PLC課程設計配料車控制系統(tǒng)程序設計

1、0.前言:可編程序控制器(ProgrammableLogicController)是以微處理器為核心，綜合了微電子技術、自動化技術、網(wǎng)絡通訊技術于一體的通用工業(yè)控制器。英文縮寫為PC或PLG它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類：型的機械或生產(chǎn)過程。1968年，美國通用汽車公司(GM為適應生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，提出一種設想：|把計算機的功能完善、通用、靈活等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結合起來，制成一種通用控制裝置。這種通用控制裝置把計算機的編程方法和程序輸

2、入方式加以簡化，采用面向控制過程、面向對象的語言編程，使不熟悉計算機的方便使用。美國數(shù)字設備公司(DEC根據(jù)這一設想，于1969年研制成功了第一臺可編程序控：制器PDP-14,在汽車自動裝配線上試用并獲得成功。該設備用計算機作為核心設備。共控制功能是通過存儲在計算機中的程序來實現(xiàn)的，這就是人們常說的存儲程序控制。由于當時主要用于順序控制，只能進行邏輯運算，故稱為可編程序邏輯控制器(ProgrammableLogicController,簡稱PLQ。進入20世紀80年代，隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展，也使得可編程序：控制器逐步形成具有特色的多種系列產(chǎn)品。系統(tǒng)中不僅有大量的開關量，而且使用

3、了模擬量，其功能已經(jīng)遠遠超出邏輯控制、順序控制的應用范圍。故稱為可編程序控制器(ProgrammableLogicController,簡稱P。但由于PC容易和個人計算機(Personal:Computer)混淆，所以人們還沿用PLC作為可編程控制器的英文縮寫。本課程設計是PLC課程課堂教學的延伸和發(fā)展，是理論知識與工程實踐之間的銜接。：課程設計的主要目的是通過設計實踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設計過程、設計要求、應完成的工作內容和具體設計方法。通過設計也有助于復習、鞏固以往所學的知識，達到靈活應用的目的。設計必須滿足生產(chǎn)設備和生產(chǎn)工藝的要求，因此，設計之前必須了解設備的用途、結構、操作要求和工藝

4、過程，在此過程中培養(yǎng)從事設計工作的整體觀念。1 .課程設計的任務和要求1.1 課程設計的任務題目：配料車控制系統(tǒng)程序設計控制要求:配料車完成“從配料罐出發(fā)，到A處取m車料，再到B處取n車料，送回配料罐進行配料混合”的工作循環(huán)。配料車由三相交流異步電機驅動。工藝流程圖:A裝料向左一反轉向右正轉SQ1圖1配料車工作示意圖1.2 課程設計的基本要求(1)設計內容:1)完成課程設計指導書所要求的控制循環(huán)。2)按停止按鈕，完成當前循環(huán)后再停。3)按復位按鈕，立即返回原位停止。4)要求可以實現(xiàn)手動、單周期、連續(xù)控制。(2)設計要求:1)畫出端子分配圖和順序功能圖2）設計并調試PLC控制梯形圖3）設計說明書

5、（3）進度安排：1）理解題目要求，查閱資料，確定設計方案1天2）PLC相形圖設計與調試3天3）說明書撰寫0.5天4）答辯0.5天2 .總體設計2.1 PLC選型本題目的設計為滿足設計要求共分配有22個I/O點，輸入16個，輸出6個。PLC儲存器內存容量大體上是按I/O點數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此：數(shù)字為內存總字數(shù)。模擬點數(shù)是以比I/O點數(shù)富余出20%勺點數(shù)，設置為25,因此計算:IPLC出儲存器容量為：22X15+25X100=2830I為了保證PLC足夠的運行空間，選用PLC容量為6KR綜上所述，選擇西門子S7-200/CPU226作為配料車控制系統(tǒng)的控制主機。，2.

6、2 PLC端子接線2.2.1 PLCI/O的確定根據(jù)題意確定配料車控制系統(tǒng)I/O及地址分配。：表1.I/O地址分配表功能地址功能地址功能地址左限位SQ1I0.1手動B裝料I1.1右行Q0.0中限位SQ2I0.2手動混料I1.2A裝料Q0.1右限位SQ3I0.3手動開關I1.3左行Q0.2手動右行到AI0.4復位開關I1.4卸料Q0.3手動A裝料I0.5單周期開關I1.5B裝料Q0.4手動左行I0.6連續(xù)開關I1.6混料Q0.5手動卸料I0.7啟動按鈕I2.1手動右行到BI1.0停止按鈕I2.22.2.2 面板及端子分配圖j根據(jù)設計題意，設計出控制面板及對應的端子分配圖，其中有手動、單周期、連續(xù)

7、：選擇旋鈕，手動啟動、停止、復位、A裝料、B裝料、左行、右行到A、右彳T到B、卸料、.混料料按鈕。4ISQ1%10SQ2-匕10.2SQ3右行到A_dm-m10.310.4A裝料左行卸料右行到B瞭耳猊料Am10.510.610JILOIllIL2LIN2LILmmmm上r手動r：1.3QO.O復位IL4Q0.1單周期d11.5Q0.2連續(xù)啟動mJmm11.612.1Q0.3Q0.4停止12.2Q0.5II2KHL+II髓旌負載電源圖3端子分配圖AC220V一_TL_LJnn_rLJnLJnULH右行A裝料左行卸料B裝料混料3 .PLC程序設計3.1 設計思想小車停靠在SQ1開啟啟動按鈕，小車右

8、行至A,A裝料，停留10秒；小車裝完A料，自動左行至SQ1卸料A,停留10秒；如此往返3次；往返3次結束后，小車右行：至B,B裝料，停留10秒；小車裝完B料，自動左行至SQ1卸料B,停留10秒；如此:往返3次；往返3次結束后，混料。：按連續(xù)按鈕，小車完成上述一個周期的工作后又開始下一個周期，小車反復連續(xù)的1工作。按單周期按鈕，小車完成一個周期的工作后，停止。按手動按鈕，按對應的按鈕分別獨立控制小車對應的運動。按停止按鈕，完成當前循環(huán)后再停止。按復位按鈕，立即返回原位停止。在進入單周期、連續(xù)工作方式之前，小車的初始狀態(tài)應為：小車在最左邊，無卸料，;無混料。如果不滿足這一條件，可以選擇回原點工作方

9、式，然后按啟動按鈕，使系統(tǒng)自動返回原點狀態(tài)。在原點狀態(tài)，順序功能圖中的初始步M0.0為ON為進入單周期、連：續(xù)工作方式做好準備。7!M0.5(I1.3+I2.4)C0M0.7-T41M0.0C0復位C1復位M2.4C0力口1C0M0.7-T41圖4自動程序的順序功能圖SMQ111.4M0.7H)1M2.0R11MO.5MQ5Q0.5圖5主程序M0.0(R)1M00(S)1M0.5()圖6公用程序)212./MMM41M2Mo.MnuM)j)I)圖7手動程序MO?I()M2.0MOOI1/I()1M2.1M2.0，IC)10IM200.1TON100-PT1。0rriMT38INTON1口口M2

10、0COM2.1()M2.1IMM2JM22M2.4M2WM2.4M24M2.7M3.0M3.1M321M3.110.1M2.6(Q0.410OMS7M3.0T39INTONPT10QrmT40INTONPT1叩ms1口口MOOM20C1M3.2Q0L5)50T41INTONPT1口口nn宅ppMOO12.1M31caCUCTURFVC1CLJCTU圖8自動程序的梯形圖I1.4I2.1M1.0IRQ0.0RQ0.1RQ0.4Q0.2I0.1復位M1.0和Q0.3M0.0為后續(xù)部圖9自動返回原點順序功能圖M10Q0.11Q04TR)1Q0.0TR)1Q0.2M)圖io自動返回原點梯形圖4.程序調試

11、說明：4.1 主程序-ij圖5是主程序，SM0.0的常開觸點一直閉合，公用程序是無條件執(zhí)行的。在手動方1式下，I1.3為ON執(zhí)行“手動”子程序。在自動回原點方式下，I1.4為ON執(zhí)行“回：I1原點”子程序。其他兩種工作方式下執(zhí)行“自動”子程序。4.2 公用程序：J!圖6為公用程序，公用程序用于處理各種工作方式都要執(zhí)行的任務，以及處理不用：工作方式之間的相互切換。:1小車原點條件為：左限位開關I0.1的常開觸點閉合，表示小車卸料的Q0.3、混料；Q0.5的常閉觸點閉合，止匕時“原點條件”M0.5為ON開始執(zhí)行用戶程序(SM0.1為ON-:!或者系統(tǒng)處于手動狀態(tài)或自動回原點狀態(tài)(I1.2或I1.4

12、為ON時，初始步對應的M0.0將被置位，為進入單周期和連續(xù)工作方式做好準備。如果此時M0.5為OFF狀態(tài)。M0.01將被復位，初始步不為活動步，無法進入單周期和連續(xù)的工作方式。I當系統(tǒng)處于手動工作方式時，必須將圖中除初始步以外的各步對應的存儲器位;:(M2.0-M3.2)復位，否則當系統(tǒng)從自動工作方式切換到手動工作方式，然后又返回自i動方式時，可能會出現(xiàn)同時有兩個活動步的異常情況，引起錯誤的動作。在非連續(xù)方式下，I1.6的常閉觸點閉合，則啟動后表示連續(xù)工作狀態(tài)的標志M0.7復位。：4.3 手動程序圖7為手動程序。在手動工作方式下，按右行到A按鈕I0.4,Q0.0線圈“通電”，：小車右行，右行到

13、A,中限位開關I0.2的常閉觸點斷開，停止運行；按右行到B按鈕；I1.0,Q0.0線圈“通電”，小車右行，右行到B,右限位開關I0.3的常閉觸點斷開，停：止運行；當小車停止在A點時，中限位開關I0.2的常開觸點閉合，按A裝料按鈕I0.5；小車開始A裝料；按左行按鈕I0.6，小車開始左行，左行到左限位，左限位開關I0.1:的常閉觸點斷開，停止左行；當小車停止在左限位時，左限位開關I0.1的常開觸點閉：合，按卸料按鈕I0.7，小車開始卸料；當小車停止在右限位時，右限位開關I0.3的常;開觸點閉合，按B裝料按鈕I0.4,小車開始B裝料；按混料按鈕I1.2,開始混料。：4.4自動程序iI圖4是處理單周

14、期、連續(xù)工作方式的順序功能圖，圖8是用啟保停電路設計的程序，；15M0.0和M2.0M3.2用典型的啟保停電路控制單周期和連續(xù)這兩種工作方式主要是用“連續(xù)”標志M0.7來區(qū)分。14.4.1 單周期與連續(xù)的區(qū)分：iI在連續(xù)工作方式下，I1.6為1狀態(tài)。在初始步為活動步是按下啟動按鈕I2.1,M2.0變?yōu)?,小車右行。與此同時，控制連續(xù)工作的M0.7的線圈“通電”并自保持。-I1當步M3.2混料完成，T41為1狀態(tài)，因為連續(xù)標志位M0.7為1狀態(tài)，轉換條件滿；足，系統(tǒng)將返回步M2.0,反復連續(xù)的工作下去。I1按停止按鈕I2.2后，M0.7變?yōu)?狀態(tài)，但是小車不會立即停止工作，在完成當前：工作周期的

15、全部操作后，小車回到最左邊，左限位開關I0.1為1狀態(tài)，轉換條件滿足，：!系統(tǒng)才從步M3.2返回并停留在初始步。：在單周期工作方式下，M0.7一直處于0狀態(tài)。當小車在最后一步M3.2返回最左邊，i時，左限位開關I0.1為1狀態(tài)，轉換條件滿足，系統(tǒng)返回并停留在初始步。按一次啟：動按鈕，系統(tǒng)只工作一個周期。14.4.2 單周期工作過程：!單周期工作方式下，初始步時按下啟動按鈕I2.1,在M2.0的啟動電路中，M0.0、:I2.1、M0.5（原點條件）的常開觸點均接通，使M2.0的線圈“通電”，系統(tǒng)進入右行步，：iQ0.0的線圈“通電”，小車右行；碰到中限位開關I0.2時，轉換到A裝料步M2.1,Q

16、0.1的線圈“通電”，小車A裝料。同時接通延時定時器T37開始定時，10s后定時時間到，：A裝料完成，轉換條件T37滿足，轉換到步M2.2。以后系統(tǒng)將這樣一步一步地工作下去。：在混料步M3.2,定時器T41開始定時，10s后混料完成，T41變位1狀態(tài)，因連續(xù)工作：標志M0.7為0狀態(tài)，將返回初始步M0.0,小車停止運動。4.4.3 連續(xù)工作過程：連續(xù)工作方式下，初始步時按下啟動按鈕I2.1,在M2.0的啟動電路中，M0.0、I2.1、：iM0.5（原點條件）的常開觸點均接通，使M2.0的線圈“通電”，系統(tǒng)進入右行步，Q0.0的線圈“通電”，小車右行；碰到中限位開關I0.2時，轉換到A裝料步M2

17、.1,Q0.1的：線圈“通電”，小車A裝料。同時接通延時定時器T37開始定時，10s后定時時間到，A裝料完成，轉換條件T37滿足，轉換到步M2.2。以后系統(tǒng)將這樣一步一步地工作下去。：在混料步M3.2,定時器T41開始定時，10s后混料完成，T41變位1狀態(tài)，因連續(xù)工作；I標志M0.7為1狀態(tài)，小車將進入下一個周期重復上述運動。16ji4.4.4 自動回原點程序：圖9、10分別是自動回原點程序的順序功能圖、用啟保停電路設計的梯形圖。在回:原點工作方式下，I1.4為ON按下啟動按鈕I2.1,M1.0變位ON小車左行。左行到左:iI限位開關時，I0.1變?yōu)镺N將步M1.0復位，同時將混料Q0.5、

18、卸料Q0.3復位。這時;原點條件滿足，M0.5為ON在公用程序中，初始步M0.0被置位，為進入單周期、連續(xù)-I1工作方式做好準備，因此可以認為步M0.0是步M1.0的后續(xù)步。：5總結雖然1周的課程設計就要結束了，但是這次課程設計使我學到很多的的東西，不僅：鞏固了我以前所學過的知識，而且也學到了許多在課本上學不到的知識，例如最基本的PLC的選型。通過到圖書館及上網(wǎng)搜索資料，我進一步的掌握了該領域的好多知識。通；過理論分析與實踐的相互論證，許多問題都有了更好的解決方案。我在此次課程設計實踐學會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法：也有了更深刻的理解。設計系統(tǒng)前，要做一個統(tǒng)籌規(guī)劃，要明確的知道系統(tǒng)設計的步驟：；1.明確控制對象及控制要求；2.制定相應的方案；3.確定輸入及輸出設備；4選擇硬件；：5.設計控制程序；6調試；7.整理文檔。，在理論的運用過程中，我們提高了工程素質。在沒有做實踐設計以前，我們對知識：的理解都是思想上的，對一些細節(jié)并不加重視，當我們把自己想出來的程序下載到PLC時，問題就出現(xiàn)了，不是不