PLC立體倉庫課程設(shè)計(jì)

年5月29日PLC立體倉庫課程設(shè)計(jì)文檔僅供參考--大學(xué)--學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書(20--/20--年第-學(xué)期)課程名稱:可編程序控制器課程設(shè)計(jì)題目:立體倉儲單元控制課程設(shè)計(jì)專業(yè)班級:學(xué)生姓名:學(xué)號:指導(dǎo)教師:設(shè)計(jì)周數(shù):設(shè)計(jì)成績:年月日目錄1、課程設(shè)計(jì)目的 32、課程設(shè)計(jì)正文 32.1、功能介紹 32.2、硬件接口電路與原理 32.2.1、I/O接口分配表 32.2.2、接口說明 42.3、系統(tǒng)流程圖 42.4、PLC程序梯形圖 52.4.1、程序分析 183、課程設(shè)計(jì)結(jié)論 194、參考文獻(xiàn) 201．課程設(shè)計(jì)目的經(jīng)過對實(shí)驗(yàn)室流水線上具體的從站及其接線方式的認(rèn)真觀察,了解其各部分功能,對PLC主機(jī)進(jìn)行編程來控制相關(guān)元件動作,來加深對PLC原理與實(shí)踐應(yīng)用。主要是梯形圖的掌握,這一點(diǎn)是本次課程設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵因素,直接關(guān)系著最終設(shè)計(jì)的成敗與否。對此要發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神,一起探討,集思廣益,積極動手動腦,勤于程序調(diào)試,不斷發(fā)現(xiàn)并解決問題,不怕失敗,勇于挑戰(zhàn)困難,逐漸趨于完美并達(dá)到任務(wù)要求。本實(shí)驗(yàn)選用從站八,即立體倉儲控制單元,對三臺不同方向運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制來實(shí)現(xiàn),需要認(rèn)真周到地編寫程序并能大概預(yù)見其執(zhí)行效果,在具體調(diào)試中不斷完善程序。另外在測試階段一定要注意設(shè)備安全,避免電機(jī)的堵轉(zhuǎn),更要注意人身安全,防止機(jī)械劃傷碰傷。２.課程設(shè)計(jì)正文２.１功能介紹在設(shè)計(jì)目的中已說過,本實(shí)驗(yàn)選用從站八,即立體倉儲控制單元,經(jīng)過對三臺不同方向運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制來實(shí)現(xiàn)鏟車上下前后運(yùn)動以及鏟車手臂的左右運(yùn)動?？刂婆_上有個(gè)按鈕,分別是啟停、復(fù)位、單步、手動自動。由于本次實(shí)驗(yàn)要求沒有設(shè)計(jì)自動控制,因此手動自動按鈕沒有進(jìn)入編程的考慮范圍內(nèi)。使用說明:１．上電復(fù)位,接通PLC電源后相關(guān)計(jì)數(shù)器清零,并自動進(jìn)入復(fù)位運(yùn)動狀態(tài),如果已經(jīng)復(fù)位則等待;２．按下啟停,系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài);３．按一下單步,系統(tǒng)進(jìn)入第一次取貨運(yùn)動;４.再按一下單步,系統(tǒng)進(jìn)入第一次送貨運(yùn)動;５．每完成一個(gè)運(yùn)動按一次單步,則系統(tǒng)重復(fù)３、４步驟,直到取送完所有貨物。６．按復(fù)位按鈕則執(zhí)行復(fù)位動作,鏟車回到起始位。２.２硬件接口電路與原理2.2.1CPU224CNI/O接口分配表名稱I/O口屬性名稱I/O口屬性啟動/停止I0.0自保持列定位常開上升沿有效I1.2復(fù)位I0.1常開層定位常開上升沿有效I1.3單步I0.2常開M0前行輸出線圈Q0.0手動/自動I0.3自保持M0后行輸出線圈Q0.1M0后限位I0.4常開開關(guān)M1下行輸出線圈Q0.2M0前限位I0.5常開開關(guān)M1上行輸出線圈Q0.3M1下限位I0.6常開開關(guān)M2左行輸出線圈Q0.4M1上限位I0.7常開開關(guān)M2右行輸出線圈Q0.5M2右限位I1.0常開開關(guān)M2左限位I1.1常開開關(guān)2.2.2接口說明:啟停、復(fù)位、單步、這三個(gè)按鈕為控制臺上能夠直接操作的按鈕,能夠用它們來控制系統(tǒng)的運(yùn)行。但限位開關(guān)是安裝在運(yùn)動導(dǎo)軌上的位置開關(guān),在系統(tǒng)運(yùn)動時(shí)觸碰到它們時(shí)起作用成為輸入信號并傳入CPU的I0.4到I1.1接口。層、列定位分別由堅(jiān)直導(dǎo)軌上的六個(gè)小金屬片和水平導(dǎo)軌上的三個(gè)小金屬片作為輸入信號,經(jīng)過光電傳感器轉(zhuǎn)換成電信號傳遞給層定位I1.2和列定位I1.3,輸出線圈直接由CPU的Q0.0到Q0.5分別兩兩傳給三個(gè)不同電機(jī),從而分別控制其正反轉(zhuǎn)。經(jīng)過這樣的I/O口分配以后,剩下的就由軟件編程來處理其具體控制任務(wù)了。２.３系統(tǒng)流程圖上電上電單步進(jìn)入復(fù)位子程序到第一層第二列取貨將貨送回第一層第二列到第一層第三列取貨將貨送回第一層第三列到第二層第二列取貨將貨送回第二層第二列將貨送回第二層第三列到第二層第三列取貨到第三層第二列取貨將貨送回第三層第二列到第三層第三列取貨將貨送回第三層第三列單步11次單步2次單步12次單步3次單步4次單步10次單步9次單步5次單步6次單步7次單步8次單步1次主程序２.４PLC程序梯形圖主程序復(fù)位子程序定位子程序運(yùn)行子程序 2.4.1程序分析:本課題所選設(shè)備為實(shí)驗(yàn)室從站八,即立體倉儲控制單元系統(tǒng)。I/O接口方式按”I/O接口分配表”接線,接好線后先檢查一下,在確認(rèn)無錯(cuò)后再編程實(shí)驗(yàn)。編程之前先了解各個(gè)元件的特點(diǎn)以及功能,比如控制按鈕的開關(guān)特點(diǎn)、限位開關(guān)的原理與用法、定位傳感器的原理與用法,更為主要的是要從大腦里想象出鏟車運(yùn)行的各個(gè)步驟與細(xì)節(jié)是如何協(xié)調(diào)工作的。在調(diào)試之前切記先把鏟子扳到右邊,以防止在鏟車手臂在錯(cuò)誤運(yùn)動時(shí)卡在倉庫里使電機(jī)堵轉(zhuǎn)而燒壞。本程序大量使用了CPU內(nèi)部的”RS”復(fù)位－置位邏輯單元,目的是使三個(gè)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)不會發(fā)生沖突,比如當(dāng)電機(jī)前進(jìn)時(shí),保證沒有使電機(jī)停止的程序同時(shí)起作用,以此類推。同時(shí)利用限位開關(guān)的上升沿或下降沿解決了順序控制才能解決的問題,比如取到貨返回時(shí),務(wù)必先右行使鏟子撤出倉庫才能下行和前行,這樣右限位開關(guān)的上升沿就起到了這個(gè)順序功能。具體實(shí)現(xiàn)方法在程序里面體現(xiàn),在這里就不贅述了。另外用到三個(gè)計(jì)數(shù)器C0、C1、C2,分別記錄列計(jì)數(shù),層計(jì)數(shù)和單步次數(shù)。前兩個(gè)為加減計(jì)數(shù)器,到達(dá)最前端或最下端復(fù)位,能夠根據(jù)實(shí)際情況記錄當(dāng)前的層與列,用于定位,使鏟車確定所要取貨的倉庫號;第三個(gè)計(jì)數(shù)器為加計(jì)數(shù),按復(fù)位鍵時(shí)復(fù)位,作用是記錄該執(zhí)行哪次單步動作,如果取貨和送貨是兩個(gè)單步的話,那么要完成6個(gè)貨物的搬運(yùn)總共需要12次單步計(jì)數(shù)。在程序具體執(zhí)行時(shí)表現(xiàn)為C2為奇數(shù)時(shí)取貨,C2為偶數(shù)時(shí)送貨,因此程序里面大量出現(xiàn)了”C2=?”的判斷指令。縱觀整個(gè)程序,分為主程序,復(fù)位子程序,定位子程序,運(yùn)行子程序。主程序里包括對計(jì)數(shù)器清零,上電復(fù)位子程序入口,定位子程序入口,運(yùn)行子程序入口。復(fù)位子程序里只有使鏟車回到原始位置的指令,及回來前限位,下限位和右限位位置。定位子程序包括兩個(gè)計(jì)數(shù)器C0、C1,分別用于列與層的定位,還有列一、列二、列三,層一下,層一上,層二下,層二上,層三下,層三上的定義。運(yùn)行子程序包括單步計(jì)數(shù)器C2,還有前行取送貨,后行取送貨,左行取送貨,右行取送貨,上行取送貨,下行取送貨等等。分別代表各種不同的狀態(tài)對應(yīng)的動作指令,從而告訴鏟車每一步和每一個(gè)狀態(tài)應(yīng)該做什么。3.課程設(shè)計(jì)結(jié)論本課題所選設(shè)備為實(shí)驗(yàn)室從站八,即立體倉儲控制單元系統(tǒng)。編程過程是最復(fù)雜與艱難的,是我們最大的挑戰(zhàn)。在編程與調(diào)試期間出現(xiàn)了很多意想不到的事情,讓我們哭笑不得,甚至有時(shí)失去了信心。不過后來,經(jīng)過老師的指點(diǎn)與我們組員的共同探討與努力,最終還是取得了成功。那一刻是成功的驚喜,是我們辛苦勞動的最好回報(bào)。編程確實(shí)不是一件容易的事,開始我們想當(dāng)然地用三四個(gè)小時(shí)洋洋灑灑地編寫出來一堆指令代碼,當(dāng)時(shí)以為我們的程序能給我們帶來驚喜,或者哪怕一點(diǎn)點(diǎn)的成功,可是現(xiàn)實(shí)太殘酷了,我們的程序竟然像個(gè)植物人似的,運(yùn)行后一點(diǎn)都不對,讓我們很郁悶,但看著那么大的程序,真不知道到底哪里出錯(cuò)了,頓時(shí)手足無措。后來老師建議我們一小塊一小塊地編寫調(diào)試,不要眉毛胡子一把抓。后來我們一點(diǎn)一點(diǎn)地編寫,讓它執(zhí)行每個(gè)小步驟,還嘗試了順序控制的指令,但最終因?yàn)榉爆嵍∠?取而代之的是RS指令組合的步進(jìn)控制方式。編程最重要的一點(diǎn)是思路清晰,其次是思維周到,要認(rèn)真分析系統(tǒng)運(yùn)動的每一個(gè)細(xì)節(jié),確定先后順序,還要考慮每一動作是否會跟其它輸出指令形成沖突。在本程序中多個(gè)計(jì)數(shù)器分別控制層定位、列定位和單步計(jì)數(shù),為的是使定位準(zhǔn)確同時(shí)又不跟其它指令沖突,單步計(jì)數(shù)作為某一次取貨或者送貨的標(biāo)志,為的是不與其它單步次數(shù)混淆?？紤]了這些以后,剩下的編程就有了一個(gè)基礎(chǔ)框架,也就能夠有目的有步驟有選擇地進(jìn)行了。不過在后來的調(diào)試之間我們還是發(fā)現(xiàn)了很多問題,還想到了一些改進(jìn)方法,比如復(fù)位時(shí)我們讓下行與前行同時(shí)進(jìn)行,這樣不但節(jié)省了時(shí)間而且還是一種創(chuàng)新,我們很為之高興。完善之后,我們的程序更加合理。編程確實(shí)是一件不容易的事,不止要考慮周到,而且更重要的是認(rèn)真,每一個(gè)細(xì)節(jié)的過失都會使程序不能正常工作甚至造成堵轉(zhuǎn)而燒毀電機(jī)。而且對于一些不正常的動作我們還要細(xì)心耐心從程序中發(fā)現(xiàn)問題,因?yàn)槌绦蚝荦嫶蠖抑噶钪坝新?lián)系,因此發(fā)現(xiàn)并解決每個(gè)問題都不是一件簡單的事情。最后我們的程序完成了,也取得了成功,應(yīng)該是一件值得慶賀的事。其時(shí)我們最大的收獲不是順利完成了鏟車的動作任務(wù),而是編程和處理問題的過程還有組員互相幫助,共同討論,引發(fā)新思路并成功克服困難的過程。4．參考文獻(xiàn)[1]常輝.西門子S7-200PLC入門與應(yīng)用實(shí)例[M