系统。
高集成度的设计、低廉的成本使得S7-200成为各种小型控制任务理想的解决方案，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
并且，西门子S7-200PLC具有：
极高的可靠性、丰富的指令集、极快的浮点运算速度、丰富的扩展模块、强大的内部集成功能等几个方面的出色表现。
2.1.5西门子S7-200PLC简介
S7-200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。
紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7-200成为各种控制应用的理想解决方案。
它集成6输入/4输出共10个数字量I/O点，无I/O扩展能力。
拥有6K字节程序和数据存储空间，4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出以及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。
非常适合于小点数控制的微型控制器。
2.2系统变量定义及分配表
为了区别，工位依1～8编号并各设一个限位开关。
每个工位设一呼车按钮，系统设启动按钮和停机按钮各1个，台车设正反转接触器各1个，每工位设呼车指示灯1个，但并联接于各个输出口上。
系统布置图如图
外围设备和I/O地址分配：
根据控制要求，系统的输入量有：
启、停按钮信号，1号位-8号位的限位开关SB1-SB8信号，1号位-8号位的呼叫开关ST1-ST8信号;系统的输出信号有：
前进、后退控制电机接触器驱动信号，呼叫指示灯信号。
共需实际输入点数18个，输出点数10个。
配置表如表所示：
表1.3-1系统I/O资源配置表
序号
元件名
设备名
作用
1
I0.0
K1
启动按钮开关
2
I0.1
K2
停止按钮开关
3
I1.0
SB1
1号站限位开关
4
I1.1
SB2
2号站限位开关
5
I1.2
SB3
3号站限位开关
6
I1.3
SB4
4号站限位开关
7
I1.4
SB5
5号站限位开关
8
I1.5
SB6
6号站限位开关
9
I1.6
SB7
7号站限位开关
10
I1.7
SB8
8号站限位开关
11
I2.0
ST1
1号站呼叫开关
12
I2.1
ST2
2号站呼叫开关
13
I2.2
ST3
3号站呼叫开关
14
I2.3
ST4
4号站呼叫开关
15
I2.4
ST5
5号站呼叫开关
16
I2.5
ST6
6号站呼叫开关
17
I2.6
ST7
7号站呼叫开关
18
I2.7
ST8
8号站呼叫开关
19
Q0.0
Q0.0
电机正传继电器
20
Q0.1
Q0.1
电机反转继电器
21
Q1.0
Q1.0
1号站指示灯
22
Q1.1
Q1.1
2号站指示灯
23
Q1.2
Q1.2
3号站指示灯
24
Q1.3
Q1.3
4号站指示灯
25
Q1.4
Q1.4
5号站指示灯
26
Q1.5
Q1.5
6号站指示灯
27
Q1.6
Q1.6
7号站指示灯
28
Q1.7
Q1.7
8号站指示灯
2.3系统接线图设计
3控制系统程序设计
3.1控制程序流程图设计
3.2控制系统的设计思路、程序设计等
设计思路：
3.3创新设计内容
在我的程序中，主要创新点是定时。
定时程序：
4控制系统的上位机设计
4.1人机界面选择
对于人机界面，我选择用Editor软件来制作。
4.2人机界面设计
5系统调试及结果分析
5.1PLC程序调试及解决的问题
我使用的是S7-200仿真软件进行调试，CPU型号为226，调试如下图：
5.2PLC与上位机联调
程序启动，指示灯亮起：
车在2号位，5号呼车，电机正转，指示灯灭：
车都达5号位，电机停止转动：
结束语
这次课程设计，我利用所学《现代电气控制及PLC应用技术》的基本知识，认真查阅相关资料，并在同学们的帮助下，完成了“台车呼叫控制”的课程设计，下面我将从六方面阐述我在本次课程设计中的心得体会。
（1）将理论教学与实习实践相结合，对于PLC在实际设计中的应用有了较深刻的认识；
（2）对PLC应用系统设计的方法有了初步的了解；
（3）提高自己对设计课题的分析能力、编程能力及解决实际问题的综合能力与调试能力；
（4）通过学习这一次实践，增强了我们的动手能力，提高和巩固了PLC方面的知识。
让我认识到把理论应用到实践中去是多么重要。
（5）通过本次课程设计实践，增强了下阶段的学习信心，为毕业设计奠定了基础。
（6）但是在设计过程中，仍存在许多问题与不足：
诸如对于基础知识掌握的不牢固，所学到的知识还远远不够。
参考文献
[1]王永华，现代电气控制及PLC应用，北京航空航天大学出版社，2007.6,
[2]张万忠，刘明芹：
电器与PLC控制技术，化学工业出版社，2009.6,
[3]程周，可编程序控制器原理与应用，高等教育出版社，2006.4，
[4]吴中俊，黄永红：
可编程序控制器原理及应用，机械工业出版社，2008.8,
[5]殷洪义，可编程控制器选择设计与维护，机械工业出版社，2002.
[6]王兆义，实时服务可编程序控制器教程，机械工业出版社，2007.7,P15-P27
附录：
源程序
升级会员 