基于plc控制的小車自動(dòng)化送料系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　基于PLC的自動(dòng)送料小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　系 （部）： 電氣工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)電一體化 </p><p>　　班

2、 級(jí)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　摘 要&

3、lt;/b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高，原有的生產(chǎn)送料裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前高度自動(dòng)化的需要。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)的可靠性、安全性，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染、提高產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生成所必須面臨的重大問(wèn)題。</p><p>　　本文從第一章送料小車的系統(tǒng)方案的確定為切入點(diǎn)，介紹了為什么選用PLC控制小車；第二章介紹了送料小車的應(yīng)達(dá)到

4、的自動(dòng)化運(yùn)行控制要求；第三章根據(jù)控制要求介紹了送料小車控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)；第四章根據(jù)控制要求進(jìn)行了小車系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，梯形圖(分段設(shè)計(jì)說(shuō)明和系統(tǒng)總梯形圖)和程序指令設(shè)計(jì)；最后得出PLC控制的自動(dòng)送料小車的可執(zhí)行性設(shè)計(jì)結(jié)論。</p><p>　　我們?yōu)楦鱾€(gè)送料生產(chǎn)領(lǐng)域所生產(chǎn)的可編程控制器送料系統(tǒng)。它集成自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)于一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品；充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)

5、視、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，配置靈活、組態(tài)方便。</p><p>　　關(guān)鍵詞： PLC；送料小車；控制；程序設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>

6、;　　第一章 控制系統(tǒng)介紹和控制過(guò)程要求2</p><p>　　1.1 控制系統(tǒng)在送料小車中的作用與地位2</p><p>　　1.2 控制系統(tǒng)介紹2</p><p>　　第二章 送料小車系統(tǒng)方案的選擇4</p><p>　　2.1 可編程控制器 PLC的優(yōu)點(diǎn)4</p><p>　　2.2 小車送

7、料系統(tǒng)方案的選擇5</p><p>　　第三章 送料小車控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 PLC的選型6</p><p>　　3.2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置的選型6</p><p>　　3.3 硬件線路設(shè)計(jì)9</p><p>　　第四章 送料小車控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)11</p>&l

8、t;p>　　4.1 STEP7-Micro/WIN32編程軟件介紹11</p><p>　　4.1.1 基本功能11</p><p>　　4.1.2 其他功能11</p><p>　　4.2 送料小車PLC的 I/O分配表13</p><p>　　4.3 梯形圖程序設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.

9、4 程序運(yùn)行原理說(shuō)明調(diào)試與完善18</p><p>　　第五章 送料小車系統(tǒng)調(diào)試與仿真28</p><p>　　5.1 系統(tǒng)調(diào)試28</p><p>　　5.2 系統(tǒng)仿真28</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　結(jié) 論30<

10、/b></p><p><b>　　謝 辭31</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著社會(huì)迅速的發(fā)展，各機(jī)械產(chǎn)品層出不窮。控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，應(yīng)用范圍涉及各個(gè)領(lǐng)域，例如：機(jī)械、汽車制造、化工、交通、軍事、民用等。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高

11、，抗干擾能力強(qiáng)。PLC的應(yīng)用不但大大地提高了電氣控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，而且大大地簡(jiǎn)化和減少了維修維護(hù)的工作量。PLC以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、控制程序可變、體積小、質(zhì)量輕、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉等特點(diǎn) ，在機(jī)械制造、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　送料小車控制系統(tǒng)采用了PLC控制。從送料小車的工藝流程來(lái)看，其控制系統(tǒng)屬于自動(dòng)控制與手動(dòng)控制相結(jié)合的系統(tǒng)，因此，此送料小車電氣

12、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式。我在程序設(shè)計(jì)上采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，這樣就省去了工作方式程序之間復(fù)雜的聯(lián)鎖關(guān)系，從而在設(shè)計(jì)和修改任何一種工作方式的程序時(shí)，不會(huì)對(duì)其它工作方式的程序造成影響，使得程序的設(shè)計(jì)、修改和故障查找工作大為簡(jiǎn)化。</p><p>　　在設(shè)計(jì)該P(yáng)LC送料小車設(shè)計(jì)程序的同時(shí)總結(jié)了以往PLC送料小車設(shè)計(jì)程序的一般方法、步驟，并且把以前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課程融匯到本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，更加深入的了解了更多

13、的PLC知識(shí)。</p><p>　　第一章 控制系統(tǒng)介紹和控制過(guò)程要求</p><p>　　1.1 控制系統(tǒng)在送料小車中的作用與地位</p><p>　　在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，要求整個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程全盤自動(dòng)化，這就離不開(kāi)控制系統(tǒng)。</p><p>　　控制系統(tǒng)是整個(gè)生產(chǎn)線的靈魂，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線起

14、著指揮的作用。一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進(jìn)行，重者甚至發(fā)生人身安全事故，這樣將給企業(yè)造成重大損失。</p><p>　　送料小車是基于PLC控制系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)的，控制系統(tǒng)的每一步動(dòng)作都直接作用于送料小車的運(yùn)行，因此，送料小車性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關(guān)系。送料小車能否正常運(yùn)行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。</p><p>　　1.2 控制系統(tǒng)介紹<

15、/p><p>　　圖1-1 送料小車</p><p>　　本控制系統(tǒng)只要是用于控制送料小車的自動(dòng)送料。它既能減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度又能自動(dòng)準(zhǔn)確到達(dá)人不能達(dá)到或很難到達(dá)的預(yù)定位置。如圖1-1，推車機(jī)可以沿軌道上下移動(dòng)，到達(dá)預(yù)定位置。推車機(jī)上是一個(gè)小型泵站，通過(guò)控制電磁閥換向，使兩油缸伸出、縮回，頂出送料小車，再由各個(gè)倉(cāng)位控制要料。</p><p>　　用PLC對(duì)送料小車實(shí)現(xiàn)控

16、制，其具體要求如下：</p><p>　　1.送料小車1動(dòng)作要求：送料小車負(fù)責(zé)向四個(gè)料倉(cāng)送料，送料路上從左向右共有4個(gè)料倉(cāng)（位置開(kāi)關(guān)SQ1，SQ2，SQ3，SQ4）分別受PLC的I0.0，I0.1，I0.2，I0.3檢測(cè)，當(dāng)信號(hào)狀態(tài)為1是，說(shuō)明運(yùn)料小車到達(dá)該位置。小車行走受兩個(gè)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)，Q0.4驅(qū)動(dòng)小車左行，Q0.5驅(qū)動(dòng)小車右行。料倉(cāng)要料由4個(gè)手動(dòng)按鈕（SB1，SB2，SB3，SB4）發(fā)出(對(duì)應(yīng)于PLC為I0.

17、4，I0.5，I0.6，I0.7)按鈕發(fā)出信號(hào)其相應(yīng)指示燈就亮（HL1-HL4），指示燈受PLC的Q0.0-Q0.3控制。</p><p>　　送料小車2動(dòng)作要求：送料小車負(fù)責(zé)向四個(gè)料倉(cāng)送料，送料路上從左向右共有4個(gè)料倉(cāng)（位置開(kāi)關(guān)SQ11，SQ12，SQ13，SQ14）分別受PLC的I1.0，I1.1，I1.2，I1.3檢測(cè)，當(dāng)信號(hào)狀態(tài)為1是，說(shuō)明運(yùn)料小車到達(dá)該位置。小車行走受兩個(gè)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)，Q1.5驅(qū)動(dòng)小車左行

18、，Q1.4驅(qū)動(dòng)小車右行。料倉(cāng)要料由4個(gè)手動(dòng)按鈕（SB11，SB12，SB13，SB14）發(fā)出(對(duì)應(yīng)于PLC為I1.4，I1.5，I1.6，I1.7)按鈕發(fā)出信號(hào)其相應(yīng)指示燈就亮（HL11-HL14），指示燈受PLC的Q1.0-Q1.3控制。</p><p>　　2.運(yùn)料小車行走條件：</p><p>　　運(yùn)料小車右行條件：小車在1，2，3號(hào)倉(cāng)位，4號(hào)倉(cāng)要料；小車在1，2號(hào)倉(cāng)位，3號(hào)倉(cāng)要料；

19、小車在1號(hào)倉(cāng)位，2號(hào)倉(cāng)要料。</p><p>　　運(yùn)料小車左行條件：小車在4，3，2，0號(hào)倉(cāng)位，1號(hào)倉(cāng)要料；小車在4，3，0號(hào)倉(cāng)位，2號(hào)倉(cāng)要料；小車在4，0號(hào)倉(cāng)位，3號(hào)倉(cāng)要料；小車在0位，4號(hào)倉(cāng)位要料。</p><p>　　運(yùn)料小車停止條件：要料倉(cāng)位與小車的車位相同時(shí)，應(yīng)該是小車的停止條件。</p><p>　　運(yùn)料小車的互鎖條件：小車右行時(shí)不允許左行啟動(dòng)，同樣小車

20、左行時(shí)也不允許右行啟動(dòng)。</p><p>　　第二章 送料小車系統(tǒng)方案的選擇 </p><p>　　2.1 可編程控制器 PLC的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　可編程控制器 PLC對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，是一種無(wú)觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的推廣應(yīng)用?？删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩舻膶Ｓ霉I(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有許多明顯的特點(diǎn)

21、。</p><p>　　1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如西門子公司生產(chǎn)的S7系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等

22、規(guī)模的繼電器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。</p><p>　　2. 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)</p><p>　　PLC

23、發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　3. 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎</

24、p><p>　　PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。</p><p>　　4. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造&

25、lt;/p><p>　　PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。</p><p>　　5. 體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100 mm，重量小于

26、150 g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小，很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。</p><p>　　2.2 小車送料系統(tǒng)方案的選擇</p><p>　　實(shí)現(xiàn)小車送料系統(tǒng)控制有很多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以用單片機(jī)、可編程控制器PLC等元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　但在單片機(jī)控制系統(tǒng)電路中需要加入A/D，D/A轉(zhuǎn)換器，線路復(fù)雜，還要分配大量的中斷口地址。而且單

27、片機(jī)控制電路易受外界環(huán)境的干擾，也具有不穩(wěn)定性。另外控制程序需要具有一定編程能力的人才能編譯出，在維修時(shí)也需要高技術(shù)的人員才能修復(fù)，所以在此也不易用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　而從上述第一節(jié)對(duì)PLC的特點(diǎn)了解可知，PLC具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此我們歸納出：可編程控制器PLC具有很高的可靠性，通常的平均無(wú)故障時(shí)間都在30萬(wàn)小時(shí)以上；安裝，操作和維護(hù)也較容易；編程簡(jiǎn)單，PLC的基本指令不多，編程器使用比較方便，程序

28、設(shè)計(jì)和產(chǎn)品調(diào)試周期短，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。此外PLC內(nèi)部定時(shí)、計(jì)數(shù)資源豐富，可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)送料小車的控制。</p><p>　　因此，最終我選擇了用可編程控制器PLC200來(lái)實(shí)現(xiàn)送料小車系統(tǒng)的控制，完成本次的設(shè)計(jì)題目。</p><p>　　第三章 送料小車控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 PLC的選型</p><p>　　

29、PLC型號(hào)的選擇：由于該系統(tǒng)是在原來(lái)CPU226的基礎(chǔ)上改進(jìn)的設(shè)備，而現(xiàn)在共用了31個(gè)輸入，用直流24V；18個(gè)輸出，用交流電220V，所以我選擇用S7-200系列CPU226，加一個(gè)EM223的擴(kuò)展模塊。CPU226的主要的技術(shù)參數(shù)：輸入24VDC，24點(diǎn)；輸出220VAC，16點(diǎn)；電源電壓為AC100—240V 50/60Hz。</p><p>　　EM223的主要技術(shù)參數(shù)： 輸入24VDC，8點(diǎn)；輸出22

30、0VAC，8點(diǎn)；電源電壓為AC100—240V 50/60Hz。</p><p>　　3.2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置的選型</p><p>　　1.步進(jìn)電機(jī)：步進(jìn)電機(jī)有步角距、靜力矩、電流三大要素組成。根據(jù)負(fù)載的控制精度要求選擇步角的大小，根據(jù)負(fù)載的大小確定靜力矩，靜力矩一經(jīng)確定根據(jù)電機(jī)矩頻特性曲線來(lái)判斷電機(jī)的電流。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來(lái)了。如下表3-1。</p>

31、<p>　　表3-1 步進(jìn)電機(jī)參數(shù)</p><p>　　驅(qū)動(dòng)器：遵循先選電機(jī)候選驅(qū)動(dòng)的原則，電機(jī)的相數(shù)、電流大小是驅(qū)動(dòng)器選擇的決定因素：在選型中，還要根據(jù)PLC輸出信號(hào)的極性來(lái)決定驅(qū)動(dòng)器輸入信號(hào)是共陽(yáng)極或共陰極。為了改善電機(jī)的運(yùn)行性能和提高控制精度，通常通過(guò)選擇帶細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，目的驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分等級(jí)有8倍、16倍、32倍、64倍等，最高可達(dá)256倍細(xì)分。在實(shí)際應(yīng)運(yùn)中，應(yīng)根據(jù)控制要求和步進(jìn)電機(jī)

32、的特性選擇合適的細(xì)分倍數(shù)，以達(dá)到更高的速度和更大的高速轉(zhuǎn)矩。使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)精度更高，振動(dòng)更小。如下表3-2。</p><p>　　表3-2 驅(qū)動(dòng)器參數(shù)</p><p>　　3． 傳感器：傳感器的選型原則可以從以下六個(gè)方面來(lái)敘述：</p><p>　?。?）根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型</p><p><b>　　（2）靈敏度

33、的選擇</b></p><p>　　（3) 頻率響應(yīng)特性</p><p><b>　?。?）線性范圍</b></p><p><b>　?。?）穩(wěn)定性</b></p><p><b>　?。?）測(cè)量精度</b></p><p>　　根據(jù)具體的

34、測(cè)量工作，從以上六個(gè)方面綜合考慮，以選擇最合適的傳感器。</p><p><b>　　T1的選型</b></p><p><b>　　表3-3</b></p><p>　　定位傳感器T2的選型</p><p><b>　　表3-4</b></p><p>

35、;　　3.3 硬件線路設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)小車的硬件選擇與完成PLC控制的自動(dòng)化小車送料系統(tǒng)的控制要求作出如下硬件電路圖（圖3-1）</p><p><b>　　如圖3-1所示：</b></p><p>　　圖3-1 硬件電路圖</p><p>　　第四章 送料小車控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p>

36、<p>　　4.1 STEP7-Micro/WIN32編程軟件介紹</p><p>　　STEP7-Micro/WIN32是西門子公司專為SIMATIC S7-200系列可編程序控制器研制開(kāi)發(fā)的編程軟件，它是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可用于開(kāi)發(fā)用戶程序，又可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。下面將介紹該軟件的安裝、基本功能以及如何應(yīng)用編程軟件進(jìn)行編程、調(diào)試和運(yùn)行監(jiān)控等內(nèi)容。</p>

37、<p>　　4.1.1 基本功能</p><p>　　STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，其主要實(shí)現(xiàn)以下功能。</p><p>　　1. 在脫機(jī)（離線）方式下創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原有的用戶程序。在脫機(jī)方式時(shí)，計(jì)算機(jī)與PLC斷開(kāi)連接，此時(shí)能完成大部分的基本功能，如編程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的程序和參數(shù)都只能存放在計(jì)算機(jī)

38、的磁盤上。</p><p>　　2. 在聯(lián)機(jī)（在線）方式下可以對(duì)與計(jì)算機(jī)建立通信關(guān)系的PLC直接進(jìn)行各種操作，如上載、下載用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)等。</p><p>　　3. 在編輯程序的過(guò)程中進(jìn)行語(yǔ)法檢查，可以避免一些語(yǔ)法錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)類型方面的錯(cuò)誤。經(jīng)語(yǔ)法檢查后，梯形圖中錯(cuò)誤處的下方自動(dòng)加紅色波浪線，語(yǔ)句表的錯(cuò)誤行前自動(dòng)畫(huà)上紅色，且在錯(cuò)誤處加上紅色波浪線。</p><p&g

39、t;　　4. 對(duì)用戶程序進(jìn)行文檔管理，加密處理等。</p><p>　　5. 設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控等。</p><p>　　4.1.2 其他功能 </p><p>　　1. 運(yùn)動(dòng)控制 S7-200提供有開(kāi)環(huán)運(yùn)動(dòng)控制的三種方式： 脈寬調(diào)制（PWM）-內(nèi)置于S7-200，用于速度、位置或占空比控制。 脈沖串輸出（PTO）-內(nèi)

40、置于S7-200，用于速度和位置控制。 EM253位控模塊-用于速度和位置控制的附加模塊。 為了簡(jiǎn)化您應(yīng)用程序中位控功能的使用，STEP7-Micro/WIN提供的位控向?qū)Э梢詭椭趲追昼妰?nèi)全部完成PWM、PTO或位控模塊的組態(tài)。該向?qū)Э梢陨晌豢刂噶?，您可以用這些指令在您的應(yīng)用程序中對(duì)速度和位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。對(duì)于位控模塊，STEP 7-Micro/WIN還提供了一個(gè)控制面板，可以控制、監(jiān)視和測(cè)試您的運(yùn)動(dòng)操作。 2

41、. 創(chuàng)建調(diào)制解調(diào)模塊程序 使用EM241調(diào)制解調(diào)模塊可以將S7-200直接連到一個(gè)模擬電話線上，并且支持S7-200與STEP 7-Micro/WIN的通訊。該調(diào)制解調(diào)模塊還支持Modbus從站RTU協(xié)議，該模塊與S7-200之間的通訊通過(guò)擴(kuò)展I/O總線實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　STEP 7-Micro/WIN提供一個(gè)調(diào)制解調(diào)擴(kuò)展向?qū)?，它可以幫助您設(shè)置一個(gè)遠(yuǎn)端的調(diào)制解調(diào)器，或者設(shè)置將S7-200連向遠(yuǎn)端

42、設(shè)備的調(diào)制解調(diào)模塊。 3. USS協(xié)議庫(kù) STEP 7-Micro/WIN指令庫(kù)，該指令庫(kù)包括預(yù)先組態(tài)好的子程序和中斷程序，這些子程序和中斷程序都是專門為通過(guò)USS協(xié)議與驅(qū)動(dòng)通訊而設(shè)計(jì)的。通過(guò)USS指令，您可以控制這個(gè)物理驅(qū)動(dòng)，并讀/寫驅(qū)動(dòng)參數(shù)?？梢栽赟TEP 7-Micro/WIN指令樹(shù)的庫(kù)文件夾中找到這些指令。當(dāng)您選擇一個(gè)USS指令時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增加一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的子程序（USS1到USS7）。西門子庫(kù)在一張單獨(dú)

43、的CD上出售，STEP 7-Micro/WIN附加件：指令庫(kù)，訂貨號(hào)是6ES7 830-2BC00-0YX0。在定購(gòu)和安裝了1.1版本的西門子庫(kù)后，任何后續(xù)STEP 7-Micro/WIN V3.2x和V4.0升級(jí)都會(huì)在不需要附加費(fèi)用的情況下自動(dòng)升級(jí)您的庫(kù)（當(dāng)增加或修改庫(kù)時(shí)）。 4. Modbus從站協(xié)議指令 STEP 7-Micro/WIN指令庫(kù)包含有專門為Modbus通訊設(shè)計(jì)的預(yù)先定義的子程序和中斷服務(wù)程序，使<

44、;/p><p>　　6. 使用數(shù)據(jù)歸檔 STEP 7-Micro/Win提供數(shù)據(jù)歸檔向?qū)?，將過(guò)程測(cè)量數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)卡中。將過(guò)程數(shù)據(jù)移入存儲(chǔ)卡可以節(jié)省V存儲(chǔ)區(qū)的地址空間，否則這些數(shù)據(jù)將儲(chǔ)存在V存儲(chǔ)區(qū)中。 7. PID自整定和PID整定控制面板</p><p>　　S7-200PLC已經(jīng)支持PID自整定功能，STEP 7-Micro/WIN中也添加了PID整定控制面板。這就大大增強(qiáng)了

45、S7-200PLC的功能，并且使這一功能的使用變得更加容易。</p><p>　　4.2 送料小車PLC的 I/O分配表</p><p>　　根據(jù)控制要求，PLC控制送料小車的輸入\輸出(I\0)地址編排如下表所示，其中SB5為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，為SB6停止開(kāi)關(guān)，SA6、SA7為手動(dòng)\連續(xù)選擇開(kāi)關(guān)，SA1、SA2為上下、左右轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，SA3、SA4、SA5為油缸單動(dòng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。Q0.0-Q0.

46、3和Q1.0-Q1.3控制8個(gè)要料指示燈，Q0.4-Q0.5和Q1.4-Q1.5控制小車1、2左行右行，Q0.6-Q0.7和Q1.6-Q1.7。如表4-1所示：</p><p>　　表4-1 I/O分配表</p><p>　　4.3 梯形圖程序設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)送料小車梯形圖，是分開(kāi)來(lái)畫(huà)的。由總程序結(jié)構(gòu)圖、自動(dòng)操作程序圖、手動(dòng)操作程序圖、小

47、車1左右自動(dòng)送料運(yùn)行程序圖、小車2左右自動(dòng)送料運(yùn)行程序圖組成。</p><p>　　圖4-1 總系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1. 程序的總結(jié)構(gòu)圖如圖4-2所示：因?yàn)樵谑謩?dòng)操作方式下，各種動(dòng)作都是用按鈕控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其程序可獨(dú)立于自動(dòng)操作程序而另行設(shè)計(jì)。因此，總程序可分為兩段獨(dú)立的部分：手動(dòng)操作程序和自動(dòng)操作程序。當(dāng)選擇手動(dòng)操作時(shí)，則輸入點(diǎn)I3.0接通，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，執(zhí)行手動(dòng)程序，并

48、由于I3.1的常閉觸點(diǎn)為閉合，則跳過(guò)自動(dòng)程序。若選擇自動(dòng)操作方式，將跳過(guò)手動(dòng)程序段而執(zhí)行自動(dòng)程序。</p><p>　　2. 自動(dòng)程序設(shè)計(jì)，自動(dòng)操作控制主要是由行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制推車機(jī)的上行、下行，兩缸的伸出、縮回。通過(guò)行程開(kāi)關(guān)的上限、下限、左限、右限準(zhǔn)確的控制推車機(jī)到達(dá)預(yù)定位置。自動(dòng)程序時(shí)，手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到連續(xù)檔SA7，按下啟動(dòng)按鈕SB6，推車機(jī)上行，碰到上位行車開(kāi)關(guān)SQ6，上行停止；同時(shí)兩個(gè)油缸動(dòng)作，推動(dòng)兩小

49、車向左移動(dòng)，小車1、2碰到左位行程開(kāi)關(guān)SQ10、SQ5，說(shuō)明兩小車到位，這時(shí)各個(gè)倉(cāng)位可向小車要料；而且兩油缸縮回，碰到行程右位開(kāi)關(guān)SQ8、SQ9停止收縮，推車機(jī)下行到行程開(kāi)關(guān)位SQ7時(shí)停止。如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2 自動(dòng)操作順序功能圖與程序圖</p><p>　　3. 手動(dòng)操作程序的設(shè)計(jì)，手動(dòng)操作控制簡(jiǎn)單，可按照一般繼電器控制系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)法來(lái)設(shè)計(jì)。手動(dòng)程序時(shí)，手動(dòng)

50、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到手動(dòng)檔SA6，上下、左右轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到上/下行檔時(shí)，按啟動(dòng)按鈕SB5推車機(jī)上行，按停止按鈕SB6推車機(jī)下行；上下、左右轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到左/右檔時(shí)，撥動(dòng)單動(dòng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA3（缸1動(dòng)作），按啟動(dòng)按鈕SB5，缸1伸出推動(dòng)小車1左行；按停止按鈕SB6，缸1縮回；撥動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)到SA5（缸2動(dòng)作），按啟動(dòng)按鈕SB5，缸2伸出推動(dòng)小車2左行，按停止按鈕SB6，缸2縮回；撥動(dòng)單動(dòng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)到SA4（兩缸同時(shí)動(dòng)作）按啟動(dòng)按鈕SB5，兩缸伸出

51、推動(dòng)兩小車左行；按停止按鈕SB6，兩缸縮回。如圖4-3所示：</p><p>　　圖4-3 手動(dòng)操作順序功能圖與程序圖</p><p>　　4. 小車1自動(dòng)送料運(yùn)行程序，把小車1送到指定位置后，四個(gè)倉(cāng)位就可以向小車要料了，M0.0-M0.3分別代表小車1的1號(hào)料倉(cāng)到4號(hào)料倉(cāng)的要料狀態(tài)，運(yùn)料小車1當(dāng)前所處位置由I0.0-I0.3，運(yùn)料小車1的右行，左行，停止控制由Q0.4、Q0.5。小車到

52、位后，用上微分操作（P）來(lái)清除料倉(cāng)要料狀態(tài)信號(hào)及控制小車停車。（上微分操作的注意事項(xiàng)，上微分脈沖只存在在一個(gè)掃描周期，接受這一脈沖控制的元件應(yīng)寫在這一脈沖出現(xiàn)的語(yǔ)句之后）。小車1自動(dòng)送料圖如下圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4 小車1左右自動(dòng)送料運(yùn)行程序圖</p><p>　　就可以向小車要料了，M1.0-M1.3分別代表小車2的1號(hào)料倉(cāng)到4號(hào)料倉(cāng)的要料狀態(tài)。運(yùn)料小車2當(dāng)前所處

53、位置由I1.0-I1.3，運(yùn)料小車2的右行，左行，停止（5）小車2自動(dòng)送料運(yùn)行程序，把小車2送到指定位置后，四個(gè)倉(cāng)位控制由Q1.4、Q1.5。小車到位后，用上微分操作（P）來(lái)清除料倉(cāng)要料狀態(tài)信號(hào)及控制小車停車。</p><p>　　小車2自動(dòng)送料圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5 小車2左右自動(dòng)送料運(yùn)行程序圖</p><p>　　4.4 程序運(yùn)行原理說(shuō)

54、明調(diào)試與完善</p><p>　　本程序是用梯形圖所寫的。在運(yùn)行前，先選擇工作方式，手動(dòng)/自動(dòng)。選擇手動(dòng)SA6時(shí)，把上/下、左/右轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到上/下檔SA1，按下SB5起動(dòng)點(diǎn)動(dòng)按鈕，推車機(jī)上行，按下SB6停止點(diǎn)動(dòng)按鈕，推車機(jī)下行；把上/下、左/右轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到左/右檔SA2，再選擇小車的單動(dòng)、聯(lián)動(dòng)控制，小車1單動(dòng)時(shí)把單動(dòng)/聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到單動(dòng)檔SA3，兩小車聯(lián)動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)到聯(lián)動(dòng)檔SA4，小車2單動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)到單動(dòng)檔S

55、A5，這時(shí)按下起動(dòng)按鈕SB5，油缸推動(dòng)小車左行，按下停止按鈕SB6，油缸縮回。選擇自動(dòng)SA7時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB5，推車機(jī)開(kāi)始上行，碰到上限行程開(kāi)關(guān)SQ6時(shí)停車，兩缸自動(dòng)推出小車，小車碰到左限行程開(kāi)關(guān)SQ5、SQ10時(shí)，說(shuō)明小車到位，各個(gè)倉(cāng)位可以向小車要料，這時(shí)兩缸自動(dòng)縮回，碰到右限行程開(kāi)關(guān)SQ8、SQ9時(shí)，推車機(jī)自動(dòng)下行，下行到位后（碰到SQ7）停車。只有再次按下起動(dòng)按鈕SB5，才能再次運(yùn)行。</p><p>

56、　　手動(dòng)程序中設(shè)置了聯(lián)鎖和保護(hù)電路。如推車機(jī)的上行、下行常閉觸點(diǎn)的聯(lián)鎖，推車機(jī)上下行行程有行程開(kāi)關(guān)SQ6、SQ7控制保護(hù)。自動(dòng)程序是根據(jù)推車機(jī)的位置、油缸的位置來(lái)控制電路執(zhí)行下一條指令的。</p><p>　　油缸把小車推到位后，小車處于準(zhǔn)備送料的初始位置，這時(shí)1-4號(hào)倉(cāng)位都可以向小車要料。本設(shè)計(jì)中要料時(shí)刻不同時(shí)，先要料者優(yōu)先，但是要料時(shí)刻相同時(shí)，卻不知道小車向哪個(gè)倉(cāng)位送料，需要改進(jìn)。</p>&l

57、t;p>　　4.5 系統(tǒng)總梯形圖設(shè)計(jì)</p><p>　　由以上，我們畫(huà)出送料小車系統(tǒng)的總梯形圖，其中包括推車機(jī)的手動(dòng)控制程序、自動(dòng)控制程序、送料小車1控制程序、送料小車2控制程序。</p><p><b>　　如下圖4-6所示：</b></p><p>　　圖4-6 送料小車梯形圖</p><p>　　4.6

58、 小車程序設(shè)計(jì)</p><p>　　由系統(tǒng)總梯形圖，我們寫出送料小車的程序指令，如下表4-2所示：</p><p>　　表4-2 送料小車程序指令表</p><p>　　送料小車系統(tǒng)調(diào)試與仿真</p><p><b>　　5.1 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　在程序編寫的過(guò)程中，出現(xiàn)了

59、很多問(wèn)題，包括鍵盤掃描處理、plc信號(hào)發(fā)生電路的控制、以及PLC控制送料小車的轉(zhuǎn)動(dòng)方向等問(wèn)題，雖然問(wèn)題不是很大，但是也讓我研究了好長(zhǎng)時(shí)間，在解決這些問(wèn)題的時(shí)候，我不斷向老師和同學(xué)請(qǐng)教，希望能通過(guò)大家一塊的努力把軟件編寫的更完整，讓系統(tǒng)的功能更完備。經(jīng)過(guò)多天的努力探索，也經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)，大部分問(wèn)題都已經(jīng)解決，就是程序還是不能實(shí)現(xiàn)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能，這讓我很著急。后來(lái)經(jīng)過(guò)一點(diǎn)一點(diǎn)的調(diào)試，并認(rèn)真總結(jié)，發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題其實(shí)在編寫中斷處理程序時(shí)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，

60、修改后即可實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)送料的目的。總結(jié)這次軟件調(diào)試，讓我認(rèn)識(shí)到了做軟件調(diào)試的基本方法與流程：</p><p>　?。?）認(rèn)真檢查程序，看是否有文字或語(yǔ)法錯(cuò)誤</p><p>　?。?）逐段子程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，找出錯(cuò)誤出現(xiàn)的部分，重點(diǎn)排查</p><p>　?。?）找到合適的方法，仔細(xì)檢查程序，分步調(diào)試直到運(yùn)行成功</p><p>　　5.2 系

61、統(tǒng)仿真 </p><p>　　仿真軟件選擇Proteus ，在Proteus中畫(huà)出系統(tǒng)電路圖，當(dāng)程序在Keil C中調(diào)試通過(guò)后，會(huì)生成以hex為擴(kuò)展名的文件，這就是使系統(tǒng)能夠在Proteus中成功進(jìn)行仿真的文件。將些文件加載到PLC仿真系統(tǒng)中，驗(yàn)證是否能完成對(duì)小車送料的自動(dòng)調(diào)節(jié)。若不成功，則重新回到軟件調(diào)試步驟，進(jìn)行軟件調(diào)試。找出錯(cuò)誤所在，更正后重新運(yùn)行系統(tǒng)。硬件仿真電路的設(shè)計(jì)完全按照論文設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。在仿真的

62、過(guò)程中也遇到了很多問(wèn)題，比如元件選擇、電路設(shè)計(jì)等，在元件選擇方面，有的芯片是我以前學(xué)習(xí)的時(shí)候所沒(méi)有遇到過(guò)的，所以在尋找和使用的過(guò)程中也遇到很多麻煩，但經(jīng)過(guò)自己的努力，并借鑒從互聯(lián)網(wǎng)上找到的資料，我逐漸掌握這些元件的使用方法和原理，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真提供了良出的基礎(chǔ)。另外，在進(jìn)行仿真的時(shí)候，也經(jīng)常出現(xiàn)程序沒(méi)有錯(cuò)誤了，但是仿真通不過(guò)的情況，這些大部分原因是在管腳定義上，很多系統(tǒng)仿真的問(wèn)題都出在這。經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的努力，使我對(duì)仿真軟件以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)

63、電路有了更深一步的認(rèn)識(shí)，也為系統(tǒng)的成功奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　圖5-1 系統(tǒng)仿真圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　在做這個(gè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了很多以前沒(méi)學(xué)過(guò)的知識(shí)，也鞏固了很多以前沒(méi)學(xué)好的知識(shí)，使我的專業(yè)理論知識(shí)更加扎實(shí)，軟件操作更加熟練了。做完這個(gè)設(shè)計(jì)后，我得出幾個(gè)結(jié)論如下：</p>&

64、lt;p>　　一、送料小車在硬件設(shè)計(jì)中，加入了擴(kuò)展模塊，可以在觸點(diǎn)不夠的情況下方便地實(shí)現(xiàn)該小車的系統(tǒng)控制；然后軟件設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了上微分指令，簡(jiǎn)化了程序，還運(yùn)用了互鎖和聯(lián)鎖，確保了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少了系統(tǒng)的故障點(diǎn)。在送料小車的系統(tǒng)中加入了手動(dòng)操作程序，便于設(shè)備的維修，方便操作人員操作。</p><p>　　二、該小車系統(tǒng)在實(shí)施的情況下，其成本價(jià)格比較高。</p><p>　　三、該小

65、車控制系統(tǒng)的研究方向：由于本小車系統(tǒng)并不完善，只做了送料，沒(méi)有設(shè)計(jì)小車怎么裝料和小車到料倉(cāng)后送料的多少。這兩方面是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善，是將來(lái)的研究方向。 </p><p>　　最后，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們的設(shè)計(jì)能力以及全面的考慮問(wèn)題能力。學(xué)習(xí)的過(guò)程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動(dòng)的。相信通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)它對(duì)我以后的學(xué)習(xí)及工作都會(huì)產(chǎn)生積極的影響。</p><p><b>　

66、　謝 辭</b></p><p>　　本論文能夠完成，要感謝**學(xué)院學(xué)院的所有老師，是他們?cè)谶@三年的時(shí)間里，教會(huì)我的專業(yè)知識(shí)。在我撰寫論文期間，得到了我的指導(dǎo)老師的幫助，在忙碌的工作之余，給予我專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)，而且教給我學(xué)習(xí)的方法和思路，使我在科研工作及論文設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷有新的認(rèn)識(shí)和提高。導(dǎo)師為論文課題的研究提出了許多指導(dǎo)性的意見(jiàn)，為論文的撰寫、修改提供了許多具體的指導(dǎo)和幫助。多得他們的指導(dǎo)和幫助才

67、使我能完成本論文。我會(huì)在以后的工作中為社會(huì)作出貢獻(xiàn)去回報(bào)他們對(duì)我的教導(dǎo)。希望每個(gè)人都和我一樣，通過(guò)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)W到很多的知識(shí)與道理，大家都能用一顆熱誠(chéng)的心去投身未來(lái)的工作，報(bào)效祖國(guó)、父母、老師。</p><p>　　在本文結(jié)束之際，特向我敬愛(ài)的導(dǎo)師和**學(xué)院所有老師致以最崇高的敬禮和深深的感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

68、<p>　　[1].張結(jié).黃德斌.唐毅.應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與IEC61850的引用和兼容關(guān)系.電力系統(tǒng)自動(dòng)化.2004.28(19).88～91</p><p>　　[2] 朱永利.黃歌.劉培培等.基于IEC61850的電力遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)化傳愉的研究.繼電器.2005.33(11).45～48</p><p>　　[3] 章宏甲.黃誼.王積偉．液壓與氣壓傳動(dòng).北京機(jī)械工業(yè)出版社.2002.

69、112～118</p><p>　　[4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(液壓控制).單行本.北京化學(xué)工業(yè)出版社.2004.20～21</p><p>　　[5]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京機(jī)械工業(yè)出版社.2003.57～64</p><p>　　[6]儲(chǔ)云峰.西門子電氣可編程序控制器原理及應(yīng)用.北京機(jī)械工業(yè)出版社.2006.75～84</p><p&

70、gt;　　[7] 汪巍.汪小鳳.基于PLC的氣動(dòng)機(jī)械手研究.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào).2005，4(12).97～98</p><p>　　[8]丁筱玲.趙立新. PLC在機(jī)械手控制系統(tǒng)上的應(yīng)用.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)報(bào).2006.37(1).105～108</p><p>　　[9] 常斗南.王健琪.李全力.可編程控制原理.應(yīng)用及通信基礎(chǔ).北京機(jī)械工業(yè)出版社.1997.50～68</p>

71、<p>　　[10]王本軼.機(jī)電設(shè)備控制基礎(chǔ).北京機(jī)械工業(yè)出版社.2005.96～112</p><p>　　[11]王春行.液壓控制系統(tǒng).北京機(jī)械工業(yè)出版社.1999.12～45</p><p>　　[12]王永華.現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù).北京北京航空航天大學(xué)出社.2003.75～90</p><p>　　[13]陳立定.電器控制于可編程控制