PLC小车控制

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

小车自动往返控制PLC课程设计

一、课程目标

知识目标：

1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和结构，掌握其在小车自动往返控制系统中的应用。

2. 学生能掌握基本的逻辑控制语句和程序设计方法，实现对小车的自动往返控制。

3. 学生能了解传感器的工作原理，并将其应用于PLC控制系统中，实现小车行进中的障碍物检测和避让。

技能目标：

1. 学生能运用PLC编程软件进行程序设计，实现小车自动往返控制的功能。

2. 学生能通过实际操作，调试和优化PLC控制程序，提高小车的运行效率和稳定性。

3. 学生能运用相关工具和仪器进行电路搭建和故障排查，培养实际操作能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标：

1. 学生通过课程学习，培养对自动化技术和PLC控制系统的兴趣，激发创新意识和探索精神。

2. 学生在小组合作中，学会沟通与协作，培养团队精神和责任感。

3. 学生能够关注PLC技术在工业生产和日常生活中的应用，认识到科技对社会发展的推动作用，树立正确的价值观。 课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际操作的结合，培养学生动手能力和创新能力。

学生特点：学生为高年级学生，具备一定的电子技术基础和编程能力，对新技术和新知识有较高的学习热情。

教学要求：教师需结合学生特点，采用任务驱动法、案例教学法和小组合作法等教学方法，引导学生主动探索，提高课程教学效果。同时，注重过程评价，关注学生知识掌握和技能提升，培养其情感态度价值观。通过分解课程目标为具体学习成果，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容

1. PLC基础知识：包括PLC的组成、工作原理、编程语言及编程软件的使用，重点讲解与小车自动往返控制相关的基础知识。

- 教材章节：第一章 PLC概述，第二章 PLC组成与工作原理，第三章 编程语言与编程软件。

2. 逻辑控制语句：介绍PLC常用的逻辑控制语句，如与、或、非、定时器、计数器等，通过实例分析，让学生掌握逻辑控制语句的应用。

1

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 2

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。 3

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 4

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。

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

序号 分类 名称 型号规格 数量 单位 备注

1 工

具 常用电工工具 1 套

2 万用表 MF47 1 只

3 设

备 PLC FX1N-40MR 1

4 运料小车 1 个

5 交流接触器 KM3、KM4、KM5 3 只

6 三相电源插头 16A 1

7 电磁阀 YC1、YC2 2

8 行程开关 SQ1、SQ2 2

限位开关 SQ3、SQ4 2

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。