课程设计
题目气缸运动计数控制学院物流工程学院
专业
班级
姓名
指导教师
2013 年 1 月 2 日
本科生课程设计成绩评定表
指导教师签字：
2013年 01 月 18 日
课程设计任务书
学生姓名：专业班级：
指导教师：工作单位：
题目: 气缸运动计数控制
一、初始条件
程序运行设备：西门子S7-300 PLC
二、要求完成的主要任务
1．控制要求：气缸连续往复运动20次便自动停止，如图：
2．设计要求：(1)绘制PLC接线图；
(2)给出符号定义表；
(3)编写控制程序；
(4)上机验证通过程序调试。
3．课程设计说明书应包括：(1)设计的目的及意义
(2)设计任务及要求
(3)设计方案比较及认证
(4)程序设计：软件思想，流程图，程序说明
(5)调试过程记录及结果分析
(6)参考资料
(7)总结
气缸运动计数控制
摘要
气动技术是一种易于推广和普及的实现工业自动化的应用技术。近年来，气动技术在机械、化工、电子、电气、纺织、食品、包装、印刷、轻工、汽车等各个制造行业，尤其在各种自动化生产装备和生产线中得到了广泛的应用，极大地提高了制造业的生产效率和产品质量。随着气动技术的飞速发展，特别是气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通信技术等学科的相互渗透而形成的机电一体化技术被各个领域广泛应用后，气动技术已成为当今工业各级的重要组成部分。
各种自动机械或自动化生产线，大多是按程序工作的。所谓程序控制，就是根据生产过程的要求，使被控制的执行元件，按预先规定的顺序协调东子的一种自动控制方式。根据控制方式的不同程序控制可分为行程程序控制、时间程序控制、混合程序控制三种。行程程序控制是一个闭环程序控制系统，它是由前一个执行元件动作完成并发出信号后，才允许下一个动作进行的自动控制方式。其优点是结构简单、维修容易、动作稳定，特点是当程序中某节拍出现故障时，整个程序就停止进行而实现自动保护。为此，行程控制方式在气动系统中被广泛采用。
而推拉式分拣系统中的双缸顺序动作控制是最为典型的顺序控制，通过PLC实现自动控制。
关键词：气动技术顺序控制 PLC
目录
1.课程设计目的 (1)
2.课程设计题目和要求 (1)
3.设计内容 (2)
3.1 PLC简介.选型及STEP 7介绍 (2)
3.1.1 PLC简介和选型 (2)
3.1.2 STEP 7介绍 (5)
3.2 I/O口分配及硬件电路设计 (6)
3.2.1 I/O口分配 (6)
3.2.2 硬件电路设计 (6)
3.3 气缸顺序动作程序设计 (7)
3.4 程序仿真结果 (9)
3.5 电路运行分析 (9)
4.课程设计小结 (10)
5.参考文献 (11)
1.课程设计目的
通过设计推拉式分拣系统，使学生系统掌握可编程序控制器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧，使学生掌握一种至二种基本机型，掌握PLC控制技术的基本原理和应用，并学习PLC编程的多样性，和灵活性，使学生掌握PLC在实际应用中的控制作用、动作顺序与原理，为今后从事自动化控制领域的工作打下基础。
2.课程设计题目和要求
题名称：气缸运动计数控制
控制要求：气缸连续往复运动20次便自动停止。
其中气缸的电气控制回路见下图：
气缸电气控制回路
其中，1S1、1S2为两个限位开关，1Y1、1Y2为两个电磁感应线圈。
要求：（1）绘制PLC接线图；
（2）给出符号定义表；
（3）编写控制程序；
（4）上机验证通过程序调试。
3.设计内容
3.1 PLC 简介及选型 3.1.1 PLC 简介
1.PLC 的基本概念
国际电工委员会对PLC 做了定义为“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。可编程序控制器机器有关设备，都应该按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其能力的原则设计”。从上述定义可以看出，PLC 是一种用于程序来改变控制功能的工业控制计算机，出来能完成各种各样的控制能力外，还有与其他计算机通行联网的功能。 2.PLC 的基本结构
如图3.1.1所示，PLC 主要由CPU 模块、输入模块、输出模块和编程器组成。PLC 的特殊功能模块用来完成某些特殊的任务。PLC 主要由CPU 模块、I/O 模块、变成装置和电源组成。根据硬件结构的不同，可以将PLC 分为整体式、模块式和混合式。整体式PLC 又叫做单元式或箱体式，他的体积小、价格低、小型PLC 一般采用整体结构。模块式PLC 一般用于大、中型PLC ，它由机架和模块组成。
可编程序控制器
用
接触器
指示灯电磁阀
电源输出
来自户设按钮选择开限位开电源
模拟量输
图3.1.1 PLC 基本组成
（1）输入部件
输入部件是PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件，是现场信号进入PLC的桥梁。该部件接收由主令元件、检测元件来的信号。
（2）输出部件
输出部件也是PLC与现场设备之间的连接部件，其功能是控制现场设备进行工作(如电机的启、停、正/反转，阀门的开、关，设备的转动、移动、升降等)。对于PLC，希望它能直接驱动执行元件，如电磁阀、微电机、接触器、灯和音响等，因此，输出部件中的输出级常是一些大功率器件，如机械触点式继电器、无触点交流开关(如双向可控硅)及直流开关(如晶体三极管)等。
（3）CPU模块
CPU模块主要有微处理器和存储器组成。在PLC控制系统中CPU模块相当于人的大脑和心脏，他不断的采集输入信号，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。
（4）I/O模块
输入模块和输出模块简称I/O模块，他们想但与人的眼、耳、手、脚，是联系外部设备和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采用输入信号，开关量输入模块用来接受从按钮、选择开关、数字拨号开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器、测速发电机和各种变送器提供的脸粗变化的模拟量电流电压信号。
（5）编程器
编程器用来生成用户程序，并用它来编辑、检查、修改用户程序，监视用户程序的执行情况。手持式编程器不能直接接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器，它的体积小，价格便宜，一般用来给小型PLC编程，或者用于现场调试和维护。
（6）电源
PLC使用AC 220V电源或DC 24V电源。内部开关电源为各模块提供不同电压等级的直流电源。小型PLC可以为输入电路和外部的电子传感器提供DC 24V 电源，驱动PLC负载的直流电源一般有用户提供
3.PLC的工作原理
PLC通电后，需要对硬件和软件做一些初始化工作。为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后PLC要反复不停地分段处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。
1、初始化过程：
与其它单片机运行一样，上电运行或复位时进行处理
（1）硬件初始化，复位输出输入模块，清零
（2）清除数据区
（3）输出输入地址分配
2、扫描过程
（1）扫描输入，将输入口状态读入至输入口映像区（2）时钟处理，特殊寄存器更新
（3）执行用户程序
（4）输出，将输出口映像区输出至输出端口刷新
（5）自诊断检查
3、出错处理
检查PLC内部电路
CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通讯异常致命错误，CPU强制STOP方式，所有扫描停止。
图3.1.2所示为一小型PLC的典型工作过程
图3.1.2 小型PLC的典型工作过程
由于学校实验仪器限制，本课程设计选用西门子S7－300型号PLC。
由题目要求可知，共有1个输入，12个输出，我们选用的CPU型号为314。
S7-300 CPU31X系列产品有：CPU313模块、CPU314模块、CPU313XM模块。 CPU314模块I/O总点数为24点（14/10点），可带7个扩展模块；用户程序存储器容量为4K字；内置高速计数器，具有PID控制的功能；有2个高速脉冲输出端和1个RS-485通讯口；具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由口协议的通讯能力。
3.1.2 STEP 7介绍
STEP 7软件开发系统是一款专门针对西门子公司的S7-300PLC的控制系统开发软件。该软件操作简单，使用方便。用户可以直接从工具栏中选择各种梯形图指令，可以通过在线帮助功能直接了解各种指令详细的使用说明。程序编写完毕后，用户可以利用STEP 7软件提供的语法检测功能检测程序的错误，从而保证送入PLC的程序从语法的角度上来说是准确无误的。编译后的程序可以送入PLC并执行，以完成预期的控制功能。
1. S7-300 PLC的组成
主要组成部分有导轨（RACK）、电源模块（PS）、中央处理单元CPU模块、接口模块（IM）、信号模块（SM）、功能模块（FM）等，通过MPI网的接口直接与编程器PG、操作员面板OP和其它S7的PLC相连。
2.S7-300的扩展能力
CPU314一个机架上最多只能再安装八个信号模块或功能模块，最多可以扩展为四个机架。中央处理单元总是在O机架的２号槽位上，1号槽安装电源模块，3号槽总是安装接口模块，槽号4至11，可自由分配信号模块、功能块。
（1）CPU负责执行程序和处理数据，以便对工业自动控制任务或过程进行控制。
（2）输入和输出是系统的控制点；输入部分从现场设备中采集信号，输出部分则控制泵、电机、以及工业设备中的其他设备。
（3）电源像CPU及其所连接的任何模块提供电力。
（4）通讯端口允许将S7-300 CPU同编程器及其他设备连接起来。
（5）状态信号灯显示了CPU的工作模式（运行或者停止），本机I/O的当前状态，以及检查出的系统化错误。
（6）通过扩展模块可增加CPU的I/O点数。
（7）通过扩展模块可提供其通讯性能。
（8）一些CPU具有内置的实时时钟，恰CPU需要实时时钟卡。
（9）EEPROM卡可以存储CPU程序，也可以将一个CPU中的程序传送到另一个CPU中。
（10）通过可选的插入式电池盒可延长RAM中的数据存储时间。
3.2 I/O口分配及硬件电路设计
3.2.1 I/O口分配
根据控制要求,I/O口的分配如表3.2.1所示其中的I/O分配如下表
表3.2.1 I/O口分配
3.2.2 硬件电路设计
根据控制要求和I/O分配，气缸顺序控制硬件电路如图3.2.2所示，共有4个输入2个输出。
图3.2.2 PLC控制硬件电路图
3.3 气缸顺序动作程序设计
根据气缸的动作要求，编写出双缸的顺序动作PLC程序如下：
3.4 程序仿真结果
将梯形图进行调试仿真，其结果如下图3.4.1和3.4.2
图3.4.1 组态图
图3.4.2 运行结果
3.5 电路运行分析
当按下启动按钮S0后，启动指示灯点亮，中间继电器M0得电并自锁，气缸推出到达1S1，1S1处限位开关I0.2得电，常开触点闭合，常闭触点断开，计数器得电，开始计数。运动到右极限时触发限位开关I0.3，I0.3得电，常开触点闭合，常闭触点断开，I0.2和I0.3形成互锁。再次触发限位开关时，实现往返功能，直到计数器的初值20减到0时停止。
4.课程设计小结
通过本次课程设计，加深了我对课堂所学知识的了解和掌握，并且学会了从整体考虑问题，把多学科的知识综合起来运用。通过本次设计，使我掌握了通过PLC控制推拉式分拣系统中双缸顺序动作的原理，加深了对PLC结构和原理的认识，对PLC编程原理有了个系统的认识。通过这次课程设计，掌握了定时器电路的设计，对PLC的执行过程有了深刻的认识。
在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。
通过此次课设，让我对编写PLC梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。
在这次设计中，学会了运用多学科综合去解决问题。通过这次设计，为以后的学习与工作打下了坚实的基础，也锻炼了我对电子CAD的掌握能力，为马上就开始的毕业设计打下了基础。
参考文献
1、王永华，现代电气控制及PLC应用技术（第2版），北京：北京航天航空
大学出版社，2008
2、李长久，PLC原理及应用，北京：机械工业出版社，2006
3、张国德等，PLC原理及应用；北京：机械工业出版社,2010
4、SIEMENS公司，Step7 V5.4编程手册
5、徐世许可编程序控制器原理.应用.网络中国科技大学出版社 2004.06
6、廖常初 PLC应用技术问答中国自动化出版社 2006.01
摘要 本实验运用PLC技术通过西门子S7-200仪器来实现的。具体是由四个传感器、四个控制开关通过网络程序完成的。实验包括了PLC编程、西门子运用及现场操作等各方面知识。本设计是针对现代自动配货、配料运输等工业生产和商业运营的社会需求，设计一种小车直线定位控制系统。第一个设计是小车直线往返运动，主要是完成小车自动循环往返。第二个设计是小车定位控制，主要是实现小车精确控制定位。设计中包含了PLC可编程控制器、继电器、电机模型图、主电路图、西门子S7-200系统、程序网络梯形图等各方面的应用。 关键词：PLC技术西门子PLC可编程控制程序网络梯形图
目录
１选题背景及意义 1.1 选题背景 随着智能机器人技术、汽车工业的迅速发展，关于智能小车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究，可见其研究意义很大。智能小车，也成轮式机器人，是一种以电子为背景，涵盖智能控制、模式识别、传感技术、电子电气、计算机、机械等多学科的科技创新性设计。一般主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。本设计就是在这样的背景下提出来的，设计的小车自动往返运动应该能够实时循环运动和制动等功能。 1.2 选题意义 为了使设计更为贴近生活，里面囊括了两个方面：一个是小车直线自动往返运行，这个设计在生活中一般被用在现代自动配货、配料运输等工业生产和善业运营中，目前已经成为了生活生产中不可或缺的一个设计。我们正在逐渐的完善它使其效率更高。另一个设计是小车制动控制，这个课题本身也是与生活息息相关的，对工业生产和商业运营来说是非常重要的因素。在这里我们研究的只是简单地控制，是为我们以后的学习做个垫脚石。只有我们学好的基础，以后工作中才可以不断的改进和研发。基于这些因素，这次设计课题是非常有意义的。
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
目录 摘要 (1) 第一章概述....................................................... (2) 第二章硬件设计 (3) 1.主电路图 (3) 2.I/O地址分配 (4) 3.I/O接线图 (4) 4.元件列表 (5) 第三章软件设计 (6) 1.程序流程图 (6) 2.功能图 (7) 3.梯形图 (8) 4.指令表 (9) 5.程序分析 (11) 第四章结论 (12) 第五章设计感想 (13) 第六章参考文献 (15)
摘要 P LC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC 的定义是：可编程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贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。其应按易于与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具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。 本设计是基于PLC编程的生产流水线小车循环运动控制 设计。论述了小车控制系统的软硬件设计方案及其控制原理。采用的是步进指令，因而比较简洁。小车在一个周期内的运动由四段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，当按下停止按钮时，则小车完成本次循环工作后，停止在初始位置。 关键词：PLC 步进指令循环控制
第一章:概述 可编程序控制器（PLC）是在电气控制技术和计算机技术的基础上以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置，以其编程简单、可靠性高、功能完善，体积小、重量轻的特有优势，广泛应用于各个行业。该生产流水线上的小车自动控制系统是冶金、有色金属、煤矿、车站、港口、码头仓库、矿井等行业的主要设备之一。本文介绍了一种基于三菱PLC控制的生产流水线自动控制小车系统设计方案。利用PLC 控制技术，可实现小车相关运动，小车在一个周期内的运动由四段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。
第一章概述 1完成本次循环工作后，停止在最初位置。其运动路线示意图如下图1-1所示。 如图1-1 小车运动路线示意图 第二章硬件设计 2.1 主电路图 如图2-1为小车循环控制的主电路原理图。该电路图利用两个接触器的主触点KM1、KM2分别接至电机的三相电源进线中，其中相对电源的任意两相对调，即可实现电机的正反转，也可达到小车左右运行的目的。假设接通KM1为正转（小车右行），则接通KM2为反转（小车左行）。
图2-1小车循环控制的主电路原理 2.2 I/O地址分配 如表2-1为小车循环运动PLC控制的I/O分配表。在运行过程中，这些I/O口分别起到了控制各阶段的输入和输出的作用，并且也使小车的控制过程更清晰明了，动作与结果显示更加方便直接。 表2-1
2.3 I/O接线图 如图2-2为小车循环运动PLC控制的I/O接线图。在进行调试过程时，在PLC模块上，当I0.0有输入信号，即按下SQ1；当I0.1有输入信号，也即按下SQ2，以此类推，I/O接线图就是把实际的开关信号变成调试时的输入信号。同理，输出信号也是利用PLC模块把小车的实际运动用Q0.0、Q0.1的状态表现出来。 图2-2小车循环运动PLC控制的I/O接线图 2.4 元件列表 如表2-2为小车循环运动PLC控制的元件列表。在本次设计中就是利用这些元件，用若干导线连接起来组成了我们需要的原理图、I/O接线图。 表2-2
第三章软件设计 3.1 程序流程图 如图3-1为小车循环运动PLC控制的程序流程图。小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。 首先小车位于初始位置，按下SB1启动后，小车向右行驶；当碰到行程开关SQ4，小车转向，向左行驶；碰到行程开关SQ2，小车再一次转向，向右行驶；碰到行程开关SQ3，小车又向左行驶，直到再次碰到SQ1，然后开始依次循环以上过程。若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动，若此时按下停止按钮SB2，小车又碰到行程开关SQ1，则小车回到初始位置。
自动小车往复运动控制 1.单流程的步进顺控设计法 （1）单流程顺控结构 一个控制过程可以分为若干个阶段，这些阶段称为状态或者步。状态与状态之间由转换条件分隔。当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就实现状态转换。 所谓单流程，是指状态转移只可能有一种顺序。像自动小车的控制过程就只有一种顺序：S0→S20→S21→S22→S23→S0，没有其他可能，所以叫单流程顺控结构。 （2）状态元件 上述的每一个状态或者步用一个状态元件表示，S0为初始步，也称为准备步，表示初始准备是否到位。其它为工作步。 状态元件是构成状态转移图的基本元素，是可编程控制器的软元件之一。FX2N 共有1000个状态元件，其分类、编号、数量及用途如表1所示。
注：①状态的编号必须在指定范围内选择。 ②各状态元件的触点，在PLC 内部可自由使用，次数不限。 ③在不用步进顺控指令时，状态元件可作为辅助继电器在程序中使用。 ④通过参数设置，可改变一般状态元件和掉电保持状态元件的地址分配。 （3） 状态转移图（SFC ） 的画法 状态转移图（SFC ）也称功能表图。用于描述控制系统的控制过程，具有简单、直观的特点，是设计PLC 顺控程序的一种有力工具。状态转移图中的状态有驱 动动作、指定转移目标和指定转移条件三个要素。其中转移目标和转移条件是必不可少的，而驱动动作则视具体情况而定，也可能没有实际的动作。如图6所示，在初始步S0，没有驱动动作，S20为其转移目标，X0、X1为串联的转移条件；在S20步， Y1为其驱动动作，S21为其转移目标，X2为其转移条件。 步与步之间的有向连线表明流程的方向，其中向下和向右的箭头可以省略。图6中流程方向始终向下，因而省略了箭头。 （4） 状态转换的实现
1.运料小车的发展概况 工厂运输现大多采用地面运输，地面运输主要采用叉车及手推运料小车,叉车需专人驾驶且无固定轨道,在车间内运行极不安全,手推运料小车需人为动力,劳动强度大，运输效率低。随着经济的发展，运料小车不断扩大到工业运输的各个领域，从手动到自动,逐渐形成了机械化、自动化。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。但是单片机开发周期长,使用难，开发成本高，批量成本低，对人要求高,而且其稳定性不够高。由于PLC 开发周期短,使用容易,开发成本低,批量成本高，对操作人员技术要求要求不高,并且稳定性好，抗干扰能力强,使得对基于PLC的运料小车控制系统的开发研究逐步加强。 PLC(Proｇrａｍｍaｂｌe Logｉcal Ｃｏnｔrｏlｌer)是２0世纪7０年代以来以微处理器为核心,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。由于它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，使其在自动化控制的各个领域中得到了广泛的应用。 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。降并且,控制系统具有连线简单,自动控制，控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好,安装、维修和改造方便可以降低系统的运行费用等优点，低系统的运行费用。
2.可编程控制器（PLC）概述 2.１PLＣ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 Eｌect ｒiｃａl 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 图2-1 PLC三菱FX系列 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。”2．2．1 PLC的特点 (１)可靠性高，抗干扰能力强 （２)配套齐全,功能完善,适用性强 （3）易学易用，深受工程技术人员欢迎 (4)系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 （5)体积小，重量轻,能耗低 2.2 PLC的构成 从结构上分,PLＣ分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PＬC 包括ＣPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
摘要 可编程控制器(PLC)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贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 本设计是基于PLC编程的生产流水线小车循环运动控制设计。论述了小车控制系统的软、硬件设计方案及其控制原理。采用的是步进指令，因而比较简洁。 关键词：PLC 步进指令循环控制
目录 摘要...........................................................................................I 第一章概述.. (1) 设计背景及意义 (1) 第二章硬件设计 (3) 主电路图 (3) I/O地址分配 (4) I/O接线图 (4) 元件列表 (5) 第三章软件设计 (6) 程序流程图 (6) 梯形图 (7) STL指令 (11) 程序分析 (12) 第四章程序调试 (14) 程序流程图 (14) 设计感想 (16) 参考文献 (17)
第一章概述 设计背景及意义 传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器控制有着接线繁多、故障率高且维修不易等缺点，PLC作为目前国内市场的主流控制器，在技术、行业影响等方面有重要作用。利用PLC控制代替继电器控制已经是大势所趋。 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，小车自动控制系统经历了以下几个阶段：（1）手动控制：但是由于当时的技术还不够成熟，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：通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在小车自动控制系统在自动方面的应用。（3）全自动控制：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。 现代企业为提高生产车间物流自动化水平,实现生产环节间的运输自动化,使厂房内的物料搬运全自动化,许多企业在生产车间广泛使用无人小车,小车在车间工作台或生产线之间自动往返装料卸料。由于小车自动往返的实际意义,随着不同企业不同的要求,控制的难度可以不同。 本文介绍了一种基于西门子PLC控制的生产流水线自动控制小车系统设计方案。将PLC运用到小车自动控制系统，可实现小车的全自动控制，降低系统的运行费用。PLC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。利用PLC 控制技术，可实现小车相关运动，小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车
项目课题： 基于PLC小车自动往返控制 2015年8月
项目一：基于PLC 小车自动往返控制 利用PLC 完成小车自动往返控制线路的安装与调试 1 、 按下正转启动按钮→ 正转接触器线圈得电吸合→电动机正向连续运转→小车右行；小车右行碰到 SQ1→小车右行停止，延时1s 后小车左行。 2、 按下反转启动按钮→反转接触器线圈得电吸合→电动机反向连续运转→小车左行；小车左行碰到SQ2→小车左行停止，延时1s 后小车右行。 3、 按下停止按钮后，电动机停止运转。 4、 SQ3、SQ4为小车运行的左右行极限位开关。 5、 控制线路具有短路保护、过载保护等完善的保护措施。 6、 各小组发挥团队合作精神，共同设计出PLC 的I/O 分配表，电气原理图、正确选择安装所需要的电器元件、规范完成线路的安装与配线、正确编制出PLC 程序，并下载到PLC 内，完成任务运行调试（空载与带载实验）。 一、电动机继电器控制线路 二、PLC 基本知识 一、根据控制要求，首先确定I/O 的个数，进行I/O 的分配。本案例需要8个输入点，2个输出点，如表2-1所示。
二、根据控制要求分析，设计并绘制PLC系统接线原理图，如下图2-1所示。 1．设计电路原理图时，应具备完善的保护功能，PLC外部硬件也具备互锁电路。 2．PLC继电器输出所驱动的负载额定电压一般不超过220V，或设置外部中间继电器。 3．绘制原理图要完整规范。 图2-1 plc系统接线原理图 三、安装与接线 1．材料准备：根据接线原理图，列出需要的所有材料清单，如表2-2所示。 （2）检测元器件的质量好坏。 （3）PLC的选型要合理，在满足要求下尽量减少I/O的点数，以降低硬件的成本。 表2－2 材料清单
中州大学毕业设计 学号： 201025090206 设计题目：自动往返小汽车的控制系统的设计 学院：工程技术学院 专业：机电一体化 班级： 10级对口2班 姓名：杨丽丽 指导教师：上官同英 日期： 2013 年 3 月 5 日
诚信声明 本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 毕业设计（论文）作者签名：指导导师签名： 签字日期：签字日期：
毕业设计任务书 班级： 10机电对口2班学生：杨丽丽学号 201025090206 设计题目：自动往返小汽车的控制系统的设计 摘要：设计一个能自动往返于起跑线与终点线之间的小汽车的控制系统。但不能用人工遥控（包括有线和无线）。跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的A、B、C、D各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度与下图所示： 设计内容及要求： 1.设计完成的功能要求： 1）、车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。 2）、BC间为限速区，车辆往返均要求低速通过，但不允许在限速区内停车。 3）、在往返过程中随时显示当前行车时间和路程，直接回到终点。（显示装置应安装在小车上面。） 2.设计内容要求 （1）根据设计要求确定系统中输入/输出信号的种类、数量和特点。 （2）确定CPU的选型与硬件接口等的配置。 （3）进行硬件设计，主要是整个系统的电路原理图的绘制。 （4）进行软件设计，根据控制要求编写控制系统的控制程序和监控程序。 （5）撰写毕业设计说明书。 3. 设计说明书的要求： 1）、分析控制要求、控制对象，确定控制方案； 3）、根据控制要求选择单片机及相关控制元件的型号； 3）、画出该控制系统的总体硬件原理图；4）、画出程序流程图； 5）、源程序清单，并加注释； 6）、其它按照毕业设计指导所述要求。 指导老师（签字）：2012年12月17日
目录 第1章课程设计的方案 (1) 1.1 PLC运料小车的基本介绍 (1) 第2章运料小车控制系统 (2) 2.1 系统的运行方式 (2) 2.2控制系统的方案设计 (2) 第3章控制系统硬件结构设计 (3) 3.1系统的基本硬件结构组成 (3) 3.2硬件结构框图 (3) 3.3小车的控制主电路 (4) 3.4 PLC接线图及说明............................ 错误！未定义书签。第4章控制系统软件结构设计 (5) 4.1软件设计流程图及思路 (5) 4.2 I/O地址分配 (9) 4.3梯形图及功能说明 (10) 第5章课程设计总结 (16) 参考文献 (17)
第1章课程设计的方案 1.1 PLC运料小车的基本介绍 工厂运输现大多采用地面运输，地面运输主要采用叉车及手推运料小车，叉车需专人驾驶且无固定轨道，在车间内运行极不安全，手推运料小车需人为动力，劳动强度大，运输效率低。随着经济的发展，运料小车不断扩大到工业运输的各个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化、自动化。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。但是单片机开发周期长，使用难，开发成本高，批量成本低，对人要求高，而且其稳定性不够高。由于PLC 开发周期短，使用容易，开发成本低，批量成本高，对操作人员技术要求要求不高，并且稳定性好,抗干扰能力强，使得对基于PLC的运料小车控制系统的开发研究逐步加强。 PLC(Programmable Logical Controller)是20世纪70年代以来以微处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。由于它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，使其在自动化控制的各个领域中得到了广泛的应用。 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。降并且，控制系统具有连线简单，自动控制，控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便可以降低系统的运行费用等优点，低系统的运行费用。
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 (15) 5.1呼叫按钮 (15) 5.2行程开关 (15) 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 (16) 6 结论 (18) 参考文献 (19)
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
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。本文主要介绍三菱的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。 关键词：三菱 PLC；运料小车
大学生涯就要以这篇毕业论文作为结局，将所学的东西融会贯通。恰好所做的毕业设计是课程开过的PLC，是同一个类型的，但是所编的程序是不相同的，但是我对应毕业设计的上手还是可以比较快。 这论文的时候，自己还是写作前期还是一叶蔽目，毫无头绪。但是在查阅了相关的资料后也是对三菱的硬件及其软件有了比较好的认识。 这篇论文是以三菱的PLC为主要载体，结合它来对运料小车的控制进行编程，虽然没有具体的见到他的硬件，但是也对这样一个程序对应的接口做了了解。 本文主要是在对PLC进行系统的介绍后，进入具体三菱的PLC，针对这个型号进行硬件及其软件的介绍，最后写出运料小车对应PLC的接口图及其对应的程序。 由于个人或时间等因素，还不能将这篇论文写的完美，所以有错误的地方还请指导老师同学不吝指教。
1．运料小车的发展概况 5 2.可编程控制器（PLC）概述 6 2.1 PLC的概述 6 2.2 PLC的发展7 2.3 PLC的特点8 2.4 PLC的基本组成及各部分作用8 3 控制系统设计15 3.1. 运料小车的运动分析15 3.1.1设备控制要求16 3．1.2 小车运动分析16 3.2 运料小车控制系统的PLC选型和资源配置18 3.2.1 控制系统图18 3.3 系统软件源程序设计19 3.3.1 行程开关19 3.3.2 小车启停辅助继电器20 3.3.3 呼叫按钮21 3.3.4 比较24 3.3.5 向左运动25 3.3.6 向右运动26 4 控制系统的调试27 4.1 编程软件27 4.2 程序的构成27 4.3 程序的下载、安装和调试29 总结30致谢34
目录 第 1 章课程设计的方案 (1) 1.1 PLC 运料小车的基本介绍. (1) 第 2 章运料小车控制系统 (2) 2.1 系统的运行方式 (2) 2.2 控制系统的方案设计. (2) 第 3 章控制系统硬件结构设计 (3) 3.1 系统的基本硬件结构组成. (3) 3.2 硬件结构框图. (3) 3.3 小车的控制主电路. (4) 3.4 PLC 接线图及说明. ........................... 错误! 未定义书签。第 4 章控制系统软件结构设计.. (5) 4.1 软件设计流程图及思路. (5) 4.2 I/O 地址分配. (9) 4.3 梯形图及功能说明. (10) 第 5 章课程设计总结 (16) 参考文献 (17)
第 1 章课程设计的方案 1.1 PLC 运料小车的基本介绍 工厂运输现大多采用地面运输，地面运输主要采用叉车及手推运料小车，叉车需专人驾驶且无固定轨道，在车间内运行极不安全，手推运料小车需人为动力，劳动强度大，运输效率低。随着经济的发展，运料小车不断扩大到工业运输的各 个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化、自动化。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。但是单片机开发周期长，使用难，开发成本高，批量成本低，对人要求高，而且其稳定性不够高。由于PLC 开发周期短，使用容易，开发成本低，批量成本高，对操作人员技术要求要求不高，并且稳定性好, 抗干扰能力强，使得对基于PLC的运料小车控制系统的开发研究逐步加强。 PLC(Programmable Logical Controller) 是20世纪70 年代以来以微处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。由于它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，使其在自动化控制的各个领域中得到了广泛的应用。 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。降并且，控制系统具有连线简单，自动控制，控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便可以降低系统的运行费用等优点，低系统的运行费用。
XXXXX学院 课程设计说明书设计题目:电动运输小车的PLC控制系统设计 学生姓名：XXXXX 学号：XXXXX 专业班级：XXXXX 指导教师：XXXXX 2012年12 月7 日
内容摘要 随着经济的发展，电动运输小车在医药、冶金、建材、饲料加工等行业被广泛地应用，不仅节省了人力和物力，而且也提高了产品的质量，提高了生产率，同时也可以实现现代化科学管理。 本设计介绍的是基于可编程控制器西门子S7-200的电动运输小车的设计与实现，能够指示小车的停车位和呼车功能、是否可以呼车及小车是否到位、能够实现电机正转、电机反转、可以紧急停车等功能。本文阐述了可编程控制器西门子S7-200的功能特点以及操作。提出了系统的总体设计方案。本系统具有价格低廉、高可靠性、高性能和智能化的特点。通过该系统的成功研制和应用，生产效率将大幅提高，工人的劳动强度将大幅度降低，控制精度也将进一步提高。 关键词：可编程控制器；呼车；西门子S7-200；PLC
目录 第1章引言 (1) 第2章系统总体方案设计 (3) 2.1 总体方案选择说明 (3) 2.2 控制方式选择 (3) 2.3 系统可靠性设计 (4) 第３章 PLC控制系统设计 (5) 3.1 控制要求分析 (5) 3.2 设计主电路 (6) 3.3 绘制控制流程图 (7) 3.4 确定I/O信号数量，选择PLC类型 (8) 3.5 I/O点的分配与编号 (8) 3.6 I/O接线图 (9) 3.7 控制程序编制 (10) 3.8 语句表 (15) 结论 (18) 设计总结 (19) 谢辞 (20) 参考文献 (21)
送料小车往返运动的控制系统设计 二、控制目的和控制要求 控制目的 根据送料小车自动往返循环控制系统要求，设计一个控制系统，该系统应保证安全、可靠运行的情况，实现计算机的自动监控 控制要求 （1）通过对送料小车自动往返循环控制要求分析，采用PLC控制原理，设计出总体控制原理图，画出硬件电路图 （2）采用西门子编程语言LAD、FBD或STL编制控制程序，完成起控制要（3）利用INTOUCH组态监控界面，实现控制过程的动态监控 （4）控制系统实现自动控制 三、西门子系列PLC的简单介绍 PLC不仅能进行逻辑控制，在模拟量闭环控制、数字量的智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制系统方面都得到广泛的应用。如今，大、中型，甚至小型PLC都配有A/D、D/A转换及运算功能，有的还具有PID功能。这些功能使PLC在模拟量闭环控制、运动控制、速度控制等方面具有硬件基础。 1、PLC的用途： （1）顺序控制：这是PLC最广泛应用的领域，用以取代传统的继电器顺序控制；（2）运动控制：PLC制造商目前已提供了拖动步进电机或多轴位置控制模块；（3）闭环过程控制：PLC能控制大量的物理参数； （4）数据处理：在机械加工中，出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控制设备紧密结合的趋向； 2、PLC的特点： （1）可靠性高，抗干扰能力强； （2）适用性强，应用灵活； （3）编程方便，易于使用； （4）功能强，扩展能力强； （5）PLC控制系统设计、安装、调试方便；
（6）维修方便，维修工作量少； （7）PLC体积小，重量轻，易于实现机电一体化； 3、PLC的硬件组成： 硬件包括：中央处理器、存储器、输入输出接口、电源、扩展接口、智能I/O 接口、编程工具、智能单元； 4、PLC的软件及应用程序编程语言： （1）系统软件：第一部分为系统管理程序，它控制PLC的运行，使整个PLC按部就班地工作；第二部分为用户指令解释程序，通过用户指令解释程序，将PLC 的编程语言变为机器语言指令；第三部分为标准程序模块与系统调用，包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序； （2）编程语言：梯形图编程；指令表编程；状态流程图编程； 四、总体方案设计 控制要求 （1）第一次按下送料按钮，预先装满的小车前进送料到达卸料处（SQ2）自动停下来卸料 （2）经过卸料所需设定时间t2延时后，车子则自动的返回到装料处（SQ1）（3）经过装料所需设定的时间t1延时后，车子自动的再次前进送料，卸完料后车子又自动返回装料，如此自动往返循环送料。 设计原则 （1）最大限度的满足要求被控对象的要求。 （2）满足控制要求的前提下，力求使控制系统操作简单，使用及维修方便。（3）控制系统安全可靠，具有足够的使用寿命。 （4）在满足以上各点的情况下，尽量少花钱，多办事。 （5）考虑到生产发展和工艺的改进，在选择控制系统设备时，设备能力应适当留有裕量。 工作流程图
摘要 随着电子技术的发展，可编程控制器不断更新、发展，可编程控制器在中低频电器开关控制领域应用十分广泛。这是因为, 它与传统的继电器控制相比具有不可比拟的优点: 它结构紧凑, 编程容易, 强弱电并用, 控制速度快, 抗干忧性能强, 故障率低, 与外围电路的连接简单等。PLC控制是自动控制中最常见控制方式之一，小车自动往返与定位控制就是控制应用的一个典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理小车自动往返与定位控制以及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此运用PLC来设计小车自动往返与定位运动越来越普遍。 本设计是基于PLC的小车运动控制系统的设计，在设计中是利用西门子S7-200系列PLC编程语言来设计的，系统中运用继电器、位置传感器相互作用来完成控制，并且PLC根据开关信号来控制电机的启停、左行和右行的转换，再由传动装置带动小车运动，最后运用STEP7-Micro/WIN32编程软件进行仿真调试，进而来满足设计的要求。 关键词：小车循环往返运动PLC CPU226CN
目录 1 选题背景及意义 (1) 2 系统简介 (2) 3 PLC简介 (4) 3.1 PLC的定义 (4) 3.2 PLC的发展 (4) 3.3 PLC的特点 (5) 3.4 PLC的基本组成及各部分作用 (5) 4 直线自动往返控制 (11) 4.1 I/O地址分配 (11) 4.2 PLC外部接线图 (11) 4.3 程序梯形图 (12) 5 小车定位控制 (14) 5.1 I/O地址分配 (14) 5.2 PLC外部接线图 (14) 5.3 程序梯形图 (14) 结论 (17) 参考文献 (18)
摘 本实验运用PLC技术通过西门子S7-200仪器来实现的。具体是由四个传感器、四个控制开关通过网络程序完成的。实验包括了PLC编程、西门子运用及现场操作等各方面知识。本设计是针对现代自动配货、配料运输等工业生产和商业运营的社会需求，设计一种小车直线定位控制系统。 关键词：PLC技术西门子PLC可编程控制程序网络梯形图
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１选题背景及意义 1.1 选题背景 随着智能机器人技术、汽车工业的迅速发展，关于智能小车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究，可见其研究意义很大。智能小车，也成轮式机器人，是一种以电子为背景，涵盖智能控制、模式识别、传感技术、电子电气、计算机、机械等多学科的科技创新性设计。一般主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。本设计就是在这样的背景下提出来的，设计的小车自动往返运动应该能够实时循环运动和制动等功能。 1.2 选题意义 为了使设计更为贴近生活，里面囊括了两个方面：一个是小车直线自动往返运行，这个设计在生活中一般被用在现代自动配货、配料运输等工业生产和善业运营中，目前已经成为了生活生产中不可或缺的一个设计。我们正在逐渐的完善它使其效率更高。另一个设计是小车制动控制，这个课题本身也是与生活息息相关的，对工业生产和商业运营来说是非常重要的因素。在这里我们研究的只是简单地控制，是为我们以后的学习做个垫脚石。只有我们学好的基础，以后工作中才可以不断的改进和研发。基于这些因素，这次设计课题是非常有意义的。
2 PLC简介 2.1 PLC概述 可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。 2.1.1 PLC的由来 在60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即： （1）编程方便，现场可修改程序； （2）维修方便，采用模块化结构； （3）可靠性高于继电器控制装置； （4）体积小于继电器控制装置； （5）数据可直接送入管理计算机； （6）成本可与继电器控制装置竞争； （7）输入可以是交流115V； （8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等； （9）在扩展时，原系统只要很小变更； （10）用户程序存储器容量至少能扩展到4K。 1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。 这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。1973年，西欧国家也研制出它们的第一台PLC。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应用。 2.1.2 PLC的工作原理
可编程控制器是一种为工业机械控制所设计的专用计算机，在各种自动控制系统中有着广泛的应用，它是在继电器控制和计算机控制基础上开发的产品，逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术，通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器在功能上只能进行逻辑控制，因而称为可编程程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC。 随着技术的发展，其控制功能不断增强，可编程程序控制器还可以进行算术运算，模拟量控制、顺序控制、定时、计数等，并通过数字，模拟的输入、输出控制各种类型的机械生产过程。长期以来，PLC及其网络控制系统始终战斗在工业自动化控制行业的主战场，其提供的安全和完善的解决方案，为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用，在电力、冶金、化工、机械等行业发挥了重大作用，被公认为现代工业自动化三大支柱之一。 PLC广泛用于自动化生产线上，有些生产机械工作台需要按一定顺序实现自动往返运动，有还要求某些位置有一定时间停留，以满足生产工艺要求。用PLC程序实现运料小车自动往返顺序控制，具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，程序设计方法多样，便于不同层次设计人员理解和掌握。 此次的课程设计我们设计的是小车往复运动PLC自动控制。用型号为西门子公司S7系列的S7-300的PLC实现小车在运输过程中装料、卸料的往复运动过程。通过I/O地址的分配，实现PLC与控制路线的接口连接。 关键词：可编程控制器（PLC）小车往复运动 S7系列S7-300
第一章方案概述 (3) 1.1 小车往复运动PLC自动控制设计 (3) 1.2 往复运动的实现要求 (3) 1.3 设计系统要求 (3) 第二章原理控制线路图 (5) 2.2 PLC I/O接线原理图 (6) 2.3 顺序功能图 (7) 2.4控制程序梯形图 (8) 第三章系统仿真与运行 (12) 3.1 组态 (12) 3.2 调用函数 (13) 3.3完成仿真 (13) 结束语 (14) 参考文献 (15) 附录 (16)
摘要 Programmable controller (PLC) is a kind of digital computing operations electronic systems, specially designed for application in industrial environment.It USES a programmable memory, used in its internal storage to perform logical operations, sequential control, timing, counting and arithmetic operations such as instruction, and through digital and analog input and output, control various types of machinery or production process. This design is based on the production line car circular motion control of PLC programming design.This paper discusses the hardware and software of the control system of car design scheme and control https://www.doczj.com/doc/1215939654.html,ES is step by step instructions, and therefore more concise. Keywords: PLC stepper control instruction cycle 目录 摘要...........................................................................................I