8站小車呼叫的PLC控制

1、電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)題 目: 8站小車呼叫的PLC控制 院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 成績：指導(dǎo)老師簽名： 日期： 目錄一、概述31.1背景及意義31.2設(shè)計(jì)任務(wù)及要求31.3課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容4二、 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)42.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理42.2系統(tǒng)變量定義及分配表52.3系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)7三 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.1控制程序流程圖設(shè)計(jì)83.2控制程序設(shè)計(jì)思路9四 程序設(shè)計(jì)94.1 流程圖94.2梯形圖11五 設(shè)計(jì)心得15六 參考文獻(xiàn)158站小車呼叫的PLC控制一、概述1.1背景及意義隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的自動化越來越多的工廠設(shè)備采用PLC，變頻器，人

2、機(jī)界面自動化器件來控制，因此自動化程度越來越高。電器控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而得到迅速發(fā)展的。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動負(fù)擔(dān)，要求整個工藝生產(chǎn)過程全盤自動化，這就離不開控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是整個生產(chǎn)線的靈魂，對整個生產(chǎn)線起著指揮的作用。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)生人生安全事故，這樣將給企業(yè)造成重大損失。臺車【臺車又叫送料車，是一種安裝有腳輪的運(yùn)送與儲存物料的單元移動集裝設(shè)備。它具有自動行走，液壓自動定位脫模（可實(shí)現(xiàn)上，下，左，右移動）的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)它的左右移動】呼叫控制系統(tǒng)是基于PL

3、C控制系統(tǒng)來設(shè)計(jì)的，控制系統(tǒng)的每一步動作都直接作用于臺車的運(yùn)行，其控制重點(diǎn)轉(zhuǎn)向物資的控制和管理要求實(shí)時、協(xié)調(diào)和一體化，計(jì)算機(jī)之間、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)之間、機(jī)械設(shè)備的控制器之間以及它們與計(jì)算機(jī)之間的通信可以及時地匯總信息。因此，臺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。臺車能否正常運(yùn)行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。它實(shí)現(xiàn)了全自動作業(yè)后，滿足了人們速度、精度、高度、重量、重復(fù)存取和搬運(yùn)等要求，使總體效益和生產(chǎn)的應(yīng)變能力大大超過各部分獨(dú)立效益的總和，自動化技術(shù)組建成為倉庫自動化技術(shù)的核心，既可以節(jié)省開支，又減少了浪費(fèi)，因此建立一個便捷、可行的臺車呼叫控制系統(tǒng)是十分迫切和需要的。本產(chǎn)品PLC實(shí)

4、現(xiàn)自動化開支，解決了勞動強(qiáng)度大、經(jīng)濟(jì)效益差的問題。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 小車所停位置號小于呼叫號時，小車右行至呼叫號處停車；小車所停位置號大于呼叫號時，小車行至呼叫號處停車；小車所停位置號等于呼叫號時，小車原地不動；小車運(yùn)行時呼叫無效；具有左行、右行定向指示；具有小車行走位置的七段碼顯示1.3課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1） 設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；2） 系統(tǒng)有啟動、停止功能；3） 運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序、子程序和中斷程序；4） 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)；5） 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)臺車呼叫的控制要求。2、 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理為了區(qū)別，

5、工位依18編號并各設(shè)一個限位開關(guān)。每個工位設(shè)一呼車按鈕，系統(tǒng)設(shè)啟動按鈕和停機(jī)按鈕各1個，臺車設(shè)正反轉(zhuǎn)接觸器各1個，由于各工位呼車指示燈同時動作，故各工位均使用同一個呼車指示燈。系統(tǒng)布置圖如圖2-1所示。圖2-1 系統(tǒng)布置圖整個系統(tǒng)由電源控制電路、按鍵呼叫控制電路、工作指示燈顯示電路、臺車控制電路、可編程控制器PLC五部分組成。由電源控制電路提供整個系統(tǒng)的能源，由可編程控制器PLC來讀取按鍵的狀態(tài)，再經(jīng)過處理來控制工作指示燈和臺車的運(yùn)動狀態(tài)。如圖2-2所示。 PLC按鍵呼叫控制電路電源控制電路工作指示燈顯示電路臺車控制電路圖2-2系統(tǒng)組成圖2.2系統(tǒng)變量定義及分配表1、系統(tǒng)變量定義。I為輸入繼電

6、器，輸入繼電器位于PLC的輸入過程映像寄存器區(qū)其外部有一對物理的輸入端子與之對應(yīng)，該觸點(diǎn)用于接受并存儲外部輸入的開關(guān)信號（在此程序中有限位開關(guān)、按鈕），當(dāng)外部的開關(guān)信號閉合，則輸入繼電器的線圈得電，在程序中其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。常開和常閉軟觸點(diǎn)可以在編程中任意使用，次數(shù)不受限制。 Q為輸出繼電器，輸出繼電器位于PLC的輸處過程映像寄存器區(qū)其外部有一對物理的輸出端子與之對應(yīng)。它的作用是具有一常開觸點(diǎn)用于向外部負(fù)載發(fā)送信號，每一輸出繼電器的常開硬觸點(diǎn)與可編程控制器的一個輸出點(diǎn)相連直接驅(qū)動負(fù)載，它也提供了無數(shù)的常開和常閉軟觸點(diǎn)用于編程。在此程序中小車電動機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和可呼車指示均由輸出繼電

7、器控制。 M為通用輔助繼電器（或中間繼電器），它位于PLC存儲器的位存儲區(qū)，它是由軟件來實(shí)現(xiàn)的，用于狀態(tài)暫存，移位輔助運(yùn)算及賦予特殊功能的一類編程元件，其作用類似于繼電接觸控制系統(tǒng)中的中間繼電器，它在PLC中沒有外部的輸入端子或輸出端子與之對應(yīng)，因此不受外部信號的直接控制其觸點(diǎn)也不能直接驅(qū)動外部負(fù)載。絕大多數(shù)的繼電器線圈由用戶程序驅(qū)動。 T為定時器，定時器是可編程序控制器中的重要的編程軟件，是累計(jì)時間增量的內(nèi)部器件。使用時要提前輸入時間設(shè)定值，當(dāng)定時器的輸入條件滿足時開始計(jì)時，當(dāng)前值按一定的時間單位從0開始增加，當(dāng)定時器的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值則觸點(diǎn)動作。利用定時器的觸點(diǎn)就可以完成所需要的定時控制任

8、務(wù)。在課程設(shè)計(jì)中用到了T37斷開延時定時器（TOF）。2、I/O分配。 根據(jù)控制要求，系統(tǒng)的輸入信號有：啟動信號、停止信號，1號位-8 號位的限位開關(guān)STlST8，1號位-8號位的呼叫開關(guān)SB1SB8;系統(tǒng)的輸出信號有：前進(jìn)控制電機(jī)接觸器驅(qū)動信號、后退控制電機(jī)接觸器驅(qū)動信號，可呼叫指示燈信號。共需實(shí)際輸入點(diǎn)數(shù)18個，輸出點(diǎn)數(shù)4個。系統(tǒng)的I/O分配表如表2-1所示：表2-1 系統(tǒng)I/O資源配置表序號元件名設(shè)備名作用1I0.0K1啟動按鈕開關(guān)2I0.1K2停止按鈕開關(guān)3I2.0SB11號站呼叫按鈕開關(guān)4I2.1SB22號站呼叫按鈕開關(guān)5I2.2SB33號站呼叫按鈕開關(guān)6I2.3SB44號站呼叫按鈕

9、開關(guān)7I2.4SB55號站呼叫按鈕開關(guān)8I2.5SB66號站呼叫按鈕開關(guān)9I2.6SB77號站呼叫按鈕開關(guān)10I2.7SB88號站呼叫按鈕開關(guān)11I1.0ST11號站限位開關(guān)12I1.1ST22號站限位開關(guān)13I1.2ST33號站限位開關(guān)14I1.3ST44號站限位開關(guān)15I1.4ST55號站限位開關(guān)16I1.5ST66號站限位開關(guān)17I1.6ST77號站限位開關(guān)18I1.7ST88號站限位開關(guān)19Q0.0KM1電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器20Q0.1KM2電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器21Q0.2KM3可呼車指示22Q0.3KM4指示燈2.3系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì) 選擇S7-200 CPU226基本單元（24入/16出）1臺組成

10、系統(tǒng)。系統(tǒng)接線圖如圖1-3所示 圖2-3系統(tǒng)接線圖三 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1控制程序流程圖設(shè)計(jì)流程圖主要由過程動作、有向連線、轉(zhuǎn)換條件組成。過程與動作：順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個相連的階段，這些階段稱為過程。過程是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來劃分的，在任何一個過程之內(nèi)，各輸出量的ON/OFF狀態(tài)不變。但是相鄰兩過程輸出量的狀態(tài)是不同的。過程的這種劃分使代表各過程的編程元件的狀態(tài)與各輸出量之間的邏輯關(guān)系極為簡單。當(dāng)系統(tǒng)正處于某一過程所在的階段時，該過程處于活動狀態(tài)，稱該過程為“活動”過程。程序流程圖如圖3-1所示總體設(shè)計(jì)分析計(jì)算I/O點(diǎn)數(shù)PLC選型I/O地址分配，輸入輸出

11、設(shè)備選擇梯形圖設(shè)計(jì)模擬調(diào)試修改程序編制相關(guān)技術(shù)文件符合要求？yN圖3-1 總流程圖3.2控制程序設(shè)計(jì)思路如果小車先在高位（ST8）時，小車依次停止在ST8ST1位置，梯形圖中并聯(lián)各低位開關(guān)I1.0I1.6，當(dāng)?shù)臀缓糗嚂r，由于給位置線圈對應(yīng)的常開觸點(diǎn)自鎖，各低位呼車無效，再串聯(lián)各呼車位的常閉線圈，使其他位呼車無效，各低位的開關(guān)依次減少（越到低位呼車位依次減少），如果小車先在低位（ST1）時，也是按上述接梯形圖。按下I0.1臺車在SB1處，按下I0.0，系統(tǒng)啟動。M0.0起互鎖作用，M0.0得電，按下I2.7（呼車按鈕ST8），小車向SB8駛?cè)?，同時I1.0到I1.6這7個限位開關(guān)互鎖，其他呼車按

12、鈕失效，M1.0也起互鎖作用，（下面的原理都是相同的。）電動機(jī)正轉(zhuǎn)，定時器開始計(jì)時，時間為30s，定時時間到，T37斷開，其他呼車按鈕恢復(fù)作用,小車開始等待響應(yīng)下一個呼車信號。同理，電動機(jī)反轉(zhuǎn)時，停車時間為30s，定時時間到，T37斷開，其他呼車按鈕恢復(fù)作用。電動機(jī)既不正轉(zhuǎn)也不反轉(zhuǎn)，并且沒用工位使用臺車，那么Q0.3可呼車指示燈亮。四 程序設(shè)計(jì)4.1 流程圖開始8個工作指示燈來亮，可呼車是否呼車N8指示燈滅，其他呼車無效Y8指示燈滅，其他呼車無效是否運(yùn)動到呼車位YN開始定時N是否定時到30秒YNYNY是否結(jié)束Y結(jié)束圖3-1 程序流程圖4.2梯形圖 五 設(shè)計(jì)心得 在之前以為對課本的知識了解的還可以，但是到設(shè)計(jì)運(yùn)用的時候才知道對知識了解的還不夠深，在此次課程設(shè)計(jì)中了解到自己的不足，也明確了自己的學(xué)習(xí)方向。在完成課程設(shè)計(jì)的同時，對各種軟件的使用有了進(jìn)一步的了解和掌握。通過這次課程設(shè)計(jì)全面的提升我對PLC的了解和掌握。運(yùn)用學(xué)習(xí)成果，把理論運(yùn)用于實(shí)際，使理論得以提升，形成創(chuàng)新思想。通過此次設(shè)計(jì)過程，鞏固了專業(yè)基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用可編程控制器設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識解決工程實(shí)際問題的能力，在設(shè)計(jì)的過程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)精神，為今后的學(xué)習(xí)和工作過程打下基礎(chǔ)。六 參考文獻(xiàn)1 謝克明、夏路易：可編程控制器原理與