2018届机电一体化专业设计
毕业设计（论文）
题目基于西门子S7-200PLC控制
的运料小车设计
姓名：刘奇学号：0 3
系别：机械工程系
班级：12 机电数控技师高职
指导教师：陈垚
重庆交通大学继续教育学院
2016年6月
刘奇；基于西门子s7-200PLC控制的运料小车设计
南京交通技师学院
学生顶岗实习专项任务书（毕业论文任务书）专项任务名称基于西门子S7-200 PLC控制的运料小车设计
姓名刘奇专业机电一体化班级12机电数控技师高职学号03
一、任务情况描述：
本论文设计的主要任务是研究PLC运料小车控制系统来以PLC为控制核心，辅以传感器、控制电路等外围器件，构成一个控制系统，实现如何自动装料、送料等方面的。来替代传统接触器、继电器控制的运料小车电气控制线路。PLC的自动控制功能和程序化工作方式将使运料的自动化程度大大提高。
二、任务完成计划：
第一阶段：构思设计论文题目
第二阶段：设计论文目录大纲
第三阶段：整理收集材料
第四阶段：设计论文以及编制程序
第五阶段：整理排版论文
三、计划答辩时间：
计划答辩时间2016年6月15日。
实习指导教师（签字）：系学生顶岗实习领导小组组长（签字）：
年月日年月日
2018届机电一体化专业设计
毕业设计（论文）
开题报告
题目：基于西门子s7-200PLC控制的运料小车设计
学院：南京交通技师学院
专业：机电一体化
学生：刘奇
学号：0 3
指导教师：陈垚、助理讲师
重庆交通大学继续教育学院
刘奇；基于西门子s7-200PLC控制的运料小车设计
一、选题目的与意义
随着科学技术的日新月异，对自动化程度要求越来越高，原有的生产线已不能满足要求。在工业生产中运料是一个非常重要的环节，但是其岗位对人体伤害较大或者是劳动负荷较大。所以运料小车在工业生产中发挥了重要作用，为企业节省了人力、物力等，节约了生产成本提高了经济效益。但是，相比传统接触器、继电器控制的运料小车电气控制线路比较复杂，不容易检修及维护。基于PLC的自动运料小车控制系统可以解决上述问题，因此对它的设计具有了现实可能性。
可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，最初叫做可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），即PLC，现已广泛应用于工业控制的各个领域。
二、国内外研究现状
国内：随着科学的发展，自动化的实现水平在国民经济的发展中起着越来越重要的作用，尤其是对机械行业的生产效率，制造精度，以及可靠性和安全性提出来更高的要求。
国外：经过多年的发展国外自动送料机械已经形成了独立完善的体系，成为机械制造的一个重要分支，其产品种类繁多，已形成系列产品，并向“无人化”过渡。
对于自动送料系统，目前韩国、日本等国家都在开发nc自动搬运生产线，这类生产线的送料精度及生产效率都比较高。
三、主要研究内容
主要内容是以PLC为控制核心，辅以传感器、控制电路等外围器件，构成一个控制系统，实现如何自动装料、送料等方面的。
四、研究方法与实施方案
研究方法：仿真分析，实验研究。
具体操作；（1）通过查阅PLC的相关资料，考虑到该设计中运料小车的要求，
选择了合适的PLC型号，并画出了PLC的硬件接线原理图。
（2）选择了符合运料小车运动要求的一系列电子电器元件，绘
制了硬件电路接线图。
（3）利用S7-200 MW v4.0编程软件，编写了小车的运动控制程序梯形图，并结合
程序语句，在计算机上进行了仿真模拟，取得了良好的设计效果。
五、主要参考文献
[1]贺哲荣. 流行PLC实用程序及设计[M]. 西安电子科技大学出版社,2006年.
[2]胡学林. 可编程控制器应用技术[M]. 高等教育出版社, 2003年.
[3]洪志育. 例说PLC[M]. 人民邮电出版社,2006年.
[4]求是科技. PLC应用开发技术与工程实践[J]. 人民邮电出版社,2005年.
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[5]刘柏生. PLC编程实用指南[M]. 机械工业出版社.,2007年.
[6]贾德生. PLC应用开发实用子程序[M]. 人民邮电出版社, 2006年.
[7]廖常初.PLC应用技术问答[M]. 机械工业出版社,2006年.
[8]郑凤翼.图解PLC控制系统梯形图和语句表[M]. 人民邮电出版社,2006年.
[9]戴冠秀.PLC在运料小车自动控制系统中的应用[J]. 工矿自动化. 2005年,6期:57～59.
[10]史国生.电气控制与可编程控制器技术[M].北京：化学工业出版社，2010,88-100.
六、指导教师意见
指导教师：
时间：
七、学院毕业设计（论文）指导小组意见
负责人：
时间：
刘奇；基于西门子s7-200PLC控制的运料小车设计
毕业设计（论文）
题目基于西门子s7-200PLC控制的运料小车设计
专业机电一体化
班级12 机电技师高职
学生刘奇
学号0 3
指导教师陈垚、助理讲师
重庆交通大学继续教育学院
2016 年6月
2018届机电一体化专业设计
基于西门子S7-200 PLC控制的运料小车设计
摘要：随着科学技术的日新月异，对自动化程度要求越来越高，原有的生产线已不能满足要求。在工业生产中运料是一个非常重要的环节，但是其岗位对人体伤害较大或者是劳动负荷较大。所以运料小车在工业生产中发挥了重要作用，为企业节省了人力、物力等，节约了生产成本提高了经济效益。
早期运料小车电气控制系统多为继电器-接触器等组成的复杂系统，随着时间的推移这种传统的继电器接触器控制在工作中已经暴露出种种弊端：设计周期长、体积大、成本高，几乎无数据处理和通信功能，复杂，不容易检修及维护，必须有专人负责操作等等。相对而言PLC运料小车电气控制系统具有连线简单，控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便等优点。避开了以往继电器接触不良、开关易损坏等缺点，可靠性和稳定性都有所提高。将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。因此对它的设计具有了现实可能性！
关键字：PLC；运料小车；电气控制
刘奇；基于西门子s7-200PLC控制的运料小车设计
Based on Siemens S7-200 PLC to control the
material car design
Abstract：With advances in science and technology, the demand is higher and higher degree of automation, the original production line can not meet the requirements. Haul in industrial production is a very important link, but its position to human body harm is bigger, or is a great work load. So the material car plays an important role in industrial production, save manpower and material resources for the enterprise and so on, about the cost of production improves the economic benefit.
Early delivery car electric control system for complex system composed of relay - contactor, etc, with the passage of time the traditional relay contactor control has been exposed shortcomings in work: long design cycle, large volume, high cost, almost countless according to processing and communication function, complex, is not easy to repair and maintenance, there must be someone who's in charge of operation and so on. Relatively PLC haul car electric control system has simple connection, control speed, high precision, good reliability and maintainability, convenient installation, maintenance and renovation. To avoid the previous relay damaged shortcomings such as poor contact, switch, reliability and stability are improved. Applying PLC to haul the car electric control system, can realize automatic control of the material car, reduce the operation cost of the system. So to the design of it is the practical possibilities!
Keywords：PLC；The material car；Electrical control
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目录
前言 (1)
1. PLC的结构、工作原理及系统设计 (1)
1.1 PLC的结构 (1)
1.2PLC的工作原理 (2)
1.2.1循环扫描技术 (2)
1.3 PLC的编程语言 (3)
1.3.1梯形图语言 (3)
1.3.2助记符语言 (4)
1.3.3功能块图语言 (4)
1.4PLC控制系统的构成、设计原则及步骤 (4)
2运料小车控制系统的方案论证 (7)
2.1 运料小车控制系统的控制内容与要求 (7)
2.1.1 运料小车的运动流程 (7)
2.1.2 设备控制要求 (7)
2.2 方案论证 (8)
3运料小车控制系统的总体设计 (10)
3.1 硬件设计 (10)
3.1.1 PLC外部接线图 (10)
3.2 软件设计 (10)
3.2.1 PLC状态流程 (11)
3.2.2系统梯形图 (12)
3.3 程序的运行调试与仿真 (15)
4 设计小结 (16)
4.1 小车的优缺点分析 (16)
4.2 设计的改进及推广 (16)
4.3 常见故障及排除方法 (16)
总结 (17)
致谢词 (18)
参考文献 (19)
附录 (20)
2018届机电一体化毕业设计论文
1 1 前言
随着科学技术的日新月异，对自动化程度要求越来越高，原有的生产线已
不能满足要求。在工业生产中运料是一个非常重要的环节，但是其岗位对人体伤害较大或者是劳动负荷较大。所以运料小车在工业生产中发挥了重要作用，为企业节省了人力、物力等，节约了生产成本提高了经济效益。但是，相比传统接触器、继电器控制的运料小车电气控制线路比较复杂，不容易检修及维护。基于PLC 的自动运料小车控制系统可以解决上述问题，因此对它的设计具有了现实可能性。
可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上
开发起来的，最初叫做可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller ），即PLC ，现已广泛应用于工业控制的各个领域。
大规模集成电路和超大规模集成电路的出现使得PLC 在问世后的发展极为
迅速。现在，PLC 不仅能实现继电器的逻辑控制功能，同时还具有数字量和模拟量的采集和控制、PID 调节、通信联网、故障自诊断及DCS 生产监控等功能。
毫无疑问，PLC 将在今后的工业生产中起到非常重要的作用。在20世纪80
年代，美国的工业市场调查报告和1989年美国的一份分散控制系统（DCS ）的调研报告中，都能看出PLC 在工业控制中的重要作用。
1. PLC 的结构、工作原理及系统设计
1.1 PLC 的结构
PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机
相同。根据结构形式的不同，PLC 的基本结构分为整体式和模块式结构两类。
整体式（又称箱体式）结构的PLC 由中央处理器（CPU ）、存储器、输入/
输出（I/O ）单元、电源电路和通信端口等组成，并将这些组装在同一机体内。这种结构的特点是结构简单、体积小、价格低、输入/输出点数固定、实现的功能和控制规模固定，但灵活性较低。其基本结构框图如图1-1所示。
电源 中央 处理器 （CPU ） 输入/输出单元 存储器 系统总线 编程
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图1-1 整体式结构
模块式（又称组合式）结构的PLC 是将中央处理器（CPU ）、存储器、输入/输出（I/O ）单元、电源电路和通信端口等分别做成相应的模块，应用时将这些模块根据控制要求插在机架上，各模块间通过机架上的总线相互联系。模块式的PLC 安装完成后，需进行登记，以便PLC 对安装在总线上的各模块进行地址确认，其特点是系统构成的灵活性较高，可以构成不同控制规模和功能的PLC ，但同时价格也较高。基本结构框图如图1-2所示。
图1-2 模块式结构
1.2PLC 的工作原理
PLC 与继电器构成的控制装置的重要区别之一就是工作方式不同，继电器
控制是并行运行方式，即如果输出线圈通电或断电，该线圈的触点立即动作，只要形成电流通路，就有可能有几个电器同时动作。而PLC 则不同，它采用循环扫描技术，只有该线圈通电或断电，并且必须当程序扫描到该线圈时，该线圈触点才会动作，而且每次它只能执行一条指令，这也就是说PLC 以“串行”方式工作的，这种工作方式可以避免继电器控制的触点竞争和时序失配等问题。也可以说，继电器控制装置是根据输入和逻辑控制结构就可以直接得到输出，
而PLC 控制则需要输入传送、执行程序指令、输出3个阶段才能完成控制过程。
1.2.1循环扫描技术
PLC 采用循环扫描技术可以分为3个阶段：输入阶段（将外部输入信号的状态传送到PLC ）、执行程序和输出阶段（将输出信号传送到外部设备）。扫描过程如图1-3所示。
机 架 编程器 现场设备
其他PLC 或上位机 电源 模块 CPU 模块 通信 模块 输入 模块 输出 模块 特殊功能模块
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图1-3 循环扫描 在输入阶段中，PLC 先进行自我诊断，然后与编程器或计算机通信，同时中央处理器扫描各个输入端并读取输入信号的状态和数据，并把它们存入相应的输入存储单元。
在执行阶段中，PLC 按照由上到下的次序逐步执行程序指令。从相应的输入存储单元读入输入信号的状态和数据，然后根据程序内部继电器、定时器、计数器数据寄存器的状态和数据进行逻辑运算，得到运算结果，并将这些结果存入相应的输出存储器单元。
在输出阶段中，PLC 将相应的输出存储单元的运算结果传送到输出模块上，并通过输出模块向外部没备传送输出信号，开始控制外部设备。
1.3 PLC 的编程语言
可编程控制器的编程语言主要有梯形图语言、助记符语言及功能块图。
1.3.1梯形图语言
梯形图语言是在继电器控制电路图的基础上发展而来的。最大的优点就是直观易懂，使用简单方便。对来自电气方面的用语，通过梯形图很容易就能掌握，同时它也是PLC 的主要编程语言。例如，一个简单PLC 控制系统，当常开按钮SBFl 动作时，水泵开启，当常闭按钮SBSl 动作时，水泵停止运行。用继电器控制和用PLC 控制的梯形图如图1-4和图1-5所示。
图1-4 继电器控制电气图 SBF1 KM1
KM1
SBFS 一个扫描周期 程序执
行
阶
段 输出阶段 输入阶段 程序执行阶段 输出阶段 输入阶段
程序执行阶段
刘奇；基于西门子s7-200PLC 控制的运料小车设计
图1-5 PLC 控制梯形图
1.3.2助记符语言
助记符语言与汇编语言类似，它使用字符来代表可编程控制器的某种操作，这就要求用户要有一定的计算机编程基础。用助记符语言编写上一个例子的程序如下：
LD I0 ； OR Q0
ANDN I1 ； OUT Q0
1.3.3功能块图语言
西门子公司的S7系列PLC 除了可以用梯形图和助记符语言进行编程外，还可以用功能块图语言进行编程。功能块图语言与数字电子技术的逻辑电路图类似，不同的功能块实现不同的功能，从而实现所需控制要求。如图1-6所示：
图1-6 PLC 功能块图
1.4PLC 控制系统的构成、设计原则及步骤
PLC 控制系统由硬件部分和软件部分组成。
对于整个PLC 控制系统来说，其硬件部分不仅包括选择符合控制要求的PLC 机型、存储器容量、电源模块、输入/输出模块、通信模块、模拟量输入/输出模块和特殊功能模块等，还应当包括选择合适的可编程控制器外围装置、设备与接口，如输入设备（控制按钮、开关、传感器等）、执行装置（接触器、继电器等）和由执行装置控制的现场设备（水泵、鼓风机、阀门等）。
软件部分主要包括对PLC 进行I/O 点地址、内部继电器、定时器、计数器等的分配，PLC 控制程序的设计（梯形图、语句表、流程图等），还有一些技术文件等。
PLC 控制系统是为工艺流程服务的，所以它首先要能很好地实现工艺提出的控制要求。PLC 控制系统的设计应遵循以下原则。
X0
X1 Q0
Q0 10.1 Q0.0
10.0 Q0.0 OR AND
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5 5 （1）根据工艺流程进行设计，力求控制系统能最大限度地满足控制要求。
（2）在满足控制要求的前提下，尽量减少PLC 系统硬件费用。
（3）考虑到以后控制要求的变化，所以控制系统设计时应考虑PLC 的可扩展性。
（3）控制系统使用和维护方便、安全可靠。
一般PLC 控制系统的设计步骤如图1-7所示，具体操作如下。
（1）控制要求分析
在设计PLC 控制系统之前，必须对工艺过程进行细致的分析，详细了解控制对象和控制要求，这样才
能真正明白自己所要完成的任务，并更好地完成任务，设计出令人满意的控制系统。
（2）确定输入/输出设备
根据控制要求选择合适的输入设备（控制按钮、开关、传感器等）和输出设备（接触器、继电器等），根据所选用的输入/输出设备的类型和数量确定PLC 的I/0点数。
（3）选择合适PLC
确定PLC 的I/0点数后，就根据I/0点数、控制要求等来进行PLC 的选择。选择包括机型、存储器容量、输入/输出模块、电源模块和智能模块等。
（4）I/0点数分配
点数分配就是规定PLC 的I/0端子和输入/输出设备。
（5）PLC 程序设计
首先把工艺流程分为若干阶段，确定每一阶段的输入信号和输出要控制的设备，还有不同阶段之间的联系，然后画出程序流程图，最后再进行程序编制。
（6）模拟调试
程序编制好后，可以用按钮和开关模拟数字量，电压源和电流源代替模拟量，进行模拟调试，使控制程序基本满足控制要求。
（7）现场联机调试
现场联机调试就是将PLC 与现场设备进行调试。在这一步中可以发现程序存在的实际问题，然后经过修正后使其满足控制要求。
（8）整理技术文件
这一步主要包括整理与设计有关的文档，包括设计说明书、I/O 接线原理图、
刘奇；基于西门子s7-200PLC控制的运料小车设计程序清单和使用说明书等。
开始设计
控制要求分析
确定输入输出设备
选择合适的PLC
I/O点数分配
PLC程序设
计
模拟调
试
现场模拟调
试
整理技术文
件
设计结束
图1-7设计步骤示意图
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2运料小车控制系统的方案论证
2.1 运料小车控制系统的控制内容与要求
2.1.1 运料小车的运动流程
某自动生产线上运料小车的运动如图2-1所示：
启动
图2-1运料小车示意图
运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小向左行。电动机正反转图如图2-2所示：
图2-2三项异步电动机正反转主电路图
在生产线上有3个编号为原位，l 和2的站点供小车停靠，在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有3个控制按钮开关(SQ1~SQ2）分别与二个控制要求停靠站点相对应。
2.1.2 设备控制要求
运料小车 _____
原位 货位1 货位2 运料小车
刘奇；基于西门子s7-200PLC 控制的运料小车设计
运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下：
（1）每次送货都按启动按钮，而且装有货才能启动。小车到达指定货位，卸货延时3秒自动返回原位停车。
（2） 可随时使小车返回原位，也可以随时使小车停止远行。
（3）小车低速送货，高速返回。
（4）有三种工作方式选择：
1 只送货到货位1。
2 只送货到货位2。
3 向两个货位轮流送货。
（5）要有电源，送货，返回指示灯。
2.2 方案论证
早期运料小车电气控制系统多为继电器-接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。
后来，单片机应用到运料小车控制系统中。单片机有优异的性能价格比、集成度高、体积小、有很高的可靠性、控制功能强、低功耗、低电压，便于生产便携式产品，外部总线增加了I C 及SPI ，单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。单片机编程方法复杂，不容易上手，使用于简单应用。
将PLC 应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。PLC 运料小车电气控制系统具有连线简单，控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便等优点。运料小车控制系统的控制系统构成图如2-3所示：
图2-3运料小车控制系统图 停止按钮
3个行程按钮
3个工作方式 三相异步电动机
启动按钮
P
L
C
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运料小车控制系统流程图如图2-4所示
否
是
否
是
否
是
否
是
小车装料 转换方式按
钮
小车右行
到达呼叫停靠点
小车停止卸
料
小车左行
到达装料停靠
小车停止 按下停止按
结束
开始
按下启动按钮
刘奇；基于西门子s7-200PLC控制的运料小车设计
图2-4控制系统流程图
3运料小车控制系统的总体设计
3.1 硬件设计
3.1.1 PLC外部接线图
运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小向左行。小车控制系统的输入，输出设备与PLC的I/O端对应的外部接线图如3-1所示：
图3-1PLC外部接线图
3.2 软件设计
这个控制系统的输入有启动按钮开关、停止按钮开关，回开关、2个转换按钮开关、3个行程开关共9输入点。这个控制系统需要控制的外部设备只有控制小车运动的三相电动机一个。但是电机有正转和反转两个状态，分别都应正转继电器和反转继电器，所以输出点应该有2个。对应的地址分配表如表3-1所示：
2018届机电一体化专业设计 毕业设计（论文） 题目基于西门子S7-200PLC控制 的运料小车设计 姓名：刘奇学号：0 3 系别：机械工程系 班级：12 机电数控技师高职 指导教师：陈垚 重庆交通大学继续教育学院 2016年6月
刘奇；基于西门子s7-200PLC控制的运料小车设计 南京交通技师学院 学生顶岗实习专项任务书（毕业论文任务书）专项任务名称基于西门子S7-200 PLC控制的运料小车设计 姓名刘奇专业机电一体化班级12机电数控技师高职学号03 一、任务情况描述： 本论文设计的主要任务是研究PLC运料小车控制系统来以PLC为控制核心，辅以传感器、控制电路等外围器件，构成一个控制系统，实现如何自动装料、送料等方面的。来替代传统接触器、继电器控制的运料小车电气控制线路。PLC的自动控制功能和程序化工作方式将使运料的自动化程度大大提高。 二、任务完成计划： 第一阶段：构思设计论文题目 第二阶段：设计论文目录大纲 第三阶段：整理收集材料 第四阶段：设计论文以及编制程序 第五阶段：整理排版论文 三、计划答辩时间： 计划答辩时间2016年6月15日。 实习指导教师（签字）：系学生顶岗实习领导小组组长（签字）： 年月日年月日
2018届机电一体化专业设计 毕业设计（论文） 开题报告 题目：基于西门子s7-200PLC控制的运料小车设计 学院：南京交通技师学院 专业：机电一体化 学生：刘奇 学号：0 3 指导教师：陈垚、助理讲师 重庆交通大学继续教育学院
刘奇；基于西门子s7-200PLC控制的运料小车设计 一、选题目的与意义 随着科学技术的日新月异，对自动化程度要求越来越高，原有的生产线已不能满足要求。在工业生产中运料是一个非常重要的环节，但是其岗位对人体伤害较大或者是劳动负荷较大。所以运料小车在工业生产中发挥了重要作用，为企业节省了人力、物力等，节约了生产成本提高了经济效益。但是，相比传统接触器、继电器控制的运料小车电气控制线路比较复杂，不容易检修及维护。基于PLC的自动运料小车控制系统可以解决上述问题，因此对它的设计具有了现实可能性。 可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，最初叫做可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），即PLC，现已广泛应用于工业控制的各个领域。 二、国内外研究现状 国内：随着科学的发展，自动化的实现水平在国民经济的发展中起着越来越重要的作用，尤其是对机械行业的生产效率，制造精度，以及可靠性和安全性提出来更高的要求。 国外：经过多年的发展国外自动送料机械已经形成了独立完善的体系，成为机械制造的一个重要分支，其产品种类繁多，已形成系列产品，并向“无人化”过渡。 对于自动送料系统，目前韩国、日本等国家都在开发nc自动搬运生产线，这类生产线的送料精度及生产效率都比较高。 三、主要研究内容 主要内容是以PLC为控制核心，辅以传感器、控制电路等外围器件，构成一个控制系统，实现如何自动装料、送料等方面的。 四、研究方法与实施方案 研究方法：仿真分析，实验研究。 具体操作；（1）通过查阅PLC的相关资料，考虑到该设计中运料小车的要求， 选择了合适的PLC型号，并画出了PLC的硬件接线原理图。 （2）选择了符合运料小车运动要求的一系列电子电器元件，绘 制了硬件电路接线图。 （3）利用S7-200 MW v4.0编程软件，编写了小车的运动控制程序梯形图，并结合 程序语句，在计算机上进行了仿真模拟，取得了良好的设计效果。 五、主要参考文献 [1]贺哲荣. 流行PLC实用程序及设计[M]. 西安电子科技大学出版社,2006年. [2]胡学林. 可编程控制器应用技术[M]. 高等教育出版社, 2003年. [3]洪志育. 例说PLC[M]. 人民邮电出版社,2006年. [4]求是科技. PLC应用开发技术与工程实践[J]. 人民邮电出版社,2005年.
目录 第一章可编程控制器（PLC）概况 (1) 1.1 PLC的概述 (2) 1.2 PLC的基本结构 (2) 1.3 PLC的特点 (3) 1.4 PLC的应用领域 (3) 第二章运料小车的应用 (5) 2.1 送料小车中的作用与地位 (5) 2.2 运料小车原理图 (5) 第三章运料小车的程序设计 (7) 3.1 I/O地址分配表 (7) 3.2 PLC硬件电器连接图 (7) 3.3 运料小车控制系统流程图 (8) 3.4 控制程序梯形图 (8) 3.5 梯形图对应的指令语句 (11) 总结 (14) 致谢 (15) 参考文献 (16)
第一章可编程控制器（PLC）概况 1.1 PLC的概述 随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。 可编程程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC,它的应用面广、功能强大、使用方便，已经成为当代工业自动化的主要控制设备之一，在工业生产的所有领域得到了广泛的使用，在其他领域的应用也得到了迅速的发展。 国际电工委员会(International Electrical Committee- IEC),1987年的第三版对PLC作了如下的定义: PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计算和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 可编程控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制系统相似，甚至与之无异。可编程序控制器主要由CPU(中央处理单元)存储器(RAM 和EPROM),输入/输出模块(简称为I/O模块)、编程器和电源五大部分组成。近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。 1.2 PLC的基本结构 PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程设备组成（见图1-1）。大部分PLC还可以配备特殊功能模块，用来完成某些特殊的任务。 1)CPU模块 CPU模块主要由未处理器（CPU芯片）和存储器组成。在PLC控制系统中，CPU 模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采编输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来存储程序和数据。 2)I/O模块 输入（Input）模块和输出（Output）模块简称为I/O模块，它们是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。
目录 引言 ........................................................... I 1设计任务与要求 (1) ２PLC控制系统的硬件设计 (2) 2.1PLC机型的选择 (2) 2.2PLC容量估算 (3) 2.3系统I/O地址的分配 (3) 2.4安全回路设计 (4) 2.5计算机和PLC的链接通信 (5) ３运料小车PLC控制的软件设计 (5) 3.1STEP7-M ICRO/WIN编程软件 (6) 3.2运料小车控制梯形图设计 (7) 3.3运料小车控制语句表设计 (9) 3.4运料小车PLC控制设计说明 (11) 4 PLC控制系统的抗干扰性设计 (11) 4.1抗电源干扰的措施 (12) 4.2控制系统的接地设计 (12) 4.3防I/O干扰的措施 (13) 5 PLC控制系统的调试 (13) 6小结 (14) 7参考文献 (14)
引言 运料小车自动控制 随着经济的发展，运料小车不断扩大到各个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化，自动化。将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。它功能强大，可扩展到128I/O点。且能增加特殊功能模块或扩展板。ＰＬＣ在运料小车控制系统中的应用，具有巨大的经济和社会价值。本文以ＰＬＣ控制技术为核心，采用SIEMENS公司的S7-200系列的PLC，论述了运料小车控制的软硬件设计方案及其控制原理，实现了运料小车自动控制。
1 设计任务与要求 （1）设计任务 某自动生产线上运料小车的运动如图1.1所示： 图1.1 运料小车示意图 运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小向左行。电动机正反转图如图1.2所示： 在生产线上有5个编号为l～5的站点供小车停靠，在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有5个呼叫按钮开关(SB1～SB5）分别与5个停靠站点相对应。 图1.2 三相异步电动机正反转主电路图
1概述1.1 PLC的基本概念 在PLC的发展过程中，美国电器制造商协会（NEMA）经过四年的调查，于1980年把这种新型的控制器正式命名为可编程控制器（Programmable Controller）,英文缩写为PC，并且作如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的是的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它使用可编程序的存储器来存储指令，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，计数，计时和算术运算等操作的指令。并且通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。” 定义强调了PLC应直接应用于工业环境，它必须有很强的抗干扰能力，广泛的适应能力和应用范围。这是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。 1.2 PLC的发展 PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美，德，日等工业发达的国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升，生产厂家不断涌现，品种不断翻新，产量产值大幅度上升而价格不断下降。 目前，世界上有200多个厂家，较有名的公司有美国：AB通用电气，莫迪康公司；日本：三菱，富士，欧姆龙，松下电工等：德国：西门子公司；法国：TE施耐德公司；韩国：三星，LG公司等。 1.3 PLC的发展趋势 （一）大型化 为适应大规模控制系统的要求，大型PLC向着大存储容量，高速度，高性能，增加I|O 点数的发展方向。主要表现在以下几个方面：
1.增强网络通信功能：； 2.发展智能模块； 3.外部故障诊断功能； 4.编程语言、编程工具标准化、高级化 5.实现软件、硬件标准化 6.编程组态软件发展迅速 （二）小型化 发展小型PLC，其目的是为了占领广大的、分散的、中小型的工业控制场合，使PLC 不仅成为继电器控制柜的替代物，而且超过继电器控制系统的功能。小型PLC朝着简易化、体积小、功能强、价格低的方向发展。 1.4 PLC的主要功能 1.开关量逻辑控制； 2.模拟量控制； 3.闭环过程控制； 4.定时控制； 5.计数控制； 6.顺序（步进）控制； 7.数据处理； 8.通信和联网。
目录 1设计任务与要求 (1) 1.1课程设计任务 (1) 1.2课程设计要求 (1) 2 设计方案 (3) 2.1运料小车的运动分析 (3) 2.2设备控制要求 (4) 2.3整体方案论证 (4) 2.4系统资源分配 (5) 2.4.1 I\ O地址分配 (5) 2.4.2 数字量输入部分 (5) 2.4.3 数字量输出部分 (6) 3硬件电路设计 (7) 4软件设计 (9) 4.1.1 梯形图 (9) 4.1.2 指令表 (12) 5 调试过程 (14) 5.1呼叫按钮 (14) 5.2行程开关 (14) 5.3比较 (15) 5.4向左运动 (15) 5.5向右运动 (15) 5.6调试操作 (15) 6 结论 (17) 参考文献 (18)
1设计任务与要求 1.1课程设计任务 任务描述 某自动生产线上运料小车的运动如图所示，运料小车由一台三相异步电动机拖动电动机正转，小车右行，电机反转，小车左行。在生产线上有5个编码为1～5的站点供小车停靠，在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有5个呼叫开关（SB1～SB5）分别与5个停靠点相对应。 1.2课程设计要求 （1）按下启动按钮,系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作； （2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮SB的编码时，小车向右运行，运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止； （3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮SB的编码时，小车向左行，运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止； （4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮SB的编码时，小
电气自动化技术专业毕业设计 设计课题：基于PLC的运料小车控制系 统设计 学生姓名：陈博 学号： 022******* 指导老师：吴丽丽 专业：电气自动化技术 年级： 11级 2014年6月3日
摘要：随着科学技术的日新月异，对自动化程度要求越来越高，原有的生产线已不能满足要求。在工业生产中运料是一个非常重要的环节，但是其岗位对人体伤害较大或者是劳动负荷较大。所以运料小车在工业生产中发挥了重要作用，为企业节省了人力、物力等，节约了生产成本提高了经济效益。但是，相比传统接触器、继电器控制的运料小车电气控制线路比较复杂，不容易检修及维护。基于PLC的自动运料小车控制系统可以解决上述问题，因此对它的设计具有了现实可能性。 关键词：可编程控制器；三相异步电动机；运料小车
目录 引言 (1) 1运料小车需求分析 (2) 2运料小车控制系统的方案论证 (4) 2.1运料小车控制系统的控制内容与要求 (4) 2.1.1运料小车的运动流程 (4) 2.2方案论证 (4) 3运料小车控制系统的硬件配置 (5) 4运料小车控制系统的软件设计 (7) 4.1PLC I/O分配表 (8) 5程序的运行调试与仿真 (13) 6设计小结 (14) 6.1小车的优缺点分析 (14) 6.2设计的改进及推广 (14) 总结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17) 附录一 (18)
引言 可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，最初叫做可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），即PLC，现已广泛应用于工业控制的各个领域。 大规模集成电路和超大规模集成电路的出现使得PLC在问世后的发展极为迅速。现在，PLC不仅能实现继电器的逻辑控制功能，同时还具有数字量和模拟量的采集和控制、PID调节、通信联网、故障自诊断及DCS生产监控等功能。 毫无疑问，PLC将在今后的工业生产中起到非常重要的作用。在20世纪80年代，美国的工业市场调查报告和1989年美国的一份分散控制系统（DCS）的调研报告中，都能看出PLC在工业控制中的重要作用。
《电气控制与PLC原理 及应用》 程课设计说明书 课题：运料小车控制系统的设计 专业：电气自动化 姓名： 班级： 学号： 指导老师： 2011年6月23日 1.送料小车的工艺过程与要求 送料小车由电动机拖动，电动机正转，车子前进，电动机反转，
车子后退。控制任务说明如下： （1）单周期工作。按动送料按钮，预先装满的车子便自动前进。到达卸料处，SQ2自动停止运行，开始卸料，经过10s 时间后卸料完毕，送料小车回到装料处（SQ1）,装满料等待下一次送料。 （2）自动循环方式工作。要求送料车在装料处装料后，当按动送料按钮时，送料车开始送料，到达卸料处停10s 进行卸料后，自动返回装料处装料，预设装料时间是20s ，送料车在20s 后自动到卸料处卸料，然后再返回装料，如此反复，自动运行。 （3）小车可以紧急停止，而且可以手动控制送料小车的前进和后退。 2.送料小车控制流程图 装料 向前行 向后行送料车 SQ1 SQ 送料按停止按手动后手动前 送料小车示意图
3.程序设计 （1）输入/输出点地址分配。停止按钮SB0 I0.0 右行启动按钮SB1 I0.1 左行启动按钮SB2 I0.2 限位开关SQ0 I0.3 限位开关SQ1 I0.4 小车右行 Q0.0 小车左行 Q0.1 小车卸料 Q0.2
小车装料 Q0.3 4.小车顺序功能图 5.在电动机正反转控制的梯形图的基础上，设计粗小车控制的 梯 形 S0.1 S0.2 Q0.3 T37 I0.2 S0.0 S0.3 S0.4 T38 Q0.1 Q0.2 Q0.0 I0.0 I0.1· I0.3 T37 20s 装料 左行 右行 卸料 T38 10s 转换 SM0.0
组态软件与网络通讯课程设计说明书 题目：运料小车控制 姓名：窦晓彤 学号：09220331 指导老师：冯小林 班级：控制工程1班 日期：2012年12月23日 内容摘要 运料小车控制的设计其目的是运用各种软件如力控、VB、Wincc、PLC等多种软件分别实现对运料小车的智能控制，并能通过多种通讯方式实现多种软件之间的通讯，本设计主要以组态软件为主设计了运料小车的控制过程，对过程中各个部件如小车、传送带等进行了定义，并对整体的布局和工作过程进行了控制，通过对动作脚本的编程及其调试过程最终实现了运料小车的控制过程，可以通过开始、停止、手动前进、手动后退、指示标志等多个按键选择实现对运料小车整个运行过程的智能控制，本设计还设计了从组态力控到VB的dbcon通讯，和从VB到力控组态的DDE通讯，实现了各种软件之间的联系与应用，有很重要的意义。 关键词：运料小车、组态力控、VB、控制过程、通讯、联系 目录 1 设计任务和要求 (1) 1.1设计任务 (2) 1.2设计要求 (2) 2 系统设计 (2)
2.1系统要求 (2) 2.2方案设计 (2) 2.3系统工作原理 (3) 3 单元设计与系统设计 (3) 3.1 系统各单元界面的设计 (3) 3.1.1开发系统界面的创建 (3) 3.1.2开机界面的创建 (4) 3.1.3主界面的创建 (5) 3.2 系统总体设计 (6) 3.2.1 IO设备组态 (6) 3.2.2 数据库组态 (7) 3.2.3单元部件的属性设置及脚本编辑............................................... (8) 3.2.4控制系统的属性设置及脚本编辑............................................................ .12 3.2.5初始启动窗口的选择.......................................................................... .... (14)
运料小车 课 程 设 计 专业-------------------XXX 班级-------------------XXX 姓名--------------------XXX 指导老师---------------------XXX 年月日
摘要:可编程逻辑控制器，简称PLC，是一种工业控制微型计算机。它的编程方便、操作简单尤其是高通用性等优点，使它在工业生产过程中得到了广泛的应用。其中的一个应用便是运料小车的控制，主要用到的便是他的逻辑控制功能。本论文介绍的是PLC产品以及其对应的软件，并且用它来进行五个控制台作业的运料小车的控制编程。 目录 1. 运料小车的发展概况 (1) 2.可编程控制器（PLC）概述 (1) 2.1 PLC概述及特点 (2) 2.2 PLC的构成 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。 3 控制系统设计 (4) 3.1 小车运动分析 (7) 3.2 运料小车控制系统的PLC选型和资源配置 (7) 3.3 系统资源分配 (8) 3.4 系统硬件设计 (9) 3.5 系统软件源程序设计 (10) 4 控制系统的调试 (13) 4.1 编程软件 (13) 4.2 程序的构成 (13) 4.3 程序的下载、安装和调试 (15) 总结 (16) 致谢 (16) 参考文献 (17)
1 运料小车的发展概况 由于PLC的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产率的不断提高，运料小车控制经历了以下几个阶段： （1）手动控制：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用PLC来实现运料小车的控制，但是由于当时的技术还不够成熟，只能够用手动的方式来控制机器，而且早期运料小车控制系统多为继电器一接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。 （2）自动控制：在20世纪80年代，由于计算机的价格下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在运料小车控制系统在自动方面的应用。（3）全自动控制：现阶段，由于PLC技术的向高性能高速度、大容量发展大型PLC大多采用多CPU 结构，不断向高性能、高速度和大容量方向发展。将PLC运用到运料小车控制系统，可实现运料小车的全自动控制，降低系统的运行费用。PLC运料小车自动控制系统具有连线简单控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，维修和改造方便等优点。 2.可编程控制器（PLC）概述 2.1 PLC的概述 PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输 入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。” 图2-1 PLC三菱FX系列
1引言 课程设计目的在于使学生在实习过程中能够理论联系实际，在实际中充分利用所学理论知识分析和研究实际生产过程中出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识面，为以后走向工作岗位打下一定的基础。 在实习过程中，通过动手实践，是学生掌握控制程序、电力电子系统和计算机控制系统等方面的实际知识，并能对所学的专业基础知识进行仿真和调试，了解现场主要设备的用途和电气线路的作用、原理和电气性能。 随着工业的发展，自动化已经成为了现代工业的代名词。自动运料小车的电气控制设计就是为了适应日益发展的工业生产需求。自动控制系统的出现大大加快了生产的速度，加快了工业的发展进程。各种紧密仪器的出现也得益于自动控制系统的作用。 早期运料小车电气控制系统多为“继电器—接触器”组成的复杂系统，但这种系统存在设计周期长、体积大、成本高、可靠性差、功耗高、噪声大、缺乏通用性和灵活性等缺陷。在实际生产中。由于存在大量用开关量控制的简单的程序控制过程，而实际生产工艺和流程又是经常变化的，因而传统的继电器接触器控制系统不能满足这种要求。随着可编程控制器的出现，提高了电气空盒子的灵活性和通用性，其控制功能和控制精度都得到了很大的提高。PLC完全能够适应恶劣的工业环境。PLC具备了计算机控制和继电器控制系统量方面的优点，目前在世界各国已作为一种标准化通用设备普遍应用于工业控制。可编程控制器的广泛应用对于工业的发展具有转折性的影响。基于PLC的运料小车控制系统，结构简单，体积小，功耗低，大大的提高了效率，降低成本。
2常规电气控制 2.1 工艺流程 图2-1 小车运料示意图 某反应炉由一台小功率三相异步电动机拖动的自动运料小车，其动作顺序与控制要求如下： （1）小车由原位起动前进到1位（A料场）自动停留T1（2min），装A料。 （2）1位装A料完毕，自动返回原位，并停留T2（150s）进行卸料。 （3）卸料完毕，自动前进经1位不停留直到2位（B料场）自动停留T3（100s）， 装B料。 （4）2位装B料完毕，自动返回原位，并停留T2（120s）进行卸料。 （5）小车在中间任何位置都可以停车，并能再次起动(前进或后退)且再次 起动后运料计划不变。 2.2 拖动要求 （1）运料小车由三相绕线式异步电动机拖动，采用转子回路串电阻（二级 电阻）起动（间隔5s切除R）。 （2）进料及卸料电磁阀为220V直通式电磁阀。 （3）在原位、2位两处设置超程保护。 （4）由主令开关SA选择“单周”、“循环”工作方式。 2.2 设计任务 1．绘制主电路，选择合适的元器件（名称、数量）。 2．绘制常规电气控制回路。 3．根据控制要求选择PLC，并安排PLC的I/O端口。
自动运料小车PL C 控制系统设计 随着生产自动化程度越来越高， PLC 在生产过程控制系统中的应用也越来越广泛。 可编程逻辑控制器，简称 PLC 是一种工业控制微型计算机。它的编程方便、操作简单尤其是高通 用性等优点，使它在工业生产过程中得到了广泛的应用。 其中的一个应用便是运料小车的控制， 主要用 到的便是它的逻辑控制功能。 控制要求 1. 运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下： （1） 按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作； （2） 当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按扭 HJ 的编码时，小车向右运行运行到按钮 HJ 所对 应的停靠站时停止； （3） 当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按扭 对应的停靠站时停止； （4） 当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按扭 （5） 呼叫按钮开关 HJ1--HJ5应具有互锁功能 2. 运料小车的运动分析： HJ 的编码时，小车向左运行，运行到按钮 HJ 所 HJ 的编码时，小车保持不动； 先按下者优先。 某自动生产线上运料小车的运动如图所示， 运料小车由一台三相异步电动机拖动， 电机正转，小车 向右行，电机反转，小车向左行。在生产线上有 5个编码为1 — 5的站点供小车停靠，在每个停靠站安 装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有 5 个呼叫按钮开关（HJ1-- HJ5 ）分别与5个停靠站点相对应。 自动运料小车示意图 程序设计 1. 行程开关
在该程序中，5个站的行程开关分别用数字0-4来表示，当小车在1号站时，行程开关 X007得电，将数字0传送到数据寄存器D0;当小车在2号站时，行程开关X010得电，将数字1传送到数据寄存器D（。依次类推，当小车在5号站时，行程开关X013寻电，将数字4传送到数据寄存器D0。它的助记符程序为： LD X007 MOV K0D0;小车在1号站 LD X010 MOV K1D0;小车在2号站 LD X011 MOV K2D0;小车在3号站 LD X012 MOV K3D0;小车在4号站 LD X013 MOV K4D0;小车在5号站 所对应的梯形图如下所示： 行程开关梯形图 2. 小车启停辅助继电器 当按下启动按钮时，小车开始运动，该辅助继电器M0寻电；当按下停止按钮时，小车停止运动，该辅助继电器M（失电。它的助记符程序为： LD X000 OR M0 ANI X001 OUT M0 ;小车启停辅助继电器 所对应的梯形图如下所示： 小车启停辅助继电器梯形图 3. 呼叫按钮 在该程序中，5个站的呼叫按钮分别用数字0-4来表示，而且由于5个呼叫按钮开关HJ1— HJ5具有互锁功能，先按下者优先，所以需5个辅助继电器M1-M5当按下1号站呼叫按钮开关时，行程开关X002得电，数字0传送到数据寄存器D1，同时1号按钮开关辅助继电器得电；当按下2号站呼叫按钮开关时，行程开关X003寻电，数字1传送到数据寄存器D1，同时2号按钮开关辅助继电器得电；依次类推，当按下5号站呼叫按钮开关时，行程开关X006 得电，数字4传送到数据寄存器D1,同时5号按钮开关辅助继电器得电；它的助记符程序为： LDI M2 ANI M3 ANI M4 ANI M5 ANI X007
课程设计 题目：计数、显示系统设计 专业：机电一体化 班级：07151 学号：20073015131 姓名：李辰
LED显示器的计数值的计数、显示系统设计 目录 一、单片机的发展与发展方向 二、8031最小系统的简介 三、单片机引脚功能介绍 四、计数、显示系统的总体设计 五、计数、显示系统的硬件原理图 六、系统程序设计 七、结论 八、参考文献
一、单片机的发展与发展方向 单片机的发展 单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用面很广，发展很快。自单片机诞生至今，已发展为上百种系列的近千个机种。 2、单片机发展简史 如果将8位单片机的推出作为起点，那么单片机的发展历史大致可分为以下几个阶段 （1）第一阶段（1976-1978）：单片机的控索阶段。以Intel公司的MCS–48为代表。MCS–48的推出是在工控领域的控索，参与这一控索的公司还有Motorola、Zilog等，都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单机片”一词即由此而来。 （2）第二阶段（1978-1982）单片机的完善阶段。Intel公司在MCS–48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS–51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。 ①完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口。 ②CPU外围功能单元的集中管理模式。 ③体现工控特性的位地址空间及位操作方式。 ④指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。 （3）第三阶段（1982-1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS–96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。随着MCS–51系列的广应用，许多电气厂商竞相使用80C51为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路路功能，强化了智能控制的特征。 （4）第四阶段（1990—）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。 1.2.2单片机的发展趋势 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。 CMOS化近年，由于CHMOS技术的进小，大大地促进了单片机的CMOS化。CMOS芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态。这也是今后以80C51取代8051为标准MCU芯片的原因。因为单片机芯片多
项目七PLC控制运料小车的运行 1．项目任务 本项目的任务设计一个运料小车往返运动PLC控制系统。系统控制要求如下：小车往返运动循环工作过程说明如下：小车处于最左端时，压下行程开关SQ4，SQ4为小车的原位开关。按下启动按钮SB2，装料电磁阀YC1得电，延时20s，小车装料结束。接着控制器KM3、KM5得电，向右快行；碰到限位开关SQ1后，KM5失电，小车慢行；碰到SQ3时，KM3失电，小车停止。此后，电磁阀YC2得电，卸料开始，延时15s后，卸料结束；接触器KM4、KM5得电，小车向左快行；碰到限位开关SQ2，KM5失电，小车慢行；碰到SQ4KM4失电，小车停止，回到原位，完成一个循环工作过程。整个过程分为装料、右快行、右慢行、卸料、左快行、左慢行六个状态，如此周而复始的循环。 图7-1 运料小车往返运动示意图
2．任务流程图 本项目的具体学习过程见图2-2。 图7-2 任务流程图 学习所需工具、设备见表7-1。 表7-1 工具、设备清单 1．功能图编程的特点 功能图也叫状态图。它是用状态元件描述工步状态的工艺流程图。 功能转移图与步进梯形图表达的都是同一个程序，其优点是让用户每次考虑一个状态，而不必考虑其它的状态，从而使编程更容易，而且还可以减少指令的程序步数。功能转移图中的一个状态表示顺序控制过程中的一个工步，因此步进梯形图也特别适用于时间和位移等顺序的控制过程，也能形象、直观的表示顺序控制。 功能编程开始时，必须用STL使STL接点接通，从而使主母线与子母线接通，连在子母线上的状态电路才能执行，这时状态就被激活。 状态的三个功能是在子母线上实现的，所以只有STL接点接通该状态的负载驱动和状态转移才能被扫描执行。反之，STL接点断开，对应状态就为被激活，前一状态就自动关闭。状态编程的这一特点，使各状态之间的关系就像是一环扣一环的链表，变得十分清晰单纯，不相邻状态间的繁杂连锁关系将不复存在，只需集中考虑实现本状态的三大功能既可。另外，这也使程序的可读性更好，便于理解，也使程序的调试、故障的排除变得相对简单。 7-2步进梯形图 在状态编程的最后，必须使用步进返回指令RET，从子母线返回主母线。如图7-3程序中，若没有RET指令，会将后面所有还看成是当前状态S22中的指令，由于PLC程序是循环扫描的，也包括了最开始处的指令，这就会引起程序出错而不能运行。 2．功能图的编程规则 (1)初始状态的编程。 初始状态一般是指一个顺控工艺最开始的状态，对应于状态转移图初始位置是状态就是初始状态。S0~S9共10个状态组件专用作初始状态，用了几个初始状态，就可以有
毕业设计（论文） 开题报告 题目: 运料小车的PLC控制系统设计 院系名称: 电气工程学院专业班级: 自动F0904
开题报告填写要求 1 .开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生 答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指 导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。 2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。 3.“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15 篇（不包括辞典、手册）。 4.有关年月曰等日期的 填写，应当按照国标GB/T 7408—94 《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求， 一律用阿拉伯数字书写。女“ 2006年11月20日”或“ 2006-11-30 ”。
毕业设计(论文)开题报告 1.结合毕业设计(论文)课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000~4000字左右的文献综述： 文献综述 1.选题意义 制造业是现代经济发展中占有关键地位，它的发展状况主导着经济发展的前景，但是，在我国，大部分乡镇企业、私营企业，由于受资金管理等方面的限制，一般来说，送料绝大多数是采用人工手动送料，严重缺乏保护装置，这造成“效率低，劳动强度大, 事故发生率大”等特点。 随着信息科技迅猛、市场经济的发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，近年来，由于PLC控制技术的发展，送料机构自动化水平也需越来越高。提高自动化的水平不仅可以提高生产效率，同时也能保证工人的人身安全。传统的手工送料已经不再满足要求，这时运 料小车应运而生。运料小车专门用于粒料、粉料、片状料、带状等材料的输送，这无疑是轻、重工行业不可缺少的设备。 2.运料小车的发展概况 从世界第一台PLC被设计出来到现在，PLC历经几次更新换代，各方面的性能得 到了很大完善，技术已经完全成熟。其中运料小车控制系统随着PLC的发展过程经历 一下几个发展阶段。 (1)手动控制：上世界六十年代末七十年代初，是PLC发展的早期阶段，那个时候便有一些工业过程运用了PLC控制系统控制运料小车，但是由于那是技术并不成熟， 只能采用人工手动控制机器，初期的运料小车控制系统多采用继电器和接触器组成的复杂控制系统，这种系统不仅体积庞大，系统稳定性也不高，故障率高，也没有通信模块, 操作控制极为不便，控制效果也不佳。 (2)自动控制：至上世纪八十年代，电子科学技术飞速发展，计算机的成本及价格变得越来越低，这种情况下，很多大型企业开始采用PC机与PLC通信控制方式，这 种控制方式在控制方面更加灵活。 (3)全自动控制：本世纪开始科技迅猛发展，电子计算机的更新周期越来越短, 电子设备的向着高性能，低成本发展。运用今天高性能PLC控制运料小车可以实现完 全自动化，并且能满足工业过程的各种要求，另外在设备维护也极为方便，维护成本大大降低。
运料小车的程序控制 一、实验目的 1.熟悉时间控制和行程控制的原则。 2.掌握定时器指令的使用方法。 3.掌握顺序控制继电器指令（SCR）的编程方法。 二、实验器材 计算机一台；S7-200PLC一台；PC/PPI编程电缆一根；模拟输入开关一套；JD-PLC3运料小车实验模板一块；导线若干。 三、实验步骤 1.按I/O接线图进行接线。 2.输入运料小车的控制程序，编译下载后，调试该程序。 3. 按运料小车的顺序功能图调试程序。调试时，用模拟开关模拟输入信号，特别要注意模拟行程开关SQ1和SQ2状态的变化。注意观察输入、输出状态指示灯（或输入信号、输出负载）的状态变化是否与顺序功能图一致。便于观察，也可点击“程序状态”按钮进行调试。 （1）、顺序功能图
（3）、梯形图
TITLE=程序注释Network 1 // 网络标题
STL语言 // 初始化，启动S0.1 LD I0.0 A I0.2 AN Q0.0 AN Q0.1 AN Q0.2 AN Q0.3 S S0.1, 1 Network 2 // 激活第一段SCR程序，控制开始LSCR S0.1 Network 3 // 原位装料，启动定时器 LD I0.2 = Q0.0 TON T37, +150 Network 4 // 15s后程序转到第二段SCR程序 LD T37 SCRT S0.2 Network 5 // 第一段SCR结束 SCRE Network 6 // 第二SCR段控制开始 LSCR S0.2 Network 7 // 小车右行 LD SM0.0 = Q0.2 Network 8 // 右行到位，程序转到第三SCR程序段LD I0.3 SCRT S0.3 Network 9 // 第二SCR程序段结束 SCRE Network 10 // 第三SCR程序段控制开始 LSCR S0.3 Network 11 // 小车卸料，启动10s定时器 LD SM0.0
皖西学院 课程设计报告书 系别：机械与电子工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名：郑杰学号：2008011216 课程设计题目：运料小车的自动控制系统 起迄日期：11月01日 ~ 11月15日 指导教师：卢承领 设计任务完成日期：2018年11月15日
摘要 在中国，运料小车半自动化控制前景美好，在许多公司的装配车间得到广泛的运用。随着科技的发展，技术的不断更新，使得工业生产趋向于半自动化、自动化、无人工厂的方向发展，其中PLC技术的运用成为自动化技术的主流之一。 本次课程设计中，运料小车的plc控制系统，它的控制过程属于双向控制，运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小车向左行，在每一个停靠点安装一个行程开关以监视小车是否到达该站点。该课程的运料小车控制系统利用三菱公司生产的FX系列20点的可编程序控制器运行主要的控制装置，编写软件指令来实现其具体的控制要求，在设计程序部分利用了PLC的辅助继电器来实现控制具有互锁的功能，在工作台上的工人通过请示按钮达到实现控制小车的运行方向。 该控制系统用于柔性制造系统中物料小车的自动控制、自动化仓库中物件存取小车的自动控制等，该控制系统价格低廉，体积小，能够安全可靠的进行生产，而且效率高，灵活性强，能够很好的适应变化和纠正错误，运行速度快，易管理。 关键词：半自动化、可编程序控制器、辅助继电器、PLC技术
目录 第一章．PLC的结构、工作原理及系统控制4 1.1 PLC的结构4 1.2 PLC的工作原理5 第二章．1PLC的编辑语言6 2.1 PLC梯形图6 2.2助记符语言6 2.3 PLC控制系统的构成、设计原理及步骤7 2.4 PLC的应用领域8 2.5 PLC的特点9 第三章．基本控制要求9 3.1运料小车控制的结构及要求9 3.2 PLC机型的选择12 3.3电源的选择12 3.4存储器的选择12 3.5经济性的考虑12 3.6 输入输出的选择13 第四章软件控制设计18 4.1系统功能图18 4.2 梯形图程序19 第五章调试28 5.1硬件调试28 5.2 软件调试28 5.3运行调试28 参考文献29 致谢30
目录 第一章概述 (3) 1、PLC介绍 (3) 2、单处卸料运料小车自动往返控制的背景介绍 (3) 第二章硬件设计 (5) 1、运料小车控制要求 (5) 2、硬件选择：（1）CPU型号选择 (5) （2）低压电器的选择 (5) （3）I/O分配表 (5) （4）电气控制图 (6) 第三章PLC软件设计 (7) 第四章监控软件设计 (10) 1、组态王介绍 (10) 2、监控软件的设计 (10) 第五章设计心得 (17)
第一章概述 1、PLC介绍 可编程序控制器（Programmable Controller），简称PC或PLC。它是在20世纪70年代以来，在继电器控制技术和计算机控制技术的基础上发展起来的一种新型工业自动控制设备。它以微处理器为核心，集自动化技术、计算机技术、通信技术为一体，目前被广泛应用于自动化控制的各个领域中。 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 PLC的特点：编程方法简单易学；功能强，性能价格比高；硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；可靠性高，抗干扰能力强；系统的设计、安装、调试工作量少；维修工作量小，维修方便；体积小，能耗低。 PLC的应用领域：开关量逻辑控制；运动控制；闭环过程控制；数据处理；通信联网 PLC的主要生产厂家：AB、GE-Fanuc、西门子、施耐德、三菱公司、欧姆龙公司。 2、单处卸料运料小车自动往返控制的背景介绍 由于PLC的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产率的不断提高，运料小车控制经历了以下几个阶段： （1）手动控制：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用PLC 来实现运料小车的控制，但是由于当时的技术还不够成熟，只能够用手动的方式来控制机器，而且早期运料小车控制系统多为继电器一接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。 （2）自动控制：在20世纪80年代，由于计算机的价格下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了