小车往返运动实验

实例讲解丨小车往返运动编程案例一、小车往返运动用S7-200实现小车往返的自动控制，控制过程为按下启动按钮，小车从左边往右边（右边往左边运动）当运动到右边（左边）碰到右边（左边）的行程开关后小车自动做返回运动，当碰到另一边的行程开关后又做返回运动。

如此的往返运动，直到当按下停车按钮后小车停止运动。

▲电气接线图I/O分配表梯形图程序PLC接线图程序调试及结果分析▲控制平台操作面板当按下SB2即i0.0（鼠标点击i0.0f）接通后，Q0.0接通，小车右行（即指示灯Q0.0 亮）。

当小车运行碰到右限位开关SQ2即i0.4（用鼠标点击i0.4f，模拟SQ2被压下）接通，此时小车左行（指示灯Q0.0灭，指示灯Q0.1亮），当运行到左边碰到左限位SQ1即i0.3（鼠标点击i0.3f）接通，此时小车又往右运行（指示灯Q0.1灭，指示灯Q0.0 亮）。

如此往返运动下去直到按下SB1即i0.2（鼠标点i0.2f）接通，小车停止运行。

附：二、闪光电路当按下启动按钮后，要求在两秒钟内有一秒亮有一秒灭，如此反复，灯一闪一闪发光。

I/O分配表梯形图程序PLC接线图程序调试及结果分析把编写好的程序下载到西门子s7-200PLC中进行调试。

观察运行结果和实验要求是否相同。

通过在线控制面板进行调试，当按下在线控制面板上的I0.0f（即 I0.0 接通）此时Q0.0有输出，Q0.0所接负载灯就亮，同时启动定时器T37开始计时，当计时一秒后因T37动作，其常闭触点断开，所以Q0.0无输出，所接负载灯灭。

灯灭的同时启动定时器 T38，T38 计时一秒后，把串联在定时器T37的常闭触点断开，所以T37复位，T37常闭触点恢复常闭。

此时Q0.0 又有输出，所接负载灯又亮。

这样，输出Q0.0上所接的负载灯以接通一秒，断开一秒频率不停的闪烁，直到按下在线控制面板上的I0.1f(即I0.1接通)，闪光电路不在继续工作。

若想改变灯闪烁的频率只要改变定时器的时间就能够达到改变要求。

探究9 能自动往返的“小车”探究平台实验目标1.了解能量守恒定律。

2.知道各种能量间可以相互转化。

实验原理1.能量守恒定律：能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律。

2.植物进行光合作用时的能量转化是光能转化成化学能，钻木取火的能量转化是机械能转化成内能，燃料燃烧时的能量转化是化学能转化成内能。

3.电动机工作过程中的能量转化是电能能转化为机械能。

发电机工作过程中的能量转化机械能转化为电能。

实验器材带塑料盖子的空罐头盒、长橡皮筋、螺母、铁钉、铁锤。

实验过程实验步骤1.如图9-1（a）,用铁钉和锤子在罐头盒的盖子和罐底各打两个孔。

2.如图9-1(b),将橡皮筋穿过罐底的两个孔3. 如图9-2(a),把橡皮筋的两个头交叉一下，并在中间系上螺母。

4. 如图9-2(b),把橡皮筋的两个头分别穿过塑料盖上的两个孔，然后把盖子盖到罐头盒上，系牢橡皮筋的两个端头。

5．用力将罐头盒滚出去，观察它的运动情况。

6.实验完毕，整理器材。

实验结论1.自动往返的“小车”中能量是如何转化的？原因是什么？2.自动往返的“小车”制作过程的关键是什么？为什么要这么操作？实验拓展1.你觉得该实验成功的关键在什么地方？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2. 探究焦耳热功当量实验装置—电功实验步骤：如图所示，利用降落的重物使发电机发电，电流通过浸在液体的电阻丝，引起液体温度上升。

实验结论：以同一个系统，在绝热过程中，只要所做的电功相等，系统温度上升的数值就相同，即系统的状态变化相同。

我们本次实验室针对现实生活中现代自动配货、自动运料运输等工业生产和商业运营的社会需要。

在当今社会单片机已经完全满足不了需要所以我们应用了更加高端的PLC从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求。

所以本次实验应用PLC的S7-200 来设计的两个关于小车的自动控制系统。

第一个是小车直线自动往返控制。

它实现的事小车在始末站之间的自动往返运动，并且在控制过程中能及时的停止装置。

第二个的小车定位系统。

它实现的是小车在规定的站点之间和规定的次数进行往返运动，并且在完成规定动作后能回到指定的站点。

文中给出了具体的系统结构图，指出了系统的具体构成及所选的元件，列出参数的定义及1\0口地址分配表，还有详细的梯形图及每个网络所实现的作用。

完成了对小车的自动控制。

关键字：自动控制PLC 自动往返控制小车定位系统1选题背景及意义 (1)2系统简介 (2)2.1小车直线运动模型图及其介绍 (2)2.2系统中主要元件型号 (2)2.3电机主接线图 (2)3PLC简介 (4)3.1PLC工作原理 (4)3.2PLC的应用 (4)3.3西门子S7-200CPU226CNDC\DC\D的主要技术指标 (5)4直线自动往返控制 (8)4.110地址分配表 (8)4.2PLC接线图 (8)4.3带注释的程序 (9)5定位控制 (11)5.1I0地址分配表 (11)5.2PLC接线图 (11)5.3带注释的程序 (12)结论 (16)参考文献 (17)1 选题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，故障率高的特点，且维护不易等缺点，作为目前国内控制市场上的哦主流控制器，PLC 在市场，技术，行业影响等方面有着重要的作用，利用PLC控制来代替继电器控制已是大势所趋。

（二） 接线图M3~QSFUKM1KM2KT1KT2SQ1SQ2电气控制技术课程设计报告书课程设计题目：小车往返循环电气控制系统专业班级：自动化1608组别及学生姓名：***师：**课程设计地点：课程设计时间：2017年12月11日-12月15日设计成绩：指导老师：电气工程训练中心制一、设计任务及要求电气控制技术课程设计任务书学生姓名专业班级自动化1608 学号题目小车往返循环电气控制系统设计安装与调试课程性质实践课题来源自选指导教师郭变主要内容1、根据项目技术要求，设计常规电气控制系统总体方案；2、根据方案选择相应电气件后列写主要元器件清单；3、绘制电路图、控制板电气元件布置图、电气安装接线图；4、在控制板上安装接线，通电调试5、整理技术资料，编写项目报告，项目验收。

任务要求（进度）1、分组选题，了解题目背景，提出多个设计方案；（12月11日）2、比较设计方案优缺点，确定最终设计方案；（12月12日）3、根据设计方案列出元件清单并绘制电路图；（12月13日）4、小组讨论，准备答辩；（12月14日）5、根据反馈意见整理资料，完成课程设计报告。

（12月15日）技术参数三相交流电动机为JO2-21-4，功率为1.1KW，输出电压380V；主要参考（资料）1、谭维瑜，电机与电气控制，机械工业出版社，2012年1月第二版；2、姚锦卫、李国瑞，电气控制技术项目教程，机械工业出版社，2016年1月第二版。

摘要运料小车往返在煤矿仓库、港口车站等被广泛应用而其大多为人为驾驶所控制，而人力驾驶存在着资料浪费大、成本高等缺点，为了降低云顶的成本，节省人力资源，应用电机与电气控制这门技术，作为小车控制。

本设计主要采用继电器、开关、导线及接触器组成，实现半自动化控制，降低了小车运行成本、提高工作效率、操作简单等优点，更加方便管理人员对现场的管理。

在生产中，有些机械的工作需要自动往返运动，例如运料的小车、钻床的刀架、万能铣床的工作台等。

小车往返原理
小车往返实验是一种经典的物理实验，用以研究物体在匀速直线运动中的位移与时间的关系。

这个实验可以简单地描述为小车在一条直线上往返运动，开始时从原点出发，以一定的速度（匀速运动）向一个特定的方向运动一段距离，然后原路返回，返回到起始位置。

这样的往返运动可以重复多次。

在这个实验中，我们测量小车离开起点的位移和所用的时间。

首先，我们将小车放置在起点位置，然后启动计时器，并观察小车的运动，记录小车到达终点的时间。

然后，我们将小车恢复到起点位置，并再次启动计时器。

当小车再次到达终点时，记录小车的运动时间。

通过这个实验，我们可以得到小车每次往返所用的时间以及往返距离。

通过分析实验数据，我们可以得到小车的平均速度。

平均速度的计算公式为：平均速度=总位移/总时间。

在这里，总位移等
于往返距离的两倍，总时间等于小车往返的时间总和。

小车往返实验可以帮助我们理解物体的位移与时间之间的关系。

根据小车往返的时间和距离，我们可以绘制一条直线，表示小车的平均速度。

如果小车的速度保持不变，那么这条直线应该是水平的，表示小车的速度恒定。

如果小车的速度随着时间的增加而改变，那么这条直线就会有一定的倾斜度。

通过小车往返实验，我们还可以研究其他运动的特性，例如加速度和速度的变化，以及运动的图像。

这个实验在物理教学中
经常被用来帮助学生加深对运动学的理解。

所以，小车往返实验不仅可以提供实验数据，还能帮助我们探索物理规律。

电工实训报告自动往返运动小车一、实验目的通过本次实训，掌握小车的电路连接与运动控制，了解电机与电磁继电器的基本原理，并实现小车的自动往返运动。

二、实验原理1.电路连接：本实训中，电路连接采用如下方式：（1）将两个电动机通过电线连接到电源上，通过电磁继电器控制电机的正反转；（2）通过激光发射模块和激光接收模块，实现小车的自动往返运动。

2.电机原理：电动机是一种将电能转换为机械能的装置，主要由定子、转子、电磁铁组成。

在外加电流的作用下，电机会产生磁场，进而转动。

3.电磁继电器原理：电磁继电器是一种利用电磁效应控制大电流开关电路的器件。

当电流通过线圈时，产生磁场，吸引动铁芯，从而改变触点的开闭状态。

4.激光模块原理：激光发射模块通过电流激发，产生激光束。

激光接收模块通过接收激光束的反射光信号来实现控制。

三、实验步骤1.搭建电路连接（1）将两个直流电动机通过电线连接到电磁继电器上，电磁继电器的触点通过跳线连接到电源上；（2）激光接收模块接入电路，通过开关控制电路的通断。

2.设计电路控制程序（1）设置电机的正转、反转和停止；（2）设置激光接收模块的信号接收；（3）编写程序，通过电机和激光模块的控制，实现小车的自动往返运动。

3.调试与验证（2）打开开关，观察小车的自动往返运动情况。

（3）调试程序中的参数，如电机转动时间和距离等，以优化小车的运动效果。

四、实验结果经过调试与验证，小车成功实现了自动往返运动。

在实验过程中，小车能够自动检测到前方的障碍物并停下来，避免碰撞。

激光传感器的精度和稳定性能够有效地帮助小车完成往返运动任务。

五、实验总结通过本次实训，我掌握了电路连接和运动控制的基本原理，了解了电动机和电磁继电器的工作原理，并通过实验成功实现了小车的自动往返运动。

这次实训对于我进一步了解电工实践和掌握相关技能有着重要的意义。

在实验过程中，我也学到了解决问题和调试技巧，提高了自己的动手实践能力。

六、存在的问题与改进措施在实验过程中，我发现小车的运动速度和稳定性还有待改进，电磁继电器的触点也存在一定的接触不良问题。

实训一、小车自动往返
一、实训目的
1、熟悉常用指令的功能和使用方法。

2、初步掌握根据控制要求编制、调试程序的基本方法。

3、用PLC构成系统自动送料装车系统。

二、实训设备
FP1-C24或以上机型1台计算机1台
实验开关板连接导线一套。

三、实训内容
图1 小车自动往返工况示意图
1、控制要求：小车一个工作周期的动作要求如下：
(1)按下启动按钮SB，小车电机正转，小车第一次前进，碰到限位开关SQ1后小车电机反转，小车后退。

(2)小车后退碰到限位开关SQ2后，小车电机M停转。

停5s后，第二次前进，碰到限位开关SQ3，
再次后退。

(3)第二次后退碰到限位开关SQ2时，小车停止。

2、I/O接线
图2 I/O接线图
3、按梯形图输入程序。

4、调试并运行程序。

四、实训报告要求
1、写出调试好程序（梯形图、指令表及注释）
2、程序编制、调试中出现的问题及分析、处理方法。

图3 小车往返控制方案一梯形图
图4 小车往返控制方案二梯形图。

#### 一、实训背景随着科技的不断发展，自动化技术在工业、家庭等领域得到了广泛应用。

为了提高学生的实践能力，培养创新思维，本次实训选择了小车往返运动作为实验项目。

通过本次实训，旨在让学生了解自动化控制的基本原理，掌握PLC编程技术，并能够将所学知识应用于实际项目中。

#### 二、实训目的1. 理解自动化控制的基本原理，掌握PLC编程技术。

2. 学会使用PLC编程软件进行程序编写。

3. 了解小车往返运动的控制过程，提高动手实践能力。

4. 培养团队合作精神，提高沟通协作能力。

#### 三、实训内容1. 硬件设备：- 西门子S7-200 PLC- 小车运动平台- 行程开关- 启动按钮- 停车按钮- 电源模块2. 软件环境：- Step 7-Micro/WIN SP软件3. 实训步骤：- 环境搭建：连接PLC、小车运动平台、行程开关、启动按钮、停车按钮和电源模块，搭建小车往返运动控制系统。

- 程序编写：使用Step 7-Micro/WIN SP软件，根据实训要求编写PLC控制程序。

- 程序调试：下载程序至PLC，观察小车往返运动是否符合预期，对程序进行调试和优化。

- 系统测试：完成程序调试后，进行系统测试，验证小车往返运动控制系统的稳定性和可靠性。

#### 四、实训原理1. PLC编程：利用Step 7-Micro/WIN SP软件，编写PLC控制程序，实现对小车往返运动的控制。

2. 行程开关：行程开关用于检测小车位置，当小车到达指定位置时，行程开关动作，触发PLC程序中的相关逻辑。

3. 启动按钮：启动按钮用于启动小车往返运动。

4. 停车按钮：停车按钮用于停止小车往返运动。

#### 五、实训过程1. 环境搭建：将PLC、小车运动平台、行程开关、启动按钮、停车按钮和电源模块连接在一起，搭建小车往返运动控制系统。

2. 程序编写：在Step 7-Micro/WIN SP软件中，编写PLC控制程序，包括启动、停止、小车前进、后退等逻辑。

（二） 接线图电气控制技术课程设计报告书课程设计题目：小车往返循环电气控制系统专业 班 级：自动化1608 组别及学生姓名： 指 导 教 师：郭变 课程设计地点：课程设计时间：2017年12月11日-12月15日电气工程训练中心制设计成绩：指导老师：M3~QSFUKM1KM2KT1 KT2SQ1 SQ2一、设计任务及要求电气控制技术课程设计任务书摘要运料小车往返在煤矿仓库、港口车站等被广泛应用而其大多为人为驾驶所控制，而人力驾驶存在着资料浪费大、成本高等缺点，为了降低云顶的成本，节省人力资源，应用电机与电气控制这门技术，作为小车控制。

本设计主要采用继电器、开关、导线及接触器组成，实现半自动化控制，降低了小车运行成本、提高工作效率、操作简单等优点，更加方便管理人员对现场的管理。

在生产中，有些机械的工作需要自动往返运动，例如运料的小车、钻床的刀架、万能铣床的工作台等。

为了实现对这些生产机械的自动控制，就要确定运动过程中的变化参量，一般情况下为行程和时间，通常采用的是行程控制。

本任务要解决的题就是：熟悉继电器控制系统中运料小车自动往返控制线路主电路的功能，采用电气自动控制系统实现对该系统的控制。

小车由电动机拖动，电动机正转，小车前进；电动机反转，小车后退。

本实验有系统启动、停止以及前进和后退的行程限位开关。

为保证电机正常工作，避免发生两相电源短路事故，在电机拖动小车前进、后退的两个接触器线圈电路中互串一个对方的动断触点，形成相互制约的控制，使KM和KM2线圈不能同时得电，这对动断触点起互锁作用称为互锁触点。

这些控制要求都应在梯形图中体现。

车往返控制时，既有行程参量考虑也有时间参量控制。

本任务的学习重点是用电气原理实现该系统控制，进一步熟练掌握实践继电器行程控制的应用。

二、设计背景和功能概述（一）设计背景1.运料小车往返在煤矿仓库、港口车站等被广泛应用而其大多为人为驾驶所控制，而人力驾驶存在着资料浪费大、成本高等缺点。