機(jī)電一體化技術(shù)畢業(yè)論文(專科)

.2011級(jí)機(jī)電工程系系機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所屬機(jī)電工程研究教研室系電氣組方向課題論證：本文闡述如何利用將PLC應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng),施行運(yùn)料小車的自動(dòng)教研室主任簽字:....石家莊信息工程職業(yè)學(xué)院大專畢業(yè)生論文評(píng)定表運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成日2014．3．13期將PLC降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。并且PLC在運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。部評(píng)審意見..石家莊信息工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專系年3月日..1班摘要：Abstract:-關(guān)鍵詞：：..目錄一西門子S7-200的概述...................................................................................................11.1西門子S7-200簡(jiǎn)介.............................................................................................11.2西門子S7-200應(yīng)用領(lǐng)域.....................................................................................11.3西門子S7-200優(yōu)點(diǎn)..............................................................................................11.4西門子S7-200組成..............................................................................................11.5西門子S7-200工作方式.....................................................................................21.6程序設(shè)計(jì)步驟…………….21.7程序設(shè)計(jì)內(nèi)容…………...3二運(yùn)料小車系統(tǒng)介紹..........................................................................................................42.1運(yùn)料小車的控制系統(tǒng)主回路...............................................................................42.2運(yùn)料小車運(yùn)行的控制要求……………….42.3方案選擇……………………5三運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)....................................................................................53.1PLC的選用...............................................................................................................63.2PLC電氣原理圖......................................................................................................63.3I/O分配.....................................................................................................................63.4運(yùn)料小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖....................................................................................73.5運(yùn)料小車控制系統(tǒng)接線圖....................................................................................83.6……………………..83.7運(yùn)料小車程序指令表…………………….9..四總結(jié)......................................................................................................................................9參考文獻(xiàn)....................................................................................................................................10..一、西門子S7-200的概述1.1PLC簡(jiǎn)介：西門子公司較早地進(jìn)行了PLCPLC就是由西門子公司在19731975年推出了SIMATICS3系列1979年推出了SIMATICS5系列世紀(jì)末又推出了SIMATICS7系列SIMATIC是西門子自動(dòng)化系列產(chǎn)品品牌統(tǒng)稱。S7-200屬于S7系列的。SIMATICS7-200Micro自成一體：特別緊湊但是具有驚人的能力－特別是有關(guān)它的實(shí)時(shí)性能－它速度快，功能強(qiáng)大的通訊方案，并且具有操作簡(jiǎn)便的硬件和軟件。但是還有更多特點(diǎn)：SIMATICS7-200MicroPLC具有統(tǒng)一的模塊化設(shè)計(jì)－目前不是很大，但是未來不可限量的定制解決方案。這一切都使得SIMATICS7-200MicroPLC在一個(gè)緊湊的性能范圍內(nèi)為自動(dòng)化控制提供一個(gè)非常有效和經(jīng)濟(jì)的解決方案。1.2應(yīng)用領(lǐng)域：SIMATICS7-200也越來越多地提供了對(duì)以前曾由于經(jīng)濟(jì)原因而開發(fā)的特殊電子設(shè)備的地區(qū)的進(jìn)入。1.3優(yōu)點(diǎn)：SIMATICS7-200性能，最優(yōu)模塊化和開放式通訊。結(jié)構(gòu)緊湊小巧－狹小空間處任何應(yīng)用的理想選擇在所有CPU時(shí)響應(yīng)－在任何時(shí)候均可對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行完全控制，從而提高了質(zhì)量、效率和安全性易于使用STEP7-Micro/WIN工程軟件－初學(xué)者和專家的理想選擇集成..的R-S485接口或者作為系統(tǒng)總線使用極其快速和精確的操作順序和過程控制通過時(shí)間中斷完整控制對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的流程1.4組成：1.4.1基本單元：S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用.S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù).PLC存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡(jiǎn)易型和智能型。簡(jiǎn)易型編程器是袖珍型的，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)編程及監(jiān)測(cè)工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲(chǔ)卡EEPROM有6ES..7291-8GC00-0XA0和6ES7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。1.4.5寫入器：寫入器的功能是實(shí)現(xiàn)PLC和EPROMPLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)LC中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為用選擇/確認(rèn)的方法，最多可顯示80條信息，每條信息最多4個(gè)變量的狀態(tài)。過能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這些功能鍵在啟動(dòng)和測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。S7-200PLC的工作方式包括RUN,STOP兩種模式，可以通過安裝在PLC機(jī)身上的模式轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換，通過機(jī)身上的狀態(tài)指示燈顯示。1）STOP模式：PLC處于STOP（停止）模式，用戶可以新建，編輯程序，但不可以執(zhí)行程序。在STOP模式下用戶還可以使用調(diào)試功能，如首次掃描和多次掃描功能，這事PLC可臨時(shí)更改為RUN模式。在STOP模式下，PLC處于半空閑狀態(tài)，主要的特點(diǎn)有：用戶程序執(zhí)行被中斷，執(zhí)行輸入更新，用戶中斷條件被禁止。..2）RUN模式：在此模式下，PLC讀取輸入，執(zhí)行程序，寫入輸入，對(duì)通PLC不支持在RUN模式下執(zhí)行固定次數(shù)的循環(huán)掃描周期。與STOP模式最大的不同就是RUN模式下，用戶程序被執(zhí)行。1)根據(jù)PLC的擔(dān)負(fù)任務(wù)，明確PLC的輸入，輸出信號(hào)的種類和數(shù)量，給每個(gè)輸入，輸出信號(hào)分配地址，給出每個(gè)地址對(duì)應(yīng)的信號(hào)條件、名稱或編號(hào)，編制出I/O地址分配表。2）制定控制結(jié)構(gòu)構(gòu)框圖，選擇控制方案。確定控制程序的基本結(jié)構(gòu)，繪制出程序結(jié)構(gòu)框圖。然后再根據(jù)工藝要求，繪制出各功能單元的詳細(xì)功能框圖。框圖畫的月詳細(xì)，對(duì)編程越有利。3）編寫PLC梯形圖程序。編寫程序就是根據(jù)設(shè)計(jì)出的框圖逐條地編寫控STEP7-MICRO/WIN4.0等。梯形圖語言是最普遍使用的編程語言，對(duì)初學(xué)者來說，應(yīng)熟悉掌握指令系統(tǒng)，盡量多參考典型控制環(huán)節(jié)程序，如電動(dòng)機(jī)啟停、正反轉(zhuǎn)程序。另外，編程過程中要編程軟件中的網(wǎng)絡(luò)名、網(wǎng)絡(luò)注解等及時(shí)對(duì)程序進(jìn)行注解，最好能隨編編著，增強(qiáng)程序可讀性，方便調(diào)試。項(xiàng)很重要的內(nèi)容，他可以初步檢查程序的實(shí)際效果，程序的許多功能是在調(diào)試中修改和完善的。調(diào)試時(shí)可以先設(shè)置輸入信號(hào)，觀察輸出信號(hào)的邏輯狀態(tài)及變化關(guān)系，輸出狀態(tài)可通過編程軟件中的程序狀態(tài)觀察；控制程序經(jīng)過模擬調(diào)試..和修改后，再現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。程序設(shè)計(jì)工作的總結(jié)。編寫程序說明書的目的就是便于用戶和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員使用，它是程序文件的組成部分。程序說明書一般應(yīng)包括程序設(shè)計(jì)的依據(jù)、程序的基本就夠、各功能單元分析、使用的公式和原理、各種參數(shù)的來源和運(yùn)算過程、程序調(diào)試情況等內(nèi)容。PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)就是根據(jù)被控制對(duì)象（機(jī)電設(shè)備或生產(chǎn)過程）的控制要求及系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的要求，為應(yīng)用程序的編寫提出明確的目的、依據(jù)、要求和目標(biāo)，編制出程序規(guī)格說明書，然后在程序規(guī)格說明書的基礎(chǔ)上，使用相應(yīng)的編程語言、指令進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)。工程中應(yīng)用的PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)一般包括控制程序功能分析和設(shè)計(jì)、長須的結(jié)構(gòu)分析、編制程序規(guī)格說明書、程序設(shè)計(jì)等內(nèi)容。二運(yùn)料小車系統(tǒng)介紹：冶金、有色盒屬、煤礦、港口、碼頭等行業(yè)，各工序之間的物品常用有軌小車來轉(zhuǎn)運(yùn)。小車通常采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)小車前進(jìn)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)小車后退。小車運(yùn)行圖如圖1示：..圖22.2運(yùn)料小車運(yùn)行的控制要求小車停在后退終端，當(dāng)小車壓下后限位開關(guān)SQ1時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB,按下正向行駛開關(guān)SB2,KM1線圈接通，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車前進(jìn)駛向B端。當(dāng)小車壓下行程開關(guān)SQ2時(shí)，小車停止運(yùn)動(dòng)開始裝料，定時(shí)7S后裝料完成。此時(shí)KM2線圈接通，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車后退返回A端，當(dāng)小車壓下行程開關(guān)SQ1時(shí)，小車..停止運(yùn)動(dòng)開始卸料，定時(shí)5S后卸料完成。此時(shí)回歸初始狀態(tài)，如此循環(huán)進(jìn)行。當(dāng)按下停止按鈕SB時(shí)，小車停止運(yùn)行。小車停在前進(jìn)終端，當(dāng)小車壓下前限位開關(guān)SQ2時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB,按下反向行駛開關(guān)線圈接通，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車后退駛向A端。當(dāng)小車壓下行程開關(guān)SQ15SKM1線圈接通，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車前進(jìn)駛向B端。當(dāng)壓下行程開關(guān)SQ2時(shí)，小車停止運(yùn)動(dòng)開始裝料，定時(shí)7S后裝料完成。此時(shí)回歸初始狀態(tài)，如此循環(huán)進(jìn)行。當(dāng)按下停止按鈕SB時(shí)，小車停止運(yùn)行。2．3方案選擇將PLC應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。PLC運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡(jiǎn)單，控制速度快，精度高，可靠性和可維護(hù)性好，安裝、維修和改造方便等優(yōu)點(diǎn)。第3章運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)3.1PLC的選用根據(jù)運(yùn)料小車輸入輸出設(shè)備的分配，在I/O方面只需要6個(gè)輸入口和3個(gè)輸出口，同時(shí)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，選用FX2N-16MR的PLC即可。如圖3所示：PLC圖3運(yùn)料小車控制系統(tǒng)圖..這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有1啟動(dòng)按鈕、一個(gè)反向啟動(dòng)按鈕、熱繼電器等。這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備只有控制小車運(yùn)動(dòng)的三相電動(dòng)機(jī)一個(gè)。電機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，此外該硬件電路還必須接有定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)裝卸料的延時(shí)功能。對(duì)應(yīng)的地址分配表如表5所示：..名稱總啟停按鈕右行按鈕名稱輸出點(diǎn)編號(hào)Y000原點(diǎn)行程開關(guān)SQ1終點(diǎn)行程開關(guān)SQ2X0033.4運(yùn)料小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖如圖6所示：7..NYYNY圖6運(yùn)料小車設(shè)計(jì)流程圖圖6運(yùn)料小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖3.5運(yùn)料小車控制系統(tǒng)接線圖7.KM2KM2圖7運(yùn)料小車系統(tǒng)接線圖3.6運(yùn)料小車控制系統(tǒng)梯形圖..3.7運(yùn)料小車程序的指令表LDX000ZRSTM0M1LDX001ANIX003SETM0LDM0LDY000ANDM0ORBANIM1MPSANIX003OUTY000MPPANDX003OUTT0K70LDX002ANIX004..ORBSETM1RSTM0LDM1LDY001ANDM1ORBANIM0MPSANIX0