小車(chē)多方運(yùn)行（PLC）課程設(shè)計(jì)

1、目 錄第 1 章 小車(chē)多方式運(yùn)行控制工藝分析.11.1 plc 的概述.11.2 plc 的特點(diǎn).11.3 控制要求.21.4 設(shè)計(jì)任務(wù).31.5 設(shè)計(jì)報(bào)告.3第 2 章 小車(chē)多方式運(yùn)行 plc 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).42.1 傳送和比較指令.42.2 程序設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù).52.3 plc 硬件的實(shí)現(xiàn).6第 3 章 小車(chē)多方式運(yùn)行的 plc 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì).73.1 系統(tǒng)程序圖.7結(jié)論與體會(huì).8參考文獻(xiàn).9附錄.10plc 控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)1第 1 章 小車(chē)多方式運(yùn)行控制工藝分析1.1 plc 的概述可編程控制器（programmable controller，簡(jiǎn)稱(chēng) pc） 。與個(gè)人計(jì)算機(jī)的 pc相區(qū)別，

2、用 plc 表示。plc 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來(lái)取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國(guó)際電工委員會(huì)（iec）頒布了對(duì) plc 的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。1.2 plc

3、 的特點(diǎn)（1）編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)梯形圖是使用的最多的 plc 編程語(yǔ)言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語(yǔ)言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只需花集天地的時(shí)間就可以熟悉梯形圖語(yǔ)言，并用來(lái)編制用戶(hù)程序。梯形圖語(yǔ)言實(shí)際上是一種面向用戶(hù)的高級(jí)語(yǔ)言，plc 在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，將它“翻譯”成匯編語(yǔ)言后在執(zhí)行。（2）功能強(qiáng)，性能價(jià)格比較強(qiáng)一臺(tái)小型 plc 內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶(hù)使用的編程軟件，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比。plc 還可以通過(guò)通信聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)分散控制。（3）硬件配套齊全，用戶(hù)使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)plc 產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化

4、、系列化、模塊化，配備有平準(zhǔn)齊全的各種硬件裝置供用戶(hù)選擇，用戶(hù)能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。plc 的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。plc 由較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和中小型交流接觸器。硬件配置確定后，通過(guò)修改用戶(hù)程序，就可以方便、快速的適應(yīng)工藝條件的變化。（4）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸plc 控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)2點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。plc 用軟件代替中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可以減少到繼電器控制系統(tǒng)的十分之一甚至百分之一。plc

5、 使用了一系列的硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，可以直接用于由強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，已被公認(rèn)為做可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。（5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少plc 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，是控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減小。（6）維修工作量小、維修方便plc 的故障率很低，具有完善的自診斷功能。（7）體積小、能耗低對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用 plc 后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，小型 plc 的體積僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可以將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的 1/2 甚至 1/10

6、。1.3 控制要求小車(chē)系統(tǒng)由直流電機(jī)、繼電器、小車(chē)和 4 個(gè)站臺(tái)等組成，控制要求如下：1.小車(chē)起始位置停在 x（x=14）號(hào)站臺(tái)，syx 傳感器為 on;2.假如 y(y=14)號(hào)站臺(tái)呼叫，如果：xy，小車(chē)左行到呼叫站臺(tái)停車(chē)；xy，小車(chē)右行到呼叫站臺(tái)停車(chē)；x=y，小車(chē)停止；3.小車(chē)在 sy1 和 sy4 處要有可靠的保護(hù)功能，自動(dòng)往返或準(zhǔn)確停車(chē)，不能向外撞；圖 1-1 送料小車(chē)運(yùn)行過(guò)程簡(jiǎn)圖plc 控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)31.4 設(shè)計(jì)任務(wù)學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度計(jì)劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，進(jìn)行小車(chē)多方式運(yùn)行的控制原理設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高理論知識(shí)工程應(yīng)

7、用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。主要內(nèi)容包括：1. 設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時(shí)序圖等；2. 系統(tǒng)有啟動(dòng)、停止功能；3. 運(yùn)用功能指令進(jìn)行 plc 控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序、子程序和中斷程序；4. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)；5. 用組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計(jì)出上位監(jiān)控系統(tǒng)；6. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)小車(chē)多方式運(yùn)行的控制要求。1.5 設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)報(bào)告要做到層次清晰，論述清楚，圖表正確，書(shū)寫(xiě)工整。plc 控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)4第 2 章 小車(chē)多方式運(yùn)行 plc 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 傳送和比較指令 1、傳送指令 該指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)范圍、程序步如下表所示。 表 2

8、-1 傳送指令的要素表 操作數(shù)范圍 程序步 指令名稱(chēng) 助記符指令代碼位數(shù) s(.) d(.) n 傳送 mov mov(p) fnc12 (16/32) k 、 h knx 、 kny 、 knm 、 kns t 、 c 、 d 、 v 、 z kny 、 knm 、 kns t 、 c 、 d 、 v 、 z mov 、 movp 步 dmov 、 dmovp 步 傳送指令 mov 指令是將源操作數(shù)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到指定的目標(biāo)操作數(shù)內(nèi)，即sd。圖 2-1 傳送指令程序圖傳送指令 mov 的說(shuō)明如圖。當(dāng) x0=on 時(shí)，源操作數(shù) s 中的常數(shù) k100 傳送到目標(biāo)操作元件 d10 中 。當(dāng)指令執(zhí)行

9、時(shí)，常數(shù) k100 自動(dòng)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。 當(dāng) x0 斷開(kāi)時(shí)，指令不執(zhí)行，數(shù)據(jù)保持不變。 2、比較指令 比較指令用于操作數(shù)的比較，該指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)范圍、程序步如下表所示。表 2-2 比較指令的要素表操作數(shù)范圍指令名稱(chēng) 助記符指令代碼位數(shù)s1(.)s2(.)d(.)程序步比較cmpcmp(p)fnc10(16/32)k 、hknx 、 kny 、 knm 、 knst 、 c 、 d 、 v 、 zy 、m 、scmp 、 cmpp7 步dcmp 、 dcmpp13 步plc 控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)5i100 c20 mo fnc10cmpi100c20 當(dāng)前值，m0=oni100=c2

10、0 當(dāng)前值，m1=oni100c20 當(dāng)前值，m2=onm0m1m2x0比較指令 cmp 是將源操作數(shù) s1 和 s2 的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果送到目標(biāo)操作數(shù)d中。圖 2-2 傳送指令程序圖數(shù)據(jù)比較是進(jìn)行代數(shù)值大小比較（即帶符號(hào)比較） 。所有的源數(shù)據(jù)均按二進(jìn)制處理。當(dāng)比較指令的操作數(shù)不完整（若只指定一個(gè)或兩個(gè)操作數(shù)） ，或者指定的操作數(shù)不符合要求（例如把 x 、d、t、c 指定為目標(biāo)操作數(shù)） ，或者指定的操作數(shù)的元件號(hào)超出了允許范圍等情況，用比較指令就會(huì)出錯(cuò)。 2.2 程序設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)1、用以獲得程序的初始工作數(shù)據(jù) 一個(gè)控制程序總是需要初始數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以從輸入端口上連接的外部器件獲得，需要使用

11、傳送指令讀取這些器件上的數(shù)據(jù)并送到內(nèi)部單元；初始數(shù)據(jù)也可以用程序設(shè)置，即向內(nèi)部單元傳送立即數(shù)；另外，某些運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在機(jī)內(nèi)的某個(gè)地方，等程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)通過(guò)初始化程序送到工作單元。 2、機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)的存取管理 在數(shù)據(jù)運(yùn)算過(guò)程中，機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送是不可缺少的。運(yùn)算可能要涉及不同的工作單元，數(shù)據(jù)需在他們之間傳送；運(yùn)算可能會(huì)產(chǎn)生一些中間數(shù)據(jù)，這需要傳送到適當(dāng)?shù)牡胤綍簳r(shí)存放；有時(shí)機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)需要備份保存，這要找地方把這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)妥當(dāng)?？傊?，對(duì)一個(gè)涉及數(shù)據(jù)運(yùn)算的程序，數(shù)據(jù)管理是很重要的。 此外，二進(jìn)制和 bcd 碼的轉(zhuǎn)換在數(shù)據(jù)管理中也是很重要的。 3、運(yùn)算處理結(jié)果向輸出端口傳送 運(yùn)算處理結(jié)果總是要通過(guò)輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)

12、行器件的控制，或者輸出數(shù)據(jù)用于顯示，或者作為其他設(shè)備的工作數(shù)據(jù)。對(duì)于輸出口連接的離散執(zhí)行器件，可成組處理后看作是整體的數(shù)據(jù)單元，按各口的目標(biāo)狀態(tài)送入一定的數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)這些器件的控制。 4、比較指令用于建立控制點(diǎn) 控制現(xiàn)場(chǎng)常有將某個(gè)物理量的量值或變化區(qū)間作為控制點(diǎn)的情況。如溫度低于多少度就打開(kāi)電熱器，速度高于或低于一個(gè)區(qū)間就報(bào)警等。作為一個(gè)控制plc 控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)6“閥門(mén)” ，比較指令常出現(xiàn)在工業(yè)控制程序中。 2.3 plc 硬件的實(shí)現(xiàn)1、i/o 的分配 表 2-3 i/o 分配表輸入功能說(shuō)明輸出功能說(shuō)明 sb0 x0 啟動(dòng) km1 y0 右行 sb1 x1 呼叫 1 km2 y1 左行

13、sb2 x2 呼叫 2 sb3 x3 呼叫 3 sb4 x4 呼叫 4 sq1 x11 限位 1 sq2 x12 限位 2 sq3 x13 限位 3 sq4 x14 限位 4 2、i/o 的外部接線 圖 2-3 外部接線圖plc 控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)7第 3 章 小車(chē)多方式運(yùn)行的 plc 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)程序圖用功能指令實(shí)現(xiàn)送料車(chē)控制的梯形圖如附錄所示。 將送料車(chē)當(dāng)前位置送到數(shù)據(jù)寄存器 d0 中，將呼叫工作臺(tái)號(hào)送到數(shù)據(jù)寄存器d1 中，然后通過(guò) d0 與 d1 中數(shù)據(jù)的比較，決定送料車(chē)的運(yùn)行方向和到達(dá)的目標(biāo)位置。plc 控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)8結(jié)論與體會(huì)經(jīng)過(guò)兩周的課程設(shè)計(jì)，我親身體會(huì)到做 plc

14、程序設(shè)計(jì)的艱辛和努力。早設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到不少難題，但我堅(jiān)持并努力的客服了，在尋求答案的過(guò)程中，我學(xué)習(xí)到了很多知識(shí)，這些都是在這次課程設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)到的寶貴經(jīng)驗(yàn)，相信在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會(huì)繼續(xù)運(yùn)用好這種精神，讓學(xué)習(xí)和工作變的更加有樂(lè)趣，也更加積極向上的學(xué)習(xí)新知識(shí)。設(shè)計(jì)的過(guò)程本身就是收集知識(shí)找尋答案的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程中可能有時(shí)一籌莫展，有時(shí)無(wú)從下手，但是一旦找到靈感，找到了方法，其實(shí)事情本來(lái)就很簡(jiǎn)單，只是以前從來(lái)沒(méi)有想到而已，所以，在今后的學(xué)習(xí)和工作中，試著嘗試換一種方式思考，用嶄新的思想重新考慮一下，或許就有了更大的收獲。最后，衷心的感謝老師在百忙之中輔導(dǎo)我的課程設(shè)計(jì)，沒(méi)有老師的指導(dǎo)我是無(wú)法完成的