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：2011年11月15日
1
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 (5)
2.1 PLC梯形图 (5)
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 (6)
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 (13)
3.6 输入输出的选择 (13)
第四章软件控制设计 (19)
4.1系统功能图 (19)
4.2 梯形图程序 (19)
第五章调试 (29)
5.1硬件调试 (29)
5.2 软件调试 (29)
5.3运行调试 (29)
参考文献 (30)
致谢 (31)
第一章．PLC的结构、工作原理及系统控制
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。基本结构如图1-1所示。
图1-1 整体式结构
图1-2 模块式结构
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。
1.2 PLC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。
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。
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。
第二章．1PLC的编辑语言
2.1 PLC梯形图
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2-1和图2-2所示。
图2-1 继电气控制电路
图2-2 PLC控制梯形图
2.2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 X0
OR Y0
ANI X1
OUT Y0
2.3 PLC控制系统的构成、设计原理及步骤
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。
（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2-3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、程序清单和使用说明书等。
图2-3 设计步骤示意图
2.4 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。
2.5 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。
第三章．基本控制要求
料车采用半自动化管理，每个装配点都有一名工人，当装配点需料时按下“需料按钮”，料车将会驶往该点，料车在该装配点停留一段时间供该点下料，下料时间到后料车即可响应其他装配点的需料请求，一料车可供各个装配点使用若干次；当某装配点发现料车无料时按下“上料按钮”，料车即驶往该点上料。
3.1运料小车控制的结构及要求
SB2
HL HL HL F:上料点
A B C:装配点
SQ0 SQ1 SQ2 SQ3:行程开关
SB1 SB2 SB3 ：动合按钮
HL ：指示灯
说明：
设备工作描述
1.初始状态
系统电源连接后料车自动驶往上料点F上料。
2.上料
料车行驶SQ0，SQ0受压闭合，料车停止装料，装料时间15s,装料时候到则料车请求可用，指示灯HL亮，可以相应A.B,C点的需料请求信号，注意：料车在SQ0位置上不停，料车驶过一段时间才停止。
3 B点下料配制
当B点的需料请求被响应，料撤驶往B点，料车过SQ2,SQ2受压闭合，料车停止下料，下料时间10s.下料时间到请求可用。指示灯亮，可以响应A点和C 点需料请求信号，注意;料车行驶SQ2后行驶一段时间后才停止。
4.A点下料配制
当A点的需料请求被响应，料车驶往A点，料车过SQ1，SQ1受压闭合，料车停止下料，下料时间10S，下料时间到请求可用。指示灯亮，可以响应B,C点需料请求信号，注意：料车行驶SQ1后行驶一段时间后才停止。
5.C点下料配制
当C点的需求请求被响应，料车驶往C点。料车过SQ3，SQ3受压闭合，料车停止下料，下料时间10s,下料时间到请求可用。指示灯亮，可以响应A,B点需料请求信号，注意：料车行驶SQ3后行驶一段时间后才停止。
6.A点需料请求
料车可用时，并且没有停止A点，按下SB1,料车从B,C,F点驶往A点
7.B点需料请求点，
料车可用时，并且没有停止B点，按下SB2，料车从A,C,F点驶往B点。
8.C点需料请求
料车可用时，并且没有停止C点，按下SB3，料车从A,B,F点驶往C点。
9.A点上料请求
料车停在A点时，在料车下料的10S内按下SB1，料车从A点驶往F点。
10 B点上料请求
料车停在B点时，在料车下料的10S内按下SB2，料车从B点驶往F点。
11。C点上料请求
料车停在C点时。在料车下料的10S内按下SB3，料车从C点驶往F点。
12．料车请求可用指示
料车在上料点完成上料，在下料点完成下料后，料车请求可用，指示灯HL 亮，上料，下料，下料和行驶中料车请求可用，指示灯灭，。
13．右行
接通交流接触器KM2线圈，控制电机M正转，小车右行
14．左行
接通交流接触器KM2线圈，控制电机M反转，小车左行。
15．料车停止
采用反接制动，反接制动时间为1S。
设备工作过程是：系统上电后料车自动行驶往上料点F，SQ0受压，料车反接制动停止，15s后上料完成，指示灯HL亮，表示可以请求料车下料。
装载满料的小车，ABC三点都可以请求料车，按下对应点的需料请求按钮料车即驶往该点，以B点为例说明，当HL指示灯亮时，按下SB2按钮料车驶往B点，同时料车请求不可用，指示灯HL灭，SQ2受压后料车反接制动停止在B
点开始下料。10S后下料完成。指示灯HL可以响应其他点需料请求。
料车响应了装配点的需求请求下完料后仍可响应其它的需料请求，直到料车内的料用完。例如在B点下料完成后，指示灯HL亮。此时如果在A点的SB1按下发需求请求，料车将驶向A点，如果C点按下SB3，料车将驶向C点。
当一装配点发现料车无料了，在料车停在该点时，在料车下料的10S内按下上料请求按钮，则料车上料。以B点为例，当料车停在B，操作员发现料车无料，在10S内按下SB2，料车驶往F点上料，注意每个点的需求请求按钮和上料按钮是同一个按钮。
3.2 PLC机型的选择
PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。本课程设计选用FX2n-20MR-001型可编程控制器。
3.3电源的选择
PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。
3.4存储器的选择
由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。
3.5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。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，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。
松下PLC电气是日本松下公司推出的系列，是松下厂家的典型产品。常见输入继电器用“X”表示、输出用电器用“Y”表示；另外有数字，为该类器件的序号。根据所需用户输入输出设备及I/O点数，选择型PLC就可满足控制系统的要求。铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。
松下FP0系列PLC优点：
1、超小型尺寸，具有世界上最小的安装面积，宽25X高90X长60毫米,不受安装场所限制。
2、轻松扩展，扩展单元可直接连接到控制单元上、最多可扩展3单元128点，扩展单元可直接连接到,不需任何电缆。
3、实现综合精度±0.8℃的高精度温度控制；
4、最多可达24ch温度控制；
5、扫描时间约1ms的高速运算；
6、输入信号：24VDC，输出信号：220VAC、24VDC。
7、从I/O 10点到最大I/O 128点的选择空间。
8、拥有广泛的应用领域
3.6 输入输出的选择
输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率
因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。考虑是否需要扩展机架或远程I/O 机架等。
通过对各个输入，输出的工作环境和用途的分析确定各个低压电器的型号为
料车正反转的接触器选型为电磁线圈
料车上料与下料的接触器选型为电磁阀
料车自动停止的开关选型为限位开关。
料车正反转开关选型为按钮
I/O对照表及接线图
3.3 主电路图
左行右行主电路图
三相异步电动机的基本工作原理和运行特性
1.1异步电动机结构
（1）固定部分有定子绕组、定子铁心、机壳、端盖、风罩。
定子绕组是电动机的电路部分，通入三相交流电产生旋转磁场的绕组。由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。定子铁心是电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。通常是用轧成厚0.5或0.35毫米的硅钢片叠成的（如图1）。机壳是用来支撑定子铁心和电动机端盖。端盖是用来支撑电动机的转动部分（一般指转子）。风罩保护风叶同时又起到通风的风路作用。
图1 定子铁心
（2）转动部分有转子铁心、转子鼠笼、转轴、起动开关、轴承、风叶。
转子铁心是整个电动机磁路的一部分，一般使用硅钢片DR510-50，DR280-35。转子鼠笼起转子绕组的作用转子的导条均由鼠笼的端环所短路，形成一个多相的电路（如图2）。鼠笼的材料一般采用高纯铝L01～L05。转轴是作为支撑转子铁心和传递力矩最不可缺少的结构部分。轴承主要是连接转动部分与不动部分。风叶主要是冷却电动机。
图2 鼠笼转子
（3）其他部分有出线盒、铭牌、起动或工作电容器。
（4）三相异步电动机的总结构图
图3 封闭式三相笼型异步电动机结构图
1—轴承；2—前端盖；3—转轴；4—接线盒；5—吊环；6—定子铁心； 7—转子；
8—定子绕组；9—机座；10—后端盖；11—风罩；12—风扇
1.2异步电动机用途
对于小型异步电动机来说，用途是十分广泛的，常作为各类机械中的主要动力元件。Y系列小型异步电动机根据需要，既可以用于正常的工作环境，又可在潮湿、多尘、湿热、多霉和日晒雨淋、严寒酷暑，冲击波动，有爆炸危险和腐蚀性环境中使用，既可恒速传动，又可变速传动。这类电机既可连续工作，有可断续工作。因此广泛用于各种机床，风机，水泵，压缩机和传输机，农业食品加工等各类机械设备。
1.3基本工作原理
电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全Array电流定律、电路定律和电磁力定律等基础上的。如
右图4是三相交流异步电动机转子转动的原理图
(图中只示出两根导条)，当磁极沿顺时针方向旋
转，磁极的磁力线切割转子导条，导条中就感应出
电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运
动是相对的，假如磁极不动，转子导条沿逆时针
方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来。在
电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力F，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来。异步电动机的工作原理用箭头式子可以简单的表示如下：
定子绕组通入三相交流电流→产生旋转磁场→切割转子绕组→转子绕组产生感应电势→转子中产生感应电流→转子电流与磁场作用→产生电磁转矩→运行。
1.4三相异步电动机的工作特性
异步电动机的工作特性是指在额定电压及额定频率下，电动机的主要物理量
转差率，转矩电流，效率，功率因数等随输出功率变化的关系曲线。
○
1转差率特性 通常把同步转速n1和电动机转子转速n 二者之差与同步转速n1的比值叫做转差率，用s 表示。关于转差率的定义如下：当电机的定子绕组接电源时，站在定子边看，如果气隙旋转磁通密度与转子的转向一致，则转差率s 为：11n n n s =；如果两者转向相反，则：1
1n n n s +=。式中的n1、n 都理解为转速的绝对值s 是一个没有单位的数，它的大小能反映电动机转子的转速。随着负载功率的增加，转子电流增大，故转差率随输出功率增大而增大。○
2转矩特性 异步电动机的输出转矩：转速的变换范围很小，从空载到满载，转速略有下降，转矩曲线为一个上翘的曲线（近似直线）。○
3电流特性 空载时电流很小，随着负载电流增大，电机的输入电流增大。
○
4效率特性 其中铜耗随着负载的变化而变化（与负载电流的平方正比）；铁耗和机械损耗近似不变；效率曲线有最大值，可变损耗等于不变损耗时，电机达到最大效率。异步电动机额定效率载74-94%之间；最大效率发生在(0.7-1.0)倍额定效率处。○
5功率因数特性 空载时，定子电流基本上用来产生主磁通，有功功率很小，功率因数也很低；随着负载电流增大，输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升高；在额定功率附近，功率因数达到最大值。如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率正比），从而引起功率因数下降。
第四章软件控制设计
4.1系统功能图
本课程设计采用顺序控制设计法，其关键在于顺序控制功能图的绘制。
4.2 梯形图程序
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。
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
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。
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
智能小车控制系统设计 ——ARM控制模块设计 EasyARM615是一款基于32位ARM处理器，集学习和研发于一体的入门级开发套件，该套件采用Luminary Micro(流明诺瑞)公司生产的Stellaris系列微控制器LM3S615。本系统设计是以EasyARM615开发板为核心，通过灰度传感器检测路面上的黑线，运用PWM直流电机调速技术，完成对小车运动轨迹等一系列的控制。同时利用外扩的液晶显示器显示出各个参数。以达到一个简易的智能小车。 本文叙述了系统的设计原理及方法，讨论了ISR集成开发环境的使用，系统调试过程中出现的问题及解决方法。 据观察，普通的玩具小车一般需要在外加条件下才能按照自己的的设想轨迹去行驶，而目前可借助嵌入式技术让小车无需外加条件便可完成智能化。在小车行驶之前所需作的准备工作是在地面上布好黑线轨迹，设计好的小车便可按此黑线行驶，即为智能小车。其设计流程如下： 1、电机模块 采用由达林顿管组成的H型PWM电路。PWM电路由四个大功率晶体管组成，H桥电路构成，四个晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制达林顿管使之工作在开关状态，根据调整输入控制脉冲的占空比，精确调整电机转速。这种电路由于管子工作只在饱和和截止状态下，效率非常没。H型电路使实现转速和方向的控制简单化，且电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM调整技术。 具体电路如下图所示。本电路采用的是基于PWM原理的H型驱动电路。该电路采用TIP132大功率达林顿管，以保证电动机启动瞬间的8安培电流要求。
2、传感器模块 灰度测量模块，是一种能够区分出不同颜色的的电子部件。灰度测量模块是专为机器人设计的灰度传感器。例如：沿着黑色轨迹线行走，不偏离黑色轨迹线；沿着桌面边沿行走，不掉到地上，等等。足球比赛时，识别场地中灰度不同的地面，以便于进行定位。不同的物体对红外线的反射率不同，黑色最低，白色最高；它通过发射红外线并测量红外线被反射的强度来输出反映物体颜色的电压信号，有效距离3-30毫米。 其技术规格如下： 已知灰度传感器的输出电压为0-3.3V，所以可通过ARM615开发板上的ADC 模块转换成数字信号，最后通过不断测试得出黑线与白线的大概参数值，完成对小车传感器部分的设计。 在本次设计中选择二个灰度传感器，其实现效果与布局如下所示。
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)
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
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
毕业设计（论文）开题报告 题目智能小车控制系统研究 系部车辆工程系 专业 学生姓名学号 指导教师职称讲师 毕设地点 2016年1 月16 日
1.结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写1500～2000字左右的文献 综述： 一丶选题背景 智能汽车的概念在上世纪80 年代初由美国提出，随着智能控制算法的不断发展，以及硬件设备的快速更新，对智能车的发展起到了巨大的促进作用。同时交通问题也逐渐成为世界各个国家都要面临的重要问题，这也加快了新技术、新方法的应用。在这样的背景下智能车的研究逐渐成为新的热点。 当前世界公路的总里程每年都在高速增长，同时汽车的总量也在成倍增加，其中我国的增量更是非常明显，随着汽车的越来越多，出现交通事故的概率也在不断提高。世界各国为了解决这方面的问题提出了很多的想法，而智能车是众多想法中最可行的一种解决当前问题的方法。许多国家在无人驾驶汽车和智能交通系统的研究上都取得了不错的成果，有些研究结构已经研制成功了智能车的原型，并进行相关试验。最近10 年在传统汽车中半导体和电子技术应用的越来越多。汽车产业已经进入到了电子时代，智能汽车将是未来的发展趋势。根据相关部门的统计数据，2012 年之后生产的汽车，汽车上电子装置系统占整个汽车总成本超过30%，甚至在一些配置较高的汽车上，比重超过50%。 随着改革开放的不断深入，我国经济在过去的一段时间迅速崛起，人民的生活水平和幸福指数每年都在提高，拥有一辆汽车也不在是一个的梦想，而是变成了一个很多家庭都能消费的起的代步工具，当前我国的汽车数量，每年以两位数增长，然而我国的公共配套却相对落后，这就造成了我国严重的交通问题，道路拥挤十分严重，出现了开车不如骑车快的现象。 因此发展智能车和智能交通系统，是解决现有问题的一种有效的方法，通过不断的研究会在交通拥堵、减少事故方面起到十分显著的作用。未来通过无人驾驶技术，实现汽车的自动行驶，对于我国汽车、控制、电子等领域在新时期提高国际竞争力和自主创新能力有着重要的作用。 智能汽车控制系统的研究是一项复杂的系统工程，其中包含了机械、电子、自动循迹、自适应控制、机器人技术、传感器技术等多学科相互交融的一项研究。智能车通过多个传感器模块的协同工作，经过控制单元进行决策实现汽车的自动行驶、最优化路径等功能。 同时无人驾驶智能车在货运、农业生产、军事等领域具有很好的应用前景。 综上所述，发展智能汽车控制技术能够提高我国在微电子技术、人工智能、电机控制等新技术领域的技术水平。同时随着智能汽车的不断发展也能够有效的改善现有的交
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。
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
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
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......
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。
www?ele169?com | 21电子电路设计与方案 0 引言 移动机器人已经渗透到工业生产、物流、搬运、医疗等 社会的每个方面[1]。智能小车作为一种轮式机器人也得到了 广泛的应用研究[2]。控制系统是智能小车的关键构成部分， 能够在较为复杂的环境中，将小车按照预定的轨迹运行，或者运行到预先设定的位置，实现小车精确的速度与位置的控制，对智能小车系统起着至关重要的作用[3] 。因此，本文以四轮轮式结构智能小车为研究对象，采用STM32系列单片 机作为控制核心，结合CAN 总线通信接口，设计一种基于STM32的智能小车控制系统，该系统功能强大且扩展性好， 具有一定的实用价值。1 系统介绍 智能小车的控制系统是整个智能小车设计过程中最为重 要的一环。智能小车是在它的统一协调控制下完成行走、 避障、 自主循迹等任务，它的好坏直接关系着智能小车的性能好坏， 控制系统的设计方法也决定着智能小车的功能特点。图1 控制系统结构框图 通常，智能小车应具备自主定位、障碍物实时检测、自 动避障、速度检测以及无线通信等功能。根据上述功能的要求，本文所设计的控制系统的硬件模块主要包括：主控模块、障碍物检测模块、速度检测模块、无线通信模块、电源模块以及电机驱动模块等部分。控制系统的结构如图1所示。为了方便后续的功能的扩展，在实际设计过程中，各模块的软硬件设计均采用相对独立的模块化设计方法。2 系统硬件设计 ■2.1 电源模块电源模块主要为控制系统提供工作的电压。根据各个组成部分的功能，电源模块应提供电机驱动所需的12V、STM32主控核心所需的3.3V、其他芯片工作所需的5V 三种幅值的电压。因此，采用12V 的航模电池作为供电电源，5V 与3.3V 电源转换电路如图2所示。为了增加电源的可靠性，减少外界扰动的影响，在稳压芯片7805和LM1117的 输入和输出两侧均布置有电容。图2 电源模块电路 ■2.2 障碍物检测模块智能小车要具备自主避障的能力，必须在其行进过程中能够时刻检测到障碍物的信息，为此就需要设计相应的障碍物检测模块。常用的传感器主要有超声波、激光以及红外测距传感器。鉴于超声传感器使用方便、实时性强和性价比高等优点，本文选用型号为HC-SR04的超声测距模块，得到智能小车在行进过程中遇到的障碍物的信息。所使用的测距模块如图 3所示。其中VCC 为5V 电源输入接5V 电源即可， GND 为接地线，回响信号输出ECHO 与触发控制信号输入TRIG 与STM32的I/O 口连接即可。基于STM32的智能小车控制系统设计王嘉俊 （山西省清徐梗阳中学，山西清徐，030400）摘要：本文设计一种基于STM32的智能小车控制系统。该系统采用STM32单片机作为控制核心，通过HC-SR04超声波传感器实时检测障碍物信息，采用光电编码器得到转速信息构成闭环控制系统，使得智能小车的控制更为精确，通过CAN总线和无线通信模块实现操作人员对智能小车的有线和无线通信。该系统设计简单、可扩展性好且控制精度高，具有一定应用价值。关键词：智能小车；STM32；转速检测；避障
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