小車多方式運行的PLC控制課程設(shè)計說明書(

1、河北建筑工程學(xué)院 PLC應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計河北建筑工程學(xué)院課程設(shè)計計算說明書 題目名稱： 小車多方式運行的PLC控制 院 系： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械電子工程 班 級： 機電112 學(xué) 號： 2011322214 學(xué)生姓名： 孫宏財 指導(dǎo)教師： 石樹正 職 稱： 講 師 2014年 7 月 10 日目錄小車多方式運行的PLC控制設(shè)計1一、小車運行的控制要求1二、設(shè)計思路及有關(guān)說明11.總體設(shè)計思路12. 小車運行控制的流程圖23.小車運行的主電路3三、基于PLC的電氣控制系統(tǒng)電路圖41. I/O口的分配方案42. PLC硬件連接電路圖5四、 PLC控制程序的編制6五、 元器件的選擇13六、

2、 操作說明書13七、 心得體會14八、 參考文獻14小車多方式運行的PLC控制設(shè)計一、小車運行的控制要求小車系統(tǒng)由直流電機、繼電器、小車和4個站臺等組成，每個站臺有檢測傳感器、指示燈和按鈕。采用S7-200PLC進行控制，控制要求如下：1. 小車起始位置停在x（x=14）號站臺，SYx傳感器為ON;2. 假如y(y=14)號站臺呼叫，如果： xy，小車左行到呼叫站臺停車； xy，小車右行到呼叫站臺停車； x=y，小車停止；3. 小車在SY1和SY4處要有可靠的保護功能，自動往返或準(zhǔn)確停車，防止向外撞；4. 小車路過每個站臺要有指示燈顯示；但LB1和LB4燈要閃3次；圖1 小車控制示意圖二、設(shè)計

3、思路及有關(guān)說明1.總體設(shè)計思路將傳感器SYx的輸出信號、行程開關(guān)、呼叫按是SB1-SB4等分別接西門子S7-200PLC相應(yīng)的輸入口作為輸入信號，輸出口接電動機及各指示燈用以控制電動機和指示燈有序的運行，控制過程由PLC應(yīng)用程序完成。當(dāng)一號工作臺呼叫時，SB1=1，若此時小車正位于一號工作臺，則一號工作臺指示燈LB1亮，指示小車位置，但是電機不動作，小車保持停止?fàn)顟B(tài)；若此時小車在其他位置，則向左運動到一號工作位，每路過一個站臺均有指示燈閃爍提示。當(dāng)二號站臺呼叫時，SB2=1，若此時小車正位于二號工作臺，則二號工作臺指示燈LB2亮，但是電機不動作，小車保持停止?fàn)顟B(tài)；若此時小車在其他位置，則通過傳

4、感器SYx輸出的信號判斷小車的?？课恢?，確定向左或向右移動，直到移動到一號工作位?？?，每路過一個站臺均有指示燈閃爍提示。其他站臺呼叫依此類推。其中，出于小車的安全考慮，指示燈提示LB1、LB4閃三次，而LB2、LB3只需閃一次。2. 小車運行控制的流程圖根據(jù)總體思路，大致做出小車運行的控制流程圖如下：圖2 小車運行流程圖3.小車運行的主電路小車的運行采用直流電動機，電動機的正/反轉(zhuǎn)即可帶動小車的左右運動，電動機運行的主電路如下圖所示。圖3 主電路圖三、基于PLC的電氣控制系統(tǒng)電路圖1. I/O口的分配方案本設(shè)計共需要9個輸入信號，其中開始/結(jié)束按鈕占用兩個輸入接口，用以控制整個電路的啟動和停止

5、；每個站臺處的呼叫開關(guān)SB1SB4共占用4輸入個接口，有小車的呼叫需要時只需按下相應(yīng)的開關(guān)即可；每個站臺處的傳感器SY1SY4共占用4個輸入口，用來發(fā)出小車的位置信號和到達相應(yīng)站臺時自動停止的信號。系統(tǒng)輸出信號共有6個。其中控制電動機的正反轉(zhuǎn)（即小車的左右移動）需要2個輸出信號，另外4個用于控制指示燈LB1LB4的亮滅。據(jù)此可選擇的西門子S7-200系列PLC的CPU類型可為CPU224。CUP224共有14個輸入端口和10個輸出端口，可以滿足本次設(shè)計需求，且有適量冗余。根據(jù)輸入輸出信號的個數(shù)和種類分配I/O口如表1所示。表1 I/O地址分配表控制信號信號名稱I/O地址分配表元件名稱元件符號地

6、址編碼輸入信號輸入信號開始信號啟動按鈕SF1I1.5停止信號停止按鈕SF2I1.61號站臺呼叫信號呼叫開關(guān)SB1I0.12號站臺呼叫信號呼叫開關(guān)SB2I0.23號站臺呼叫信號呼叫開關(guān)SB3I0.34號站臺呼叫信號呼叫開關(guān)SB4I0.41號站臺位置信號傳感器SY1I1.12號站臺位置信號傳感器SY2I1.23號站臺位置信號傳感器SY3I1.34號站臺位置信號傳感器SY4I1.4輸出信號左行信號電動機正轉(zhuǎn)控制接觸器QA1Q1.0右行信號電動機反轉(zhuǎn)控制接觸器QA2Q1.1指示燈1信號指示燈LB1Q0.1指示燈2信號指示燈LB2Q0.2指示燈3信號指示燈LB3Q0.3指示燈4信號指示燈LB4Q0.42

7、. PLC硬件連接電路圖根據(jù)以上I/O分配表和CPU224的輸入輸出端口分布可進行系統(tǒng)接線圖設(shè)計，如下圖所示。圖4 PLC控制系統(tǒng)接線圖4、 PLC控制程序的編制根據(jù)小車的控制要求及PLC的接口設(shè)置，設(shè)計出PLC控制程序的梯形圖如下：14PLC程序的語句表為：Network 1 LD I1.5O M0.7AN I1.6= M0.7Network 2LD M0.0O M0.1O M0.3A M0.7= Q1.0Network 3LD M0.2O M0.4O M0.5A M0.7= Q1.1Network 4LD I0.1O M0.0AN I1.1= M0.0Network 5LD I0.2O M

8、0.1AB QB0, IB0AN I1.2= M0.1Network 6LD I0.2O M0.0AB IB0, QB0AN I1.2= M0.2Network 7LD I0.3O M0.3AB QB0, IB0AN I1.3= M0.3Network 8LD I0.3O M0.4AB IB0, QB0AN I1.3= M0.4Network 9LD I0.4O M0.5AN I1.4= M0.5Network 10LD I1.1O Q0.1O T33AN M1.1AN T34AN C0= Q0.1Network 11LD T34O M1.1AN C0AN M1.0= M1.1TON T33,

9、 50Network 12LD T33AN C0AN M1.1= M1.0TON T34, 50Network 13LD T33O T98LD M1.6CTU C0, 3Network 14LD C0= M1.6Network 15LD I1.2O M1.2AN T35= M1.2TON T35, 50Network 16LD M1.2= Q0.2Network 17LD I1.3O M1.3AN T36= M1.3TON T36, 50Network 18LD M1.3= Q0.3Network 19LD I1.4O Q0.4O T98AN M1.4AN T97AN C0= Q0.4Netw

10、ork 20LD T97O M1.4AN C0AN M1.5= M1.4TON T98, 50Network 21LD T98AN C0AN M1.4= M1.5TON T97, 505、 元器件的選擇根據(jù)設(shè)計中小車的運行要求及主電路和控制電路對元器件的性能要求，選擇電氣元器如下：PLC主機選擇集成14輸入10輸出的CPU224；直流電動機選擇中小型的Z4-100-1電動機作為小車動力；控制按鈕選擇比較常用的LAI9系列控制按鈕中的LA9-11D型；選用尺寸為12mm感應(yīng)距離為200mm的漫反射式光電傳感器FM-T02N-P31P2；小車位置指示燈選擇WDM-JD125-1型LED指示燈，選色

11、為黃色；主電路接觸器選擇額定工作電壓為220V的交流接觸器CJX2-09-10。選取原件清單如表2所示。表2 元器件選擇清單元器件名稱數(shù)量型號CPU1CPU224直流電動機1Z4控制按鈕6LAI9-11D光電傳感器4FM-T02N-P31P2LED指示燈4WDM-JD125-1(黃)接觸器2CJX2-09-106、 操作說明書小車多方式運行的PLC控制系統(tǒng)操作方法如下：運行PLC，使控制系統(tǒng)上電；開始/停止按鈕分別用于主電路的接通和斷開；當(dāng)某站臺有呼叫需要時，按動相應(yīng)控制按鈕即可呼叫小車到相應(yīng)位置自動停止；小車每路過一個站臺均有指示燈提示，其中1號臺和4號臺指示燈閃爍3次，提示小車到達邊界；關(guān)

12、閉整個系統(tǒng)時先按停止按鈕關(guān)閉主電路，之后再關(guān)閉PLC，使控制系統(tǒng)斷電；PLC控制系統(tǒng)的CPU存在一定I/O口冗余，且支持擴展模塊，可進行適當(dāng)?shù)墓δ軘U展。7、 心得體會小車多方式運行的PLC控制是一個貼近實際生活的設(shè)計問題，通過對這一問題的研究，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和解決實際工程問題的能力，從課程設(shè)計中取得了比較大的收獲。這次課程設(shè)計加深了我對PLC控制的理解和掌握，對PLC控制系統(tǒng)有了一個更深理解，整合了平時所學(xué)的PLC知識，系統(tǒng)的鞏固了課程中所學(xué)的PLC內(nèi)容，同時也加強了自己的動手和動腦的能力，同時了解了一些PLC在實際生活中的應(yīng)用。設(shè)計過程中學(xué)習(xí)了西門子S7-200系列PLC的編程

13、軟件SETP7-Micro/WIN的基本操作，這也是比較大的一個收獲。更重要的是在設(shè)計中我還發(fā)現(xiàn)了許多自身的不足之，比如，對于簡單的PLC控制及編程還可以掌握，但復(fù)雜一些的程序就很難駕馭了。還有就是，對于PLC的工作原理我并沒有太深的理解，只有一個大致的概念，這些都是我今后還要深入學(xué)習(xí)的內(nèi)容?？傮w而言，這次課程設(shè)計對我的幫助很大。課程設(shè)計結(jié)束之后，我已經(jīng)會編寫簡單的PLC控制程序，學(xué)會了運用SETP7-Micro/WIN軟件進行編程，更加認識了自己的不足。本次課程設(shè)計讓我對PLC有了進一步深層次的學(xué)習(xí)，這是普通課堂學(xué)習(xí)中無法實現(xiàn)的。8、 參考文獻1 現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù) 主編：王永華 北京航空航天大學(xué)出版社2PLC編程及應(yīng)用主編：廖常除 編著 機械工程出版社3PLC編程實用指南 主編：宋伯生 機械工業(yè)出版社4 電氣控制與PLC課程設(shè)計指導(dǎo)書 江南大學(xué)5單片機與可編程序