前言
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[1]。
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。
近20年来计算机和信息技术的飞速发展，不断成倍扩大的功能和成倍降低的价格，使PLC、通信联网技术、过程控制软件都获得了长足进步，也使PLC的广泛应用成为可能。从1968年开始至今，PLC已经经历了四次更新换代,现阶段的PLC产品不但全面使用16位、32位高性能微处理器，高性能片位式微处理器，RISC(ReduCedInstruCtionSetComputer)精简指令系统CPU等高级CPU，而且，在一台PLC中配置多个微处理器，进行多道处理。同时，生产了大量内含微处理器的智能模板，使得最新的PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的名副其实的多功能处理器。
随着生产自动化程度的增加，单一的逻辑控制功能显然不能满足现代生产的要求，而PLC新增加的这些功能正好适应了生产发展的需求。相信在未来的自动化生产控制中，PLC 及其网络必将得到更加广泛的......
第1章可编程控制器（PLC）概况
1.1 PLC的定义
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。它按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子器件，逐步形成了具有特色的各种系列产品。
1.2 PLC的发展
1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，并公开招标提出十项标准:
(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，美国数字公司(DEC)研制出了第一台可编程序控制器，满足了GM公司装配线的要求。这种新型的工业控制装置简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长，很快在美国其它工业领域推广使用。随着集成电路技术和计算机技术的发展，
现在已有了第五代PLC产品。
1.3 PLC的特点
PLC之所以越来越受到控制界人士的重视，是和它的优点分不开的:
1)功能齐全，它的适用性极强，几乎所有的控制要求，它均能满足；
2)应用灵活，其标准的积木式硬件结构，以及模块化的软件设计，使得它不仅可以适应大小不同、功能繁复的控制要求，而且可以适应各种工艺流程变更较多的场合；
3)操作方便，维修容易，稳定可靠。尽管PLC有各种型号，但都可以适应恶劣的工业应用环境，耐热、防潮、抗震等性能也很好，一般平均无故障率可达几万小时。
1.4 PLC的基本组成及各部分作用
PLC是一种通用的工业控制装置，其组成与一般的微机系统基本相同。按结构形式的不同，PLC可分为整体式和组合式两类。
整体式PLC是将中央处理单元(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信接口等组装成一体，构成主机。另外还有独立的1/0扩展单元与主机配合使用。主机中，CPU 是PLC的核心，1/0单元是连接CPU与现场设备之间的接口电路，通信接口用于PLC与编程器和上位机等外部设备的连接。
组合式PLC将CPU单元、输入单元、输出单元、智能1/0单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块，各模块插在底板上，模块之间通过底板上的总线相互联系。装有CPU 单元的底板称为CPU底板，其它称为扩展底板。CPU底板与扩展底板之间通过电缆连接，距离一般不超过10m.无论哪种结构类型的PLC，都可以根据需要进行配置与组合。
1、中央处理单元(CPU)：
CPU在PLC中的作用类似于人体的神经中枢，它是PLC的运算、控制中心。它按照系统程序所赋予的功能，完成以下任务:
(1) 接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；
(2) 诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程的语法错误;
(3) 用扫描的方式接收输入信号，送入PLC的数据寄存器保存起来;
(4) PLC进入运行状态后，根据存放的先后顺序逐条读取用户程序，进行解释和执行，完成
用户程序中规定的各种操作;
(5) 将用户程序的执行结果送至输出端。
现代PLC使用的CPU主要有以下几种:
(1)通用微处理器，如8080, 8088, Z80A, 8085等。通用微处理器的价格便宜，通用性强，
还可以借用微机成熟的实时操作系统、丰富的软硬件资源。
(2) 单片机，如8051等。单片机由于集成度高、体积小、价格低和可扩充性好，很适合在
小型PLC上使用，也广泛地用于PLC的智能UO模块。
(3) 位片式微处理器，如AMD2900系列等。位片式微处理器是独立于微型机的另一分支。
它主要追求运算速度快，它以4位为一片。用几个位片级联，可以组成任意字长的微处理器。改变微程序存储器的内容，可以改变计算机的指令系统。位片式结构可以使用多个微处理器，将控制任务划分为若干个可以并行处理的部分，几个微处理器同时进行处理。这种高运算速度与可以适应用户需要的指令系统相结合，很适合于以顺序扫描方式工作的PLC使用。
2、存储器
根据存储器在系统中的作用，可以把它们分为以下3种:
(1)系统程序存储器:和各种计算机一样，PLC也有其固定的监控程序、解释程序，它们决
定了PLC的功能，称为系统程序，系统程序存储器就是用来存放这部分程序的。系统程序是不能由用户更改的，故所使用的存储器为只读存储器ROM或EPROM.
(2)用户程序存储器:用户根据控制功能要求而编制的应用程序称为用户程序，用户程序存
放在用户程序存储器中。由于用户程序需要经常改动、调试，故用户程序存储器多为可随时读写的RAM。由于RAM掉电会丢失数据，因此使用RAM作用户程序存储器的PLC，都有后备电池(铿电池)保护RAM，以免电源掉电时，丢失用户程序。当用户程序调试修改完毕，不希望被随意改动时，可将用户程序写入EPROM.目前较先进的PLC(如欧姆龙公司的CPMIA型PLC)采用快闪存储器作用户程序存储器，快闪存储器可随时读写，掉电时数据不会丢失，不需用后备电池保护。
(3)工作数据存储器:工作数据是经常变化、经常存取的一些数据。这部分数据存储在RAM
中，以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储区，开辟有元件映象寄存器和数据表。元件映象寄存器用来存储PLC的开关量输入/输出和定时器、计数器、辅助继电器等内部继电器的ON/OFF状态。数据表用来存放各种数据，它的标准格式是每一个数据占一个字。它存储用户程序执行时的某些可变参数值，如定时器和计数器的当前值和设定值。它还用来存放A/0转换得到的数字和数学运算的结果等。根据需要，部分数据在停电时用后备电池维持其当前值，在停电时可保持数据的存储器区域称为数
据保持区。
3、1/0单元
I/0单元也称为I/0模块。PLC通过I/0单元与工业生产过程现场相联系。输入单元接收用户设备的各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器的信号。通过接口电路将这些信号转换成中央处理器能
够识别和处理的信号，并存到输入映像寄存器。运行时CPU从输入映像寄存器读取输入信息并进行处理，将处理结果放到输出映像寄存器。输出映像寄存器由输出点对应的触发器组成，输出接口电路将其由弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器、指示灯被控设备的执行元件.
4、电源部分
PLC一般使用220V的交流电源，内部的开关电源为PLC的中央处理器、存储器等电路提供5V, +12V, +24V的直流电源，使PLC能正常工作。
电源部件的位置形式可有多种，对于整体式结构的CPU，通常电源封装到机壳内部;对于模块式PLC，有的采用单独电源模块，有的将电源与CPU封装到一个模块中。
5、扩展接口
扩展接口用于将扩展单元以及功能模块与基本单元相连，使PLC的配置更加灵活以满足不同控制系统的需要。
6、通信接口
为了实现“人一机”或“机一机”之间的对话，PLC配有多种通信接口。PLC通过这些通信接口可以与监视器、打印机和其他的PLC或计算机相连。当PLC与打印机相连时，可将过程信息、系统参数等输出打印;当与监视器相连时.可将过程图像显示出来;当与其他PLC 相连时，可以组成多机系统或连成网路，实现更大规模的控制;当与计算机相连时，可以组成多级控制系统，实现控制与管理相结合的综合性控制。
7、编程器
编程器的作用是提供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。
编程器有简易型和智能型两类。简易型的编程器只能联机编程，且往往需要将梯形图转化为机器语言助记符后，才能输入。它一般由简易键盘和发光二级管或其他显示管件组
成。智能型的编程器又称为图形编程器，它可以联机编程，也可以脱机编程，具有LCD或CRL图形显示功能，可以直接输入梯形图和通过屏幕对话。还可以利用PC作为编程器，PLC 生产厂家配有相应的编程软件，使用编程软件可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、语句表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的互相转换。程序被下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印，通过网络，还可以实现远程编程和传送。现在很多PLC已不再提供编程器，而是提供微机编程软件了，并且配有相应的通信连接电缆。
1.5 PLC的应用领域
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类:
(1)开关量逻辑控制
取代传统的继电器控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于控制单台设备，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
(2)工业过程控制
在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量)，PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
(3)运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
(4)数据处理
PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
(5)通信及联网
PLC通信包括PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
但是，可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。
第2章硬件介绍
图2-1 送料小车的模拟图
运料小车是工业逗料的主要设备之一。广泛应用于自动生产线冶金、有色盒属、煤矿、港口、码头等行业，各工序之间的物品常用有轨小车来转运。小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进，电动机反转小车后退。
本系统的结构工作原理图如图2-1，包括带导轨的运行工作台，DC24V电机，行程开关，起停按钮，可编程控制器，DC24V继电器，DC12V直流电源等。图2-1是一个运料小车工作示意图，每个工作台设有一个到位开关(SQ)和一个呼叫按钮(SB)。系统的设计要求为：
（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的编码时，小车向右运行，运行到呼叫按钮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的编码时，小车向左行，运行到呼叫按钮HJ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的编码时，小车保持不动；
（5）呼叫按钮开关应具有互锁功能，先按下者优先。
图2-2中采用2个DC24V继电器和1个12V直流电源来实现直流电机的正反转，2个继电器线圈直接接到可编程控制器的输出端。当继电器线圈1得电时．继电器1的触点由k1转换到k2，而继电器线圈2的触点状态不变，电流流向如I1所示，驱使DCI2V电机按一定方向运转：当继电器线圈2得电时，继电器线圈I触点状态不变，而继电器线圈2的触点由k3转换到k4，
电流流向如I2所示．驱使DC12V电机按相反的方向运转。
图2-2为PLC输出的电压转换电路
第3章三菱FX2N系列PLC
3.1 可编程控制器(PLC)的选型
PLC概述
可编程控制器，英文称Programmable Controller，简称PLC，本课题中用PLC作为它的简称。PLC是用于工业现场的电控制器。它源于继电器控制技术，但基于电子计算机。它通过运行存储在其内存中的程序，把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换为所要求的输出信息，进而再通过输出电路的物理过程去实现对负载的控制。
PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普通计算机进行入出信息变换时，大多只考虑信息本身，信息入出的物理过程一般不考虑的。而PLC则要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的实际使用。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，便于维修及抗干扰等问题,入出信息变换及可靠的物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。PLC可以通过它的外设或通信接口与外界交换信息。其功能要比继电控制装置多的多、强的多。
PLC有丰富的指令系统，有各种各样的I/O接口、通信接口，有大容量的内存，有可靠的自身监控系统，因而具有以下基本的功能：
○1逻辑处理功能；
○2数据运算功能；
○3准确定时功能；
○4高速计数功能；
○5中断处理（可以实现各种内外中断）功能；
○6程序与数据存储功能；
○7联网通信功能；
○8自检测、自诊断功能。
可以说，凡普通小型计算机能实现的功能，PLC几乎也都可以做到。
像PLC这样。集丰富功能于一身，是别的电控器所没有的，更是传统的继电控制电路所无法比拟的。丰富的功能为PLC的广泛应用提供了可能，同时，也为自动门行业的远程化、信息化及智能化创造了条件。
3.2 PLC的选型
在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
1、输入输出（I/O）点数的估算
I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展。余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。根据估算的方法故本课题的I/O点数为输入40点，输出21点。
2、存储器容量的估算
存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。
存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。因此本课题的PLC内存容量选择应能存储5000条梯形图，这样才能在以后的改造过程中有足够的空间。
3、控制功能的选择
该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
根据本课题所设计的自动门控制的需要，主要介绍以下几种功能的选择。
（1）控制功能
PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。
（2）编程功能
离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。
五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。
（3）诊断功能
PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。
PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。
4、机型的选择
（1）PLC的类型
FX2系列可编程控制器主机分为16、24、32、64、80、128点六档，还有各种输入和输出扩展单元，这样在增加I/O点数时，不必改变机型，可以通过扩展模块实现，降低了经济投入。本课题设计的立体仓库控制系统有输入信号40个，输出信号21个。其中，外部输入元件包括：检测元件、按钮、取、送、急停、限位开关、超限位保护等等；输出有三个步进电机的正反向、动作指示、错误显示等等。按照上述配置，所选I/O点不得低于61点，结合实际情况，所选I/O点为80点。因此我所选型号为FX2N-80MR。
（2）经济性的考虑
选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。
输入输出点数对价格有直接影响。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。本课题所设计的立体仓库属于小型控制系统，结合经济性的考虑因此选择整体型PLC。
第4章运料小车的程序设计
4.1I/O地址分配表
表1 系统I/O资源配置表
序号元件名设备名作用
1 X0 SB0 启动按钮开关
2 X1 SB1 1号站呼叫按钮开关
3 X2 SB2 2号站呼叫按钮开关
4 X3 SB3 3号站呼叫按钮开关
5 X4 SB4 4号站呼叫按钮开关
6 X5 SB5 5号站呼叫按钮开关
7 X6 SB6 6号站呼叫按钮开关
8 X11 SB11 1号站呼叫按钮开关
9 X12 SB12 2号站呼叫按钮开关
10 X13 SB13 3号站呼叫按钮开关
11 X14 SB14 4号站呼叫按钮开关
12 X15 SB15 5号站呼叫按钮开关
13 X16 SB16 6号站呼叫按钮开关
14 Y0 KMO 电机正转继电器
15 Y1 KM1 电机反转继电器
4.2 运料小车控制系统流程图
图4-1
4.3 PLC电气连接图
图4-2
4.4 三菱可编程控制器软件介绍
图4-3
指令梯形图
梯形图视图
转换元件名查找
4.5 控制程序梯形图
（1）图4-4梯形图为小车起停的程序，按下启动按钮小车运动，M0得电并且保持，按下停止按钮，M0失电。
图4-4
(2)图4-5梯形图为五个行程开关梯形图，5个行程开关用数字0－4表示，当小车到达1
号时，I0.2得电，将数字0传入MW0(用R0表示)中；以此类推。
图4-5
(3)图4-6梯形图为五个呼叫按钮梯形图，5个呼叫用数字0－4表示，当一号按钮被按
下时，I0.7得电，将数字0传入MW1（用R1表示）中，以此类推，M4是实现自锁功能的作用，将在下面的梯形图中讲到。
图4-6
（4）图4-7梯形图用于实现自锁功能，当按下某个呼叫按钮时，同时触发M4，并保持，使获得优先权，按下别的按钮将无效，M2是当小车位置和按钮编码相同时触发，使M4失电，恢复到最初的情况。
图4-7
(5)图4-8梯形图为比较梯形图，当小车所处位置大于呼叫按钮的编码时，M1得电，小于时M3得电，等于时M 2得电，同时失M4失电。
图4-8
(6) 图4-9梯形图为小车控制运动梯形图，当M1得电时，Q0.0输出，小车左行，当M2得电时，Q0.1输出，小车向右行。
图4-9
4.6 梯形图对应的指令语句
(* 小车起停 *)
(* 按下启动按钮小车运动，M0得电并且保持，按下停止按钮，I0.1得电，M0失电 *) LD X0000
OR M0
ANI X1
OUT M0
(* 五个行程开关梯形图 *)
(* 5个行程开关用数字0－4表示，当小车到达1号时，I0.2得电，将数字0传入MW0中；以此类推 *)
LD M0
MPS
AND X2
MOV K0 K4M1
MED
AND X003
MOV K1 K1M1
MRD
AND X004
MOV K3 K4M1
MRD
AND X005
MOV K2 K4M1
MPP
AND X006
MOV K5 K4M1
(* 五个呼叫按钮梯形图 *)
(* 5个呼叫用数字0－4表示，当一号按钮被按下时，I0.7得电，将数字0传入MW1中，M4是实现自锁功能的作用；以此类推 *)
LD M0
ANI M4
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 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
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。
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
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
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
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
运料小车自动循环控制系统 一、任务描述： 设计一个运料小车自动循环控制系统，运料小车的动作顺序如下所述： 小车可以在A、B 两点间运动， A、B 两处各有一个行程开关。 小车可以在A、B 两点间运动， A、B 两处各有一个行程开关。 小车可以在A、B 两点间运动，A、B 两处各有一个行程开关，小车到 A 点停 10S 装料， 小车可以在A、B 两点间运动，A、B 两处各有一个行程开关，小车到 A 点停 10S
装料，随后驶向 B 点， 小车可以在A、B 两点间运动，A、B 两处各有一个行程开关，小车到 A 点停 10S 装料，随后驶向 B 点，到 B 点停5S 卸料。 小车可以在A、B 两点间运动，A、B 两处各有一个行程开关，小车到 A 点停 10S 装料，随后驶向 B 点，到 B 点停5S 卸料。完成后再返回 A 点， 二、小车动作流程图设计： 根据上述运料小车的动作顺序要求，设计的流程图如下图所示：
三、PLC 控制的I/O 地址分配： 各地址分配如下表 1 所示 表1：输入/输出信号地址对照表 输入信号名称外部元件内部地址输出信号名称外部元件内部地址左行启动按钮SB1 X0 左行接触器KM1 Y0 左行启动按钮SB2 X1 右行接触器KM2 Y1 停止按钮SB3 X2 装料电磁铁YA1 Y2 左行程开关SQ2 X3 卸料电磁铁YA2 Y3 右行程开关SQ1 X4 装料定时器KT1 T1 卸料定时器KT2 T2 四、PLC 控制的梯形图设计： 1、控制要求的描述： 1).启动要求： a.如果停止的小车未装料则按下启动SB1 按钮，让小车启动并左行去装料； b.如果停止的小车已装料则按下启动SB2按钮，让小车启动并右行去卸料； 即：将一组启动按钮（SB1、SB2）分别串接在小车左、右行的控制线路中。
基于PLC的运料小车控制系统设计
摘要 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，无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。随着社会发展，可编程逻辑控制器（PLC,Programmable logic Controller）的出现，它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。本设计是通过PLC控制电机转速、传感器检测，实现小车多处装料、卸料自动行驶的控制系统。 关键词：可编程控制器；传感器；自动行驶
Abstract Early material transport car electric control system for relay - contactor consisting of complex system, this system has long design cycle, large volume, cost is high, no data processing and communications functions, must have a person responsible for operation. With the development of society, the programmable logic controller, it is a kind of industrial control computer. Its programming convenient, simple operation and in particular high advantages, make it in the industry production process has been widely used. This design through the PLC control of motor speed, sensor detection, realize multiple charging, discharging automatic drive control system. Key words: Programmable logic Controller; sensor; automatic driving
运料小车的PLC控制实验 一、实验目的 1．学会用PLC 解决一个实际问题的思路。 2．熟悉PLC 指令的功能。 3．掌握程序设计中起保停电路、自锁电路和互锁电路的设计方法。 二、实验器材和设备 1．FX 系列PLC 一台 2．FX-10P-E 或FX-20P-E 手持编程器一台 3．模拟开关板一块 4．编程电缆 5．若干连接导线和PLC电源线 6.接触器三个，一个输出控制卸料的电磁铁，一个热继电器，三个热继电器 7.3个按钮开关、2个行程开关 8.内装有三相异步电动机的小车 9.熔断器一个 10.三极开关一个 三、实验原理 1.运料小车是工业送料的主要设备之一，小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进，电动机反转小车后退。 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。工作过程如下： a. 小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动： 到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。 到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。 b. 小车可停在任意位置
运料小车 2. 运料小车的控制系统主回路 三相异步电动机正反转电路图 3. 运料小车控制系统控制回路 传统运料小车大都是继电器控制。以继电器为主的运料小车控制系统的控制回路如下图所示。
运料小车继电器控制电路4. 运料小车控制系统的控制系统构成图 运料小车控制系统图
5.PLC的选用 根据运料小车输入输出设备的分配，在I/O方面只需要6个输入口和3个输出口，同时考虑适当的余量，选用FX2N-16MR的PLC即可。 6. 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图所示。 运料小车PLC外部接线图 7. 运料小车I/O 分配表 这个控制系统的输入有2个启动按钮开关、1个停止按钮开关、2个行程开关、热继电器共6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。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，另外还有一个输出控制卸料电磁铁，所以输出点应该有3个。对应的地址分配表如表所示。
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。
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
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：机电系班级：海尔二班 2 0 1 7 年0 3月23日
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．有关年月日等日期的填写，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。如“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
目录 第1章概述 (1) 第2章小车运送物料的总体设计 (2) 2.1控制要求 (2) 2.2 系统硬件设备控制 (3) 2.2.1运料小车控制的主回路设计 (3) 2.2.2分析控制要求,确定输入,输出设备 (4) 2.2.3分配I/O接口 (4) 2.2.4 I/O外围接线图 (5) 2.2.5PLC选型 (6) 第3章控制系统设计 (6) 3.1控制功能图以及逻辑表达式 (6) 3.1.1功能图表达式 (7) 3.1.2逻辑表达式 (8) 3.1.3根据逻辑表达式画出梯形图 (8) 第4章系统调试及结果分析 (9) 4.1 PLC实验操作规程 (9) 4.2 连接线路 (9) 4.3 结果分析 (10) 4.4系统调试与解决的问题 ................................... - 11 - 4.4.1调试.............................................. - 11 - 4.4.2检查电路 (11) 参考文献 (12)
第1章概述 小车自动运料系统，由于其控制简单，成本低，因此广泛应用与车站、码头、仓库、矿井等生产场所。但传统的接触继电器控制系统，有着其自身的缺点。例如：整个运行过程中，小车的速度很难设定，如果太快，启动和制动时由于存在小车惯性很容易造成物料的掉落、抛洒，这样就不能实现安全的启动。 随着经济的不断发展，运料小车的应用也不断扩大到各个领域。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。现将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、设计施工调试周期短等优点。 在自动化生产线上，有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动，并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留，以满足生产工艺要求。用P LC程序实现运料小车自动往返顺序控制，不仅具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，而且程序设计方法多样，便于不同层次设计人员的理解和掌握。本文以松下电工FP0系列PLC为例，提出基于运料小车自动往返顺序控制的五种PLC 程序设计方法。 松下电工可编程控制器-FPO有以下特点： 1.富的指令操作 2.快速的CPU处理速度 3.大程序容量 4.功能强大的编程工具 5.强大的网络通信功能 这些都使松下系列的PLC得到了市场的认可，即使其电工产品进入中国市场较晚，但由于其强大的功能还有不少独到之处所以一经推出就备受用户关注。
OB1 - <离线> "" 名称： 系列：作者： 版本：0.1 块版本：2 时间标志代码：接口：2013-05-16 11:47:44 1996-02-15 16:51:12 长度(块/逻辑/数据)：00214 00092 00020 名称 数据类型 地址 注释 TEMP 0.0 OB1_EV_CLASS Byte 0.0Bits 0-3 = 1 (Coming event), Bits 4-7 = 1 (Event class 1) OB1_SCAN_1 Byte 1.0 1 (Cold restart scan 1 of OB 1), 3 (Scan 2-n of OB 1) OB1_PRIORITY Byte 2.0Priority of OB Execution OB1_OB_NUMBR Byte 3.0 1 (Organization block 1, OB1) OB1_RESERVED_1 Byte 4.0 Reserved for system OB1_RESERVED_2 Byte 5.0 Reserved for system OB1_PREV_CYCLE Int 6.0 Cycle time of previous OB1 scan (milliseconds) OB1_MIN_CYCLE Int 8.0 Minimum cycle time of OB1 (milliseconds) OB1_MAX_CYCLE Int 10.0Maximum cycle time of OB1 (milliseconds) OB1_DATE_TIME Date_And_Time 12.0 Date and time OB1 started 块： OB1 "Main Program Sweep (Cycle)" 程序段： 1 M0.4 T2M0.0M0.1M0.0
自动运料小车PLC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HJ的编码时，小车向左运行，运行到按钮HJ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扭HJ的编码时，小车保持不动； （5）呼叫按钮开关HJ1--HJ5应具有互锁功能，先按下者优先。 2.运料小车的运动分析： 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。 运料小车 自动化生产线 1号站2号站3号站4号站5号站 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D0。依次类推，当小车在5号站时，行程开关X013得电，将数字4传送到数据寄存器D0。它的助记符程序为： LD X007 MOV K0 D0 ；小车在1号站 LD X010 MOV K1 D0 ；小车在2号站 LD X011 MOV K2 D0 ；小车在3号站 LD X012 MOV K3 D0 ；小车在4号站 LD X013 MOV K4 D0 ；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得电；当按下停止按钮时，小车停止运动，该辅助继电器M0失电。它的助记符程序为： LD X000 OR M0
存档号：154123251 学号：201204032053 石家庄铁路职业技术学院 毕业设计基于PLC的运料车控制系统的设计 系部电气工程系 专业名称电气自动化技术 指导教师王书青 学生姓名田兴朝 二○一五年一月
石家庄铁路职业技术学院电气工程系 2015届毕业设计（论文）任务书 自动控制教研室 2014年11月25日
内容摘要 一种简单实用的产品分选装置控制系统的PLC设计方案。送料车的出现帮助了我国很大程度上改善了工农业运料的方式，很大程度上减少了运料的时间和强度，方便了工人操作，节省了人力物力。实验证明该系统实现简单、经济，在工作中能更快、更准确的工作。这样，节约了人力物力，提高了工作效率。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。 可编程序控制器（Programmable controller）简称PLC，由于PLC的可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单，所以PLC的应用领域在迅速扩大。对早期的PLC，凡是有继电器的地方，都可采用。而对当今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC。尤其是近几年来，PLC的成本下降，功能又不段增强，所以，目前PLC在国内外已被广泛应用于各个行业。 本设计是为了实现送料小车的自动化的转化，改变以往小车的单纯手动送料，减少了劳动力，提高了生产效率，实现了自动化生产！而且本送料小车的设计是由于工作环境恶劣，不允许人进入工作环境的情况下孕育而成的。 运料车的作用是将搅拌好的成品料提升到成品料存储仓中。早期的搅拌设备中，运料车控制通常都是采用继电器逻辑控制，由于继电器的稳定性远远比不上目前的PLC控制设备。特别是随着科技的不断发展，PLC以其体积小，功能强、故障率低、可靠性高、维护方便等优点，被国内外沥青混合料搅拌设备厂家广泛采用。本项目运用PLC（可编程逻辑控制）控制运料小车的运行，取代了传统的继电器控制，实现了运料过程的自动化控制。在具体控制过程中，通过移位指令、计时器和移位寄存器的复位指令使运料车能够连续运行，直到需要停止时按停止按钮停车。运料车还可通过手动控制其运行，但操作起来复杂，而且易出错，PLC在小车自动送料控制系统中可实现较高的自动化程度，大大提高系统的稳定性和可靠性，减少调试、运行、维护的强度，成为“无人值班，少人值守”的优选小车送料自动控制系统。本文通过分析可知，用PLC控制运料系统，安全、可靠，而且维护、调试方便，具有很高的实用价值。 关键字：运料小车；PLC自动控制；自动往返控制