臺車PLC控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明

./目錄引言……………………3可編程控制器概述……………………5PCL的基本結(jié)構(gòu)和工作原理…………6工藝過程……………………8系統(tǒng)控制方案………………9PLC系統(tǒng)選擇………………9I/O地址分配………………9程序設(shè)計(jì)……………………11感信………………12小結(jié)………………13參考文獻(xiàn)…………14電動運(yùn)輸車呼車PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)況月榮摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,臺車呼車控制系統(tǒng)在醫(yī)藥、冶金、建材、飼料加工等行業(yè)被廣泛地用于物料的自動配置。實(shí)現(xiàn)物料的自動配置控制,不僅節(jié)省了人力和物力,而且也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量,提高了生產(chǎn)率,同時也可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化科學(xué)管理。

本設(shè)計(jì)介紹的是基于可編程控制器西門子S7-200的臺車呼車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),能夠指示臺車的停車位和呼車使能、是否可以呼車及臺車是否到位、能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)、電機(jī)反轉(zhuǎn)、可以緊急停車等功能。

本文闡述了可編程控制器西門子S7-200的功能特點(diǎn)以及操作。提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。

本系統(tǒng)具有價格低廉、高可靠性、高性能和智能化的特點(diǎn)。

通過該系統(tǒng)的成功研制和應(yīng)用,生產(chǎn)效率將大幅提高,工人的勞動強(qiáng)度將大幅度降低,控制精度也將進(jìn)一步提高。Witheconomicdevelopment,thecontrolsystemofcarcallinmedicine,metallurgy,buildingmaterials,feedprocessingindustriesarewidelyusedintheautomaticconfigurationofmaterials.Automaticconfigurationtoachievecontrolofmaterials,notonlysavesmanpowerandmaterialresources,butalsoimprovedproductquality,increaseproductivity,butalsocanachievemodernizationandscientificmanagement.

PaperspresentedisbasedonSiemensS7-200programmablecontrollerofthecarcallcontrolsystemforvehicledesignandimplementation,toindicatecarparkingspacesandcarcallenabled,cancallcarsandcarisinplace,canbeachievedthemotoristransferred,themotorreversal,canbeanemergencystopandotherfunctions.

Inthispaper,SiemensS7-200programmablecontroller'sfeaturesandoperation.Proposedoverallsystemdesign.

Thesystemhasalowcost,highreliability,highperformanceandintelligentfeatures.

Successofthesystemthroughthedevelopmentandapplicationofproductivitywillincreasedramatically,thelaborintensitywillbegreatlyreduced,thecontrolaccuracywillbefurtherenhanced.關(guān)鍵詞：可編程控制器；呼車；西門子S7-200引言PLC技術(shù)代表了當(dāng)今電氣程序控制的世界先進(jìn)水平。它與數(shù)控技術(shù),工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已成為機(jī)械工業(yè)自動化和CIM的三大支柱。據(jù)預(yù)測,在90年代,美、日、德等發(fā)達(dá)國家的控制屏將完全由PLC所占據(jù)。由于PLC吸收了微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新成果,發(fā)展十分迅速,使它已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出單純?nèi)〈^電器的應(yīng)用領(lǐng)域,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制的疇,在從單機(jī)自動化到整條生產(chǎn)線自動化,乃至整個工廠的生產(chǎn)自動化；從FMS、工業(yè)機(jī)器人到大型分散型控制系統(tǒng)中都擔(dān)當(dāng)著重要角色。PLC的由來1968年美國最大的汽車制造商通用汽車公司〔GM,為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的要求,以在激烈的競爭的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢,提出要研制一種新型的工業(yè)控制裝置來取代繼電器控制裝置,為此,特?cái)M定了十項(xiàng)公開招標(biāo)的技術(shù)要求,即：1編程簡單方便,可在現(xiàn)場修改程序；2硬件維護(hù)方便,最好是插件式結(jié)構(gòu)；3可靠性要高于繼電器控制裝置；4體積小于繼電器控制裝置；5可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；6成本上可與繼電器柜競爭；7輸入可以是交流115V；8輸出為交流115V,2A以上,能直接驅(qū)動電磁閥；9擴(kuò)展時,原有系統(tǒng)只需做很小的改動；10用戶程序存儲器容量至少可以擴(kuò)展到4KB。根據(jù)招標(biāo)要求,1969年美國數(shù)字設(shè)備公司〔DEC研制出世界上第一臺PLC〔PDP—14型,并在通用汽車公司自動裝配線上試用,獲得了成功,從而開創(chuàng)了工業(yè)控制新時期。PLC的發(fā)展PLC問世以來,其發(fā)展極為迅速。由最初的1位機(jī)發(fā)展為8位機(jī),現(xiàn)在的大型PLC已采用了32位微處理器,可同時進(jìn)行多任務(wù)操作,其技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。目前,世界上有PLC生產(chǎn)廠200多家,比較著名的有美國的A-B公司、通用電氣公司,日本的三菱、松下電工、歐姆龍,德國的西門子,法國的施耐德等。生產(chǎn)的PLC品種繁多,產(chǎn)品的更新?lián)Q代也極快,著名的生產(chǎn)公司幾乎每1~2年即可推出一種新產(chǎn)品。PLC的結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn),功能日益增強(qiáng),性能價格比越來越高。展望未來,PLC在規(guī)模和功能上正朝著兩個方向發(fā)展。一方面,大型PLC不斷向大容量、高速度、多功能的方向發(fā)展,能取代工業(yè)控制微機(jī)對大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動控制。另一方面,小型PLC向超小型、簡易、廉價方向發(fā)展,能真正完全取代最小的繼電接觸器系統(tǒng),適應(yīng)單機(jī)、數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域的控制要求。另外,不斷增強(qiáng)PLC的聯(lián)網(wǎng)通信功能,便于分散控制與集中控制的實(shí)現(xiàn)；大力開發(fā)智能I/O模塊,極增強(qiáng)PLC的過程控制能力,提高它的適應(yīng)性和可靠性；不斷使PLC的編程語言與編程工具向標(biāo)準(zhǔn)化和高級化方向發(fā)展可編程控制器概述<1>可編程控制器是當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域占主導(dǎo)地位的一種新型自動控制裝置,微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展是PLC出現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ),GM10是促使其問世的直接原因。目前,PLC正向著標(biāo)準(zhǔn)化、小型化、大容量、高速度、多功能等方面發(fā)展。<2>PLC專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì),具有抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、通用性好、功能強(qiáng)、編程簡單、使用維護(hù)方便等特點(diǎn),主要應(yīng)用于開關(guān)量控制、模擬量控制、數(shù)字控制及通信聯(lián)網(wǎng)等到領(lǐng)域。<3>PLC按結(jié)構(gòu)形式分為整體式和模塊式兩類；按功能和I/O點(diǎn)數(shù)可分為低檔機(jī)〔小型、超小型、中檔機(jī)〔中型、高檔機(jī)〔大型、超大型三類。衡量PLC性能的指標(biāo)主要有：I/O總點(diǎn)數(shù)、用戶程序存儲容量、指令總數(shù)、掃描速度、部寄存器配置及特殊功能模塊等。<4>PLC常用的編程語言有梯形圖、語句表、流程圖及高級語言等,其中梯形圖、語句表最常用。<5>PLC主要由CPU、存儲器、I/O模塊、電源模塊、I/O擴(kuò)展模塊、外設(shè)接口及編程器等部分組成；軟件部分包括系統(tǒng)軟件和用戶軟件兩大部分。<6>PLC的工作方式是采用循環(huán)掃描工作方式,每一循環(huán)包含了自診斷、與編程器等的通信、輸入采樣、執(zhí)行用戶程序、輸出刷新五個階段。小型PLC使用集中輸入、集中輸出工作方式,這大大提高了PLC工作的可靠性和抗干擾能力。<7>掃描周期的大小與掃描速度、用戶程序長短、I/O點(diǎn)數(shù)及其刷新速度、連接外設(shè)的多少等因素有關(guān)。<8>繼電接觸器控制采用硬邏輯"并行"運(yùn)行的方式,而可編程序控制器采用循環(huán)掃描的工作方式,其邏輯關(guān)系是用程序?qū)崿F(xiàn)而不是實(shí)際電路。PCL的基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、PLC的工作方式PLC對用戶程序的執(zhí)行采用循環(huán)掃描的工作方式。PLC開始運(yùn)行時,CPU對用戶程序作周期性循環(huán)掃描,在無跳轉(zhuǎn)指令或中斷的情況下,CPU從第一條指令開始順序逐條地執(zhí)行用戶程序,直到用戶程序結(jié)束,然后又返回第一條指令開始新的一輪掃描,并周而復(fù)始地重復(fù)。在每次掃描過程中,還要完成對輸入信號的采集和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。二、PLC的工作原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式,這是有別于微型計(jì)算機(jī)、繼電接觸器控制的重要特點(diǎn)。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。繼電接觸器控制系統(tǒng)采用硬邏輯"并行"運(yùn)行的方式。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式,在工作過程中,如果某個軟繼電器的線圈接通,該線圈的所有常開和常閉觸點(diǎn)并不一定會立即動作,只有CPU掃描到該接點(diǎn)時才會動作：其常閉觸點(diǎn)斷開,常開觸點(diǎn)閉合。也就是說,PLC在任一時刻只能執(zhí)行一條指令,是以"串行"方式工作,這樣便避免了繼電接觸器控制的觸點(diǎn)競爭和時序失配問題。三、PLC的工作過程1．PLC的工作過程PLC整個工作過程包含五個階段：自診斷、與編程器等進(jìn)行通信、輸入采樣、執(zhí)行用戶程序、輸出刷新。PLC的工作過程框圖2.輸入和輸出映像寄存器輸入和輸出映像寄存器是在PLC的RAM工作區(qū)中將一特定區(qū)域的存儲單元作為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器的存儲區(qū)。輸入映像寄存器中存儲著對應(yīng)位輸入"繼電器"的通/斷狀態(tài)。高電平"1"為通,低電平"0"為斷。此處"繼電器"是指由系統(tǒng)軟件程序賊予的具有繼電器功能的"軟繼電器"。每位輸入映像寄存器也對應(yīng)著PLC每個實(shí)際輸入端的通/斷狀態(tài)。輸入映像寄存器的容只能被PLC中的CPU讀出,而不能被改寫。輸出映像寄存器單元存儲著對應(yīng)位輸出寄存器的狀態(tài)。在執(zhí)行用戶程序時,輸出映像寄存器既可被PLC的CPU讀出,又可被CPU改寫。3．PLC對I/O的處理規(guī)則〔1輸入映像寄存器的狀態(tài)取決于各輸入端子在上一個刷新期間的狀態(tài)；〔2程序執(zhí)行階段所需的輸入、輸出狀態(tài),由輸入映像寄存器和輸出映像寄存器讀出；〔3輸出映像寄存器的容由程序中輸出指令的執(zhí)行結(jié)果決定；〔4輸出鎖存器中的容由上一次輸出刷新時輸出映像寄存器的狀態(tài)決定；〔5各輸出端子的通斷狀態(tài)由輸出鎖存器的容來決定。<正文>一、工藝過程電動運(yùn)輸車呼車PLC控制系統(tǒng)控制要求：電動運(yùn)輸車呼車PLC控制系統(tǒng)示意圖如下圖所示。其中電動運(yùn)輸車供8個加工點(diǎn)使用,對車的控制要求如下：電動運(yùn)輸車呼車系統(tǒng)未上電時,車停在某個加工點(diǎn)〔也稱工位。電動運(yùn)輸車呼車系統(tǒng)上電后,若無用車呼叫〔也稱呼車時,則各工位的批示燈全亮,表示各工位均可以呼車。當(dāng)工作人員按下某工位的呼車按鈕進(jìn)行呼車時,各工位的指示燈均滅,此時別的工位呼車無效,當(dāng)呼車工位號大于停車工位號時,小車自動向高位行駛,當(dāng)呼車工位號小于停車工位號時,小車自動向低位行駛,當(dāng)小車到達(dá)呼車工位時自動停車。停車時間為30S,供用車工位使用,此時,其它工位不能呼車。停車工位呼車時,小車不動。從安全角度出發(fā),停電后再來電時,小車不能自行啟動。電動運(yùn)輸車呼車系統(tǒng)示意圖二．系統(tǒng)控制方案.三．PLC系統(tǒng)選擇選擇S7-200CPU224基本單元〔14入/10出1臺及EM221擴(kuò)展單元〔8入1臺組成系統(tǒng)。四．I/O地址分配下表為呼車系統(tǒng)輸入/輸出端口安排輸入輸出限位開關(guān)ST1I0.0呼車按鈕SB1I2.0電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器Q0.0限位開關(guān)ST2I0.1呼車按鈕SB2I2.1電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器Q0.1限位開關(guān)ST3I0.2呼車按鈕SB3I2.2可呼車指示Q0.2限位開關(guān)ST4I0.3呼車按鈕SB4I2.3

限位開關(guān)ST5I0.4呼車按鈕SB5I2.4

限位開關(guān)ST6I0.5呼車按鈕SB6I2.5

限位開關(guān)ST7I0.6呼車按鈕SB7I2.6

限位開關(guān)ST8I0.7呼車按鈕SB8I2.7

系統(tǒng)啟動按鈕I1.0

系統(tǒng)停止按鈕I1.1

五．程序設(shè)計(jì)主程序段子程序致首先,我感祝老師。本設(shè)計(jì)文是在祝老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。她平日里工作繁多,但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個階段,從確定命題查閱資料,設(shè)計(jì)草案的確定和修改,中期檢查,后期詳細(xì)設(shè)計(jì),論文寫作等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我對祝老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。本課題在選題及研究過程中祝老師多次詢問研究進(jìn)程,并為我指點(diǎn)迷津,幫助我開拓研究思路,精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵。祝老師一絲不茍的作風(fēng),嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,踏踏實(shí)實(shí)的精神,不僅授我以文,而且教我做人,給以終生受益無窮之道。祝老師以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。她淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。在她的引導(dǎo)下,我認(rèn)識了有了設(shè)計(jì)的思路,極大的開拓了我的學(xué)術(shù)視野,也為本篇設(shè)計(jì)打下了理論基礎(chǔ)。在這次設(shè)計(jì)中祝老師又給我提出了許多寶貴的意見。雖然我遇到了許多困難,但是我及時的和祝老師討論這些問題,最終問題都迎刃而解了。減少了我在這次設(shè)計(jì)中的困惑和完成時間。在論文撰寫方面更是給予了方向性的指導(dǎo)和建設(shè)性的意見和建議。最后感在大