1、PLC控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)目 錄1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求11.1課程設(shè)計(jì)任務(wù)11.2課程設(shè)計(jì)要求12 設(shè)計(jì)方案32.1運(yùn)料小車(chē)的運(yùn)動(dòng)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(jì)74軟件設(shè)計(jì)94.1.1 梯形圖94.1.2 指令表125 調(diào)試過(guò)程155.1呼叫按鈕155.2行程開(kāi)關(guān)155.3比較155.4向左運(yùn)動(dòng)155.5向右運(yùn)動(dòng)155.6調(diào)試操作166 結(jié)論18參考文獻(xiàn)191設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1課程設(shè)計(jì)任務(wù)任務(wù)描述某自動(dòng)生產(chǎn)線上運(yùn)料小車(chē)的運(yùn)動(dòng)如圖所示，運(yùn)料小車(chē)由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電動(dòng)

2、機(jī)正轉(zhuǎn)，小車(chē)右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車(chē)左行。在生產(chǎn)線上有5個(gè)編碼為15的站點(diǎn)供小車(chē)?？浚诿恳粋€(gè)?？空景惭b一個(gè)行程開(kāi)關(guān)以監(jiān)測(cè)小車(chē)是否到達(dá)該站點(diǎn)。對(duì)小車(chē)的控制除了啟動(dòng)按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有5個(gè)呼叫開(kāi)關(guān)（SB1SB5）分別與5個(gè)?？奎c(diǎn)相對(duì)應(yīng)。1.2課程設(shè)計(jì)要求（1）按下啟動(dòng)按鈕,系統(tǒng)開(kāi)始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作；（2）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕SB的編碼時(shí)，小車(chē)向右運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕SB所對(duì)應(yīng)的停靠站時(shí)停止；（3）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕SB的編碼時(shí)，小車(chē)向左行，運(yùn)行到呼叫按鈕SB所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止；（4）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處停靠站的編碼等于呼叫按鈕SB的編碼時(shí)，小車(chē)

3、保持不動(dòng)；（5）呼叫按鈕開(kāi)關(guān)SB1SB5應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。（6）設(shè)計(jì)PLC硬件電器連接圖。（7）設(shè)計(jì)PLC控制程序(梯形圖或指令程序)。2 設(shè)計(jì)方案2.1運(yùn)料小車(chē)的運(yùn)動(dòng)分析某自動(dòng)生產(chǎn)線上運(yùn)料小車(chē)的運(yùn)動(dòng)如圖2-1所示：運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)化生產(chǎn)線1號(hào)站_2號(hào)站4號(hào)站3號(hào)站5號(hào)站圖2-1運(yùn)料小車(chē)示意圖運(yùn)料小車(chē)由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車(chē)向右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小向左行。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)圖如圖2-2所示： 圖2-2三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路圖在生產(chǎn)線上有5個(gè)編號(hào)為l5的站點(diǎn)供小車(chē)?？?，在每一個(gè)?？空景惭b一個(gè)行程開(kāi)關(guān)以監(jiān)測(cè)小車(chē)是否到達(dá)該站點(diǎn)。對(duì)小車(chē)的控制除了啟動(dòng)按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有5個(gè)呼叫

4、按鈕開(kāi)關(guān)(SB1SB5）分別與5個(gè)?？空军c(diǎn)相對(duì)應(yīng)。2.2設(shè)備控制要求運(yùn)料小車(chē)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的控制要求如下；（1）按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作；（2）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕HJ的編碼時(shí)，小車(chē)向右運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕HJ所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止；（3）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕HJ的編碼時(shí)，小車(chē)向左運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕HJ所對(duì)應(yīng)的停靠站時(shí)停止；（4）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處停靠站的編碼等于呼叫按鈕HJ的編碼時(shí)，小車(chē)保持不動(dòng)；（5）呼叫按鈕開(kāi)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(jì)要求，只是控制小車(chē)正轉(zhuǎn)和反正，所以采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

5、?？刂葡到y(tǒng)圖如圖2-3所示：圖2-3 運(yùn)料小車(chē)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(diǎn)數(shù)字量輸入，10點(diǎn)數(shù)字量輸出，所以不再需要輸入輸出模塊。采用IO自動(dòng)分配方式，模塊上的輸入端子對(duì)應(yīng)的輸入地址是I0.0I1.3，輸出端子對(duì)應(yīng)的輸出地址是 Q0.0Q0.92.4.2 數(shù)字量輸入部分這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)、停止按鈕開(kāi)關(guān)、5個(gè)呼叫按鈕開(kāi)關(guān)、5個(gè)行程開(kāi)關(guān)共12點(diǎn)輸入。具體的輸入分配如表2-1所示：輸入地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備 I0.0啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān) I0.1停止按鈕開(kāi)關(guān) I0.21號(hào)站呼叫按鈕

6、開(kāi)關(guān) I0.32號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān) I0.43號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān) I0.54號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān) I0.65號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān) I0.71號(hào)站行程開(kāi)關(guān) I1.02號(hào)站行程開(kāi)關(guān) I1.13號(hào)站行程開(kāi)關(guān) I1.24號(hào)站行程開(kāi)關(guān) I1.35號(hào)站行程開(kāi)關(guān)表2-1 輸入地址分配2.4.3 數(shù)字量輸出部分這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備只有控制小車(chē)運(yùn)動(dòng)的三相電動(dòng)機(jī)。但是電機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)有2個(gè)。具體的輸出分配表如表2-2所示：輸出地址對(duì)應(yīng)外部設(shè)備Q0.0電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器Q0.1電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器表2-2輸出地址分配3硬件電路設(shè)計(jì)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(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行（小車(chē)前進(jìn)）和反轉(zhuǎn)運(yùn)行（小車(chē)后退）的交流接觸器。用KM1 和KM2 的主觸點(diǎn)改變進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的三相電源的相序, 即可以改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。圖中KM1 的線圈串聯(lián)了KM2 的輔助常閉觸點(diǎn),KM2 的線圈串聯(lián)了KM1的輔助常閉觸點(diǎn),組成了硬件互鎖電路?？梢员苊庥捎谡崔D(zhuǎn)（小車(chē)前進(jìn)、后退）切換過(guò)程中電感的延時(shí)作用,導(dǎo)致原來(lái)接通的接觸器的主觸點(diǎn)還未斷弧時(shí), 另一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)已經(jīng)合上而造成交流電源瞬間短路的故障。通過(guò)主電路與PLC 的控制電路的接線, 才能實(shí)現(xiàn)PLC 對(duì)系統(tǒng)的控制。實(shí)物圖4軟件設(shè)計(jì)4.1.1 梯形圖寫(xiě)出送料小車(chē)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(xiě)出送料小車(chē)的程序指令，如下圖所示：5 調(diào)試過(guò)程5.1呼叫按鈕在該程序中，5個(gè)站的呼叫按鈕分別用數(shù)字1-5來(lái)表示。當(dāng)按下1號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)I0.2得電，數(shù)字1傳送到VB0；當(dāng)按下2號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)I0.3得電，數(shù)字2傳送到VB0；依次類推，當(dāng)按下5號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)I0.6得電，數(shù)字5傳送到VB0。5.2行程開(kāi)關(guān)在該程序中，5個(gè)站的行程開(kāi)關(guān)分別用數(shù)字1-5來(lái)表示。當(dāng)小車(chē)在1號(hào)站時(shí)，行程開(kāi)關(guān)I0.7得電，將數(shù)字1傳送到VB0；當(dāng)小車(chē)在2號(hào)站時(shí)，行程開(kāi)關(guān)I1.0得電，將數(shù)字2傳送到VB0。依次類推，當(dāng)小車(chē)在5

9、號(hào)站時(shí)，行程開(kāi)關(guān)I1.3得電，將數(shù)字5傳送到VB1。5.3比較按下啟動(dòng)按鈕和呼叫按鈕后，開(kāi)始對(duì)行程開(kāi)關(guān)VB0和呼叫按鈕VB1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。當(dāng)VB1>VB0時(shí)，即小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車(chē)向左運(yùn)行；當(dāng)VB1=VB0時(shí)，即小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車(chē)不動(dòng)；當(dāng)VB1<VB0時(shí)，即小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時(shí),小車(chē)向右運(yùn)行。5.4向左運(yùn)動(dòng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車(chē)向左運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止。5.5向右運(yùn)動(dòng)小車(chē)當(dāng)前所處停靠站的編碼小于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車(chē)向右運(yùn)行，運(yùn)行呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的

10、?？空緯r(shí)停止。5.6調(diào)試操作先按接線圖接好線，打開(kāi)電腦中的“PLC在運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)中應(yīng)用”的程序，在下載到S7-200中。開(kāi)始調(diào)試：按下啟動(dòng)按鈕I0.0，假定小車(chē)初始位置在1號(hào)位置，按下行程開(kāi)關(guān)I0.7?，F(xiàn)在開(kāi)始呼叫：1號(hào)位置呼叫，按下I0.2，Q0.0和Q0.1都不亮，說(shuō)明電機(jī)不轉(zhuǎn)小車(chē)停止，撥回I0.2；2號(hào)位置呼叫，按下I0.3，Q0.1亮，說(shuō)明電機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)右行，撥回I0.3；3號(hào)位置呼叫，按下I0.4，Q0.1亮，說(shuō)明電機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)右行，撥回I0.4；4號(hào)位置呼叫，按下I0.5，Q0.1亮，說(shuō)明電機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)右行，撥回I0.5；5號(hào)位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，說(shuō)明電機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)右行，

11、撥回I0.6；撥回I0.7。假定小車(chē)初始位置在2號(hào)位置，按下行程開(kāi)關(guān)I1.0?，F(xiàn)在開(kāi)始呼叫：1號(hào)位置呼叫，按下I0.2，Q0.0亮，說(shuō)明電機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)左行，撥回I0.2；2號(hào)位置呼叫，按下I0.3，Q0.0和Q0.1都不亮，說(shuō)明電機(jī)不轉(zhuǎn)小車(chē)停止，撥回I0.3；3號(hào)位置呼叫，按下I0.4，Q0.1亮，說(shuō)明電機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)右行，撥回I0.4；4號(hào)位置呼叫，按下I0.5，Q0.1亮，說(shuō)明電機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)右行，撥回I0.5；5號(hào)位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，說(shuō)明電機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)右行，撥回I0.6；撥回I1.0。假定小車(chē)初始位置在3號(hào)位置，按下行程開(kāi)關(guān)I1.1?，F(xiàn)在開(kāi)始呼叫：1號(hào)位置呼叫，按下I0.2，Q0.0

12、亮，說(shuō)明電機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)左行，撥回I0.2；2號(hào)位置呼叫，按下I0.3，Q0.0亮，說(shuō)明電機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)左行，撥回I0.3；3號(hào)位置呼叫，按下I0.4，Q0.0和Q0.1都不亮，說(shuō)明電機(jī)不轉(zhuǎn)小車(chē)停止，撥回I0.4；4號(hào)位置呼叫，按下I0.5，Q0.1亮，說(shuō)明電機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)右行，撥回I0.5；5號(hào)位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，說(shuō)明電機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)右行，撥回I0.6；撥回I1.1。假定小車(chē)初始位置在4號(hào)位置，按下行程開(kāi)關(guān)I1.2。現(xiàn)在開(kāi)始呼叫：1號(hào)位置呼叫，按下I0.2，Q0.0亮，說(shuō)明電機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)左行，撥回I0.2；2號(hào)位置呼叫，按下I0.3，Q0.0亮，說(shuō)明電機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)左行，撥回I0.3；3號(hào)位置呼叫

13、，按下I0.4，Q0.0亮，說(shuō)明電機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)左行，撥回I0.4；4號(hào)位置呼叫，按下I0.5，Q0.0和Q0.1都不亮，說(shuō)明電機(jī)不轉(zhuǎn)小車(chē)停止，撥回I0.5；5號(hào)位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，說(shuō)明電機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)右行，撥回I0.6；撥回I1.2。假定小車(chē)初始位置在5號(hào)位置，按下行程開(kāi)關(guān)I1.3?，F(xiàn)在開(kāi)始呼叫：1號(hào)位置呼叫，按下I0.2，Q0.0亮，說(shuō)明電機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)左行，撥回I0.2；2號(hào)位置呼叫，按下I0.3，Q0.0亮，說(shuō)明電機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)左行，撥回I0.3；3號(hào)位置呼叫，按下I0.4，Q0.0亮，說(shuō)明電機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)左行，撥回I0.4；4號(hào)位置呼叫，按下I0.5，Q0.0亮，說(shuō)明電機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)左行，撥

14、回I0.5；5號(hào)位置呼叫，按下I0.6，Q0.0和Q0.1都不亮，說(shuō)明電機(jī)不轉(zhuǎn)小車(chē)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(shí)驗(yàn)箱按鈕只有I0.0I0.7，實(shí)驗(yàn)中I1.0I1.3都用接線到I0.0的方式來(lái)代替的。6 結(jié)論在做這個(gè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了很多以前沒(méi)學(xué)過(guò)的知識(shí)，也鞏固了很多以前沒(méi)學(xué)好的知識(shí)，使我的專業(yè)理論知識(shí)更加扎實(shí)，軟件操作更加熟練了。做完這個(gè)設(shè)計(jì)后，我得出幾個(gè)結(jié)論如下：1、送料小車(chē)在硬件設(shè)計(jì)中，加入了擴(kuò)展模塊，可以在觸點(diǎn)不夠的情況下方便地實(shí)現(xiàn)該小車(chē)的系統(tǒng)控制；然后軟件設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了上微分指令，簡(jiǎn)化了程序，還運(yùn)用了互鎖，確保了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少了系統(tǒng)的故障點(diǎn)。在送料小車(chē)的系統(tǒng)中加入了手動(dòng)操作程序，便于設(shè)備的維修，方便操作人員操作。2、該小車(chē)系統(tǒng)在實(shí)施的情況下，其成本價(jià)格比較高。3、該小車(chē)控制系統(tǒng)的研究方向：由于本小車(chē)系統(tǒng)并不完善，只做了送料，沒(méi)有設(shè)計(jì)小車(chē)怎么裝料和小車(chē)到料倉(cāng)后送料的多少。這兩方面是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善，是將來(lái)的研究方向。 最后，經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們的設(shè)計(jì)能力以及全面的考慮問(wèn)題能力。學(xué)習(xí)的過(guò)