8站小车呼叫的PLC控制教学提纲.docx
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8站小车呼叫的PLC控制教学提纲
8站小车呼叫的PLC控制
电气控制与PLC
课程设计
题目:
8站小车呼叫的PLC控制
院系名称：
电气工程学院
专业班级：
学生姓名：
学号：
指导教师：
成绩：
指导老师签名：
日期：
8站小车呼叫的PLC控制
一、概述
1.1背景及意义
随着现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备采用PLC，变频器，人机界面自动化器件来控制，因此自动化程度越来越高。
电器控制技术是随着科学技术的不断发展，生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。
在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。
控制系统是整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。
一旦控制系统出现故障，轻者影响生产线的继续进行，重者甚至发生人生安全事故，这样将给企业造成重大损失。
台车【台车又叫送料车，是一种安装有脚轮的运送与储存物料的单元移动集装设备。
它具有自动行走，液压自动定位脱模（可实现上，下，左，右移动）的优点。
本设计主要是实现它的左右移动】呼叫控制系统是基于PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步动作都直接作用于台车的运行，其控制重点转向物资的控制和管理要求实时、协调和一体化，计算机之间、数据采集点之间、机械设备的控制器之间以及它们与计算机之间的通信可以及时地汇总信息。
因此，台车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。
台车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。
它实现了全自动作业后，满足了人们速度、精度、高度、重量、重复存取和搬运等要求，使总体效益和生产的应变能力大大超过各部分独立效益的总和，自动化技术组建成为仓库自动化技术的核心，既可以节省开支，又减少了浪费，因此建立一个便捷、可行的台车呼叫控制系统是十分迫切和需要的。
本产品PLC实现自动化开支，解决了劳动强度大、经济效益差的问题。
1.2设计任务及要求
小车所停位置号小于呼叫号时，小车右行至呼叫号处停车；小车所停位置号大于呼叫号时，小车行至呼叫号处停车；小车所停位置号等于呼叫号时，小车原地不动；小车运行时呼叫无效；具有左行、右行定向指示；具有小车行走位置的七段码显示
1.3课程设计的内容
1）设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；
2）系统有启动、停止功能；
3）运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；
4）程序结构与控制功能自行创新设计；
5）进行系统调试，实现台车呼叫的控制要求。
二、系统总体方案设计
2.1系统硬件配置及组成原理
为了区别，工位依1～8编号并各设一个限位开关。
每个工位设一呼车按钮，系统设启动按钮和停机按钮各1个，台车设正反转接触器各1个，由于各工位呼车指示灯同时动作，故各工位均使用同一个呼车指示灯。
系统布置图如图2-1所示。
图2-1系统布置图
整个系统由电源控制电路、按键呼叫控制电路、工作指示灯显示电路、台车控制电路、可编程控制器PLC五部分组成。
由电源控制电路提供整个系统的能源，由可编程控制器PLC来读取按键的状态，再经过处理来控制工作指示灯和台车的运动状态。
如图2-2所示。
图2-2系统组成图
2.2系统变量定义及分配表
1、系统变量定义。
I为输入继电器，输入继电器位于PLC的输入过程映像寄存器区其外部有一对物理的输入端子与之对应，该触点用于接受并存储外部输入的开关信号（在此程序中有限位开关、按钮），当外部的开关信号闭合，则输入继电器的线圈得电，在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。
常开和常闭软触点可以在编程中任意使用，次数不受限制。
Q为输出继电器，输出继电器位于PLC的输处过程映像寄存器区其外部有一对物理的输出端子与之对应。
它的作用是具有一常开触点用于向外部负载发送信号，每一输出继电器的常开硬触点与可编程控制器的一个输出点相连直接驱动负载，它也提供了无数的常开和常闭软触点用于编程。
在此程序中小车电动机的正转、反转和可呼车指示均由输出继电器控制。
M为通用辅助继电器（或中间继电器），它位于PLC存储器的位存储区，它是由软件来实现的，用于状态暂存，移位辅助运算及赋予特殊功能的一类编程元件，其作用类似于继电接触控制系统中的中间继电器，它在PLC中没有外部的输入端子或输出端子与之对应，因此不受外部信号的直接控制其触点也不能直接驱动外部负载。
绝大多数的继电器线圈由用户程序驱动。
T为定时器，定时器是可编程序控制器中的重要的编程软件，是累计时间增量的内部器件。
使用时要提前输入时间设定值，当定时器的输入条件满足时开始计时，当前值按一定的时间单位从0开始增加，当定时器的当前值达到设定值则触点动作。
利用定时器的触点就可以完成所需要的定时控制任务。
在课程设计中用到了T37断开延时定时器（TOF）。
2、I/O分配。
根据控制要求，系统的输入信号有：
启动信号、停止信号，1号位-8号位的限位开关STl—ST8，1号位-8号位的呼叫开关SB1～SB8;系统的输出信号有：
前进控制电机接触器驱动信号、后退控制电机接触器驱动信号，可呼叫指示灯信号。
共需实际输入点数18个，输出点数4个。
系统的I/O分配表如表2-1所示：
表2-1系统I/O资源配置表
序号
元件名
设备名
作用
1
I0.0
K1
启动按钮开关
2
I0.1
K2
停止按钮开关
3
I2.0
SB1
1号站呼叫按钮开关
4
I2.1
SB2
2号站呼叫按钮开关
5
I2.2
SB3
3号站呼叫按钮开关
6
I2.3
SB4
4号站呼叫按钮开关
7
I2.4
SB5
5号站呼叫按钮开关
8
I2.5
SB6
6号站呼叫按钮开关
9
I2.6
SB7
7号站呼叫按钮开关
10
I2.7
SB8
8号站呼叫按钮开关
11
I1.0
ST1
1号站限位开关
12
I1.1
ST2
2号站限位开关
13
I1.2
ST3
3号站限位开关
14
I1.3
ST4
4号站限位开关
15
I1.4
ST5
5号站限位开关
16
I1.5
ST6
6号站限位开关
17
I1.6
ST7
7号站限位开关
18
I1.7
ST8
8号站限位开关
19
Q0.0
KM1
电机正转继电器
20
Q0.1
KM2
电机反转继电器
21
Q0.2
KM3
可呼车指示
22
Q0.3
KM4
指示灯
2.3系统接线图设计
选择S7-200CPU226基本单元（24入/16出）1台组成系统。
系统接线图如图1-3所示
图2-3系统接线图
三控制系统设计
3.1控制程序流程图设计
流程图主要由过程动作、有向连线、转换条件组成。
过程与动作：
顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干个相连的阶段，这些阶段称为过程。
过程是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一个过程之内，各输出量的ON/OFF状态不变。
但是相邻两过程输出量的状态是不同的。
过程的这种划分使代表各过程的编程元件的状态与各输出量之间的逻辑关系极为简单。
当系统正处于某一过程所在的阶段时，该过程处于活动状态，称该过程为“活动”过程。
程序流程图如图3-1所示
图3-1总流程图
3.2控制程序设计思路
如果小车先在高位（ST8）时，小车依次停止在ST8~ST1位置，梯形图中并联各低位开关I1.0~I1.6，当低位呼车时，由于给位置线圈对应的常开触点自锁，各低位呼车无效，再串联各呼车位的常闭线圈，使其他位呼车无效，各低位的开关依次减少（越到低位呼车位依次减少），如果小车先在低位（ST1）时，也是按上述接梯形图。
按下I0.1台车在SB1处，按下I0.0，，系统启动。
M0.0起互锁作用，M0.0得电，按下I2.7（呼车按钮ST8），小车向SB8驶去，同时I1.0到I1.6这7个限位开关互锁，其他呼车按钮失效，M1.0也起互锁作用，（下面的原理都是相同的。
）电动机正转，定时器开始计时，时间为30s，定时时间到，T37断开，其他呼车按钮恢复作用,小车开始等待响应下一个呼车信号。
同理，电动机反转时，停车时间为30s，定时时间到，T37断开，其他呼车按钮恢复作用。
电动机既不正转也不反转，并且没用工位使用台车，那么Q0.3可呼车指示灯亮。
四程序设计
4.1流程图
图3-1程序流程图
4.2梯形图
五设计心得
在之前以为对课本的知识了解的还可以，但是到设计运用的时候才知道对知识了解的还不够深，在此次课程设计中了解到自己的不足，也明确了自己的学习方向。
在完成课程设计的同时，对各种软件的使用有了进一步的了解和掌握。
通过这次课程设计全面的提升我对PLC的了解和掌握。
运用学习成果，把理论运用于实际，使理论得以提升，形成创新思想。
通过此次设计过程，巩固了专业基础知识，培养了我综合应用可编程控制器设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，为今后的学习和工作过程打下基础。
六参考文献
[1]谢克明、夏路易：
可编程控制器原理与程序设计，电子工业出版社，2005.
[2]谢正友：
PLC的梯形图程序设计，计算机应用技术，2008年第2期，
[3]王永华现代电气控制及PLC应用，北京航空航天大学出版社，2007.6；
[4]张万忠、刘明芹电器与PLC控制技术，化学工业出版社，2009.6；
[5]程周可编程序控制器原理与应用，高等教育出版社，2006.4；
[6]吴中俊、黄永红可编程序控制器原理及应用，机械工业出版社，2008.8。
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