課程設計---可編程控制器關于配料車控制系統(tǒng)程序設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著社會的不斷發(fā)展，科技的不斷進步，人們已經對越來越多的事物不是進行手動操作，而是進行人工智能控制。正是在這樣的科技大潮牽引下，我們所學習的知識也越來越多的和先進科技接軌了。</p><p>　　本次課程設計正是基于此種情況，其目的為了實現小車自動取料功能。首先確定本次課程設計的I/O分配，然后應用PL

2、C軟件選址進行編程，通過串口通訊編譯下載，在實驗板上進行調試，通過開關控制程序，使小車按要求運行，最終實現小車配料控制。</p><p>　　關鍵詞：I/O分配；配料；PLC；通訊</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1、緒論1</b></p><p>　　2、

3、系統(tǒng)工作原理1</p><p>　　3、系統(tǒng)的硬件配置2</p><p>　　3.1、PLC簡介2</p><p>　　3.2、編程元件地址分配2</p><p>　　3.2.1、任務一編程元件分配地址2</p><p>　　3.2.2、任務二編程元件分配地址3</p><p>　　

4、3.3、輸入輸出接線圖4</p><p>　　3.3.1、任務一輸入輸出接線圖4</p><p>　　3.3.2、任務二輸入輸出接線圖5</p><p>　　4、系統(tǒng)軟件設計5</p><p>　　4.1、編程軟件介紹5</p><p>　　4.2、系統(tǒng)程序說明及梯形圖6</p><p&

5、gt;　　4.2.1、任務一程序說明及梯形圖6</p><p>　　4.2.2、任務二程序說明及梯形圖8</p><p><b>　　5、程序調試11</b></p><p><b>　　6、實驗體會11</b></p><p><b>　　參考文獻12</b><

6、;/p><p><b>　　1、緒論</b></p><p>　　隨著社會的不斷發(fā)展，科學技術的不斷進步，人們已經對越來越多的事物不是進行手動操作，而是進行人工智能控制。例如智能機器人以及立體式存儲倉庫的產生等等，一改往日以前人們取料時間長、難度大、效率低等缺點。</p><p>　　本次課程設計題目配料車控制系統(tǒng)程序設計也正是在這樣的背景下應運而

7、生的。運用所學的可編程控制器的相關知識在實驗電路板上實現小車取料的控制。改變以往人工取料時間長、難度大、效率低的缺點。提高工作效率，節(jié)省人力資源。</p><p><b>　　2、系統(tǒng)工作原理</b></p><p>　　配料車控制系統(tǒng)的工作原理如圖1所示。</p><p>　　圖1 配料車控制系統(tǒng)</p><p>　　

8、1、按下啟動按鈕SB1后，配料車到A處取料，送回配料罐。到A處取料次數由計數器C0決定。然后到B處取料。在B處取料次數由計數器C1決定。最后配料車停在配料罐處。</p><p>　　2、按下A處取料啟動按鈕SB2，配料車到A處取料，在A處取料次數由計數器C0決定，取完料后回到配料罐處停止；按下B處取料啟動SB3，配料車到B處取料，在B處取料次數由計數器C1決定，取料完成回到配料罐處停止。運行中的配料車可以有停止按

9、鈕SB4停止運行。</p><p><b>　　3、系統(tǒng)的硬件配置</b></p><p><b>　　3.1、PLC簡介</b></p><p>　　現代社會要求制造業(yè)對市場需求做出迅速的反應，生產出小批量,多品種，多規(guī)格，低成本和高質量的產品，為了滿足這一需求，生產設備和自動生產線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性

10、，可編程序控制器（PLC，Programmable Logic Controller） 也正是順應這一要求出現的，他是以微處理器為基礎的通用工業(yè)控制裝置。</p><p>　　它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和運算等操作的指令；并通過數字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產過程。用戶編制的控制程序表達了生產過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程

11、要求的操作。PLC的CPU內有指示程序步存儲地址的程序計數器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運算。它把所有的輸入都當成開關量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算。把計算結果送給PLC的控制器。</p><p>　　3.2、編程元件地址分配</p>

12、<p>　　3.2.1、任務一編程元件分配地址</p><p>　　根據系統(tǒng)的控制任務一：按下啟動按鈕SB1后，配料車到A處取料，送回配料罐，然后到B處取料，最后配料車停在配料罐處，確定其I/O分配為表1所示。</p><p>　　表1 任務一I /O分配</p><p>　　3.2.2、任務二編程元件分配地址</p><p>

13、　　根據系統(tǒng)的控制任務二：按下A處取料啟動按鈕SB2，配料車到A處取料，在A處取料次數由計數器C0決定，取完料后回到配料罐處停止；按下B處取料啟動SB3，配料車到B處取料，在B處取料次數由計數器C1決定，取料完成回到配料罐處停止。確定其I/O分配為表2所示。</p><p>　　表2 任務二I /O分配</p><p>　　3.3、輸入輸出接線圖</p><p>

14、　　3.3.1、任務一輸入輸出接線圖</p><p>　　圖2 任務一輸入輸出接線圖</p><p>　　3.3.2、任務二輸入輸出接線圖</p><p>　　圖3 任務二輸入輸出接線圖</p><p><b>　　4、系統(tǒng)軟件設計</b></p><p>　　4.1、編程軟件介紹</p&g

15、t;<p>　　STEP7-Micro/WIN 4.0是西門子公司專為SIMATIC S7-200系列可編程序控制器研制開發(fā)的編程軟件，它是基于Windows的應用軟件，功能強大，既可用于開發(fā)用戶程序，又可實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應用軟件的開發(fā)，其主要實現以下功能：</p><p>　　1）在脫機（離線）方式下創(chuàng)建用戶程序，修改和

16、編輯原有的用戶程序。在脫機方式時，計算機與PLC斷開連接，此時能完成大部分的基本功能，如編程、編譯、調試和系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的程序和參數都只能存放在計算機的磁盤上。</p><p>　　2）在聯(lián)機（在線）方式下可以對與計算機建立通信關系的PLC直接進行各種操作，如上載、下載用戶程序和組態(tài)數據等。</p><p>　　3）在編輯程序的過程中進行語法檢查，可以避免一些語法錯誤和數據類型方面的錯

17、誤。經語法檢查后，梯形圖中錯誤處的下方自動加紅色波浪線，語句表的錯誤行前自動畫上紅色叉，且在錯誤處加上紅色波浪線。</p><p>　　4）對用戶程序進行文檔管理，加密處理等。</p><p>　　5）設置PLC的工作方式、參數和運行監(jiān)控等。</p><p>　　4.2、系統(tǒng)程序說明及梯形圖</p><p>　　4.2.1、任務一程序說明及梯

18、形圖</p><p>　　采用起保停電路來控制小車電動機的左行和右行。給定輸入信號后，正轉啟動按鈕I0.0常開觸點接通，由低電位變?yōu)楦唠娢?，中間繼電器M0.0變?yōu)楦唠娢徊⒆员３?。當給定輸入信號后，計數器C2計數，因為設定值為1，防止小車在O點處未接受到輸入信號而碰觸到O點限位開關而自動運行。M0.0導通后，Q0.0由低電位變?yōu)楦唠娢?，小車開始向右運動。當小車行駛到A點時，A點限位開關I0.3由低電位變?yōu)楦唠娢?，?/p>

19、時計數器C0開始計數。I0.3導通后，網絡二導通，即Q0.1由低電位變?yōu)楦唠娢?，小車開始向左運動。當小車運行到O處時， O點限位開關I0.0再次進入導通狀態(tài)，則網絡一導通，小車又開始向右運行，按照以上過程反復。當計數器計錄數值達到設定值3后，小車運行到O點，按照設定繼續(xù)向右運行，因C0計數已經完畢，所以小車不再受C0控制，當小車向右運行至B點時，B點限位開關I0.4由低電位變?yōu)楦唠娢?，計數器C1開始計數，計數器C0被復位，同時網絡二導通

20、，小車向左運動。當小車運行到O點后，I0.2由低電位變?yōu)楦唠娢?，網絡三導通，中間繼電器M0.2由低電位變?yōu)楦唠娢?，Q0.0動作，小車繼續(xù)向右運動。按照以上過程反復，當計數</p><p>　　4.2.2、任務二程序說明及梯形圖</p><p>　　采用起保停電路來控制小車電動機的左行和右行。給定輸入信號后，右行至A處啟動按鈕I0.0常開觸點接通，由低電位變?yōu)楦唠娢?，中間繼電器M0.0變?yōu)楦?/p>

21、電位并自保持。當給定輸入信號后，計數器C2計數，因為設定值為1，防止小車在O點處未接受到輸入信號而碰觸到O點限位開關而自動運行。M0.0導通后，Q0.0由低電位變?yōu)楦唠娢唬≤囬_始向右運動。當小車行駛到A點時，A點限位開關I0.3由低電位變?yōu)楦唠娢?，同時計數器C0開始計數。I0.3導通后，網絡二導通，即中間繼電器M0.1由低電位變?yōu)楦唠娢?，則Q0.1導通，小車開始向左運動。當小車運行到O處時，O點限位開關I0.0再次進入導通狀態(tài)，則網絡

22、一導通，小車又開始向右運行，按照以上過程反復。當計數器C0計錄數值達到設定值3后，再次給進輸入信號，計數器C1開始計數后計數器C0被復位。</p><p>　　再次給定輸入信號后，左行至B處啟動按鈕I1.1常開觸點接通，由低電位變?yōu)楦唠娢?，中間繼電器M0.2變?yōu)楦唠娢徊⒆员３?。當給定輸入信號后，計數器C3計數，因為設定值為1，防止小車在O點處未接受到輸入信號而碰觸到O點限位開關而自動運行。M0.2導通后，Q0.0

23、由低電位變?yōu)楦唠娢唬≤囬_始向右運動。當小車行駛到B點時，B點限位開關I0.4由低電位變?yōu)楦唠娢?，同時計數器C1開始計數。I0.4導通后，網絡四導通，即中間繼電器M0.3由低電位變?yōu)楦唠娢唬瑒tQ0.1導通，小車開始向左運動。當小車運行到O處時，O點限位開關I0.0再次進入導通狀態(tài)，則網絡三導通，小車又開始向右運行，按照以上過程反復。當計數器C1計錄數值達到設定值3后，計數器C1被復位。小車回到O點后則自動停止運動。</p>

24、<p>　　在小車運行過程中，隨時按動按鈕I1.2則小車停止運動。在給入輸入信號后，小車繼續(xù)運動。實現題目要求中對配料車的控制系統(tǒng)的要求。</p><p><b>　　5、程序調試</b></p><p>　　在本次課設初期，想用順序功能實現對小車取料的控制，但是經編譯發(fā)現順序功能只適用于單次循環(huán)系統(tǒng)中，所以改用經驗方法進行編程。</p>&

25、lt;p>　　在第一個任務的程序調試初期，小車不用接收輸入信號便自動從O點運行進行取料，經研究在右行輸入信號處加入一個計數器，設定計數器值為1，當計數器達到設定之后，觸發(fā)開關。這樣就能控制輸入開關，使小車不能自動運行。</p><p>　　程序設計出來后，我們只能實現小車的單步運行，即只能運行到A點便停止運動。經調試研究，我們能在網絡三加入計數器C0進行控制，即當計數器達到設定之后網絡三導通，實現小車向B處

26、取料的功能。</p><p>　　在開始設置復位開關的時候，我們選擇的是I0.6，即實行手動復位。這樣既浪費人力，又浪費資源。在大家共同研討及調試下，我們將計數器的復位端接入兩個計數器，既節(jié)省了I/O端口，又對連個計數器進行了互鎖，達到我們的設計要求。</p><p>　　在第二個程序設計調試初期，我們仍是采用手動復位，但調試后出現如下兩個問題：1.如果按照先A后B的順序能正常運行，如果先

27、到B后到A則到到達B點后必須進行復位才能在到A點取料。2.在小車到A到B后，如果在去A處取料則A處計數器失去作用。經調試研究，我們將手動復位按鈕改成計數器控制復位，這樣既實現了可隨意改變小車運行先后順序的功能，有實現了計數器的自動復位。</p><p>　　在整個程序的設計調試中，還一直存在一個問題，我們在所有功能都實現后發(fā)現有一個IO輸入端為空。我們接入的一個I0.1觸點，由于開始時程序有問題，將它去掉，小車不

28、運行，經老師指導調試后，我們成功的把多余的觸點去掉，實現了小車取料的設計要求。</p><p><b>　　6、實驗體會</b></p><p>　　通過本次課程設計，讓我更深一步的學習PLC編程方法，并學會了使用S7—200編程軟件。本次課程設計實現了通過開關控制小車取料的功能。在設計之初，曾經走入誤區(qū)，也曾將茫然過，可是在老師與同組成員的幫助下，我順利的解決了遇到

29、的問題，并達到了預想的效果。</p><p>　　在此，要特別感謝我的課程設計指導老師xx老師，還要特別感謝與我同組***三名同學。課設結束了，但是我深知，我所學習的知道還是遠遠不夠的，通過課程設計也讓我增強了學習PLC的興趣。在以后的學習生活中，我會把這種專研精神繼續(xù)發(fā)揚下去，爭取學到更多有用的知識，不斷豐富自己。</p><p><b>　　參考文獻</b><