装卸料小车多方式运行控制系统设计

基于PLC的装卸料小车控制系统设计1.引言现代装卸料小车广泛应用于仓库、工厂、码头等场景，以提高装卸效率和减轻人工劳动强度。

本文将设计一个基于PLC的装卸料小车控制系统，以实现小车的自动化运行和物料的安全装卸。

2.系统概述装卸料小车控制系统由PLC、传感器、执行器、人机界面等组成。

传感器用于感知小车的位置和周围环境，PLC根据传感器反馈的信息控制执行器实现小车的运动和物料的装卸，人机界面用于操作和监控。

3.系统设计3.1传感器选择小车位置的感知可以选择使用编码器或激光测距传感器，周围环境的感知可以使用红外传感器或超声波传感器。

根据具体的应用场景和要求选择合适的传感器。

3.2PLC选择PLC作为控制系统的核心，负责控制整个系统的运行。

根据系统的需求选择合适的PLC，例如西门子、施耐德等品牌的PLC。

3.3执行器选择小车的运动可以选择使用电机驱动轮子，电机的选择需要根据小车的载重和速度等要求进行合理设计。

物料的装卸可以选择使用气缸、伺服电机或液压系统等执行器。

3.4人机界面设计人机界面可以选择使用触摸屏或按钮开关等设备，用于操作和监控系统。

界面需要提供启动、停止、急停、重置等按钮以及显示小车的位置和状态等信息。

4.系统功能4.1自动定位功能通过编码器或激光测距传感器感知小车的位置，PLC根据预设的路径和目标位置控制小车自动行驶到目标位置，并停止在合适的位置。

4.2路径规划功能根据物料的装卸点和仓库、工厂等场景的布局，PLC可以进行路径规划，使小车以最短路径或最优路径运行，并避开障碍物。

4.3动态装卸功能PLC根据传感器反馈的物料信息，控制执行器实现物料的自动装卸。

在装卸过程中，可以通过传感器检测装卸是否完成，确保装卸的安全性和正确性。

4.4人机交互功能人机界面可以实现对小车的启动、停止、急停和重置的操作，同时显示小车的位置和状态等信息。

人机界面还可以提供报警和故障信息的显示，方便操作人员进行及时处理。

装卸料小车plc控制课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握装卸料小车PLC控制的基本原理和应用技能。

具体目标如下：1.知识目标：学生需要了解PLC的基本组成、工作原理、编程方法和应用领域；掌握装卸料小车的结构、工作原理和操作方法。

2.技能目标：学生能够熟练使用PLC编程软件进行程序设计，实现装卸料小车的自动控制；具备分析和解决装卸料小车运行中遇到的问题的能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对自动化技术的兴趣和热情，提高学生动手实践能力和团队协作精神，使学生认识到装卸料小车PLC控制在现代工业中的重要地位和作用。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.PLC基础知识：介绍PLC的基本组成、工作原理和编程方法。

2.装卸料小车结构与原理：讲解装卸料小车的结构、工作原理和操作方法。

3.PLC控制编程：教授如何使用PLC编程软件进行程序设计，实现装卸料小车的自动控制。

4.装卸料小车PLC控制应用：分析实际应用案例，让学生掌握装卸料小车PLC控制系统的调试和维护方法。

5.综合训练：学生进行装卸料小车PLC控制系统的安装、调试和优化，提高学生的实践能力。

三、教学方法为了实现本课程的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解PLC基础知识和装卸料小车结构与原理。

2.案例分析法：分析实际应用案例，让学生了解装卸料小车PLC控制的应用场景。

3.实验法：学生进行装卸料小车PLC控制系统的安装、调试和优化，提高学生的实践能力。

4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的创新思维和团队协作精神。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供理论知识的学习依据。

2.参考书：提供丰富的参考资料，帮助学生拓展知识面。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：准备装卸料小车PLC控制实验设备，为学生提供实践操作的机会。

装卸料小车PLC控制设计一、项目装卸料小车是一种被广泛应用于仓库、工厂、码头等场所，用于运输物品、并且可以方便地进行装卸货物的车辆。

然而，如果仅仅依靠人力操作来控制这种小车的方向、速度、装卸物品的起止时机等，不仅效率低下，而且容易出现人为失误。

因此，为了提高工作效率和安全性，我们需要使用PLC（可编程逻辑控制器）对装卸料小车进行自动控制。

二、方案设计根据装卸料小车应具备的功能，我们需要设计以下PLC控制程序：1.小车前进、后退、左右转弯的控制程序2.小车装卸物品的控制程序3.小车速度控制程序小车前进、后退、左右转弯的控制程序1.由操作员通过控制面板输入小车移动的目的地和方向。

2.PLC接收控制面板发来的移动指令，根据指令输出不同电磁阀的信号。

3.电磁阀控制小车的液压系统，使小车按照设定的方向和速度移动。

小车装卸物品的控制程序1.由操作员通过控制面板输入小车运输物品的目的地。

2.PLC接收控制面板发来的运输指令，同时检测小车的位置和状态。

3.当小车到达目的地时，PLC判断小车状态，将液压系统控制装卸机械进行工作，将物品放置在设定位置。

小车速度控制程序1.PLC检测小车的速度和运行状况。

2.当小车需要减速或停止时，PLC控制电磁阀，使液压系统减少液压压力。

3.当小车需要加速时，PLC控制电磁阀，增加液压压力，使小车加速。

三、PLC硬件配置由于PLC的选型和安装方式对项目的可靠性和效率有着非常重要的影响，我们需要根据项目的要求，选择合适的PLC硬件配置。

这里我们选用了西门子S7-1200 PLC，其具有以下优点：1.小巧、性能强大，适合中小型应用场合。

2.具有高速IO和通讯接口，可快速响应传感器信号和控制指令。

3.可通过编程软件对PLC进行编程和调试。

四、PLC编程这里使用的编程软件为西门子Step7 Basic V13，通过以下步骤实现PLC编程：1.创建PLC项目，设定CPU类型和DI/DO/DQ等IO端口。

编号《电气控制与 PLC》课程设计（ 级本科）题 目： 装卸料小车 PLC 控制设计院 （系）： 物 理 与 机 电 工 程 学 院专 业： 电 气 工 程 及 其 自 动 化作者姓名：指导教师：职 称：完成日期：年月日课程设计任务书学生姓名学号专业方向电气工程及其自动化班级题目名称 一、设计内容及技术要求： 1.完成运料小车控制要求。

装卸料小车 PLC 控制设计一辆小车在 A、B 两点之间运行，在 AB 两点之间各设一个限位开关，如图所 示，小车在 A 点时（后限位开关受压动作），操作控制按钮可使小车前行至料都 下碰到前限位开关停止，装料后再返回 A 点将料卸下。

小车要求有 3 种控制方 式。

(1)手动控制方式 (2)单周期运行控制方式 (3)自动循环运行控制方式A 手动方式 在手动控制方式下，可用 4 个控制按钮控制小车向前、向后运行，以及车门的打开和料斗门的代开。

小车的运行有三相异步电动机控制，小车的车门和料斗的车门由电磁铁控制，当电磁铁得电时料斗门或车门打开，失电关闭。

（1）手动控制要求a 小车向前运行：小车在料斗下面时不能向前运行，小车的车门在打开不能 运行，小车采用点动控制，按下向前运行按钮，小车向前进，当小车行至料斗下2/2时碰到前限位开关时应停下来。

b 小车向后运行：小车在 A 地点时不能后退，小车的车门在打开时不能运行，小车采用点动控制，料斗门未关闭时不能运行，按下向后运行按钮时，小 车向后运行至 A 地点时小车碰到后限位开关时应停下来。

c 料斗门打开控制：小车必须在 B 地点时，才能打开车门，以保证将料卸 在地上。

按下料斗门打开按钮，控制料斗门的电磁铁得电，斗门打开，延时十 秒后电磁铁失电斗门关闭。

d 车门打开控制：小车必须在 A 地点时，才能打开车门，以保证将料卸在 规定地点。

按一下车门打开按钮，控制车门的电磁铁得电，车门打开，延时十 秒后电磁铁失电，车门关闭。

B 单周期运行控制要求小车在 A 地点，并且在车门关好的情况下，按一下向前运行按钮。

实训五装卸料小车的模拟控制
一、实训目的
1.用FX2N系列PLC按工艺流程写出梯形图、语句表。

2.用模拟设置控制装料小车的自动控制系统。

3.按基本指令编制的程序，进行程序输入并完成系统、调试。

二、实训说明
1. 启动按钮S01用来开启运料小车，停止按钮S02用来立即停止运料小车。

2. 工作流程：
（1）按S01启动按钮，小车装料10秒后，第一次由1号仓送料到2号仓后，停留5秒卸料，然后空车返回到1号仓停留10秒装料；
（2）小车第二次由1号仓送料到3号仓后，停留8秒卸料，然后空车返回1号仓停留10秒装料；
（3）然后在重新工作上述工作过程。

（4）按下S02小车立即停止。

三、实训面板图
四、实训步骤
输入输出端口配置
输入设备输入端口编号
所有的COM端均短接，24V+接V+。

五、设计电路图
六、程序设计。

中文摘要可编程控制以其可靠性高、逻辑性能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通讯联网功能、易于与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速计数与控制等高性能模块等的优异性能，正在日益取代大量中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的传统继电器－接触器控制系统，在机械、化工、石油、冶金、电力、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业得到广泛应用。

PLC应用的深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。

只要经过精心的布置安排，PLC能够实现几乎所有目前实际生产中的动作。

本课题要求三台电动机分别控制小车的加料、卸料和上升下降的动作，在启动后开始加料，5秒后停止，再过1秒小车上升，到位后停止，1秒后自动卸料，需要10秒，然后小车复位并下降，到原位后停止，同时要求能实现单周及连续循环操作。

自动装卸线通过PLC控制能够按规定顺序自动完成所要求的所有动作。

本设计课题仅较浅层次的讨论了 PLC控制自动装卸线的动作控制过程。

关键词：PLC控制；装卸料；单周控制；循环控制目录第1章引言1.1设计要求. . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .11.2 PLC介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . .. . . . . . 21.2.1 PLC应用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….. . . . . . . . . .21.2.2 梯形图介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . .. (3)1.2.3 语句表介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... .. (3)第2章继电接触器控制系统设计2.1 主电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . (4)2.2流程图设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .... . . . . . .. . .. (5)2.3控制电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . (6)第3章 PLC控制系统设计3.1 I/O点的分配与编号. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . ..73.2 I/O接线图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . (7)3.3 梯形图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . .. .. (8)3.4 语句表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (11)结论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . ... . . . . . . . (13)设计总结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .14 谢辞. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16第1章引言1.1设计要求电动机M1驱动装料机加料，电动机M2驱动装料车升降，电动机M3驱动卸料机卸料。

装卸料小车多方式运行的PLC控制一．问题分析及解决方案1.1问题描述某车间有五个工作台，装卸料小车往返于各个工作台之间，根据请求，在某个工作台卸料，每个工作台有位置开关（分别为SQ1----SQ5，小车压上时为ON）和一个呼叫按钮（分别为SB1—SB5）。

装卸小车有3种运行状态，左行（电动机正转）、右行（电动机反转）和停车。

1.2控制任务和功能要求1.假设小车的初始位置是停在m(m=1～5)号工作台，此时SQm为ON。

2.假设n(n=1～5)号工作台呼叫，如果：·m>n,小车左行到呼叫工作台停车。

·m<n,小车右行到呼叫工作台停车。

·m=n,小车不动。

3.小车的停车位置应有指示灯指示。

小车运行条件：运料小车右行条件：小车在1、2、3、4号工作台，5号工作台呼叫；小车在1、2、3号工作台，4号工作台呼叫；小车在1、2号工作台，3号工作台呼叫；小车在1号工作台，2号工作台呼叫，以上为小车右运行条件。

运料小车左右行条件：小车在2、3、4、5号工作台，1号工作台呼叫；小车在3、4、5号工作台，2号工作台呼叫；小车在4、5号工作台，3号工作台呼叫；小车在5号工作台，4号工作台呼叫，以上为小车左运行条件。

1.3问题分析及方案确定按照题目要求，5个工作台都有一个位置开关SQ，一个呼叫按钮SB和一个小车停车指示灯HL，小车初始位置在1～5号工作台中的其中一个，用行程开关SQ常闭触点表示小车的停车位置，对应的指示灯亮，则其他位置应为SQ的常开触点表示，对应的指示灯灭，按钮初始状态为断开。

设各个工作台位置从左到右按1～5号位置依次编配，用电动机正转和反转分别来控制小车的左行和右行。

由此可得出PLC的输入有5个按钮SB和5个行程开关SQ和一个继电器FR,都为直流数字量输入，PLC的输出有五个指示灯HL和控制电动机正反转的两个接触器KM1和KM2，都为数字量输出。

二．PLC选型及硬件配置选择西门子S7-300PLC,具体硬件配置在STEP7编程软件中如图2.1所示。

编号:毕业论文(设计)题目基于PLC的装卸料小车多方式运行的设计与控制指导教师王志娟学生姓名张永晖学号201200302099专业自动化教学单位德州学院机电工程系（盖章）二O一六年五月德州学院毕业论文（设计）开题报告书目录摘要及关键词 (1)1.简介 (1)1.1控制系统的运行方式 (2)1.2选择可编程控制器PLC的原因 (6)2.选择S7-200的优点所在 (7)3.控制电路设计 (7)3.1 I/O地址分配 (4)3.2接线图 (5)4.软件设计 (7)4.1主程序图 (7)4.2控制系统呼叫小车控制 (8)4.3系统可靠性设计 (16)5.系统调试及结果分析 (16)5.1系统调试 (16)5.2结果分析 (16)5.3控制系统的优点所在 (17)6.结束语 (18)参考文献 (19)7.英文摘要 (20)谢辞 (21)DirectoryAbstract and key words (1)1. Brief introduction (1)1.1Operation mode of control system (2)1.2 Selection reason (6)2. Choose the advantages of S7-200 (7)3. Control circuit design (7)3.1 I/O address assignment (4)3.2 Wiring diagram (5)4. Software design (7)4.1 Master program diagram (7)4.2 Call control (8)4.3 System reliability design (16)5. System debugging and result analysis (16)5.1 System debugging (16)5.2 Result analysis (16)5.3 Advantages of control systems (17)6. Concluding remarks (18)Reference (19)7. Abstract in English (20)Thank-you speech (21)基于PLC的装卸料小车多方式运行的设计与控制张永晖（德州学院机电工程学院，山东德州253023）摘要：本论文将PLC应用到装卸料小车上，这样我们就可以实现了对装卸料小车的自动化控制。

唐山工业职业技术学院毕业设计（论文、创作）说明书题目装卸料小车多方式运行的PLC控制系统设计系别自动化工程系班级 10电气12姓名崔长远学号 108993339指导教师石连文2013年 04月 20日目录摘要 (1)关键字 (1)一、概述 (2)1.1控制系统在运输小车中的作用与地位 (2)1.2运料小车的发展概况 (2)1.3 本课题研究的主要内容 (2)二、功能需求分析 (2)2.1控制系统介绍 (2)2.2可编程控制器 PLC的特点 (3)2.3运输小车系统方案的选择 (4)2.4运料小车控制系统的控制内容与要求 (4)2.5方案论证 (5)三、具体设计 (6)3.1 PLC的选择和程序设计 (6)3.2系统变量定义及分配表 (6)3.3控制系统程序设计 (7)3.4系统接线图设计 (7)3.5系统调试及结果分析 (15)四、总结 (16)参考文献 (17)装卸料小车多方式运行的PLC控制系统设计10电气12崔长远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，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，可靠性和可维护性好，易于安装、维修和改造等优点。

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。

通信和数据连接功能选项使得PLC在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面非常完美。

本课题主要包括：分析被控对象和明确系统控制要求、PLC选型、确定系统的I/O设备的数量及种类、控制流程设计、控制程序设计。

PLC在运料小车控制系统中的应用，已经在国内外工程、工厂中得到实际应用，具有巨大的经济和社会价值，其智能化和自动化的思路值得以后继续深入研究和推广。

课 程 设 计2016年6月17日课程名称 电气控制与PLC 课程设计课题名称 装卸料小车多方式运行控制系统设计专 业 班 级电气信息学院课程设计任务书课题名称装卸料小车多方式运行控制系统设计姓名专业班级学号指导老师沈细群课程设计时间2016年6月6日～2016年6月17日（第15～16周）教研室意见同意开题。

审核人：汪超林国汉一.任务及要求课程设计的性质与目的：本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。

它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。

通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。

课程设计的内容：1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。

2.绘制装卸料小车多方式运行控制系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。

3.选择电器元件，列出电器元件明细表。

4.上机调试程序。

5.编写设计说明书。

课程设计的要求：1.所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。

2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。

3.所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出，篇幅不少于7000字。

附录：课题简介及控制要求（1）课题简介在生产现场中，尤其是在一些自动化生产线上，经常会遇到一台送料车在生产线上根据要求，多地点随机卸料；或是装料车多地点搜集成品。

在图中的卸料小车，可根据要求在五个位置卸料，因此，它有三个状态：左行（电动机正转）、右行（电动机反转）、及停车。

信息科学与工程学院课程设计报告( 2012～2013 学年第二学期)题目装卸料小车多方式运行PLC控制院（系、部）控制系课程名称电气控制技术综合课程设计专业自动化年级2010级学号1015321018姓名黄佳琛指导老师晏来成郑义民目录第1章引言 ............................................................................... 错误！未定义书签。

1.1 三菱FX2N系列PLC介绍 ........................................... 错误！未定义书签。

1.2 设计内容及要求 ......................................................... 错误！未定义书签。

第2章系统总体方案设计 .. (4)2.1 系统硬件配置及组成原理 (4)2.1.1 PLC的基本结构 (4)2.1.2运料小车的工作原理及其主要组成部分 (4)2.2 系统变量定义及分配表 (4)2.3 PLC接线图设计 (5)2.4 系统可靠性设计 (6)第3章控制系统设计 (7)3.1 控制程序流程图设计 (7)3.2 控制程序设计思路 (8)3.3 控制程序具体实现 (9)第4章上位监控系统设计 ....................................................... 错误！未定义书签。

4.1 PLC与上位监控软件通讯 (10)4.1.1 组态软件 ............................................................. 错误！未定义书签。

4.1.2 组态通讯 ............................................................. 错误！未定义书签。

基于PLC的装卸料小车控制系统设计摘要近年来，随着科学技术的进步和微电子技术的迅速发展，可编程序控制技术已广泛应用于自动化控制领域，可编程序控制器（PLC）以其高可靠性和操作简便等特点，已经形成了一种工业趋势。

该系统在各种环境下都能够工作，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。

文中详细介绍了运料小车的各硬件组成并完成了PLC外部接线图。

在PLC梯形图的编写时，文中采用了三菱PLC梯形图专用编译软件GX来进行编写。

现代工业生产中大量运用PLC控制运料小车，并结合组态王软件完成数据通信、网络管理、数据处理，使生产自动化，智能化，大大提高了生产效率，降低了劳动成本。

关键词：PLC，运料小车，控制系统前言 (3)第1章概述 (5)可编程逻辑控制器简介 (5)第2章 PLC系统选择 (6)2.1 选型分析 (6)2.2 系统的安装 (7)2.3 输入/输出模块的选择 (7)2.4 抗干扰措施 (8)2.5 PLC的选型 (9)2.6运料小车控制发展的历程 (11)2.7 运料小车系统方案的确定 (11)第3章系统硬件设计 (13)3.1 运料小车的运动流程 (13)3.2 系统的硬件设计 (16)3.3主要参数计算 (17)3.4 I/O地址分配 (18)数字量输入部分 (18)数字量输出部分 (19)内部继电器部分 (19)3.5 I/O接线图 (20)第4章 PLC程序设计 (21)4.1 梯形图的概述 (21)4.2 语句表的概述 (21)4.3 小车运行条件 (22)4.4 梯形图 (23)行程开关 (23)小车启停辅助继电器 (24)呼叫按钮 (24)比较 (27)向左运动 (28)向右运动 (29)第5章控制系统的调试 (33)5.1 编程软件 (33)5.2 程序的下载、安装和调试 (33)总结 (36)致谢 (38)前言随着社会迅速的发展，各机械产品层出不穷。