基于S7200PLC的装卸料小车控制系统设计PLC.docx
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基于S7200PLC的装卸料小车控制系统设计PLC
学号1151401137
《电气与PLC控制技术及应用》
课程设计
（2011级本科）
题目：
基于S7-200PLC的装卸料小车控制系统设计
学院：
物理与机电工程学院
专业：
电气工程及其自动化
作者姓名：
邢波
指导教师：
张静
完成日期：
2014年7月4日
学生姓名
邢波
学号
1151401137
专业方向
电气工程及其自动化
班级
111
题目名称
基于S7-200PLC的装卸料小车控制系统设计
一、设计的主要内容
1.设计的目的和意义
2.总体设计内容
3.硬件设计
4.软件设计
5.程序调试
6.设计总结
二．设计要求
试利用s7-200plc进行装卸料小车控制系统设计。
如下图
在生产现场中，尤其是在一些自动化生产线上，经常会遇到一台送料车在生产线上根据要求，多地点随机卸料；或是装料车多地点搜集成品。
如果所按选择小车停车位置的按钮号与小车所压下的行程开关号相等时，按下起动按钮，小车停车。
不想等则行驶致呼叫站呼叫号相等的行程开关处。
三、设计进度安排
设计各阶段名称
起止日期
熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料
第一周周一
查阅有关资料
周二
电器元件选择
周三至周四
绘制电器原理图
周五
画出I/O接口分配表
周六
梯形图、程序编写
周日至第二周周一
程序调试
周二至周三
打印整理课程设计资料
周四
答辩及成绩评定
周五
1.设计的目的和意义
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，属于物流自动化的一种，使其作业过程的设备和设施自动化，包括运输、装卸、包装、分拣、识别等作业过程，是工业生产的自动运输加工系统，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。
从台车呼叫控制系统的发展趋势来看，台车呼叫控制系统已往节能，高效率发展，被应用于各种场合，有着广泛的发展前景，真正达到降低物流成本、提高物流效率，被生产企业所接受。
2.总体设计内容
2．1课程设计要求分析
图1PLC的设计流程
（1）确定方案：
被空对象环境较差，系统工艺复杂，考虑用PLC控制系统。
控制很简单，可以考虑用继电器控制系统。
用PLC控制，首先要了解系统的工作过程及所有功能要求，从而分析被控对象的控制过程，输入/输出量是开关量还是模拟量，明确控制要求，绘制系统流程图。
（2）选择PLC的机型：
PLC的可靠性上是没有问题的，机型的选择主要是考虑功能上满足系统要求。
机型的选择依据：
控制对象的输入量，输出量工作电压输出功率现场对系统的响应速度要求控制室与现场的距离等。
（3）选择I/O设备，列出I/O地址分配表：
输入设备：
控制按钮、行程开关、接近开关等。
输出设备：
接触器、电磁阀、信号灯等。
确定输入/输出设备的型号和数量。
分配I/O地址时注意以下几点：
把所有按钮、行程开关等集中配置，按顺序分配I/O地址；每个I/O设备占用地址；同类型的I/O点应尽量安排在同一个区。
（4）设计电气线路图：
（5）程序设计与调试
程序设计可以用经验设计或者功能表图设计法，或两者结合使用。
（6）总装调试：
接好硬件线路，把程序输入PLC中，联机调试
2.2课程设计内容
试利用s7-200plc进行装卸料小车控制系统设计。
在生产现场中，尤其是在一些自动化生产线上，经常会遇到一台送料车在生产线上根据要求，多地点随机卸料；或是装料车多地点搜集成品。
图2小车控制系统图
1．自动过程
1.如果小车停车位置的按钮号（SB1～SB5）与小车到达的行程开关号相等时，按下起动按钮（SB6），小车停车进行装卸料。
2.如果小车停车位置的按钮号（SB1～SB5）大于小车到达的行程开关号时，按下起动按钮（SB6），小车右行，直到两者相等时停车进行装卸料。
3.如果小车停车位置的按钮号（SB1～SB5）小于小车到达的行程开关号时，按下起动按钮（SB6），小车左行，直到两者相等时停车进行装卸料。
二．手动过程
1.如果小车未在行程开关位置时，则按下手动控制按钮（SB8）进行手动控制。
2.如果小车位置在右侧，则按下手动左行按钮（SB9），使其到指定位置。
3.如果小车位置在左侧，则按下手动左行按钮（SB10），使其到指定位置。
3．硬件设计
3.1电器元件的选择
元件
数量
S7-200PLCCPU226
1个
开关按钮
10个
行程开关
5个
呼叫指示灯
5个
位置指示灯
5个
导线
若干
三相异步电动机
1个
继电器
2个
电源
若干
表1元器件分配表
3.2电器原理图
在生产现场中，尤其是在一些自动化生产线上，经常会遇到一台送料车在生产线上根据要求，多地点随机卸料；或是装料车多地点搜集成品。
在图中的卸料小车，可根据要求在五个位置卸料，因此，它有三个状态：
左行（电动机正转）、右行（电动机反转）、及停车。
SQ1～SQ5为五个停车位置的行程开关，小车压上时为ON,SB1～SB5为选择小车停车位置的按钮。
图3原理流程图
3.3主电路图
三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标号，电源开关之后的三相交流电源主电路分别标U、V、W．下图为本设计的主电路原理图，如图2所示。
该电路图有KM1和KM2两个接触器，通过分别PLC接通KM1和KM2来控制小车的正反转。
假设接通KM1为正转，接通KM2为反转。
图4主电路图
4.软件设计
4.1I/O地址分配表
输入
输出
名称
代号
分配点数
名称
代号
分配点数
启动
SB6
I0.0
小车左行
KM1
Q0.0
停止
SB7
I0.1
小车右行
KM2
Q0.1
自动/手动
SB8
I0.2
1号站呼叫指示
Q0.4
手动左行
SB9
I0.3
2号站呼叫指示
Q0.5
手动右行
SB10
I0.4
3号站呼叫指示
Q0.6
1号站呼叫
SB1
I0.5
4号站呼叫指示
Q0.7
2号站呼叫
SB2
I0.6
5号站呼叫指示
Q1.0
3号站呼叫
SB3
I0.7
1号站位置指示
Q1.1
4号站呼叫
SB4
I1.0
2号站位置指示
Q1.2
5号站呼叫
SB5
I1.1
3号站位置指示
Q1.3
行程开关1
SQ1
I1.2
4号站位置指示
Q1.4
行程开关2
SQ2
I1.3
5号站位置指示
Q1.5
行程开关3
SQ3
I1.4
行程开关4
SQ3
I1.5
行程开关5
SQ5
I1.6
表2I/O地址分配表
4.2I/O接线图
图5I/O接线图
5.软件设计
6.程序调试
STEP7-Micro/WIN32是SIEMENS公司专为SIMATIC系列S7-200研制开发的编程软件，它是基于Windows平台的应用软件。
STEP7-Micro/WIN32可以使用个人计算机作为图形编辑器，用于联机或脱机开发用户程序，并可在线实时监控用户程序的执行状态。
打开s7-200仿真软件。
装载导出的程序并运行程序。
仿真并观察仿真结果。
第一步：
启动。
按下I0.0。
第二步:
假设小车处在行程开关4位置处，则I1.5按下。
且行程开关4处指示灯点亮，即Q1.4亮
第三步：
小车左行，手动行车致行程开关2处。
1.按下手动开关I0.2。
2.按下手动左行I0.3，则小车KM1启动，即Q0.0亮。
3.开始左移，到达行程开关2处。
4.结束手动操作。
第四步：
延续以上操作，此刻2号呼叫站呼叫小车，而小车此刻也在2号行程开关处。
其仿真结果如下
第五步：
当5号呼叫站呼叫小车，小车自动行驶致5号呼叫站。
1.当5号呼叫站呼叫，即I1.1按下，且指示灯Q1.0亮。
此时小车启动右行电机KM1，即Q0.1亮。
2.小车右行，直到行程开关5处停车。
第六步：
小车左行同上操作。
第七步：
停止
按下I0.1则输出全部停止。
7.设计总结
这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
通过这次课程设计，使我复习了电气主接线图的一些符号。
并大概了解了VISIO这个画图软件的用法。
并认识了CPU226的外部接线图及它的I/O接口的数量。
巩固了梯形图的格式与相应的指令表格式。
附录：
图（表）录
图1PLC的设计流程………………………………………………………………………………….……………1
图2小车控制系统图………………………………………………………………………………………………3
表1元器件分配表…………………………………………………………………………………………………4
图3原理流程图……………………………………………………………………………………………………5
图4主电路图……………………………………………………………………………….………...……………6
表2I/O地址分配表…………………………………………………………………………………..……………7
图5I/O接线图…………………………………………………………………………………………..…………8
参考文献
[1]张晓峰.张静.电气与PLC控制技术及应用[M].北京:
高等教育出版社,2013
[2]李明河.可编程控制与应用[M].合肥:
合肥大学出版社,2009
[3]郁汉琪.郭建.可编程控制器原理与应用[M].北京:
中国电力出版社,2004
[4]于庆广.可编程控制器原理与系统设计[M].北京:
清华出版社,2004
[5]齐荣.可编程计算机控制原理与应用[M].西安:
西安工业出版,2004
[6]夏辛明,黄宏,高光.可编程控制器技术及应用[M].北京:
北京理工出版社,2004
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[8]江秀汉.杨楠.可编程控制器原理与应用[M].北京:
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清华大学出版社,2005
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机械出版社,2004
[11]周美兰.周封.王岳宇.PLC电气控制与组态设计[M].北京:
科学出版社,2005
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中侵华出版社,2006
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人民邮电出版,2004
[14]张立科.PLC应用开发技术与工程实践[M].北京:
人民邮电出版,2005
电气与PLC控制技术课程设计成绩评定表
姓名
邢波
学号
1151401137
专业班级
电气工程及其自动化111班
课程设计题目：
基于S7-200PLC的装卸料小车控制系统设计
成绩评定依据：
评定项目
评分成绩
1.设计方案可行性及其选优（20分）
2.设计过程及结果（40分）
3.平时成绩（态度认真、遵守纪律）（10分）
4.设计报告的规范性、参考文献（不少于5篇）（10分）
5.答辩（20分）
总分
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）
指导教师签字：
年月日
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
独创声明
本人郑重声明：
所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
毕业设计（论文）使用授权声明
本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。
（保密论文在解密后遵守此规定）
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
基本要求：
写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。
毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的心得体会，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。
毕业论文的基本教学要求是：
1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。
2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。
3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。
毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。
撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。
毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。
撰写意义：
1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。
大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。
申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。
可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。
毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。
一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。
但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。
2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。
党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。
这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。
3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。
在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。
在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、通知、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。
在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。
写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。
信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。
论文种类：
毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。
由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。
按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。
后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。
文科大学生一般写的是理论性论文。
理论性论文具体又可分成两种：
一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。
另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。
按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。
立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。
一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。
立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。
驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。
如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。
驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。
按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。
凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。
它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。
反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。
它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。
另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类：
1．专题型论文。
这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。
如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。
2．论辩型论文。
这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。
3．综述型论文。
这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。
4．综合型论文。
这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。
如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。
因此，它是一篇综合型的论文。
写作步骤：
毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的总结性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际问题的能力。
从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或理论问题进行科学研究探索的具有一定意义的论说文。
完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。
首先是选择课题。
选题是论文撰写成败的关键。
因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。
如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。
教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。
也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。
毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。
但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。
选好课题是毕业论文成功的一半。
第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。
科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展。
因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。
选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。
具体地说，考生可从以下三个方面来选题。
首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。
其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。
还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。
应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。
最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。
第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。
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