四站小车的呼叫控制.docx
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四站小车的呼叫控制
电气与自动化工程学院实训评分表
课程名称：
《PLC控制技术》实训
实训题目：
四站小车的呼叫控制
班级：
测控121学号：
160512121姓名：
王云涛
项目
评分比例
得分
平时表现
30%
综合型项目答辩
50%
实训报告
20%
总成绩
指导老师：
燕
2015年6月26日
常熟理工学院
电气与自动化工程学院
《PLC控制技术》实训
题目：
四站小车的呼叫控制
姓名：
王云涛
学号：
160512121
班级：
测控121
指导教师：
燕
起止日期：
2015.6.15~2015.6.25
1实训任务书………………………………………………………………………3
1.1基础实训项目一：
变频器对圆台的运行控制………………………………3
1.2基础实训项目二：
模拟量采集与数据处理的综合运用……………………3
1.3综合型自主实训项目：
四站小车的呼叫控制…………………………4
2引言…………………………………………………………………………6
2.1课题背景……………………………………………………………………6
2.2设计任务和主要目标…………………………………………………………6
3基础实训项目一：
变频器对圆台的运行控制…………………………6
3.1实训目的……………………………………………………………………6
3.2由变频器的面板控制圆台运行………………………………………………6
3.2.1接线图……………………………………………………………………7
3.2.2参数设置…………………………………………………………………7
3.2.3变频器的运行操作………………………………………………………7
3.3由PLC对变频器进行控制…………………………………………………7
3.3.1接线图……………………………………………………………………7
3.3.2程序图……………………………………………………………………8
3.4由外接电位器控制圆台………………………………………………………9
3.4.1接线图……………………………………………………………………9
3.4.2参数设置…………………………………………………………………9
4基础实训项目二：
模拟量采集与数据处理处理的综合运用…………9
4.1实训目的………………………………………………………………………9
4.2模拟量采集……………………………………………………………………9
4.2.1设计方案………………………………………………………………9
4.2.2接线图…………………………………………………………………9
4.3通过PLC输出模拟量改变圆台转速………………………………………10
4.3.1梯形图…………………………………………………………………10
4.4根据梯形图调试并记录数据………………………………………………10
5综合型自主实训项目：
四站小车的呼叫控制……………………11
5.1设计要求和流程图…………………………………………………………11
5.2PLC的硬件设计………………………………………………………………11
5.2.1外部接线图……………………………………………………………11
5.2.2I/O接口表………………………………………………………………12
5.3PLC的程序软件设计…………………………………………………………13
5.3.1梯形图…………………………………………………………………13
5.4组态王调试与画面监控……………………………………………………29
5.4.1元器件与功能实现……………………………………………………29
5.4.2运行状态监控…………………………………………………………29
结语…………………………………………………………………………………30
参考文献…………………………………………………………………………31
《PLC控制技术》实训任务书（三）
题目：
四站小车的呼叫控制
实训学生需要完成2个基础实训项目和1个综合型自主实训项目的训练。
一、基础实训项目一：
变频器对电机的运行控制
一）实训目的
1、进一步巩固掌握PLC基本指令功能的及其运用方法；
2、根据实训设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法；
3、掌握异步电动机变频调速原理，熟悉变频器的用法。
二）实训设备
PLC主机单元模块、电位器、MM440（或MM420）变频器、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。
三）工艺控制要求
使用变频器实现异步电动机的可逆调速控制，即可以电动机可正反向运行、调速和点动功能。
参考电气原理图见教材p85，速度控制有两种方式：
（1）由外接的电位器控制，
（2）由PLC的模拟量输出通道控制。
四）实训步骤
1、进行PLC的I/O地址分配，并画出变频器对电机控制的PLC控制系统的接线图。
2、设计由PLC控制的梯形图程序。
3、输入自编程序，上机调试、运行直至符合动作要求。
二、基础实训项目二：
模拟量采集与数据处理的综合应用
一）实训目的
1、掌握PLC中模拟量输入、输出的基本工作原理；
2、掌握数据处理指令的运用方法；
3、熟悉组态王与PLC的连接使用。
二）实训设备
PLC主机单元模块、电位器、万用表、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。
三）实训项目原理与要求
1、用扩展模块中的电位器模拟温度测量变送器，假设当温度是0℃时，对应电位器输出0V电压，假设当温度是100℃时，对应电位器输出电压10V。
用CPU224XP的模拟量输入通道采集电位器电压，进行标度变换，将转换后的温度值存储在变量存储器中，并在组态界面上显示出具体温度。
2、用PLC模拟量输出通道控制电动执行器，执行器开度设置为0%时，输出电压为0V，执行器开度为100%时，输出电压10V。
执行器开度控制量的多少采用组态王软件输入，观察模拟量输出的数值，并用万用表测量输出电压值。
四）实训项目的步骤
1、根据项目要求拟定I/O地址分配表，画出外部接线图，并进行接线图线路连接。
2、设计梯形图程序，调试并记录数据。
输入
输出
电压
AIW
温度值（℃）
执行器开度
AQW
电压（V）
0V
0
4V
40%
6V
60%
8V
80%
10V
100%
三、综合型自主实训项目：
四站小车的呼叫控制
一）实训项目工艺要求：
本课题要求：
用基本指令或功能指令设计一个4站小车的呼叫控制系统，其控制要求如下：
（1）车所停位置号小于呼叫号时，小车右行至呼叫号处停车；
（2）车所停位置号大于呼叫号时，小车左行至呼叫号处停车；
（3）小车所停位置号等于呼叫号时，小车原地不动；
（4）小车运行时呼叫无效；
（5）具有左行、右行定向指示、原点不动指示；
（6）具有小车行走位置的七段数码管显示。
（7）小车需在一个呼叫位置停留30秒后才能响应另一个呼叫。
4站小车呼叫示意图
二）目的
通过本次实训使学生掌握：
1）Step7－Micro/Win32编程软件的使用方法和梯形图、SFC图编程语言的运用；2）实际程序的设计及实现方法；3）程序的调试和运行操作技术。
从而提高学生对PLC控制系统的设计和调试能力。
三）容与要求
1、通过基本简单实验熟悉与本设计相关的实验台模块；
2、4站小车控制系统设计；
3、硬件接线图、程序清单；
4、采用顺序功能图（SFC图）进行设计或经验设计法；
5、设计组态王上位机监控画面，显示小车的当前位置、停留的倒计时等。
四、实训报告要求
报告应采用统一的报告纸书写，应包括评分表、封面、目录、正文、收获、参考文献（并按此顺序装订）。
报告中提供如下容：
1、目录
2、正文
（1）实训任务书；
（2）实训容，三个任务分别写
a、每个实训任务的总体设计方案（应有PLC的选型及依据）
b、I/O分配表，PLC外部接线图，程序中使用的元件及功能表；
c、程序控制的SFC图、梯形图或指令表清单，注释说明；
d、调试、运行及其结果；
3、收获、体会
4、参考文献
（注意实训报告原则上手写，允许打印，但雷同者的零分处理）
五、实训进度安排
周次
工作日
工作容
第
一
周
1
布置实训任务，查找相关资料，熟悉实验台。
2
完成两个基础实训项目。
3
根据综合型实训任务，完成总体设计方案（硬件选型、分配IO点等）
4
完成硬件接线，编写程序并调试
5
编写程序并调试
第
二
周
1
编写程序并调试
2
编写程序并调试
3
编写程序并调试及准备实训报告
4
完成报告并于下午两点之前上交
5
答辩
本实训共需两周时间
六、实训考核办法
本实训满分为100分，其中实训平时表现（含2个基础实训项目完成情况）30%、综合型实训项目答辩50%，实训报告20%。
2引言
2.1课题背景
本课题主要研究的是基于PLC的小车定点呼叫系统的设计，包括硬件的设计和软件的设计。
通过设计编制PLC程序实现小车模型控制系统的自动控制。
提供较为直观、清晰、准确的小车运行状态，为维修和故障诊断提供多方面的可能性，充分提高系统的工作效率。
将PLC应用到运料小车定点呼叫电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。
它功能强大，可扩展到多达128I/O点，且能增加特殊功能模块或扩展板。
本课题主要包括：
分析被控对象和明确系统控制要求；选定PLC类型，确定系统I/O设备的数量及种类；控制流程设计；控制程序设计。
PLC在运料小车控制系统中的应用，已经在国外工程、工厂中得到实际应用，具有巨大的经济和社会价值，其智能化和自动化的思路值得以后继续深入研究和推广。
2.2设计任务和主要目标
通过2个基础实训项目加深对PLC的理解，巩固PLC基本指令功能、运用方法，掌握模拟量输入输出的基本工作原理，熟悉组态王的使用，最后要求自行设计四站小车的呼叫控制项目（要求具有定点呼叫，数码管显示、正转和反转等功能）。
3基础实训一：
变频器对圆台的运行控制
3.1实训目的
1、进一步巩固掌握PLC基本指令功能的及其运用方法；
2、根据实训设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法；
3、掌握异步电动机变频调速原理，熟悉变频器的用法。
3.2由变频器的面板控制圆台运行
3.2.1接线
（1）变频器电源接L.N（220v）
（2）变频器输出u,v,w接至圆台u,v,w
（3）给变频器加上AC220V电源，检查电路正确无误后，合上主电源开关QS。
3.2.2参数设置
（1）在P0003=3，P0004=0时，设定P0725=1
（2）用基本操作面板（BOP）进行圆台运行控制。
参数P0700=1，P1000=1
参数号
出厂值
设定值
说明
P1040
5
20
设定键盘控制的频率值（Hz）
P1058
5
10
正向点动频率（Hz）
P1059
5
10
反向点动频率（Hz）
P1060
10
5
点动斜坡上升时间（s）
P1061
10
5
点动斜坡下降时间（s）
P1120
10
5
上升斜坡时间
P1121
10
5
下降斜坡时间
P0700
2
1
由键盘输入设定值（选择命令源）
P1000
2
1
由键盘（电动电位计）输入设定值
（3）
（4）设定P0010＝30和P0970＝1，按下P键，开始复位。
3.2.3变频器的运行操作
按
运行，按
停止，按
点动，按前操作面板上的键∕减少键（▲/▼）来改变转速。
3.3由PLC对变频器进行控制
3.3.1接线图
图2-2变频器与PLC的连线图
3.3.2程序图
3.4由外接电位器控制圆台
3.4.1接线图
3.4.2参数设置
设置P1000=2，频率设定值为“模拟输入”
4基础实训项目二：
模拟量采集与数据处理的综合运用
4.1实训目的
1、掌握PLC中模拟量输入、输出的基本工作原理；
2、掌握数据处理指令的运用方法；
3、熟悉组态王与PLC的连接使用。
4.2模拟量采集
4.2.1设计方案
采集0—100℃对应由/0—10v，则AIW0对应0—32000
4.2.2接线图
接线图
4.3通过PLC输出模拟量改变圆台转速
4.3.1梯形图
4.4根据梯形图调试并记录数据
输入
输出
电压
AIW0
温度值（℃）
执行器开度
AQW0
电压（V）
0V
-32
0
0
0
0.01
4V
12832
40
40%
12800
4.01
6V
19280
60
60%
19200
6.01
8V
25760
80
80%
25600
8.01
10V
32048
100
100%
32000
10.01
5综合型自主实训项目：
四站小车的呼叫控制
5.1设计方案和流程图
设计方案：
四站小车的呼叫控制主要是通过输入信号和输出信号的比较，判断小车的实时位置与呼叫位置的预期位置，从而给小车前后行驶的信号来控制小车的运行。
所以，我们需要对小车的实时位置以及预期位置进行赋值，这样才能进行比较。
我们是用圆台模拟小车的运行，正反转是由变频器设置，PLC给定信号控制的。
之后可以将站台以及倒计时时间显示在数码管上。
由于有4个站台需要选择，编程时我们选择顺序功能图选择分支。
设计流程图：
5.2PLC的硬件设计
5.2.1外部接线图
5.2.2I/O分配表
标志
地址
备注
开始
I0.0
停止
I0.1
呼叫站台1
I0.2
呼叫站台2
I0.3
呼叫站台3
I0.5
呼叫站台4
I0.6
小车位置1
I1.0
SQ1
小车位置2
I1.1
SQ2
小车位置3
I1.2
SQ3
小车位置4
I1.3
SQ4
反转指示灯
Q2.4
正转指示灯
Q2.5
停止指示灯
Q2.6
组态小车位置1
Q4.0
SQ1
组态小车位置2
Q4.1
SQ2
组态小车位置3
Q4.2
SQ3
组态小车位置4
Q4.3
SQ4
组态开始
M4.0
组态停止
M4.1
组态呼叫站台1
M4.2
组态呼叫站台2
M4.3
组态呼叫站台3
M4.4
组态呼叫站台4
M4.5
5.3PLC的程序软件设计
梯形图：
5.4组态王调试与画面监控
5.4.1元器件与功能实现
元器件：
灯不亮时为红色，亮时为绿色；开关全部采用弹出式（不带保持）。
功能实现：
用灯亮来模拟小车到站，用哪个灯亮来表示小车经过哪个站台（即灯的次序模拟站台位置）
5.4.2运行状态监控：
按下按钮“呼叫站3”，小车正向移动至站3（以灯为绿模拟到站）
按下按钮“呼叫站2”，小车反向移动至站2（以灯为绿模拟到站）
按下按钮“呼叫站1”，小车移动至站1（以灯为绿模拟到站）后停在站1，等待倒计时30秒结束，然后开始下一次呼叫响应。
结语
经过两个星期的团队协作，我们小组终于合力完成了这次实训任务。
期间酸甜苦辣，冷暖自知。
在此之前，因为几经学习过西门子S7-200的PLC，而对圆盘、变频器等模块未曾接触，感觉有些生疏，还有模拟量数据的采集的项目，更是第一次接触，心比较好奇再加上心中想要快些上手的想法催着我去接触了解更多，一开始的接线和程序图只能按照老师给的提示依样画葫芦，直到前两个项目做完，才知道原来很简单，并且它们是为后面一个项目打基础。
最后一个项目我们组分工明确，三个组员一人负责硬件接线，一人负责软件编程与调试，我呢，负责组态王的模拟与监控。
总体来说我们组比较好的完成了既定任务，在后续程序调试中互相帮助解疑。
这次实训让我感触很深：
同一个程序可能有多种编程思路，要从中选择最适合的设计方法。
当一种方法行不通时，要学会绕过去想想有没有别的办法。
小组部要团结协作，互帮互助，集思广益，分工明确。
要勇于尝试，遇到困难不退缩，积极思考，联系实际。
本次实训脱离不了集体的力量，这样，我们组员可以尽可能的统一思想，这样就不会使在做的过程中没有方向，遇到问题和同学互相讨论交流。
这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。
多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题
本次实训将我所学课堂的知识结合到了实践中去，加深了对PLC课程的认识与理解，对专业学习有了更清晰的认识，对将来的就业也必将大有裨益。
参考文献
[1]王永华.现代电气及可编程技术[M].航空航天大学,2003
[2]凤翼.图解西门子S7—200系列PLC应用88例[M].电子工业,2009
[3]郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术[M].东南大学，2009
[4]易传禄.可编程序控制器应用指南[M].科普,2004
[5]王东署.S7—200PLC基础及应用[M].中国电力,2013
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