自動送料小車控制

1、PLC控制技術(shù)課程設(shè)計目 錄1設(shè)計任務(wù)與要求11.1課程設(shè)計任務(wù)11.2課程設(shè)計要求12 設(shè)計方案32.1運料小車的運動分析32.2設(shè)備控制要求42.3整體方案論證42.4系統(tǒng)資源分配52.4.1 I O地址分配52.4.2 數(shù)字量輸入部分52.4.3 數(shù)字量輸出部分63硬件電路設(shè)計74軟件設(shè)計94.1.1 梯形圖94.1.2 指令表125 調(diào)試過程155.1呼叫按鈕155.2行程開關(guān)155.3比較155.4向左運動155.5向右運動155.6調(diào)試操作166 結(jié)論18參考文獻191設(shè)計任務(wù)與要求1.1課程設(shè)計任務(wù)任務(wù)描述某自動生產(chǎn)線上運料小車的運動如圖所示，運料小車由一臺三相異步電動機拖動電動

2、機正轉(zhuǎn)，小車右行，電機反轉(zhuǎn)，小車左行。在生產(chǎn)線上有5個編碼為15的站點供小車?？?，在每一個停靠站安裝一個行程開關(guān)以監(jiān)測小車是否到達該站點。對小車的控制除了啟動按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有5個呼叫開關(guān)（SB1SB5）分別與5個?？奎c相對應(yīng)。1.2課程設(shè)計要求（1）按下啟動按鈕,系統(tǒng)開始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作；（2）當小車當前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕SB的編碼時，小車向右運行，運行到呼叫按鈕SB所對應(yīng)的?？空緯r停止；（3）當小車當前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕SB的編碼時，小車向左行，運行到呼叫按鈕SB所對應(yīng)的?？空緯r停止；（4）當小車當前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕SB的編碼時，小車

3、保持不動；（5）呼叫按鈕開關(guān)SB1SB5應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。（6）設(shè)計PLC硬件電器連接圖。（7）設(shè)計PLC控制程序(梯形圖或指令程序)。2 設(shè)計方案2.1運料小車的運動分析某自動生產(chǎn)線上運料小車的運動如圖2-1所示：運料小車自動化生產(chǎn)線1號站_2號站4號站3號站5號站圖2-1運料小車示意圖運料小車由一臺三相異步電動機拖動，電機正轉(zhuǎn)，小車向右行，電機反轉(zhuǎn)，小向左行。電動機正反轉(zhuǎn)圖如圖2-2所示： 圖2-2三相異步電動機正反轉(zhuǎn)主電路圖在生產(chǎn)線上有5個編號為l5的站點供小車?？?，在每一個停靠站安裝一個行程開關(guān)以監(jiān)測小車是否到達該站點。對小車的控制除了啟動按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有5個呼叫

4、按鈕開關(guān)(SB1SB5）分別與5個停靠站點相對應(yīng)。2.2設(shè)備控制要求運料小車在自動化生產(chǎn)線上的控制要求如下；（1）按下啟動按鈕，系統(tǒng)開始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作；（2）當小車當前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車向右運行，運行到呼叫按鈕HJ所對應(yīng)的?？空緯r停止；（3）當小車當前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車向左運行，運行到呼叫按鈕HJ所對應(yīng)的?？空緯r停止；（4）當小車當前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車保持不動；（5）呼叫按鈕開關(guān)HJIHJ5應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。2.3整體方案論證按照設(shè)計要求，只是控制小車正轉(zhuǎn)和反正，所以采用經(jīng)驗設(shè)計法

5、。控制系統(tǒng)圖如圖2-3所示：圖2-3 運料小車控制系統(tǒng)圖根據(jù)系統(tǒng)控制要求，分析出如下系統(tǒng)控制流程圖：圖 2-4 控制系統(tǒng)流程圖2.4系統(tǒng)資源分配2.4.1 I O地址分配由于CPU模塊有14點數(shù)字量輸入，10點數(shù)字量輸出，所以不再需要輸入輸出模塊。采用IO自動分配方式，模塊上的輸入端子對應(yīng)的輸入地址是I0.0I1.3，輸出端子對應(yīng)的輸出地址是 Q0.0Q0.92.4.2 數(shù)字量輸入部分這個控制系統(tǒng)的輸入有啟動按鈕開關(guān)、停止按鈕開關(guān)、5個呼叫按鈕開關(guān)、5個行程開關(guān)共12點輸入。具體的輸入分配如表2-1所示：輸入地址對應(yīng)的外部設(shè)備 I0.0啟動按鈕開關(guān) I0.1停止按鈕開關(guān) I0.21號站呼叫按鈕

6、開關(guān) I0.32號站呼叫按鈕開關(guān) I0.43號站呼叫按鈕開關(guān) I0.54號站呼叫按鈕開關(guān) I0.65號站呼叫按鈕開關(guān) I0.71號站行程開關(guān) I1.02號站行程開關(guān) I1.13號站行程開關(guān) I1.24號站行程開關(guān) I1.35號站行程開關(guān)表2-1 輸入地址分配2.4.3 數(shù)字量輸出部分這個控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備只有控制小車運動的三相電動機。但是電機有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)，分別對應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點有2個。具體的輸出分配表如表2-2所示：輸出地址對應(yīng)外部設(shè)備Q0.0電機反轉(zhuǎn)繼電器Q0.1電機正轉(zhuǎn)繼電器表2-2輸出地址分配3硬件電路設(shè)計系統(tǒng)硬件接線圖如圖3-1、3-2所示：圖3-1

7、 主電路圖3-2系統(tǒng)接線圖圖中KM1 和KM2 分別是控制電機正轉(zhuǎn)運行（小車前進）和反轉(zhuǎn)運行（小車后退）的交流接觸器。用KM1 和KM2 的主觸點改變進入電動機的三相電源的相序, 即可以改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。圖中KM1 的線圈串聯(lián)了KM2 的輔助常閉觸點,KM2 的線圈串聯(lián)了KM1的輔助常閉觸點,組成了硬件互鎖電路?？梢员苊庥捎谡崔D(zhuǎn)（小車前進、后退）切換過程中電感的延時作用,導致原來接通的接觸器的主觸點還未斷弧時, 另一個接觸器的主觸點已經(jīng)合上而造成交流電源瞬間短路的故障。通過主電路與PLC 的控制電路的接線, 才能實現(xiàn)PLC 對系統(tǒng)的控制。實物圖4軟件設(shè)計4.1.1 梯形圖寫出送料小車的梯

8、形圖，如下圖所示：4.1.2 指令表由系統(tǒng)總梯形圖，我們寫出送料小車的程序指令，如下圖所示：5 調(diào)試過程5.1呼叫按鈕在該程序中，5個站的呼叫按鈕分別用數(shù)字1-5來表示。當按下1號站呼叫按鈕開關(guān)時，行程開關(guān)I0.2得電，數(shù)字1傳送到VB0；當按下2號站呼叫按鈕開關(guān)時，行程開關(guān)I0.3得電，數(shù)字2傳送到VB0；依次類推，當按下5號站呼叫按鈕開關(guān)時，行程開關(guān)I0.6得電，數(shù)字5傳送到VB0。5.2行程開關(guān)在該程序中，5個站的行程開關(guān)分別用數(shù)字1-5來表示。當小車在1號站時，行程開關(guān)I0.7得電，將數(shù)字1傳送到VB0；當小車在2號站時，行程開關(guān)I1.0得電，將數(shù)字2傳送到VB0。依次類推，當小車在5

9、號站時，行程開關(guān)I1.3得電，將數(shù)字5傳送到VB1。5.3比較按下啟動按鈕和呼叫按鈕后，開始對行程開關(guān)VB0和呼叫按鈕VB1中的數(shù)據(jù)進行比較。當VB1>VB0時，即小車當前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕的編碼時，小車向左運行；當VB1=VB0時，即小車當前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕的編碼時，小車不動；當VB1<VB0時，即小車當前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時,小車向右運行。5.4向左運動小車當前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕的編碼時，小車向左運行，運行到呼叫按鈕所對應(yīng)的?？空緯r停止。5.5向右運動小車當前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時，小車向右運行，運行呼叫按鈕所對應(yīng)的

10、停靠站時停止。5.6調(diào)試操作先按接線圖接好線，打開電腦中的“PLC在運料小車控制系統(tǒng)中應(yīng)用”的程序，在下載到S7-200中。開始調(diào)試：按下啟動按鈕I0.0，假定小車初始位置在1號位置，按下行程開關(guān)I0.7?，F(xiàn)在開始呼叫：1號位置呼叫，按下I0.2，Q0.0和Q0.1都不亮，說明電機不轉(zhuǎn)小車停止，撥回I0.2；2號位置呼叫，按下I0.3，Q0.1亮，說明電機正轉(zhuǎn)小車右行，撥回I0.3；3號位置呼叫，按下I0.4，Q0.1亮，說明電機正轉(zhuǎn)小車右行，撥回I0.4；4號位置呼叫，按下I0.5，Q0.1亮，說明電機正轉(zhuǎn)小車右行，撥回I0.5；5號位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，說明電機正轉(zhuǎn)小車右行，

11、撥回I0.6；撥回I0.7。假定小車初始位置在2號位置，按下行程開關(guān)I1.0?，F(xiàn)在開始呼叫：1號位置呼叫，按下I0.2，Q0.0亮，說明電機反轉(zhuǎn)小車左行，撥回I0.2；2號位置呼叫，按下I0.3，Q0.0和Q0.1都不亮，說明電機不轉(zhuǎn)小車停止，撥回I0.3；3號位置呼叫，按下I0.4，Q0.1亮，說明電機正轉(zhuǎn)小車右行，撥回I0.4；4號位置呼叫，按下I0.5，Q0.1亮，說明電機正轉(zhuǎn)小車右行，撥回I0.5；5號位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，說明電機正轉(zhuǎn)小車右行，撥回I0.6；撥回I1.0。假定小車初始位置在3號位置，按下行程開關(guān)I1.1?，F(xiàn)在開始呼叫：1號位置呼叫，按下I0.2，Q0.0

12、亮，說明電機反轉(zhuǎn)小車左行，撥回I0.2；2號位置呼叫，按下I0.3，Q0.0亮，說明電機反轉(zhuǎn)小車左行，撥回I0.3；3號位置呼叫，按下I0.4，Q0.0和Q0.1都不亮，說明電機不轉(zhuǎn)小車停止，撥回I0.4；4號位置呼叫，按下I0.5，Q0.1亮，說明電機正轉(zhuǎn)小車右行，撥回I0.5；5號位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，說明電機正轉(zhuǎn)小車右行，撥回I0.6；撥回I1.1。假定小車初始位置在4號位置，按下行程開關(guān)I1.2?，F(xiàn)在開始呼叫：1號位置呼叫，按下I0.2，Q0.0亮，說明電機反轉(zhuǎn)小車左行，撥回I0.2；2號位置呼叫，按下I0.3，Q0.0亮，說明電機反轉(zhuǎn)小車左行，撥回I0.3；3號位置呼叫

13、，按下I0.4，Q0.0亮，說明電機反轉(zhuǎn)小車左行，撥回I0.4；4號位置呼叫，按下I0.5，Q0.0和Q0.1都不亮，說明電機不轉(zhuǎn)小車停止，撥回I0.5；5號位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，說明電機正轉(zhuǎn)小車右行，撥回I0.6；撥回I1.2。假定小車初始位置在5號位置，按下行程開關(guān)I1.3。現(xiàn)在開始呼叫：1號位置呼叫，按下I0.2，Q0.0亮，說明電機反轉(zhuǎn)小車左行，撥回I0.2；2號位置呼叫，按下I0.3，Q0.0亮，說明電機反轉(zhuǎn)小車左行，撥回I0.3；3號位置呼叫，按下I0.4，Q0.0亮，說明電機反轉(zhuǎn)小車左行，撥回I0.4；4號位置呼叫，按下I0.5，Q0.0亮，說明電機反轉(zhuǎn)小車左行，撥

14、回I0.5；5號位置呼叫，按下I0.6，Q0.0和Q0.1都不亮，說明電機不轉(zhuǎn)小車停止，撥回I0.6；撥回I1.2。按下停止按鈕I0.1，撥回I0.1，I0.0，調(diào)試結(jié)束。備注:由于實驗箱按鈕只有I0.0I0.7，實驗中I1.0I1.3都用接線到I0.0的方式來代替的。6 結(jié)論在做這個設(shè)計中，我學會了很多以前沒學過的知識，也鞏固了很多以前沒學好的知識，使我的專業(yè)理論知識更加扎實，軟件操作更加熟練了。做完這個設(shè)計后，我得出幾個結(jié)論如下：1、送料小車在硬件設(shè)計中，加入了擴展模塊，可以在觸點不夠的情況下方便地實現(xiàn)該小車的系統(tǒng)控制；然后軟件設(shè)計中，運用了上微分指令，簡化了程序，還運用了互鎖，確保了系統(tǒng)的正常運行，減少了系統(tǒng)的故障點。在送料小車的系統(tǒng)中加入了手動操作程序，便于設(shè)備的維修，方便操作人員操作。2、該小車系統(tǒng)在實施的情況下，其成本價格比較高。3、該小車控制系統(tǒng)的研究方向：由于本小車系統(tǒng)并不完善，只做了送料，沒有設(shè)計小車怎么裝料和小車到料倉后送料的多少。這兩方面是該系統(tǒng)設(shè)計的完善，是將來的研究方向。 最后，經(jīng)過這次課程設(shè)計培養(yǎng)了我們的設(shè)計能力以及全面的考慮問題能力。學習的過