(PLC)运料小车三地往返运行控制

基于运料小车自动往返顺序控制的PLC程序设计基于运料小车自动往返顺序控制系统6.22.20151.运料小车的发展概况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。

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。

降并且，控制系统具有连线简单，自动控制，控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便可以降低系统的运行费用等优点，低系统的运行费用。

- 1 -基于运料小车自动往返顺序控制系统6.22.20152.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。

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。

基于运料小车自动往返顺序控制的PLC程序2008-09-12来源：中国自动化网浏览：1211 摘要：本文基于运料小车自动往返顺序控制PLC程序设计，提出五种PLC程序设计方法，对各种设计方法思路和特点，作了全面阐述和归纳总结，并对它们进行了比较。

关键词：PLC，顺序控制，顺序功能图，梯形图，指令。

1 引言自动化生产线上，有些生产机械工作台需要按一定顺序实现自动往返运动，有还要求某些位置有一定时间停留，以满足生产工艺要求。

用PLC程序实现运料小车自动往返顺序控制，具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，程序设计方法多样，便于不同层次设计人员理解和掌握。

本文以松下电工FP0系列PLC为例，提出基于运料小车自动往返顺序控制五种PLC程序设计方法。

2 系统控制要求[1>运料小车自动往返顺序控制系统示意图，如图1所示，小车启动前位于原位A处，一个工作周期流程控制要求如下：1）按下启动按钮SB1，小车从原位A装料，10秒后小车前进驶向1号位，到达1号位后停8秒卸料并后退；2）小车后退到原位A继续装料，10秒后小车第二次前进驶向2号位，到达2号位后停8秒卸料并再次后退返回原位A，然后开始下一轮循环工作；3）若按下停止按钮SB2，需完成一个工作周期后才停止工作。

图3运料小车自动往返顺序控制系统顺序功能图4．1 经验设计法[3>经验设计法是生产机械工艺要求和生产过程，典型单元程序基础上，做一定修改和完善。

使用经验设计法设计梯形图程序，如图4所示。

系统控制要求小车原位A（X2）处装料，1号位（X3）和2号位（X4）两处轮流卸料。

小车一个工作循环中有两次前进都要碰到X3，第一次碰到它时停下卸料，第二次碰到它时要继续前进，应设置一个具有记忆功能内部继电器R1，区分是第一次第二次碰到X3。

小车第一次碰到X3和碰到X4时都应停止前进，将它们常闭触点与Y2线圈串联，同时，X3常闭触点并联了内部继电器R1常开触点，使X3停止前进作用受到R1约束，R1作用是记忆X3是第几次被碰到，它只小车第二次前进X3时起作用。

运输车自动往返控制的PLC梯形图编程案
例
案例描述：
运输车的起动由左行起动按钮和右行起动按钮SB1、SB2进行控制；
运输车起动运行后，首先右行到限位开关SQ1处，此时运输车停止进行装料，30秒后装料完毕，运输车开始左行；
当运输车左行至限位开关SQ2处时，运输车停止进行卸料，60 s后卸料结束，再右行，行至限位开关SQ1处再停止，进行装料，如此循环工作。

按下停止按钮SB3后，运输车停止工作。

根据运输车的自动往返运行的控制要求，我们可以将功能模块划分为4部分，如下图所示。

编写程序之前填写plc梯形图的I/O分配表。

I/O分配完毕，便可根据控制过程完成PLC梯形图的程
序编写。

1)运输车右行起动控制过程的PLC梯形图
2)30s装料及自动左行控制过程的西门子plc梯形图
3)60s卸料及自动返回（右行）控制过程的西门子PLC 梯形图
4)运输车停止控制过程的PLC梯形图
5)程序的合并和调整
最终获得的PLC梯形图程序，如下图所示。

摘要可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。

随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的应用更加突出。

小车的往返自动控制控制采用的可编程制器具有可靠性高、维护方便，用法简单、通用性强等特点，本文用西门子S7-200系列中的CPU226CN可编程控制器控制小车的自动往返控制来说明可编程控制器硬件、软件的设计。

实现工业中运输小车的自动运行问将是保障工业生产平稳、安全、快捷运行的重要环节。

常规继电器小车控制系统与可编程控制器小车控制系统相比都是单一的固定时序控制或者手动控制，不能够根据实际生产状况进行调节控制。

采用西门子S-200系列的可编程序控制器和传感技术来实现对小车的自动运行控制。

可用如下方案来控制小车运行:采用传感器探测小车的即时位置，如在站口的位置设置电磁传感器，当小车经过时就会产生对应电信号，即可检测出小车的通过，并将这一信号作为可编程控制器的控制输入，并用PLC计数，按一定控制规律自动调节小车的左行、右行及停止。

本次设计的实现的功能为，使小车在特定范围内循环运行，循环一定次数之后自动停止，手动实现小车的启动和急停。

本说明书的主要阐述了小车的具体运行规律，并对PLC作了的简单介绍，给出了本次设计的PLC的I/O接口图、外部接线图、以及具体实现功能的程序梯形图及其注释。

关键词：小车循环往返运动PLC CPU226CN目录1 选题背景及意义 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.2选题模型介绍 (1)2 系统简介 (2)2.1设计内容 (2)2.2设计思路 (3)3 PLC简介 (5)3.1PLC的定义 (5)3.2PLC的发展 (5)3.3PLC的特点 (5)3.4PLC的基本组成及各部分作用 (6)3.5PLC的应用领域 (9)3.6本次设计采用的PLC (10)4 直线自动往返控制 (11)4.1I/O地址分配 (11)4.2PLC外部接线图 (11)4.3程序梯形图 (12)5 小车定位控制 (14)5.1I/O地址分配 (14)5.2PLC外部接线图 (14)5.3程序梯形图 (15)结论 (17)参考文献 (18)1 选题背景及意义1.1 选题背景及意义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。

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;就可以有几个相对独立的状态系列..初始状态编程必须在其它状态前;如图7-3中将S2作为初始状态..开始运行后;初始状态可以有其它状态来驱动;如图7-3中将状态S22来驱动初始状态S2的..但是首次开始运行时;初始状态必须用其它方法预先驱动;使它处于工作状态;否则状态流程就不可能进行;一般利用系统的初始条件..7-3 动力头1状态转移图如可由PLC从STOP-RUN切换瞬间的初始脉冲使特殊辅助继电器M8002接通来驱动初始状态..图7-4中就是用这一方法来使S2置1的..更好的初始状态编程可用后面介绍的IST指令来编制..图7-4 初始状态S2的驱动梯形图每一个初始状态下面的分支数总和不能超过16个;这是对总分支数的限制;而对总状态数则没有限制..从每一个分支点上引出的不能超过8个;所以超过8个的分支不能集中在一个分支点上引出..2一般状态的编程：先负载驱动;后转移处理..除了初始状态外;一般状态组件必须在其它状态后加入STL指令来进行驱动;也就是说不能用除状态组件之外的其他方式驱动..一般状态编程时;必须先负载驱动;后转移处理..所以;都要使用步进接点STL指令;以保证负载驱动和状态转移都是在子母线上进行..如图7-5中;拿状态S20的STL来看;当S20的STL接点被接通后;先是用OUT 驱动输出线圈Y000;然后才是用啊“SET S21”指令决定转移方向;转向下一相邻状态S21..状态组建不可重复使用..图7-5 步进梯形图3相邻两个状态中不能使用同一个定时器;否则会导致定时器没有复位机会;而引起混乱；子啊非相邻的状态中可以使用同一个定时器..如图7-6所示..7-6 相邻状态不能使用同一个定时器4连续转移时用SET;非连续转移时用OUT.若某个状态向相邻的下一个状态连续转移时应使用SET指令;但若向非相邻状态转移时改用OUT.如图7-5中S26向S2转换时;就不能用OUT;而要用SET..5在STL指令后面不能紧接着使用MPS..STL和RET指令之间不能使用MC、MCR指令..在中断服务程序或者子程序中不能使用STL指令；在状态内部最好不要使用跳转指令CJ;以免引起混乱..2．功能图的构成要素功能图通常由初始状态、一系列一般状态、转移状态和转移条件组成..每个状态提供3个功能：驱动有关负载、指定转移条件和转移目标..图7-6 单流程SFC如图7-6所示;S2是初始状态;S20、S21、S22便是一般状态; X000~X004是转移条件;Y001~Y004是转移负载..初始状态S2的转移条件是X000;S2的驱动负载是Y001;S2的目标是S20..表7-2 状态组件S的分类表3．运料小车运行的功能图设计1控制要求小车处于最左端时;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..2输入/输出端口设置运料小车往返运动PLC控制系统的输入/输出端口设置如图7-7、7-8所示..图7-7 输入图7-8 输出3状态表4状态转移图运料小车往返运动PLC控制系统的状态转移图如图7-10所示..图7-9运料小车的状态图在由停止转入运行时;通过M8002使初始状态S0动作;..按下启动按钮SB2时状态由S0转移到S20;电磁阀YC1得电;同时接触器KM4复位;定时器计时20s;此状态为装料;在这期间小车装料..计时20后;小车装料结束;状态从S20转移到S21;接触器KM3、KM5得电;小车向右快行..小车向右运动碰到右限位开关SQ1后;接触器KM5失电;状态从S21转移到S22; 小车慢行..小车向右运动压下右行程开关SQ3后;接触器KM3失电;小车停止;电磁阀YC2得电;状态从S22转移到S23;计时卸料15s..卸料结束后;接触器KM4;KM5得电;状态从S23转移到S24;小车向右快行..小车向左运动碰到右限位开关SQ2后;接触器KM5失电;状态从S24转移到S25; 小车慢行..小车向左运动压下右行程开关SQ4后;接触器KM4失电;小车停止;电磁阀YC1得电;状态从S22转移到状态S20;第二次计时装料20s如此周而复始地循环..5接线图运料小车往返运动PLC控制系统的接线图如图7-10所示..图7-10 运料小车往返运动PLC控制系统的接线图4输入梯形图7-11 运料小车往返运动PLC控制系统的指令语句7-12 运料小车往返运动PLC控制系统的梯形图输入状态图、梯形图、调试监控系统、验证循环扫描就按项目二的步骤操作;这里不在累述..项目质量考核要求及评分标准见表7-4..表7-4 质量评价表1．跳转与重复的编程方法2．复位处理的编程方法3．跳转与重复的应用举例习题部分机械手的具体动作顺序：原始位置大臂伸出并处于水平、手腕横移向右、手指松开----手指夹紧抓住卡盘上的工件----手腕横移向左从卡盘上卸下工件----小臂上什----大臂下摆----手指松开将工件放在料架上----小臂收缩----料架转位----小臂伸出----手指抓紧----抓住待加工的工工件----大臂上摆从料架上取走工件----小臂上摆----手腕横移向右机械手把工件装到深孔镗床的卡盘上----手指松开复位..图7-13 机械手表7-5 上下料机械手PLC控制系统I/O端子分配。

郑州航空工业管理学院工业通信技术课程设计报告届专业班级题目运货小车往返程序设计学号姓名指导教师二О一二年五月二十六日1、控制任务运货小车的控制分为自动和手动两个方面，X1为开始按钮，X2为停止按钮，X3为手动后退，X4为手动前进，X5、X6为限位开关。

控制顺序如下：（1）按下开始按钮X1，小车后退（2）碰到限位开关X5，停止5s，进行装料（3） 5s过后小车自动前进（4）碰到限位开关X6，停止5s，卸料（5） 5s过后小车自动后退（6）按下停止按钮X2，小车停止（7）按下手动后退按钮X3，小车后退（8）按下手动前进按钮X4，小车前进（9）按下停止按钮X2（10）再按下开始按钮X1，小车进入自动运行状态2、状态流程图S0S20 S21Y2T0M8002X1Y1X5K50 T0X23、输入/输出分配表输入装置 编号开始按钮 X1 停止按钮 X2 手动后退X3S22S23S24S25S26Y1T1Y2Y2Y1Y2K50X6T1Y1X5X2Y1X3X5X4Y2X6X2RET ENDX2X2手动前进X4限位开关X5、X6输出装置编号前进Y1后退Y2 4、逻辑框图开始小车后退触发X3 定时5s 小车前进触发X4 定时5s 否是否是5、梯形图6、程序列表。