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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。
课程设计题目：小车自动往返系统设计学生姓名：学号：所在学院：专业班级：级别：指导教师：目录1 概述 (2)1.1 继电器-接触器控制系统的概况 (2)1.2 继电器与接触器的定义与概念 (2)1.3 继电器-接触器控制系统的优缺点 (2)1.4 继电器-接触器控制系统的发展形势 (3)2 方案设计 (3)2.1 控制系统描述 (3)2.3 继电器-接触器控制系统设计分析 (4)3 元器件的选型 (4)3.1 三相异步电动机的选择 (4)3.2 开关的选择 (5)3.3 熔断器的选择 (6)3.4 时间继电器的选择 (6)3.5 热继电器的选择 (7)3.6 接触器的选择 (8)4 电路图设计 (9)4.1主电路图 (9)4.2工作原理 (10)设计小结 (11)感谢 (12)参考文献 (13)附录一接线图 (13)附录二实物连接图 (14)1概述1.1继电器-接触器控制系统的概况电气控制课程是材料成型与控制工程专业的专业基础课，是由继电接触器控制系统来实现的。
它包含控制线路、主电路、照明电路及辅助线路组成。
该系统是由接触器、继电器、主令电器和保护电器等元件组成，按照一定的控制逻辑接线组成的控制系统。
其工作原理就是采用硬接线逻辑，利用继电器触点的串联或并联，及延时继电器的滞后动作等组成控制逻辑，从而实现对电动机或其他机械设备的起动、停止、反向、调速及对多台设备的顺序控制和自动保护功能。
1.2 继电器与接触器的定义与概念接触器：由于接触器具有可控叫大容量，自身活动性质稳定，功能可靠，工作效率高及给够经久耐用等特性不仅被广泛应用在远距离操控高频度接断电路，一级容量较大甚至兼具负荷的各种系统物质中，比如各种电热机械装置、电焊机、电动机等，而且由于接触器可以进行自动控制一级齐纳电压情况下的释放作业保护型调节，所以，在各种进行远距离自动操控中也被作为一种电磁式自动调控开关进行使用。
如果我们将接触器一句自身结构的主触头所通电流进行划分可以得到：甲流接触器和直流接触器两种类别，其中前者种类较为多，而且就我国而言现有常用的租住设计并以进行投产的交流接触器组要有CJ10以及CJ20等系列型号。
河南机电高等专科学校毕业设计（论文）自动往返运料小车控制系统设计系部：自动控制系专业: 电气自动化班级: 自 124姓名: 张晓需学号:指导老师: 赵新蕖二零一五年五月摘要运料小车在煤矿、仓库、港口车站、矿井等行业中被广泛应用，而其控制系统就是一种典型的PLC系统。
传统的运料小车大多是继电器控制，而继电器控制有着接线复杂、易出故障、维护维修不易等缺点。
为了降低运料小车的运行成本,实现自动化控制，应用可编程控制技术作为小车的控制系统。
本设计针对电气控制的运料小车系统，利用组态软件和西门子S7200 PLC实现对运料小车系统的监测和控制。
通过现场数据采集，进行集中的数据管理，从而实现对自动运料小车系统有效控制，系统状态实时监控，并由上位机生成可视化的动态监控界面。
方便管理人员对现场的管理，提高工作效率。
关键词：运料小车；组态软件；PLC；传感器；AbstractCarriage?is widely used in?coal mine,?warehouse,?station,?port?mine?and other industries,?and its control system?is?a?typical PLC system.?The transport cars?most of the traditional relay control,?relay control?with complex wiring,?easy?maintenance,?fault?repair?defect?is not easy.?In order to reduce the operation cost?of material transport trolley,?automatic control system,?the application of programmable?control?technology as the control?system?of car.The design for the?carriage?of electric control system,?realize the?monitoring and control of material transport trolley?system using configuration software and?S7200?PLC?Siemens.Through the field data acquisition,?data?management,?so as to realize the?automatic?control?of material transport trolley?system,?real-time monitoring system status,?and made the dynamic monitoring?interface PC?to generate visual.?Management?to facilitate the management of the site,?improve work efficiency.Keywords:?Material transport trolley;configuration software;?PLC;??sensor;?目录第1章绪论 01.1 本课题来源、目的和意义 01.1.1 本课题来源 01.1.2 本课题目的和意义 01.2 本课题内容及要求 (1)第2章控制方案的选择 (1)2.1自动往返运料小车设计思路 (1)2.2 可编程控制器（PLC）及运料小车的介绍 (1)2.2.1 可编程控制器（PLC）的分类 (1)2.2.2 PLC的工作原理 (3)2.3 自动运料小车控制系统 (3)2.4 系统硬件配置 (4)第3章控制系统的硬件选型 (5)3.1 系统硬件的选型 (5)3.2 PLC选型 (6)3.3 传感器的选型 (7)3.4 步进电机的选型 (8)第4章控制系统的软件实现 (9)4.1 PLC软件开发工具介绍 (9)4.1.1???硬件连接及软件的安装? (9)4.1.2???STEP7-Micro/WIN32软件的窗口组件 (10)4.2程序流程 (10)第5章组态设计 (12)5.1数据库设计 (12)5.2 MCGS与PLC的连接 (12)5.3 运料小车的组态设计 (13)5.4 运行调试动画界面 (13)第6章结论 (14)致谢 (15)参考文献 (15)第1章绪论1.1 课题来源、目的和意义1.1.1 课题来源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。
1.总体要求：对每一课题必须绘制运行工序图，设计的PLC控制系统包括：PLC I/O分配、控制线路图设计、梯形图设计；将设计的PLC程序利用手持式编程器送入PLC 并调试通过，符合课题提出的控制要求后，提交现场验收。
实验报告书在提交上述内容的基础上，还要讨论调试心得。
2.实验课题课题一：小车往返运动控制小车往返运动情况参如图1。
SQ2SQ3SQ1图 1初态：小车启动前位于导轨的中部（如图1中位置），运行要求如下：1）按启动按钮SB1，小车前进，到SQ1处后小车后退；2）小车后退至SQ2处停车，延时5S后第二次前进，到SQ3处后再次后退；3）后退至SQ2处停车。
要求：设计PLC控制系统，必须采用基本逻辑指令编程。
流程图：电气控制线接线图：梯形图：指令表：LD X1 LD X3 LD X4 LD X5OR Y0 OR Y1 OR M0 OR M1OR T0 OR X5 MPS ANI X1LDI X3 ANI X4 OUT T0 OUT M1OR M0 ANI Y0 K50 ENDANB OUT Y1 MPPANI X5 ANI X1ANI M1 OUT M0ANI Y1OUT Y0课题二：三台电机顺序控制三台电机顺序控制要求如下：M1运行10S 后停止，M2自行启动；M2运行5S 后停止，M3自行启动；M3运行5S后停止，M1重新自行启动运行，如此反复三次后所有电机停止运行。
要求：设计PLC控制系统，必须采用基本逻辑指令编程。
流程图：电气控制线路图：接线图：梯形图：指令表：LD M8002 LD T0 LD T1 RST C0 OR Y1 OR Y2 LD X1 MPS MPSRST C0 OUT T1 OUT T2 LD X1 K50 K50 OR T2 MPP MPPOR Y0 ANI T1 ANI T2 MPS OUT Y1 OUT Y2 OUT T0 LD T2 K100 OUT C0 MPP K3ANI C0 ENDANI T0 OUT Y0课题三：小车装卸料控制小车装卸料过程情况参图2。
设计题目: 小车循环往返运行电气控制系统设计用三相异步电动机拖动一辆小车在A、B、C、D、E五点之间自动往返运行，小车五位行程控制示意图如图。
小车初始在A点，按下启动按钮，小车依次前进到B、C、D、E点，并分别停止2S返回到A点停止。
1）设计控制方案。
列出输入/输出原件（分配输入/输出点）及控制功能；2)画出PLC控制硬件接线图。
设计并绘制以下工艺图中的两种：电器板元件布置图；电器板零件加工图；控制面板元件布置图；接线图及面板加工图；电气箱图纸及总装接线图；3）画出梯形图；4）根据梯形图写出指令表程序；5）完成设计说明书。
图2-7小车循环往返运行电气控制系统设计《机电传动控制》课程设计设计题目：基于PLC的装配流水线的控制系统研究姓名：学号电子邮箱：完成日期：2019年12月基于PLC的装配流水线的控制系统研究摘要：本设计将以电子设备装配为例，对工厂的装配流水线的控制系统进行设计。
本文的设计包含硬件设计和软件设计。
其中，PLC系统采用了日本三菱系列FX2N型号的PLC，设计并安装了外部电路，软件部分包括程序的设计和测试。
最终，实现了一下功能：（1）传送带上有八个工位，0，2，4，6四个工位执行传送功能，1，3，5，7四个工位分别执行操作1，操作2，操作3，操作4。
（2）在0工位上，当工件装入时，传感器将发出信号。
（3）合上启动开关后（工件未装入时，传送带不动），每隔5S移动一个工位。
该控制系统采用循环工作，以保证装配时工作的连续性和稳定性。
关键词：PLC 装配流水线电子设备装配控制系统1 引言 (4)2装配流水线控制系统的总体设计方案 (4)1.1控制方案的选取 (4)1.2 工作方式 (4)1.3 电机、电器元件等选取 (4)2 系统的硬件电路设计 (5)2.1 主电路的设计 (5)2.2 控制电路的设计 (5)1.3 梯形图 (7)1.4指令语句表 (7)3 工作原理 (9)4总结 (9)参考文献 (10)1 引言装配线是人和机器的有效组合，最充分体现设备的灵活性，它将输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备有机的组合，以满足多品种产品的装配要求。
第一章概述1完成本次循环工作后，停止在最初位置。
其运动路线示意图如下图1-1所示。
如图1-1 小车运动路线示意图第二章硬件设计2.1 主电路图如图2-1为小车循环控制的主电路原理图。
该电路图利用两个接触器的主触点KM1、KM2分别接至电机的三相电源进线中，其中相对电源的任意两相对调，即可实现电机的正反转，也可达到小车左右运行的目的。
假设接通KM1为正转（小车右行），则接通KM2为反转（小车左行）。
图2-1小车循环控制的主电路原理2.2 I/O地址分配如表2-1为小车循环运动PLC控制的I/O分配表。
在运行过程中，这些I/O口分别起到了控制各阶段的输入和输出的作用，并且也使小车的控制过程更清晰明了，动作和结果显示更加方便直接。
表2-1如图2-2为小车循环运动PLC控制的I/O接线图。
在进行调试过程时，在PLC模块上，当I0.0有输入信号，即按下SQ1；当I0.1有输入信号，也即按下SQ2，以此类推，I/O接线图就是把实际的开关信号变成调试时的输入信号。
同理，输出信号也是利用PLC模块把小车的实际运动用Q0.0、Q0.1的状态表现出来。
图2-2小车循环运动PLC控制的I/O接线图2.4 元件列表如表2-2为小车循环运动PLC控制的元件列表。
在本次设计中就是利用这些元件，用若干导线连接起来组成了我们需要的原理图、I/O接线图。
表2-2第三章软件设计3.1 程序流程图如图3-1为小车循环运动PLC控制的程序流程图。
小车在一个周期内的运动由4段组成。
设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。
首先小车位于初始位置，按下SB1启动后，小车向右行驶；当碰到行程开关SQ4，小车转向，向左行驶；碰到行程开关SQ2，小车再一次转向，向右行驶；碰到行程开关SQ3，小车又向左行驶，直到再次碰到SQ1，然后开始依次循环以上过程。
若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动，若此时按下停止按钮SB2，小车又碰到行程开关SQ1，则小车回到初始位置。
项目五：小车自动往返控制电路的设计与安装课题小车自动往返控制电路的设计与安装课型新授课教材分析任务分析该车间小车自动往返运料控制系统可由电机、电源和控制柜等构成，利用位置开关的限位实现运料小车的自动往返。
当小车向前运行到达预定位置时，碰撞SQ1使其动作，小车停止或会自动返回原处；在回到原处碰撞位置开关SQ2时，SQ2动作，小车又会自动向前运动到达预定位置,这样小车可以实现周而复始地运料，为确保设备和人身安全，要具有短路、过载、失压与欠压保护以及漏电保护措施教学目标知识目标1．掌握小车自动往返控制设计方法。
理解电路工作原理2．学会画电路安装线路图并会正确装配电路的方法。
能力目标会安装、调试、运行小车自动往返控制线路。
情感目标培养学生的安全意识、质量意识和团队协作意识。
教学重难点重点小车自动往返控制线路的工作原理。
难点小车自动往返控制线路设计关键理解电路的工作原理，能根据电路图进行接线。
教法学法教法任务驱动法、讲授法、观察分析法。
学法分组讨论、合作探究。
教具多媒体课件、各控制电路所需要的低压电器、导线、万用表等其他工具教后记（三）相关知识（一）自动往返正反转控制线路图5-2-1所示为小车自动往返图，为使电动机的正反转控制能与小车的前后运动相配合，在控制回路中设置了4个位置开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，并把它们安装在小车需要限位的位置。
其中SQ1、SQ2被用来自动换接电动机正反转控制电路，实现小车自动往返的行程控制；而SQ3、SQ4被用作终端保护，以防止SQ1 SQ2失灵时，小车越过限定位置而发生事故。
如图5-2-3小车运动示意图所示，小车下面的挡铁1只能能和位置开关SQ1、SQ3相碰撞，挡铁2只能和位置开关SQ2、SQ4相碰撞。
当小车运动到所限定位置时，挡铁碰撞相应的位置开关，使其动作自动换接电动机正反转控制电路，通过机械传云机构使小车自动循环往返运动。
小车行程大小可通过移动位置开关实现。
图5-2-31．小车自动往返控制原理图2、工作原理给出引导问题 1：行程开关的复合触头动作有何特点？2、接触器联锁正反转的控制线路中，连接上位置开关的什么触点，可以在小车到达目的地碰撞位置开关时能自动切断线路，应怎样连接？（串联还是并联？）2、在行程控制线路中，小车在行进到挡铁位置时可以自动停止，但要实现小车反方向运动仍然需要手动按下反转按钮SB2实现，那么如自主学习小组内进行充分讨论与配合，逐步完成各项学习任务。
目录第1章课程设计的方案 (1)1.1 PLC运料小车的基本介绍 (1)第2章运料小车控制系统 (2)2.1 系统的运行方式 (2)2.2控制系统的方案设计 (2)第3章控制系统硬件结构设计 (3)3.1系统的基本硬件结构组成 (3)3.2硬件结构框图 (3)3.3小车的控制主电路 (4)3.4 PLC接线图及说明............................. 错误!未定义书签。
第4章控制系统软件结构设计 (5)4.1软件设计流程图及思路 (5)4.2 I/O地址分配 (9)4.3梯形图及功能说明 (10)第5章课程设计总结 (16)参考文献 (17)第1章课程设计的方案1.1 PLC运料小车的基本介绍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。
项目一小车自动往返电气控制系统
目录
前言3
项目背景4
控制要求4
完成内容5
电动机自动往返循环控制电路的动作原理6 原器件清单8
实训总结9
、尸■、■
前言
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。
某运料小车自动往返工作示意图，如图1 所示，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KM1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。
小车往返控制时，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。
一项目背景
行程开关常用于运料机、锅炉上煤机和某些机床的进给运动的电气控制，如在万能铁床、镗床等生产机械中经常用到。
接近开关是以不直接接触方式进行控制的一种位置开关，它可以代替有触点行程开关来完成行程控制和限位保护，在航空、航天技术以及工业中都有广泛应用。
在生产中，很多生产机械（如导轨磨床、龙门刨床等）需自动往复运动，不断循环，以使工件能够连续加工。
这就需要电动机的自动往复循环控制，如下图1所示。
SQI
二控制要求
接近开关代替行程开关完成相应功能（行程控制及限位保护。
）
假设小车左右侧下方装有挡铁，模拟小车往返运动，小车左行，当挡铁将碰到左侧接近开关时，接触器接通自动换接，小车停止10s，电机随之改变方向，小车则开始右行；小车右行，当挡铁碰到右侧接近开关时，接触器又通电自动换接，电机随之改变方向，小车开始左行，小车如此保持在预订行程内往复运动。
三完成内容
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；
5系统控制板测试；
6通电调试；
7整理技术资料，编写项目报告，项目验收。
四电动机自动往返循环控制电路的动作原理如下：
1、合上空气开关QF接通三相电源。
2、按下正向启动按钮SB3接触器KM1线圈通电吸合并自锁，KM1
主触头闭合接通电动机电源，电动机正向运行。
带动机械部件运动。
3、电动机拖动的机械部件向左运动（设左为正向），当运动到
预定位置档块碰撞行程开关SQ1 SQ1的常闭触点断开接触器KM1的线圈回路，KM1断电，主触头释放，电动机断电。
与此同时SQ1的常开触点闭合，使接触器KM2线圈通电吸合并自锁，其主触头使电动机电源相序改变而反转。
电动机拖动运动部件向右运动（设右为反向）。
4、在运动部件向右运动过程中，档块使SQ1复位为下次KM1动作做好准备。
当机械部件向右运动到预定位置时，档块碰撞行程开关SQ2 SQ2
的常闭触点断开接触器KM2线圈回路，KM2线圈断电，主触头释放，电动机断电停止向右运动。
与此同时SQ2的常开触点闭合使KM1线圈通电并自锁，KM1主触头闭合接通电动机电源，电动机运转，并重复以上的过程。
5、电路中的互锁环节：接触器互锁由KM1（或KM2的辅助常闭触点互锁；按钮互锁由SB2（或SB3完成。
6、自锁环节：由KM（或KM2的辅助常开触点并联SB2（或SB3 的常开触点实现自锁。
7、若想使电动机停转则按停止按钮SB1,则全部控制电路断电，接触器主触头释放，电动机断开电源停止运行。
&电动机的过载保护由热继电器FR完成。
原器件清单
实训总结
短暂的实习转眼而过，回顾实习生活，我在实习的过程中，既有收获的喜悦，也有一些遗憾。
通过这次综合实训，我们学到了很多，不但对之前的电气基础知识有了更深的了解，也对以前的一些误区有了进一步的纠正，。
比如：继电器的简单应用以及其铭牌的学习，使我们更好的运用它；中间继电器的作用和时间继电器的应用是我们首次在实验中用到，这次试训让我们充分接受了它，在以后的应用中可以自如；接近开关也是第
一次运用到实验中，他的方便快捷是大家有目共睹的。
简单的选型也是本次课程的一部分，以前都是理论的选型，觉得选型没那么重要，可是通过这次简单的选型，发现也是很重要的，选不好会出现很多问题。
接线也要认真，不小心就会短路或接错位，就因为这样，我们组很多都接错了，最后检查了很多次，是因为线圈接错了。
这次实训收获不少，理论加实践，这才是学习的关键。
本次实训主要培养我们的动手操作，思维能力，小组之间分工合作，提高我们的团队意识和团结合作的能力。
在这周的时间内在电气技术基础的平台上，进一步将已经学过的相关课程及课程中初步掌握的电气原理图的绘制融合在一起，通过一个典型的设备电气控制方案的设计、元器件选型、原理图的绘制，培养我们完成一个实际工业设备电气控制项目的综合职业能力。
