plc課程設(shè)計(jì)--臺(tái)車呼叫控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是一個(gè)基于可編程控制器（PLC）西門子S7-200的臺(tái)車呼叫控制系統(tǒng)，它能夠指示臺(tái)車的停車位和呼叫使能，是否可以呼叫及臺(tái)車是否到位，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，可以緊急停車等功能。</p><p>　　設(shè)計(jì)闡述了可編程控制器西門子S7-200的功能特點(diǎn)以及操作，提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。本系統(tǒng)具有價(jià)

2、格低廉、高可靠性、高性能和智能化的特點(diǎn)。</p><p>　　通過該系統(tǒng)的成功研制和應(yīng)用，生產(chǎn)效率將大幅度提高，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度將大幅度降低，控制精度也將進(jìn)一步提高。</p><p>　　關(guān)鍵字：可編程序控制器 臺(tái)車 電機(jī)</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 緒論··

3、;····································

4、83;·················2</p><p>　　§1.1設(shè)計(jì)的目的和意義············&

5、#183;·······························3</p><p>　　§

6、;1.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)···································

7、···············3</p><p>　　§1.1.2控制器模塊···············

8、;································3</p><p>　　第二章

9、 總體設(shè)計(jì)思路···································

10、83;············4</p><p>　　§2.1總體設(shè)計(jì)方案·················

11、3;·······························4</p><p>　　§2.

12、2硬件設(shè)計(jì)····································

13、;················4</p><p>　　§2.3 I/O地址分配·············

14、3;···································5</p&

15、gt;<p>　　§2.4 順序工作功能流程·······························

16、·············5</p><p>　　§2.5 硬件接線圖·················&

17、#183;································7</p><p>　

18、　§2.6 電路工作過程··································

19、;··············7</p><p>　　第三章 軟件實(shí)現(xiàn)具體設(shè)計(jì)················

20、83;···························10</p><p>　　§3.1 PLC軟件梯形圖··

21、····································

22、3;·······10</p><p>　　第四章 程序調(diào)試························

23、;···························15</p><p>　　第五章 設(shè)計(jì)結(jié)論與體會(huì)···

24、83;····································&

25、#183;·····16</p><p>　　§5.1課設(shè)體會(huì)························

26、83;··························16</p><p>　　參考文獻(xiàn)·····&#

27、183;····································

28、·················17</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，促進(jìn)可編程控制器（簡(jiǎn)稱PLC）控制技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用

29、，PLC的可用領(lǐng)域已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，它起到了越來越重要的作用。PLC是一種在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計(jì)。它已經(jīng)成為工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)展所不可或缺的因素，利用

30、PLC控制的臺(tái)車呼叫控制系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且操作簡(jiǎn)單，保證了臺(tái)車呼叫控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。通常情況下，建立一個(gè)應(yīng)用工程大致可分為以下幾個(gè)步驟：1、創(chuàng)建新工程；2、定義硬件設(shè)備并添加工程變量；3、制作圖形畫面并定義動(dòng)畫連接；4、編寫命令語(yǔ)言；5、進(jìn)行運(yùn)行系統(tǒng)的配置；6、保存工程并運(yùn)行。</p><p>　　§1.1設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　綜合運(yùn)用本課程及

31、前期課程的相關(guān)知識(shí)和技能，相對(duì)獨(dú)立地設(shè)計(jì)和調(diào)試一個(gè)小型PLC應(yīng)用系統(tǒng)，使學(xué)生獲得控制技術(shù)工程的基本訓(xùn)練，提高工程意識(shí)和實(shí)踐技能。同時(shí)提高學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)資料的檢索和信息。</p><p>　　§1.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　熟悉工藝流程及生產(chǎn)設(shè)備的工作原理；根據(jù)控制要求，畫出硬件電路圖、PLC接線圖及控制梯形圖；利用編程軟件編制程序，可先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真，然后在實(shí)驗(yàn)室完成調(diào)

32、試；完成課程設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　§1.1.2控制器模塊</p><p>　　控制器主要用于各模塊對(duì)顯示等因素的控制。控制器的選擇有以下兩種方案。</p><p>　　方案一：采用可編程序控制器（PLC）。它可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有器件集成在一個(gè)模塊上。減小了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可以應(yīng)用軟件仿真調(diào)試，易于進(jìn)行功能

33、擴(kuò)展。它采用串行、并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實(shí)時(shí)系統(tǒng)的控制核心。</p><p>　　方案二：采用AT89S51作為系統(tǒng)控制器的CPU方案，單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可以用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，但是其易受到外界的干擾，故并不適用于工業(yè)場(chǎng)合?；谝陨戏治鰯M定方案一。</p><p>　　第二章 總體設(shè)計(jì)思路</p>&

34、lt;p>　　§2.1總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　臺(tái)車呼叫控制系統(tǒng)的基本功能就是一部電動(dòng)運(yùn)輸車供8個(gè)加工點(diǎn)使用，然后根據(jù)具體要求做出相應(yīng)的移動(dòng)，來完成貨物的裝卸和加工。本次課程設(shè)計(jì)的要求是PLC上電后，車停在某個(gè)工位，若無用車呼叫（下稱呼車）時(shí)，則各工位的指示燈亮，表示各工位可以呼車，某工作人員按本工位的呼車按鈕呼車時(shí)，臺(tái)車不動(dòng)，呼車工位號(hào)大于停車位時(shí)，臺(tái)車自動(dòng)向高位行駛，當(dāng)呼車位號(hào)小于停車

35、號(hào)時(shí)，臺(tái)車自動(dòng)向低位行駛，當(dāng)臺(tái)車到呼車工位時(shí)自動(dòng)停車。停車時(shí)間為30秒供呼車工位使用，其他工位不能呼車，從安全角度出發(fā)，停車再來電時(shí)，臺(tái)車不會(huì)自行啟動(dòng)。8個(gè)工位的呼車按鈕用基本輸入輸出模塊上的8個(gè)開關(guān)模擬，每個(gè)工位的限位開關(guān)用另8個(gè)開關(guān)模擬，系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕和系統(tǒng)停止工作按鈕用2個(gè)開關(guān)模擬，因此需要18個(gè)輸入點(diǎn)。可呼車指示，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器用3個(gè)小燈模擬，是3個(gè)輸出點(diǎn)。</p><p><b&

36、gt;　　§2.2硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　臺(tái)車呼叫控制系統(tǒng)基本功能是保證臺(tái)車被八個(gè)加工點(diǎn)呼叫時(shí)達(dá)到此加工工位完成卸貨和加工，因此為了區(qū)別，工位依1~8編號(hào)并各設(shè)一個(gè)限位開關(guān)；為了呼車，每個(gè)工位設(shè)一呼車按鈕，系統(tǒng)設(shè)啟動(dòng)及停車按鈕各一個(gè)；小車正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)接觸器各一個(gè)。每個(gè)工位設(shè)呼車指示燈各一個(gè)，且并連接于某一輸出口上。</p><p>　　每個(gè)工位應(yīng)設(shè)置一個(gè)限位

37、開關(guān)和一個(gè)呼車按鈕，系統(tǒng)要配置用于啟動(dòng)和停車按鈕，這些是PLC的輸入元件；小車要用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)小車行駛向高位，反轉(zhuǎn)時(shí)小車行駛向低位，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)各需要一個(gè)接觸器，是PLC的執(zhí)行元件。另外各工位還要有指示燈作為呼車顯示。電動(dòng)機(jī)和指示燈是PLC的控制對(duì)象。</p><p>　　§2.3 I/O地址分配</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的主要I/O分配如下：</

38、p><p>　　表一 I/O地址分配</p><p>　　§2.4 順序工作功能流程</p><p><b>　　圖2 順序功能圖</b></p><p>　　§2.5 硬件接線圖</p><p><b>　　圖3 硬件接線圖</b></p>

39、<p>　　§2.6 電路工作過程</p><p>　　系統(tǒng)啟動(dòng)：按下啟動(dòng)按鈕SB1，輸入繼電器I1.0得電。【I1.0（1）閉合，執(zhí)行MOVB指令（1），將“0”送入VB100，停車工位號(hào)寄存器清零。執(zhí)行執(zhí)行MOVB指令（1），將“0”送入VB110，呼車工位號(hào)寄存器清零。M10.2（2）閉合，完成初始化】</p><p>　　右行工作過程：設(shè)送料小車暫停于2#工

40、作臺(tái)SQ2閉合I2.1得點(diǎn)I2.1（4）閉合執(zhí)行MOVB指令，將“2”送入VB100，停車工位寄存器為“2”。由于#M10.1（11）閉合Q0.0得電指示燈亮，指示可以進(jìn)行呼車，這時(shí)4#工作臺(tái)呼叫SB4閉合閉合I0.3得電?！綢0.3得電，I0.3（15）閉合，執(zhí)行MOVB指令，將“4”送入VB110，呼車工位號(hào)寄存器為“4”。</p><p>　　I0.3（20）閉合，M10.1（20）得電，有工位呼車，#M1

41、0.1（11）斷開，Q0.0失電，指示燈滅指示已有工位呼車其他工位不可進(jìn)行呼車，執(zhí)行比較指令（21）到（23）將VB100和VB110相比較，由于VB100（2）小于VB110（4），因此Q0.2（22）得電，KM1得電吸合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，小車由位置2開始右行。#Q0.2(21)斷開，使Q0.1（21）不能得電，小車不能左行，互鎖。小車右行經(jīng)過位置3，SQ3閉合，I2.2得電，I2.2（5）閉合，執(zhí)行MOVB指令，將“3”送VB100，停

42、車工位號(hào)寄存器為“3”，由于VB100（3）<VB110(4),因此Q0.1（22）得電，KM1得電吸合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，小車由位置3繼續(xù)右行。#Q0.2(21)斷開，使Q0.1（21）不能得電，小車不能左行，互鎖。小車右行到達(dá)位置4，SQ4閉合，I2.3得電，I2.3（6）閉合，執(zhí)行MOVB指令，將“4”送VB100，停車工位號(hào)寄存器為“4”。由于VB100（4）=VB110(4),VB100(3)小于VB110（4）不成立，因此Q

43、0.2（22）失電，KM1失電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。T37（23）得電</p><p>　　左行工作過程：設(shè)送料小車現(xiàn)暫停于4號(hào)工作臺(tái)，SQ4閉合，I2.3得電，I2.3（6）閉合，執(zhí)行MOVB指令（6），將“4”送入VB100，停車工位號(hào)寄存器為“4”。由于#M10.1（11）閉合，Q0.0（11）得電，指示燈亮，指示可進(jìn)行呼車。這時(shí)2號(hào)工作臺(tái)呼叫，SB2閉合，I0.1得電?！綢0.1得電，I0.1（13）閉合，執(zhí)行

44、MOVB指令，將“2”送入VB110，呼車工位號(hào)寄存器為“2”。I0.1（20）閉合，MI0.1（20）得電，有工位呼車，#M10.1（11）斷開，Q0.0(11)失電，指示燈滅，指示燈已有工位呼車，其他工位不可進(jìn)行呼車。執(zhí)行比較指令（21）到（23），將VB100與VB110相比較，由于VB100（4）大于VB110（2），因此Q0.1(21)得電，KM2得電吸合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，小車由位置4開始左行。#Q0.1（22）斷開，使Q0.2（

45、22）不能得電，小車不能右行，互鎖。小車左行經(jīng)過位置3，SQ3閉合，I2.2得電，I2.2（5）閉合，執(zhí)行MOVB指令，將“3”送入VB100，停車工位號(hào)寄存器為“3”，由于VB100（3）大于VB110（2），因此Q0.0(2</p><p>　　原位不動(dòng)：若小車停在3位，而3號(hào)工作臺(tái)呼叫，則小車原位不動(dòng)。由于小車停在3位SQ3受壓，I2.2得電，I2.2（5）閉合，執(zhí)行MOVB指令（5），將“3”送入VB10

46、0，停車工位號(hào)寄存器為“3”。通過比較兩個(gè)寄存器變量值的大小，從而做出正確的正反轉(zhuǎn)操作。</p><p>　　第三章 軟件實(shí)現(xiàn)具體設(shè)計(jì)</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)用到PLC軟件編程是STEP7和西門子S7-200仿真軟件。</p><p>　　§3.1 PLC軟件梯形圖</p><p>　　本課題的控制程序通過梯形圖實(shí)現(xiàn)，而P

47、LC本身又有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如指令語(yǔ)句表語(yǔ)言、功能表語(yǔ)言等。其中梯形圖語(yǔ)言沿襲傳統(tǒng)的電氣符號(hào)控制圖，但是簡(jiǎn)化了符號(hào)，編程容易且直觀。</p><p><b>　　第四章 程序調(diào)試</b></p><p>　　在整個(gè)程序的調(diào)試過程中，我遇到了一些問題，比如剛開始時(shí)，我不太熟悉S7-200仿真軟件，導(dǎo)致就是無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)的效果，卻無蹤可尋。我分析原因，大致有幾種，一是接的

48、線很有可能接觸不良，導(dǎo)致顯示燈無法發(fā)亮。二是疏忽大意沒有用線接PLC的輸入輸出串口。而程序無法下載則可能是因?yàn)槌绦虮旧碛绣e(cuò)而無法編譯，還有就是PLC的分配地址不對(duì)導(dǎo)致下載失敗。不然也將是無法通訊的。了解了這些以后，做實(shí)驗(yàn)就相對(duì)輕松不少。在PLC編程上進(jìn)入了誤區(qū)，后來研究程序，用了經(jīng)典編程方法，才完成了程序方面的問題。</p><p>　　第五章 設(shè)計(jì)結(jié)論與體會(huì)</p><p>　　通過這次

49、PLC課程設(shè)計(jì)，讓我更加深刻理解了課本的知識(shí)，并使我熟悉和掌握了PLC基本指令的使用，掌握了PLC的I/O分配、程序調(diào)試等。最終完成了臺(tái)車呼叫控制系統(tǒng)的模擬。</p><p>　　本次2周的課設(shè)使我收益很多，我們先進(jìn)行了PLC的相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，然后互相交流了彼此的看法。盡管，每個(gè)人的文物均不相同，但是我們還是能夠彼此學(xué)到很多書本上的東西。實(shí)現(xiàn)結(jié)果的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，查到的一些舉例程序，不是完全正確，需要我們自己去修改調(diào)試

50、，在此過程當(dāng)中，遇到一些梯形圖編程問題，在老師的細(xì)心講解下終于完成了實(shí)驗(yàn)要求的效果。其后練習(xí)使用組態(tài)王軟件，完成上位機(jī)監(jiān)控畫面的開發(fā)。在使用的過程中，基本的操作方法可以掌握，但是遇到有一些動(dòng)畫連接、命令語(yǔ)言的時(shí)候還需要查閱相關(guān)資料。最后就是獨(dú)立完成相關(guān)課題，通過前兩周的練習(xí)，我最終很好完成了課設(shè)任務(wù)。</p><p><b>　　§5.1課設(shè)體會(huì)</b></p>&l

51、t;p>　　這次設(shè)計(jì)，提高了我的動(dòng)手和動(dòng)腦能力，更讓我們體會(huì)到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在PLC的基本原理以及編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后的工作和學(xué)習(xí)都有很大的幫助，還使我了解到了學(xué)習(xí)的樂趣。這次設(shè)計(jì)由于種種原因做的不夠完美，有很多不足之處，所以在以后的工作和學(xué)習(xí)中，我會(huì)更加努力，嚴(yán)格要求，追求完美。</p><p&g

52、t;<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]趙相賓.可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2002，7</p><p>　　[2]鐘肇新.范建東.可編程控制器原理及應(yīng)用.華南理工大學(xué)出版社，2003</p><p>　　[3]陳金華.可編程序控制器(PC)應(yīng)用技術(shù).北京電子工業(yè)出版社,1995</p>&