基于S7200PLC的装卸料小车控制系统设计PLC.docx

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基于S7200PLC的装卸料小车控制系统设计PLC

学号1151401137

《电气与PLC控制技术及应用》

课程设计

（2011级本科）

题目：

基于S7-200PLC的装卸料小车控制系统设计

学院：

物理与机电工程学院

专业：

电气工程及其自动化

作者姓名：

邢波

指导教师：

张静

完成日期：

2014年7月4日

学生姓名

邢波

学号

1151401137

专业方向

电气工程及其自动化

班级

111

题目名称

基于S7-200PLC的装卸料小车控制系统设计

一、设计的主要内容

1.设计的目的和意义

2.总体设计内容

3.硬件设计

4.软件设计

5.程序调试

6.设计总结

二．设计要求

试利用s7-200plc进行装卸料小车控制系统设计。

如下图

在生产现场中，尤其是在一些自动化生产线上，经常会遇到一台送料车在生产线上根据要求，多地点随机卸料；或是装料车多地点搜集成品。

如果所按选择小车停车位置的按钮号与小车所压下的行程开关号相等时，按下起动按钮，小车停车。

不想等则行驶致呼叫站呼叫号相等的行程开关处。

三、设计进度安排

设计各阶段名称

起止日期

熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料

第一周周一

查阅有关资料

周二

电器元件选择

周三至周四

绘制电器原理图

周五

画出I/O接口分配表

周六

梯形图、程序编写

周日至第二周周一

程序调试

周二至周三

打印整理课程设计资料

周四

答辩及成绩评定

周五

1.设计的目的和意义

现代生产和科学技术的发展，台车呼叫控制系统已经被广泛应用于各种场合，属于物流自动化的一种，使其作业过程的设备和设施自动化，包括运输、装卸、包装、分拣、识别等作业过程，是工业生产的自动运输加工系统，例如台车炉，台车炉是属于周期式作业炉，炉膛不分区域。

台车炉的结构：

炉底为一可移动的台车。

加热前，台车在炉外装料，加热件放在专用的垫铁上，然后由牵引机构将台车拉入炉内进行加热，加热之后再由牵引机构将台车拉出炉外卸料，之后或用吊车将加热的工件吊到锻压设备上进行加工。

从台车呼叫控制系统的发展趋势来看，台车呼叫控制系统已往节能，高效率发展，被应用于各种场合，有着广泛的发展前景，真正达到降低物流成本、提高物流效率，被生产企业所接受。

2.总体设计内容

2．1课程设计要求分析

图1PLC的设计流程

（1）确定方案：

被空对象环境较差，系统工艺复杂，考虑用PLC控制系统。

控制很简单，可以考虑用继电器控制系统。

用PLC控制，首先要了解系统的工作过程及所有功能要求，从而分析被控对象的控制过程，输入/输出量是开关量还是模拟量，明确控制要求，绘制系统流程图。

（2）选择PLC的机型：

PLC的可靠性上是没有问题的，机型的选择主要是考虑功能上满足系统要求。

机型的选择依据：

控制对象的输入量，输出量工作电压输出功率现场对系统的响应速度要求控制室与现场的距离等。

（3）选择I/O设备，列出I/O地址分配表：

输入设备：

控制按钮、行程开关、接近开关等。

输出设备：

接触器、电磁阀、信号灯等。

确定输入/输出设备的型号和数量。

分配I/O地址时注意以下几点：

把所有按钮、行程开关等集中配置，按顺序分配I/O地址；每个I/O设备占用地址；同类型的I/O点应尽量安排在同一个区。

（4）设计电气线路图：

（5）程序设计与调试

程序设计可以用经验设计或者功能表图设计法，或两者结合使用。

（6）总装调试：

接好硬件线路，把程序输入PLC中，联机调试

2.2课程设计内容

试利用s7-200plc进行装卸料小车控制系统设计。

在生产现场中，尤其是在一些自动化生产线上，经常会遇到一台送料车在生产线上根据要求，多地点随机卸料；或是装料车多地点搜集成品。

图2小车控制系统图

1．自动过程

1.如果小车停车位置的按钮号（SB1～SB5）与小车到达的行程开关号相等时，按下起动按钮（SB6），小车停车进行装卸料。

2.如果小车停车位置的按钮号（SB1～SB5）大于小车到达的行程开关号时，按下起动按钮（SB6），小车右行，直到两者相等时停车进行装卸料。

3.如果小车停车位置的按钮号（SB1～SB5）小于小车到达的行程开关号时，按下起动按钮（SB6），小车左行，直到两者相等时停车进行装卸料。

二．手动过程

1.如果小车未在行程开关位置时，则按下手动控制按钮（SB8）进行手动控制。

2.如果小车位置在右侧，则按下手动左行按钮（SB9），使其到指定位置。

3.如果小车位置在左侧，则按下手动左行按钮（SB10），使其到指定位置。

3．硬件设计

3.1电器元件的选择

元件

数量

S7-200PLCCPU226

1个

开关按钮

10个

行程开关

5个

呼叫指示灯

5个

位置指示灯

5个

导线

若干

三相异步电动机

1个

继电器

2个

电源

若干

表1元器件分配表

3.2电器原理图

在生产现场中，尤其是在一些自动化生产线上，经常会遇到一台送料车在生产线上根据要求，多地点随机卸料；或是装料车多地点搜集成品。

在图中的卸料小车，可根据要求在五个位置卸料，因此，它有三个状态：

左行（电动机正转）、右行（电动机反转）、及停车。

SQ1～SQ5为五个停车位置的行程开关，小车压上时为ON,SB1～SB5为选择小车停车位置的按钮。

图3原理流程图

3.3主电路图

三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标号，电源开关之后的三相交流电源主电路分别标U、V、W．下图为本设计的主电路原理图，如图2所示。

该电路图有KM1和KM2两个接触器，通过分别PLC接通KM1和KM2来控制小车的正反转。

假设接通KM1为正转，接通KM2为反转。

图4主电路图

4.软件设计

4.1I/O地址分配表

输入

输出

名称

代号

分配点数

名称

代号

分配点数

启动

SB6

I0.0

小车左行

KM1

Q0.0

停止

SB7

I0.1

小车右行

KM2

Q0.1

自动/手动

SB8

I0.2

1号站呼叫指示

Q0.4

手动左行

SB9

I0.3

2号站呼叫指示

Q0.5

手动右行

SB10

I0.4

3号站呼叫指示

Q0.6

1号站呼叫

SB1

I0.5

4号站呼叫指示

Q0.7

2号站呼叫

SB2

I0.6

5号站呼叫指示

Q1.0

3号站呼叫

SB3

I0.7

1号站位置指示

Q1.1

4号站呼叫

SB4

I1.0

2号站位置指示

Q1.2

5号站呼叫

SB5

I1.1

3号站位置指示

Q1.3

行程开关1

SQ1

I1.2

4号站位置指示

Q1.4

行程开关2

SQ2

I1.3

5号站位置指示

Q1.5

行程开关3

SQ3

I1.4

行程开关4

SQ3

I1.5

行程开关5

SQ5

I1.6

表2I/O地址分配表

4.2I/O接线图

图5I/O接线图

5.软件设计

6.程序调试

STEP7-Micro/WIN32是SIEMENS公司专为SIMATIC系列S7-200研制开发的编程软件，它是基于Windows平台的应用软件。

STEP7-Micro/WIN32可以使用个人计算机作为图形编辑器，用于联机或脱机开发用户程序，并可在线实时监控用户程序的执行状态。

打开s7-200仿真软件。

装载导出的程序并运行程序。

仿真并观察仿真结果。

第一步：

启动。

按下I0.0。

第二步:

假设小车处在行程开关4位置处，则I1.5按下。

且行程开关4处指示灯点亮，即Q1.4亮

第三步：

小车左行，手动行车致行程开关2处。

1.按下手动开关I0.2。

2.按下手动左行I0.3，则小车KM1启动，即Q0.0亮。

3.开始左移，到达行程开关2处。

4.结束手动操作。

第四步：

延续以上操作，此刻2号呼叫站呼叫小车，而小车此刻也在2号行程开关处。

其仿真结果如下

第五步：

当5号呼叫站呼叫小车，小车自动行驶致5号呼叫站。

1.当5号呼叫站呼叫，即I1.1按下，且指示灯Q1.0亮。

此时小车启动右行电机KM1，即Q0.1亮。

2.小车右行，直到行程开关5处停车。

第六步：

小车左行同上操作。

第七步：

停止

按下I0.1则输出全部停止。

7.设计总结

这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

通过这次课程设计，使我复习了电气主接线图的一些符号。

并大概了解了VISIO这个画图软件的用法。

并认识了CPU226的外部接线图及它的I/O接口的数量。

巩固了梯形图的格式与相应的指令表格式。

附录：

图（表）录

图1PLC的设计流程………………………………………………………………………………….……………1

图2小车控制系统图………………………………………………………………………………………………3

表1元器件分配表…………………………………………………………………………………………………4

图3原理流程图……………………………………………………………………………………………………5

图4主电路图……………………………………………………………………………….………...……………6

表2I/O地址分配表…………………………………………………………………………………..……………7

图5I/O接线图…………………………………………………………………………………………..…………8

参考文献

[1]张晓峰.张静.电气与PLC控制技术及应用[M].北京:

高等教育出版社,2013

[2]李明河.可编程控制与应用[M].合肥:

合肥大学出版社,2009

[3]郁汉琪.郭建.可编程控制器原理与应用[M].北京:

中国电力出版社,2004

[4]于庆广.可编程控制器原理与系统设计[M].北京:

清华出版社,2004

[5]齐荣.可编程计算机控制原理与应用[M].西安:

西安工业出版,2004

[6]夏辛明,黄宏,高光.可编程控制器技术及应用[M].北京:

北京理工出版社,2004

[7]汪晓平.PLC可编程控制器系统开发实例导航[M].北京:

人民邮电出版社,2004

[8]江秀汉.杨楠.可编程控制器原理与应用[M].北京:

机械工业出版社,1998

[9]孙振强.可编程控制器原理与应用教程[M].北京:

清华大学出版社,2005

[10]李建兴.可编程控制器件应用技术[M].北京:

机械出版社,2004

[11]周美兰.周封.王岳宇.PLC电气控制与组态设计[M].北京:

科学出版社,2005

[12]Daibida.geller.可编程控制器原理与设计[M].北京:

中侵华出版社,2006

[13]高欣和.可编程控制器应用技术与设计实例[M].北京:

人民邮电出版,2004

[14]张立科.PLC应用开发技术与工程实践[M].北京:

人民邮电出版,2005

电气与PLC控制技术课程设计成绩评定表

姓名

邢波

学号

1151401137

专业班级

电气工程及其自动化111班

课程设计题目：

基于S7-200PLC的装卸料小车控制系统设计

成绩评定依据：

评定项目

评分成绩

1.设计方案可行性及其选优（20分）

2.设计过程及结果（40分）

3.平时成绩（态度认真、遵守纪律）（10分）

4.设计报告的规范性、参考文献（不少于5篇）（10分）

5.答辩（20分）

总分

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师签字：

年月日