PLC控制系統(tǒng)畢業(yè)設計

目錄引言……………………3可編程控制器概述……………………5PCL的基本構造和工作原理…………6工藝過程……………………8系統(tǒng)控制方案………………9PLC系統(tǒng)選擇………………9I/O地址分派………………9程序設計……………………11感謝信………………12小結………………13參照文獻…………14電動運送車呼車PLC控制系統(tǒng)設計況月榮摘要：伴隨經(jīng)濟的發(fā)展，臺車呼車控制系統(tǒng)在醫(yī)藥、冶金、建材、飼料加工等行業(yè)被廣泛地用于物料的自動配置。實現(xiàn)物料的自動配置控制，不僅節(jié)省了人力和物力，并且也提高了產品的質量，提高了生產率，同步也可以實現(xiàn)現(xiàn)代化科學管理。

本設計簡介的是基于可編程控制器西門子S7-200的臺車呼車控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，可以指示臺車的停車位和呼車使能、與否可以呼車及臺車與否到位、可以實現(xiàn)電機正轉、電機反轉、可以緊急停車等功能。

本文論述了可編程控制器西門子S7-200的功能特點以及操作。提出了系統(tǒng)的總體設計方案。

本系統(tǒng)具有價格低廉、高可靠性、高性能和智能化的特點。

通過該系統(tǒng)的成功研制和應用，生產效率將大幅提高，工人的勞動強度將大幅度減少，控制精度也將深入提高。Witheconomicdevelopment,thecontrolsystemofcarcallinmedicine,metallurgy,buildingmaterials,feedprocessingindustriesarewidelyusedintheautomaticconfigurationofmaterials.Automaticconfigurationtoachievecontrolofmaterials,notonlysavesmanpowerandmaterialresources,butalsoimprovedproductquality,increaseproductivity,butalsocanachievemodernizationandscientificmanagement.

PaperspresentedisbasedonSiemensS7-200programmablecontrollerofthecarcallcontrolsystemforvehicledesignandimplementation,toindicatecarparkingspacesandcarcallenabled,cancallcarsandcarisinplace,canbeachievedthemotoristransferred,themotorreversal,canbeanemergencystopandotherfunctions.

Inthispaper,SiemensS7-200programmablecontroller'sfeaturesandoperation.Proposedoverallsystemdesign.

Thesystemhasalowcost,highreliability,highperformanceandintelligentfeatures.

Successofthesystemthroughthedevelopmentandapplicationofproductivitywillincreasedramatically,thelaborintensitywillbegreatlyreduced,thecontrolaccuracywillbefurtherenhanced.

關鍵詞：可編程控制器；呼車；西門子S7-200引言PLC技術代表了當今電氣程序控制的世界先進水平。它與數(shù)控技術，工業(yè)機器人技術已成為機械工業(yè)自動化和CIM的三大支柱。據(jù)預測，在90年代，美、日、德等發(fā)達國家的控制屏將完全由PLC所占據(jù)。由于PLC吸取了微電子技術和計算機技術的最新成果，發(fā)展十分迅速，使它已遠遠超過單純取代繼電器的應用領域，遠遠超過邏輯控制的范圍，在從單機自動化到整條生產線自動化，乃至整個工廠的生產自動化；從FMS、工業(yè)機器人到大型分散型控制系統(tǒng)中都擔當著重要角色。PLC的由來1968年美國最大的汽車制造商通用汽車企業(yè)（GM），為了適應汽車型號不停更新的規(guī)定，以在劇烈的競爭的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢，提出要研制一種新型的工業(yè)控制裝置來取代繼電器控制裝置，為此，特確定了十項公開招標的技術規(guī)定，即：1）編程簡樸以便，可在現(xiàn)場修改程序；2）硬件維護以便，最佳是插件式構造；3）可靠性要高于繼電器控制裝置；4）體積不不小于繼電器控制裝置；5）可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機；6）成本上可與繼電器柜競爭；7）輸入可以是交流115V；8）輸出為交流115V，2A以上，能直接驅動電磁閥；9）擴展時，原有系統(tǒng)只需做很小的改動；10）顧客程序存儲器容量至少可以擴展到4KB。根據(jù)招標規(guī)定，1969年美國數(shù)字設備企業(yè)（DEC）研制出世界上第一臺PLC（PDP—14型），并在通用汽車企業(yè)自動裝配線上試用，獲得了成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制新時期。PLC的發(fā)展PLC問世以來，其發(fā)展極為迅速。由最初的1位機發(fā)展為8位機，目前的大型PLC已采用了32位微處理器，可同步進行多任務操作，其技術已經(jīng)相稱成熟。目前，世界上有PLC生產廠200多家，比較著名的有美國的A-B企業(yè)、通用電氣企業(yè)，日本的三菱、松下電工、歐姆龍，德國的西門子，法國的施耐德等。生產的PLC品種繁多，產品的更新?lián)Q代也極快，著名的生產企業(yè)幾乎每1~2年即可推出一種新產品。PLC的構造不停改善，功能日益增強，性能價格比越來越高。展望未來，PLC在規(guī)模和功能上正朝著兩個方向發(fā)展。首先，大型PLC不停向大容量、高速度、多功能的方向發(fā)展，能取代工業(yè)控制微機對大規(guī)模復雜系統(tǒng)進行綜合性的自動控制。另首先，小型PLC向超小型、簡易、廉價方向發(fā)展，能真正完全取代最小的繼電接觸器系統(tǒng)，適應單機、數(shù)控機床和工業(yè)機器人等領域的控制規(guī)定。此外，不停增強PLC的聯(lián)網(wǎng)通信功能，便于分散控制與集中控制的實現(xiàn)；大力開發(fā)智能I/O模塊，極大地增強PLC的過程控制能力，提高它的適應性和可靠性；不停使PLC的編程語言與編程工具向原則化和高級化方向發(fā)展可編程控制器概述(1)可編程控制器是當今工業(yè)控制領域占主導地位的一種新型自動控制裝置，微電子技術和計算機技術的發(fā)展是PLC出現(xiàn)的技術基礎和物質基礎，GM10是促使其問世的直接原因。目前，PLC正向著原則化、小型化、大容量、高速度、多功能等方面發(fā)展。(2)PLC專為工業(yè)環(huán)境而設計，具有抗干擾能力強、可靠性高、通用性好、功能強、編程簡樸、使用維護以便等特點，重要應用于開關量控制、模擬量控制、數(shù)字控制及通信聯(lián)網(wǎng)等到領域。(3)PLC按構造形式分為整體式和模塊式兩類；按功能和I/O點數(shù)可分為低級機（小型、超小型）、中等機（中型）、高檔機（大型、超大型）三類。衡量PLC性能的指標重要有：I/O總點數(shù)、顧客程序存儲容量、指令總數(shù)、掃描速度、內部寄存器配置及特殊功能模塊等。(4)PLC常用的編程語言有梯形圖、語句表、流程圖及高級語言等，其中梯形圖、語句表最常用。(5)PLC重要由CPU、存儲器、I/O模塊、電源模塊、I/O擴展模塊、外設接口及編程器等部分構成；軟件部分包括系統(tǒng)軟件和顧客軟件兩大部分。(6)PLC的工作方式是采用循環(huán)掃描工作方式，每一循環(huán)包括了自診斷、與編程器等的通信、輸入采樣、執(zhí)行顧客程序、輸出刷新五個階段。小型PLC使用集中輸入、集中輸出工作方式，這大大提高了PLC工作的可靠性和抗干擾能力。(7)掃描周期的大小與掃描速度、顧客程序長短、I/O點數(shù)及其刷新速度、連接外設的多少等原因有關。(8)繼電接觸器控制采用硬邏輯“并行”運行的方式，而可編程序控制器采用循環(huán)掃描的工作方式，其邏輯關系是用程序實現(xiàn)而不是實際電路。PCL的基本構造和工作原理一、PLC的工作方式PLC對顧客程序的執(zhí)行采用循環(huán)掃描的工作方式。PLC開始運行時，CPU對顧客程序作周期性循環(huán)掃描，在無跳轉指令或中斷的狀況下，CPU從第一條指令開始次序逐條地執(zhí)行顧客程序，直到顧客程序結束，然后又返回第一條指令開始新的一輪掃描，并周而復始地反復。在每次掃描過程中，還要完畢對輸入信號的采集和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。二、PLC的工作原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，這是有別于微型計算機、繼電接觸器控制的重要特點。微機一般采用等待命令的工作方式。繼電接觸器控制系統(tǒng)采用硬邏輯“并行”運行的方式。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，在工作過程中，假如某個軟繼電器的線圈接通，該線圈的所有常開和常閉觸點并不一定會立即動作，只有CPU掃描到該接點時才會動作：其常閉觸點斷開，常開觸點閉合。也就是說，PLC在任一時刻只能執(zhí)行一條指令，是以“串行”方式工作，這樣便防止了繼電接觸器控制的觸點競爭和時序失配問題。三、PLC的工作過程1．PLC的工作過程PLC整個工作過程包括五個階段：自診斷、與編程器等進行通信、輸入采樣、執(zhí)行顧客程序、輸出刷新。PLC的工作過程框圖2.輸入和輸出映像寄存器輸入和輸出映像寄存器是在PLC的RAM工作區(qū)中將一特定區(qū)域的存儲單元作為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器的存儲區(qū)。輸入映像寄存器中存儲著對應位輸入“繼電器”的通/斷狀態(tài)。高電平“1”為通，低電平“0”為斷。此處“繼電器”是指由系統(tǒng)軟件程序賊予的具有繼電器功能的“軟繼電器”。每位輸入映像寄存器也對應著PLC每個實際輸入端的通/斷狀態(tài)。輸入映像寄存器的內容只能被PLC中的CPU讀出，而不能被改寫。輸出映像寄存器單元存儲著對應位輸出寄存器的狀態(tài)。在執(zhí)行顧客程序時，輸出映像寄存器既可被PLC的CPU讀出，又可被CPU改寫。3．PLC對I/O的處理規(guī)則（1）輸入映像寄存器的狀態(tài)取決于各輸入端子在上一種刷新期間的狀態(tài)；（2）程序執(zhí)行階段所需的輸入、輸出狀態(tài)，由輸入映像寄存器和輸出映像寄存器讀出；（3）輸出映像寄存器的內容由程序中輸出指令的執(zhí)行成果決定；（4）輸出鎖存器中的內容由上一次輸出刷新時輸出映像寄存器的狀態(tài)決定；（5）各輸出端子的通斷狀態(tài)由輸出鎖存器的內容來決定。<正文>一、工藝過程電動運送車呼車PLC控制系統(tǒng)控制規(guī)定：電動運送車呼車PLC控制系統(tǒng)示意圖如下圖所示。其中電動運送車供8個加工點使用，對車的控制規(guī)定如下：電動運送車呼車系統(tǒng)未上電時，車停在某個加工點（也稱工位）。電動運送車呼車系統(tǒng)上電后，若無用車呼喊（也稱呼車）時，則各工位的指示燈全亮，表達各工位均可以呼車。當工作人員按下某工位的呼車按鈕進行呼車時，各工位的指示燈均滅，此時別的工位呼車無效，當呼車工位號不小于停車工位號時，小車自動向高位行駛，當呼車工位號不不小于停車工位號時，小車自動向低位行駛，當小車抵達呼車工位時自動停車。停車時間為30S，供用車工位使用，此時，其他工位不能呼車。停車工位呼車時，小車不動。從安全角度出發(fā)，停電后再來電時，小車不能自行啟動。電動運送車呼車系統(tǒng)示意圖二．系統(tǒng)控制方案.三．PLC系統(tǒng)選擇選擇S7-200CPU224基本單元（14入/10出）1臺及EM221擴展單元（8入）1臺構成系統(tǒng)。四．I/O地址分派下表為呼車系統(tǒng)輸入/輸出端口安排輸入輸出限位開關ST1I0.0呼車按鈕SB1I2.0電機正轉接觸器Q0.0限位開關ST2I0.1呼車按鈕SB2I2.1電機反轉接觸器Q0.1限位開關ST3I0.2呼車按鈕SB3I2.2可呼車指示Q0.2限位開關ST4I0.3呼車按鈕SB4I2.3

限位開關ST5I0.4呼車按鈕SB5I2.4

限位開關ST6I0.5呼車按鈕SB6I2.5

限位開關ST7I0.6呼車按鈕SB7I2.6

限位開關ST8I0.7呼車按鈕SB8I2.7

系統(tǒng)啟動按鈕I1.0

系統(tǒng)停止按鈕I1.1

五．程序設計主程序段子程序道謝首先，我感謝祝老師。本設計文是在祝老師精心指導和大力支持下完畢的。她平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從確定命題查閱資料，設計草案確實定和修改，中期檢查，后期詳細設計，論文寫作等整個過程中都予以了我悉心的指導。我對祝老師的感謝之情是無法用言語體現(xiàn)的。本課題在選題及研究過程中祝老師多次問詢研究進程，并為我指點迷津，協(xié)助我開拓研究思緒，精心點撥、熱忱鼓勵。祝老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，并且教我做人，給以終身受益無窮之道。祝老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產生重要影響。她淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。在她的引導下，我認識了有了設計的思緒，極大的開拓了我的學術視野，也為本篇設計打下了理論基礎。在這次設計中祝老師又給我提出了許多寶貴的意見。雖然我碰到了許多困難，不過我及時的和祝老師討論這些問題，最終問題都迎刃而解了。減少了我在這次設計中的困惑和完畢時間。在論文撰寫方面更是予以了方向性的指導和建設性的意見和提議。最終感謝在