运料小车PLC控制02.docx
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运料小车PLC控制02
1.4.3控制要求
1、小车的前进后退是通过电动机的正反转来控制。
2、小车的停止位置由各个工位上的控制电路进行控制。
3、小车能够按照设计顺序进行运行，供给各工位物料。
4、小车的前进，后退中到达各个工位时，要求有指示灯指示。
5、该系统的一切运行情况应该通过组太软件建立监控显示系统，，能够实时显示运行工位情况。
、2.2设计思想
设计本课题时，我计划采用如下思路：
首先，在设计功能这方面全部采用电子设备，通过H型驱动电路和软件实现电机的正反转，取代以往的继电器，同时在定位和控制灯方面也采用电子设备和软件配合方法实现。
其次，各工位的输入和各个工位的指示都由软件实现，接着是数据的移位，以此来实现输入数据的优先级别。
跟着便是数据的比较输出，接下来便是各个工位的小车工序。
最后，便是显示程序和手动及自动复位程序，以及组态王软件的监控显示系统完善，以提高整个系统的可视性和操作性能。
2.2.1功率驱动电路
电机的正反转是同过软件部分输出的不同要求时实现，当输出（Q0.0=1）时，即M1为低电平，电机正转（运动小车实现从左往右的运动）；当输出（Q0.1=1）时，即M2为低电平，电机获反向电压而反转（运动小车实现从右往左的运动）。
具体功率驱动电路电气原理图，详见图2-1：
图2-1驱动电路
该电气原理图的具体工作原理如以下介绍：
采用24V直流电压，通过LM317T进行电压调节后其输出电压大致在7V，当软件输出（Q0.0=1）即M1为低电平时，芯片CD4011（四2输入与非门应用电路）的1、2脚都为低电平，其与非门输出为高电平并输出到芯片的9脚和H型功率驱动电路的三极管1和三极管4的基极，此刻M2没有电平输出即2号与非门输出电平也是低电平，这样3号与非门输出为高电平驱动三极管9013，H型功率驱动电路获得电压，电机获电正传；当软件输出（Q0.1=1）即M2为低电平时，芯片CD4011（四2输入与非门应用电路）的5、6脚都为低电平，其与非门输出为高电平并输出到芯片的8脚和H型功率驱动电路的三极管2和三极管3的基极，此刻M1没有电平输出即1号与非门输出电平也是低电平，这样3号与非门输出为高电平驱动三极管9013，H型功率驱动电路获得电压，电机获电反传。
2.2.2电子控制显示电路
通过该电路和软件实现了对运动小车的位置控制和位置指示灯控制，具体电路详见图2-2
具体工作原理如以下介绍：
在该电路中发光二极管D1,D2,D3,D4都一直处于发光状态。
现在以小车运动到S1处为列。
当小车运动到S1处时，由于小车车身上携带有反光面板反射发光二极管的光束到光敏三极管上，致使光敏三极管导通。
这样24V电压经270K欧姆和100欧姆的电阻分压供给三极管T1基极，三极管T1导通。
此刻发光二极管D11发光，S1获得低电平信号给软件部分，软件运行控制定位灯的发光时间。
图2-2控制电路
2.2.3工位输入
工位的输入不再是通过限位开关来实现，而是利用运料小车自身携带的反光面板进行光束反射后使光敏三极管通断来实现。
4个工位S1,S2,S3,S4分别通过输入过程映像寄存器的0字节1、2、3、4位（即I0.1,I0.2,I0.3,I0.4）来进行检测输入信号。
2.2.4数据的移位
数据移位是利用移位寄存器SHRB进行移位，当进行第一次扫描后便移入一个高电平，并且通过Q0.0来实现小车在哪个循环阶段以及哪个工位进行正传和反转。
2.2.5小车的运行
这一步是把小车的程序分为3个部分，分别对应每一种运行状态（正传、反转和中途方向改变），当比较输出时得出与哪个数字相等，则有选择性地执行某个小车程序。
2.2.6控制面板的显示与复位
该步是利用发光二极管通电状态来进行控制，以PLC的输入过程映像寄存器的0字节1、2、3、4位（即I0.1,I0.2,I0.3,I0.4）对4个工位S1,S2,S3,S4位置分别进行检测输入信号，还利用输出过程映像寄存器的0字节2、3、4位对定位控制的发光二极管进行控制显示。
通过软件对电机正、反转和复位进行控制。
3.1小车的运行状态设置
小车的运行状态是根据课题要求布置各工位的位置以及小车的开始位置，并使各控制开关对应于PLC的输入和输出端口，以方便接线（见表3－1）如下。
小车的运行状态图1-1：
表3-1输入/输出列表
输入
SD
S1
S3
S5
S7
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
输出
M1
M2
S2
S4
S6
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
其中SD为系统的总开关;M1为电机正转的显示信号；M2为电机的反转的显示信号。
3.3.1数据输入
该步的原理是使用I0.1、I0.2、I0.3、I0.4作为数据的输入端口，当小车到达S1工位时，则把数字0输入到I0.0中;当小车到达S3工位时，则把数字2输入到I0.2中;当小车到达S5工位时，则把数字3输入到I0.3中;当小车到达S7工位时，则把数字4输入到I0.4中。
并在各工位输入按钮中设置互锁，使最先按下按钮的工位数据优先输入，在未放开按钮时，其它工位的按钮输入无效。
3.3.2数据移位
该步的原理是通过对一个移位寄存器来实现对小车在循环运行中能够在不同的工位进行正反转，这样通过软件实现功能起来方便快捷，稳定性高.具体工作步骤如下：
当该系统进入第一次扫描时，在SM0.1下降沿（由高电平变为低电平）将位存储器M30.0的高电平移位给位存储器M23.0，这样后就保持该高电平直到小车第二次正向运行。
当小车进入第二次正向运行时，在位存储器Q0.0的上升沿（由低电平变为高电平）进行一次移位，将位存储器M23.0的高电平移位给位存储器M23.1，这样后就保持该高电平直到小车第三次正向运行。
当小车进入第三次正向运行时，在位存储器Q0.0的上升沿（由低电平变为高电平）再次进行一次移位，将位存储器M23.1的高电平移位给位存储器M23.2，这样后就保持该高电平直到小车第四次正向运行。
当小车进入第四次正向运行时，在位存储器Q0.0的上升沿（由低电平变为高电平）再次进行一次移位，将位存储器M23.2的高电平移位给位存储器M23.3，此时，将以M23.0为起始位的连续4个位的位存储器复位，循环运行结束。
3.3.3控制灯与定位灯显示
该步是显示程序以及驱动电路对LE元件的共同作用下产生的。
显示程序是对LE元件显示时间的设定，可以通过更改程序中延时定时器设定时间的更改来改变LE的发光时间，即在实际生产中可以改变小车在每一个工位的停留时间，满足不同工位的生产需要。
驱动电路是控制灯与定位灯的输入来源，决定着小车的运行地点。
3.4具体运行举例
当要运行系统时，将开工拨到开启状态即I0.0为高电平，此时功率驱动电路
与电子控制显示电路都获电，LE放光二极管都发光并且电动机正转，小车进入正向运行。
当小车正向运行到S1工位时，通过小车自身携带的反光面板对发光二极管所发出的光进行反射，反射到光敏三极管上致使导通，这样V+电压基本全部加到30K电阻，此电压在经过100欧姆和270K电阻分压后施加给三极管2N5551的基极，致使其导通，S1处的发光二极管（控制灯）正向导通发光并且S1处的信号输入端子I0.1获得高电平输入到程序。
在网络2中，I0.1获得低电平时就会让位存储器M20.0置位，此时，延时定时器T37、T38获得触发信号，分别经过设定的延时时间后置位。
在T38延时600ms后置位，位存储器Q0.2置位，定位灯（发光二极管）熄灭。
在T37延时1.2s后置位，给位存储器M21.0置位，这样位存储器M20.0复位，Q0.2也复位，定位灯亮，这样在两个延时定时器的作用下可以设定定位灯的熄灭时间。
当小车继续正向运行，当小车自身携带的反光面板离开发光二极管区域时，三极管2N5551截止，控制灯的二极管熄灭，I0.1获得高电平。
当小车正向运行到S3工位时，通过小车自身携带的反光面板对发光二极管所发出的光进行反射，反射到光敏三极管上致使导通，这样V+电压基本全部加到30K电阻，此电压在经过100欧姆和270K电阻分压后施加给三极管2N5551的基极，致使其导通，S3处的发光二极管（控制灯）正向导通发光并且S3处的信号输入端子I0.2获得高电平输入到程序。
在网络6中，I0.2获得低电平时就会让位存储器M20.1置位，此时，延时定时器T39、T40获得触发信号，分别经过设定的延时时间后置位。
在T40延时600ms后置位，位存储器Q0.3置位，定位灯（发光二极管）熄灭。
在T39延时1.2s后置位，给位存储器M21.1置位，这样位存储器M20.1复位，Q0.3也复位，定位灯亮，这样在两个延时定时器的作用下可以设定定位灯的熄灭时间。
当小车继续正向运行，当小车自身携带的反光面板离开发光二极管区域时，三极管2N5551截止，控制灯的二极管熄灭，I0.2获得高电平。
当小车正向运行到S5工位时，通过小车自身携带的反光面板对发光二极管所发出的光进行反射，反射到光敏三极管上致使导通，这样V+电压基本全部加到30K电阻，此电压在经过100欧姆和270K电阻分压后施加给三极管2N5551的基极，致使其导通，S5处的发光二极管（控制灯）正向导通发光并且S5处的信号输入端子I0.3获得高电平输入到程序。
在网络10中，I0.3获得低电平时就会让位存储器M20.2置位，此时，延时定时器T41、T42获得触发信号，分别经过设定的延时时间后置位。
在T42延时600ms后置位，位存储器Q0.4置位，定位灯S6（发光二极管）熄灭。
在T41延时1.2s后置位，给位存储器M21.2置位，这样位存储器M20.2复位，Q0.4也复位，定位灯亮，这样在两个延时定时器的作用下可以设定定位灯的熄灭时间。
当小车继续正向运行，当小车自身携带的反光面板离开发光二极管区域时，三极管2N5551截止，控制灯的二极管熄灭，I0.3获得高电平。
当小车正向运行到S7工位时，通过小车自身携带的反光面板对发光二极管所发出的光进行反射，反射到光敏三极管上致使导通，这样V+电压基本全部加到30K电阻，此电压在经过100欧姆和270K电阻分压后施加给三极管2N5551的基极，致使其导通，S7处的发光二极管（控制灯）正向导通发光并且S7处的信号输入端子I0.4获得高电平输入到程序。
在网络14中，I0.4获得低电平时就会让位存储器M20.3置位，此时，延时定时器T43、T44获得触发信号，分别经过设定的延时时间后置位。
在T44延时600ms后置位，给位存储器M22.0进行置位，这样就对正转位存储器Q0.0进行复位，结束正向运行。
在T43延时1.2s后置位，给位存储器M21.3置位，而且现在电动机已经处于停止状态，这样就对反转位存储器Q0.1进行置位并对位存储器M20.3复位，小车进入反向运行状态并对位存储器M22.0复位。
但是此刻小车仍然处在S7工位，位存储器I0.4依然的低电平。
在网络21中，I0.4获得低电平时就会让位存储器M20.4置位，此时，延时定时器T45、T46获得触发信号，分别经过设定的延时时间后置位。
在T46延时600ms后置位，位存储器Q0.4置位，定位灯S6（发光二极管）熄灭。
在T45延时1.2s后置位，给位存储器M21.4置位，这样位存储器M20.4复位，Q0.4也复位，定位灯亮，这样在两个延时定时器的作用下可以设定定位灯的熄灭时间。
当小车继续反向运行，当小车自身携带的反光面板离开发光二极管区域时，三极管2N5551截止，控制灯的二极管熄灭，I0.4获得高电平。
当小车反向运行到S5工位时，通过小车自身携带的反光面板对发光二极管所发出的光进行反射，反射到光敏三极管上致使导通，这样V+电压基本全部加到30K电阻，此电压在经过100欧姆和270K电阻分压后施加给三极管2N5551的基极，致使其导通，S5处的发光二极管（控制灯）正向导通发光并且S5处的信号输入端子I0.3获得高电平输入到程序。
在网络24中，I0.3获得低电平时就会让位存储器M20.5置位，此时，延时定时器T47、T48获得触发信号，分别经过设定的延时时间后置位。
在T48延时600ms后置位，位存储器Q0.3置位，定位灯S4（发光二极管）熄灭。
在T47延时1.2s后置位，给位存储器M21.5置位，这样位存储器M20.5复位，Q0.3也复位，定位灯亮，这样在两个延时定时器的作用下可以设定定位灯的熄灭时间。
当小车继续正向运行，当小车自身携带的反光面板离开发光二极管区域时，三极管2N5551截止，控制灯的二极管熄灭，I0.3获得高电平。
当小车反向运行到S3工位时，通过小车自身携带的反光面板对发光二极管所发出的光进行反射，反射到光敏三极管上致使导通，这样V+电压基本全部加到30K电阻，此电压在经过100欧姆和270K电阻分压后施加给三极管2N5551的基极，致使其导通，S3处的发光二极管（控制灯）正向导通发光并且S3处的信号输入端子I0.2获得高电平输入到程序。
在网络27中，I0.2获得低电平时就会让位存储器M20.6置位，此时，延时定时器T49、T50获得触发信号，分别经过设定的延时时间后置位。
在T50延时600ms后置位，位存储器Q0.2置位，定位灯S2（发光二极管）熄灭。
在T49延时1.2s后置位，给位存储器M21.6置位，这样位存储器M20.6复位，Q0.2也复位，定位灯亮，这样在两个延时定时器的作用下可以设定定位灯的熄灭时间。
当小车继续正向运行，当小车自身携带的反光面板离开发光二极管区域时，三极管2N5551截止，控制灯的二极管熄灭，I0.2获得高电平。
当小车反向运行到S1工位时，通过小车自身携带的反光面板对发光二极管所发出的光进行反射，反射到光敏三极管上致使导通，这样V+电压基本全部加到30K电阻，此电压在经过100欧姆和270K电阻分压后施加给三极管2N5551的基极，致使其导通，S1处的发光二极管（控制灯）正向导通发光并且S1处的信号输入端子I0.1获得高电平输入到程序。
在网络30中，I0.1获得低电平时就会让位存储器M20.7置位，此时，延时定时器T51、T52获得触发信号，分别经过设定的延时时间后置位。
在T52延时600ms后置位，对位存储器Q0.1复位，小车结束反向运行。
在T51延时1.2s后置位，给位存储器M21.7置位，而且现在电动机已经处于停止状态并且位存储器M22.0处于复位状态，这样就对正转位存储器Q0.1进行置位并对位存储器M20.7复位，小车进入再一次进入正向运行状态。
但是在小车的循环运行当中，通过一个移位寄存器的移位变化来实现小车在不同工位的实现正/反转。
例如在本次设计中的应用：
当PLC程序进入首次扫描时，在特殊存储器SM0.1的下降沿将位存储器M30.0的高电平移位到位存储器M23.0并且一直保持到小车进入下一次正向运行时才进行第二次运行。
小车循环进入第二次运行时，在位存储器Q0.0的上升沿将位存储器M23.0的高电平移位到位存储器M23.1并且一直保持，当运行到S5工位时，就对位存储器M22.0进行置位，结束电动机的正转和对Q0.1就行置位，使电动机反转。
而到达S3工位时，就对位存储器Q0.1进行复位，此刻位存储器M22.0处于复位状态，电动机再次进入正向运行即Q0.0置位。
在它的上升沿时也将位存储器M23.1的高电平移位给位存储器M23.2。
在这第三次循环运行中，一直运行到S7工位后才反向运行，但是仅仅反向运行到S5工位就再一次进入正转运行。
进入第四次正向循环运行时，就将位存储器M23.2的高电平移位给位存储器M23.3，这样就会将M23.0复位，结束整个循环运行。
3.5系统梯形图
网络1
当系统开关处于开起状态并且小车未到达S7工位时，电动机正转，通过Q0.1非实现互锁功能，提高未定性
网络2
在电动机正转的情况下，小车到达S1工位，位存储器M20.0置位并自保持
网络3
位存储器M20.0置位后，延时定时器T37延时1.2S导通，延时定时器T37延时600ms导通
网络4
电动机正转过程中，通过T38延时600ms，电动机反转过程中，通过T50延时600ms，并且自保持实现定位灯熄灭600ms
网络5
在延时定时器T37延时1.2s后，给位存储器M21.0置位，结束小车在S1工位的所有工作，继续运行
网络6
在电动机正转的情况下，小车到达S3工位，位存储器M20.1置位并自保持
网络7
位存储器M20.1置位后，延时定时器T39延时1.2S导通，延时定时器T40延时600ms导通
网络8
电动机正转过程中，通过T40延时600ms，并且自保持实现定位灯熄灭600ms
网络9
在延时定时器T39延时1.2s后，给位存储器M21.1置位，结束小车在S3工位的所有工作，继续运行
网络10
在电动机正转的情况下，小车到达S5工位，位存储器M20.2置位并自保持
网络11
位存储器M20.2置位后，延时定时器T41延时1.2S导通，延时定时器T42延时600ms导通
网络12
电动机正转过程中，通过T42延时600ms，电动机反转过程中，通过T46延时600ms，并且自保持实现定位灯熄灭600ms
网络13
位存储器M20.3置位后，延时定时器T43延时1.2S导通，延时定时器T44延时600ms导通
网络14
在电动机正转的情况下，小车到达S7工位，位存储器M20.3置位并自保持
网络15
位存储器M20.3置位后，延时定时器T43延时1.2S导通，延时定时器T44延时600ms导通
网络16
在延时定时器T43延时1.2s后，给位存储器M21.3置位，结束小车在S7工位的所有工作
网络17
在延时定时器T43延时1.2s后，给位存储器M21.3置位，结束小车在S7工位的所有工作
网络18
在电动机一进入反转运行时，就对位存储器M22.0复位
网络19
当小车运行到达S7工位或者在循环运行中第二次正向运行到S5工位就对Q0.1置位并自保持
网络20
当小车运行到达S1工位或者在循环运行中的第二次反向运行到S3工位以及第三次反向运行到S5工位就给电动机反转信号Q0.1复位
网络21
小车在S7工位时，电动机进入反转状态，使为存储器M20.4置位并自保持
网络22
位存储器M20.4置位后，延时定时器T45延时1.2S导通，延时定时器T46延时600ms导通
网络23
在延时定时器T45延时1.2s后，给位存储器M21.4置位，结束小车在S7工位的所有工作，继续反向运行
网络24
在电动机反转的情况下，小车到达S5工位，位存储器M20.5置位并自保持
网络25
位存储器M20.5置位后，延时定时器T47延时1.2S导通，延时定时器T48延时600ms导通
网络26
在延时定时器T47延时1.2s后，给位存储器M21.5置位，结束小车在S5工位的所有工作.，继续反向运行
网络27
在电动机反转的情况下，小车到达S3工位，位存储器M20.6置位并自保持
网络28
位存储器M20.6置位后，延时定时器T49延时1.2S导通，延时定时器T50延时600ms导通
网络29
在延时定时器T49延时1.2s后，给位存储器M21.6置位，结束小车在S3工位的所有工作，继续反向运行
网络30
在电动机反转的情况下，小车到达S1工位，位存储器M20.7置位并自保持
网络31
位存储器M20.7置位后，延时定时器T51延时1.2S导通，延时定时器T52延时600ms导通
网络32
在延时定时器T51延时1.2s后，给位存储器M21.7置位，结束小车在S1工位的所有工作
网络33
当系统开关进入开关状态，没有进行任何运行的情况下，对位存储器M30.0置位
网络34
在进行初次扫描时，通过移位寄存器将位存储器M30.0高电平移位给位存储器M23.0并且仅在循环过程中的电动机正向运行时进行一次移位
网络35
当正向运行4次后，通过位存储器M23.3对以M23.0为起始为的4为存储区进行复位
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