小車多方式運(yùn)行的PLC控制課程設(shè)計(jì)

1、目錄第 1 章 控制工藝流程分析 11.1 小車多方式運(yùn)行控制過程描述 11.2 小車多方式運(yùn)行控制總體方案分析 1第 2 章 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 22.1 系統(tǒng)硬件組成 22.2 控制方法分析 22.3 I/O 分配 22.4 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì) 3第 3 章 控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì) 43.1 控制程序流程圖設(shè)計(jì) 43.2 控制程序梯形圖設(shè)計(jì) 53.3 控制程序設(shè)計(jì)思路 5第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 64.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題 64.2 結(jié)果分析 6第 5 章 課程設(shè)計(jì)心得 7參考文獻(xiàn) 8附錄 9第1章控制工藝流程分析1.1小車多方式運(yùn)行控制過程描述小車系統(tǒng)由直流電機(jī)、繼電器、小車和

2、4個(gè)站臺(tái)等組成，每個(gè)站臺(tái)有檢測傳感器、指 示燈和按鈕。采用 S7-200PLC進(jìn)行控制，控制要求如下：1. 小車起始位置停在 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： x > y,小車左行到呼叫站臺(tái)停車； x < y,小車右行到呼叫站臺(tái)停車； x=y，小車停止；3. 小車在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，不能向外撞;4. 小車路過每個(gè)站臺(tái)要有指示燈顯示；但 LB1和LB4燈要閃3次；1.2小車多方式運(yùn)行控制總體方案分析本課程設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)兩個(gè)模塊：小車對站臺(tái)呼叫的反應(yīng)電路以及小車路過站臺(tái)時(shí)指示燈的顯示。出于簡化

3、設(shè)計(jì)方案的考慮，本文在設(shè)計(jì)之前做出這樣的假設(shè)：小車停止前僅有一個(gè)呼叫的站臺(tái)起作用。比如當(dāng)小車從2號(hào)站臺(tái)向三號(hào)前進(jìn)的過程中，1、2、4三個(gè)站臺(tái)不會(huì)呼叫，除非小車到達(dá) 3號(hào)站臺(tái)停止。在這種假設(shè)的基礎(chǔ)下，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，對兩個(gè)模塊的電路分別設(shè)計(jì)，最后將 兩者整合到一起，即可。第 2 章 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件組成小車系統(tǒng)由直流電機(jī)、繼電器、小車和 4 個(gè)站臺(tái)等組成，每個(gè)站臺(tái)有檢測傳感器、指 示燈和按鈕。本課程設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)兩個(gè)模塊 燈的顯示。 出于簡化設(shè)計(jì)方案的考慮， 個(gè)呼叫的站臺(tái)起作用。比如當(dāng)小車從 呼叫，除非小車到達(dá) 3 號(hào)站臺(tái)停止。2.2 控制方法分析:小車對站臺(tái)呼叫的反應(yīng)

4、電路以及小車路過站臺(tái)時(shí)指示 本文在設(shè)計(jì)之前做出這樣的假設(shè)： 小車停止前僅有一2 號(hào)站臺(tái)向三號(hào)前進(jìn)的過程中， 1、 2、 4 三個(gè)站臺(tái)不會(huì)在這種假設(shè)的基礎(chǔ)下，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，對兩個(gè)模塊的電路分別設(shè)計(jì)，最后將 兩者整合到一起，即可。2.3 I/O 分配經(jīng)過對控制過程和要求的詳細(xì)分析，明確了具體的控制過程。1. 小車起始位置停在 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： x > y,小車左行到呼叫站臺(tái)停車； x < y,小車右行到呼叫站臺(tái)停車； x=y，小車停止；3. 小車在 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,

5、不能向外撞；4. 小車路過每個(gè)站臺(tái)要有指示燈顯示；但 LB1 和 LB4 燈要閃 3 次； 如上所述,由此可以得出所需 PLC 的輸入點(diǎn) 9 個(gè),輸出點(diǎn) 6 個(gè)。本設(shè)計(jì)使用 9 個(gè)輸入繼電器, 6 個(gè)輸出繼電器, 6 個(gè)輔助繼電器（各輔助繼電器的功能 在程序程序?qū)?yīng)部分會(huì)有說明） 。輸入輸出繼電器的選擇與對應(yīng)關(guān)系如下表：表2-1 I/O 分配表輸入功能說明輸出功能說明SB0X0啟動(dòng)/停止KM1Y1左行SB1X1呼叫站臺(tái)1KM2Y2右行SB2X2呼叫站臺(tái)2R1Y10第一個(gè)站臺(tái)的指示燈SB3X3呼叫站臺(tái)3R2Y20第二個(gè)站臺(tái)的指示燈SB4X4呼叫站臺(tái)4R3Y30第三個(gè)站臺(tái)的指示燈SQ1X11限位1

6、R4Y40第四個(gè)站臺(tái)的指示燈SQ2X12限位2SQ3X13限位3SQ4X14限位42.4系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)圖2-2系統(tǒng)接線圖第3章控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)3.1控制程序流程圖設(shè)計(jì)X<Y小車右行/_否一是*小車停止開始按啟動(dòng)按鈕X>Y小車左行小車停止圖3-1控制程序流程圖3.2 控制程序梯形圖設(shè)計(jì)（見附錄）3.3 控制程序設(shè)計(jì)思路1、小車對站臺(tái)呼叫的反應(yīng)電路 取兩個(gè)寄存器，分別存放呼叫的站臺(tái)以及小車停靠的站臺(tái)（本文的設(shè)計(jì)中這兩個(gè)寄存器分別為DO和D1）,顯然，我們可以通過cmp指令進(jìn)行x, y的大小判斷，當(dāng)x>y時(shí)，執(zhí)行左行命令 （即本文設(shè)計(jì)程序中的 SET Y1 指令）；當(dāng) x&l

7、t;y 時(shí)，執(zhí)行右行命令 （即本文設(shè)計(jì)程序 中的SET Y2指令）；當(dāng)x=y時(shí)，執(zhí)行左行命令（即本文設(shè)計(jì)程序中的 RST Y1和RST Y2指令）。在這樣的思路下，我們不可避免的將遇到三個(gè)問題：如何在DO中存放所呼叫的站臺(tái)？如何準(zhǔn)確獲取并在 D1 中存放小車停靠的位置？執(zhí)行左行或右行命令后， 如何使得小車在指 定站臺(tái)停止 ,并同時(shí)記錄下新的停靠位置，即更新D1 寄存器的內(nèi)容？對于第一個(gè)問題， 直接運(yùn)用 mov 指令即可。 方法是設(shè)置四個(gè)輸入繼電器 x1,x2,x3,x4 分 別表示第 i 個(gè)站臺(tái)呼叫，當(dāng) xi 接通時(shí)，執(zhí)行 mov ki DO， （i 取 1、2、3， 4）。對于第二個(gè)問題，解

8、決方法是當(dāng)小車停止時(shí)，即相應(yīng)的到位開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3 或SQ4 接通時(shí)，執(zhí)行 mov Ki D1，（i 取 1、2、3，4）。第三個(gè)問題，判斷小車停止的條件是使用到位開關(guān)SQ,本文的程序里使用四個(gè)繼電器x11,x12,x13,x14 來表示。2、小車路過站臺(tái)時(shí)指示燈的顯示本文的程序里用 Y1O,Y2O,Y3O,Y4O 分別表示第 1、 2、 3、 4站臺(tái)的指示燈。根據(jù)題目要 求，當(dāng)小車路過站臺(tái)時(shí)，對應(yīng)的站臺(tái)的指示燈要亮，對于第 2,3站臺(tái)指示燈，這個(gè)效果直接 用指令 LD X12,OUT Y2O;LD X13,OUT Y3O 即可控制。但是對于第1、 4號(hào)站臺(tái)，要求指示燈閃爍三次，則像

9、上面這樣簡單的指令是不能滿足要求的，需要引入定時(shí)器（用以控制 “閃爍”的間隔時(shí)間）和計(jì)數(shù)器（用以控制閃爍“ 3次”） 。詳細(xì)控制圖和程序見后文。另外，考 慮到這兩個(gè)站臺(tái)指示燈的功能相同， 因此程序里可以使用子程序， 以減少定時(shí)器、 計(jì)數(shù)器和 繼電器的個(gè)數(shù)，同時(shí)亦能提高程序運(yùn)行的效率和可靠性。第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析4.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題按要求輸入梯形圖，檢查并編譯。本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)里，正確輸入梯形圖，編譯成功。同 時(shí)通過在線工作后把程序?qū)懭肟删幊绦蚩刂破鞯某绦虼鎯?chǔ)區(qū)， 然后進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試， 在前面正 確操作和正常進(jìn)行的基礎(chǔ)上，使 PLC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，觀察運(yùn)行情況，結(jié)果是本PLC 設(shè)計(jì)運(yùn)

10、行正常， 沒有未知錯(cuò)誤， 對于多組不同站臺(tái)呼叫的檢測數(shù)據(jù)， 小車均能夠以預(yù)想的行動(dòng)路線 運(yùn)動(dòng)，即能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)工作。4.2 結(jié)果分析根據(jù)以上調(diào)試情況，該小車多方式運(yùn)行的 PLC 控制設(shè)計(jì)符合要求。第 5 章 課程設(shè)計(jì)心得通過此次課程設(shè)計(jì)，讓我對 PLC 梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓 我了解了關(guān)于 PLC 設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。 PLC 課程都是極理論的東西，所做過的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)也都是在已知程序圖的情況下學(xué)習(xí)使用編 程器，這并不能提高PLC的設(shè)計(jì)水平，而這次的課程設(shè)計(jì)是從根本上讓我們理論聯(lián)系實(shí)際， 在這種根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的情況下能夠讓我

11、們對 PLC 有更深刻的認(rèn)識(shí)。不積跬步何以至千里， 課程設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)， 通過這次課程設(shè)計(jì)， 我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)， 和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合， 鍛煉了綜合運(yùn) 用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的能力， 提高了查閱文獻(xiàn)資料、 設(shè)計(jì)手冊的能力， 而且通過對整體的 掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，使得能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并 且意志品質(zhì)力，毅力及耐力也都得到了不同程度的提升。參考文獻(xiàn)1 陳宏鈞 .可編程控制器課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 M. 天津：天津大學(xué)出版社 .20012 鐘肇新，王灝 .可編程控制器入門教程 M. 廣州：華南理工大學(xué)出版社 .19993 鄧星鐘

12、 .機(jī)電傳動(dòng)控制 M. 武漢：華中科技大學(xué)出版社 .20014 譚維瑜 .電機(jī)與電氣控制 M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .19995 姜培剛，蓋玉先 .機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2004.附錄小車多方式運(yùn)行程序的指令表如下LDX0MCN0M100LDX1MOVK1D0LDX1ORM101MPSANIX11SETM101MPPANDX11MOVK1D1LDX2MOVK2D0LDX2ORM102MPSANIX12SETM102MPPANDX12MOVK2D1LDX3MOVK3D0LDX3ORM103MPSANIX13SETM103MPPANDX13MOVK3D1LDX4MOVK4D0LDX4ORM104MPSANIX14SETM104MPPANDX14MOVK4D1LDM101ORM102ORM103ORM104MPSCMPD0D1M0MRDANDM0SETY1MRDANDM1RSTY1RSTY2MPPANDM2RSTY2