plc五工位送料小车自动控制示.docx
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plc五工位送料小车自动控制示
引言.1
1.课程设计目的.1
1.1课程设计描述和目标.2
1.1.1课程设计描述2
1.1.2.课程设计目标.2
2．系统总体方案设计.3
2.1系统硬件设计3
2.1.1PLC的选型3
2.1.2S7-200224简介3
2.2系统变量定义及分配表3
2.3系统接线图设计4
3．控制系统程序设计.5
3.1控制程序流程图设计5
3.2五工位送料小车自动控制主电路图.6
3.3PLC控制梯形图设计.7
4．系统调试及结果分析.13
4.1系统调试及解决的问题13
4.2结果分析.13
设计总结.14
参考文献.15
引言
自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。
在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。
在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。
在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。
在军事技术方面，自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。
在航天、航空和航海方面，除了各种形式的控制系统外，应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。
此外，在办公室自动化、图书管理、交通管理乃至日常家务方面，自动控制技术也都有着实际的应用。
随着控制理论和控制技术的发展，自动控制系统的应用领域还在不断扩大，几乎涉及生物、医学、生态、经济、社会等所有领域。
运料小车是工业运料的主要设备之一。
广泛应用于自动生产线冶金、有色盒属、煤矿、港口、码头等行业，各工序之间的物品常用有轨小车来转运。
小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进，电动机反转小车后退。
本文采用PLC技术，研究了运料小车的控制方法。
1.课程设计目的
培养学生综合运用PLC及有关先修课程的基础知识，去解决某一实际问题的基本训练。
通过电路设计，了解单片机的工作特征，掌握单片的工作原理，从而加深对该课程知识的理解。
通过本课程设计，主要训练和培养学生以下能力：
（1）查阅资料：
收集与本设计有关的资料（包括从已发表的文献和生产现场中收集的）。
（2）方案选择：
树立即考虑技术的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性。
并注意提高分析和实际解决问题的能力。
（3）迅速准确的进行工程计算的能力。
（4）用简洁的文字，清晰的图表来自己设计思想的能力
1.1课程设计描述和目标
1.1.1课程设计描述
某车间有5个加工工位，送料小车在五个工位之间往返运行送料，各工位的限位开关和呼车按钮布置如图所示。
图中SQ和SB编号也是各工位编号。
SQ为滚轮式，可自动复位。
控制要求如下：
后退前进
SB1SB2SB3SB4SB5
图1五工位送料小车自动控制示意图
1.1.2.课程设计目标
1）留在5个工位中任意一个开关的位置上。
PLC上电后小车停在某工位若没有呼车时则各工位指示灯亮，表示各工位可以呼车。
2）若某工位呼车时，各工位的指示灯均灭，表示此后再呼车无效。
3）若小车所停工位号等于呼车号时小车原地不动；若小车所停工位号大于呼车号时，小车自动向左行驶；若小车所停工位号小于呼车号时，小车自动向右行驶；当小车达到呼车位时自动停车（注：
由于小车传动系统设计问题电机正传小车左行，电机反转小车右行）。
4）小车到达呼车位时应停留30s供该工位使用。
5）停电后再复电，小车不会自动启动。
2．系统总体方案设计
2.1系统硬件设计
2.1.1PLC的选型
在PLC日益成为工厂自动化基本技术平台的时代，如何选用一部适合的PLC即满足技术要求，又能实现经济效益，是一项重要课题。
PLC本身强调的特色为：
体积小、功能强、操作简便、程序设计简易、模块扩充性好、通信方便等，针对上述要求选择PLC控制系统。
西门子公司的S7-200系列PLC以其功能强、功能强大、性价比高等特点受到广泛青睐。
因为该设计需要13个输入和3
个输出故需要CPU有至少14个数字量输入PLC，故满足这一技术要求的S7-200系列PLC的CPU类型有224、224XP、226等。
PLC的选型不但要满足技术要求，还要考虑到经济性，因此这里选用S7-200系列的224PLC。
2.1.2S7-200224简介
CPU224集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。
可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。
16K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。
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。
I/O端子可很容易地整体拆卸。
是具有较强控制能力的控制器。
2.2系统变量定义及分配表
序号
符号
地址
名称
1
SB1
I0.0
启动按钮开关
2
SB2
I0.1
停止按钮开关
3
SQ1
I0.2
一号站到位开关
4
SQ2
I0.3
二号站到位开关
5
SQ3
I0.4
三号站到位开关
6
SQ4
I0.5
四号站到位开关
7
SQ5
I0.6
五号站到位开关
8
SB3
I0.7
一号站呼叫开关
9
SB4
I1.0
二号站呼叫开关
10
SB5
I1.1
三号站呼叫开关
11
SB6
I1.2
四号站呼叫开关
12
SB7
I1.3
五号站呼叫开关
13
KM1
Q0.0
电机正传
14
KM2
Q0.1
电机反转
15
HL
Q0.2
指示灯
16
FR
I1.4
热继电器
表1系统变量定义及分配表
2.3系统接线图设计
系统接线图如图3所示
图3系统接线图
3．控制系统程序设计
3.1控制程序流程图设计
图4控制程序流程图
3.2五工位送料小车自动控制主电路图
五工位送料小车自动控制主电路图如图3—2所示
图5五工位送料小车自动控制主电路图
3.3PLC控制梯形图设计
4．系统调试及结果分析
4.1系统调试及解决的问题
1.先将PLC程序传入S7-200-CPU224PLC中，按下启动按钮，电机正常运行。
2.当按下SB3～SB7中任何一个按钮，PLC记录先按下按键站位号后，同时锁住按键，使其他按键按下无效，然后小车向该站位号行驶，到达后停止30s。
3.30s后可呼车指示灯亮，各工位可继续呼车。
4.停电后再复电，小车停在停电前工位。
4.2结果分析
经调试测试该设计满足以下要求：
1）留在5个工位中任意一个开关的位置上。
PLC上电后小车停在某工位若没有呼车时则各工位指示灯亮，表示各工位可以呼车。
2）若某工位呼车时，各工位的指示灯均灭，表示此后再呼车无效。
3）若小车所停工位号等于呼车号时小车原地不动；若小车所停工位号大于呼车号时，小车自动向高位行驶；若小车所停工位号小于呼车号时，小车自动向低位行驶；。
当小车达到呼车位时自动停车。
4）小车到达呼车位时应停留30s供该工位使用。
5）停电后再复电，小车不会自动启动。
设计总结
通过这次课程设计，我学到了很多PLC和单片机方面的知识，同时也加强了对画图工具的使用，在老师的精心指导下和同学合作之下最终成功地完成了此次设计，并从中学到了很多的知识和经验。
本次课程设计使我认识到：
（1）设计思路是实施操作的坚实基础。
设计思路是电路的生命。
（2）活学活用。
这次设计让我真正体会到了书本知识永远是基础，而基础正是你向高层次迈进的扎实阶梯，没有这个基础，就无法实现技术上的腾飞。
在实践当中，灵活运用书本上所讲的知识，万变不离其中，只有扎实掌握了核心的方法，才有可能做到活用巧用。
参考文献
[1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：
机械工业出版社，2008.
[2]吕厚余，邓力.工业电气控制技术[M].北京：
科学出版社，2007.
[3]电气控制与PLC应用，机械工业出版社，2001。
[4]现代电气控制及PLC应用技术，北京航空航天大学出版社，2005
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