小车多方式运行的 PLC 控制——PLC控制系统课程设计.doc

东 北 石 油 大 学课 程 设 计课 程 plc控制系统课程设计 题 目 小车多方式运行的plc控制 院 系 电气信息工程学院 专业班级 自动化 级 班 学生姓名 学生学号 指导教师 年 月 日东北石油大学课程设计任务书课程 plc控制系统课程设计题目 小车多方式运行的plc控制专业 自动化 姓名 学号 主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：1.设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等,系统有启动、停止功能；2.运用功能指令进行plc控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；3.用组态王监控组态软件，设计出上位监控系统；4.进行系统调试，实现小车多方式运行的控制要求。基本要求：1.小车起始位置停在x（x=14）号站台，syx传感器为on;2.假如y(y=14)号站台呼叫，如果：xy，小车左行到呼叫站台停车；xy，小车右行到呼叫站台停车；x=y，小车停止；3.小车在sy1和sy4处要有可靠的保护功能,自动往返或准确停车，不能向外撞；4.小车路过每个站台要有指示灯显示；但lb1和lb4灯要闪3次；主要参考资料：1陈宏钧. 可编程控制器课程设计指导书m. 天津: 天津大学出版社，2001.2邓星钟. 机电传动控制m. 武汉: 华中科技大学出版社, 2001.3谭维瑜. 电机与电气控制m. 北京: 机械工业出版社, 1999.完成期限 指导教师 专业负责人 年 月 日目 录第1章 控制工艺流程分析11.1 小车多方式运行控制过程描述11.2 小车多方式运行控制工艺分析2第2章 控制系统总体方案设计32.1 系统硬件组成32.2 控制方法分析32.3 i/o分配32.4 系统结线图设计4第3章 控制系统梯形图程序设计53.1 控制程序流程图设计53.2 控制程序梯形图设计63.3 控制程序设计思路6第4章 监控系统设计74.1 plc与上位监控软件通讯74.2 上位监控系统组态设计74.3 实现的效果8第5章 系统调试及结果分析95.1 系统调试及解决的问题95.2 结果分析9课程设计心得10参考文献11附 录12plc控制系统课程设计第1章 控制工艺流程分析1.1 小车多方式运行控制过程描述小车系统由直流电机、继电器、小车和4个站台组成，每个站台有检测传感器（行程开关）、指示灯和按钮。小车由直流电机拖动，电动机正转，小车右行，电动机反转，小车左行，在生产线上有4个编码为1-4个站点供小车停靠，在每个停靠站安装一个行程开关以检测小车是否到达该站，如果小车到站，该站的指示灯会亮，另外还设有4个呼叫按钮（sb1sb4）分别与4个停靠站点对应。采用s7-200 plc进行控制，小车控制系统的控制要求如下：1. 小车起始位置停在 x（x=14）号站台，syx 传感器为 on; 2. 假如 y(y=14)号站台呼叫，如果： xy，小车左行到呼叫站台停车； xy，小车右行到呼叫站台停车； x=y，小车停止；3. 小车在 sy1 和 sy4 处要有可靠的保护功能，自动往返或准确停车，不能向外撞；4. 小车路过每个站台要有指示灯显示；但 lb1 和 lb4 灯要闪 3 次；1.2 小车多方式运行控制工艺分析本课程设计主要是设计两个模块:小车对站台呼叫的反应电路以及小车路过站台时指示灯的显示。出于简化设计方案的考虑，本文在设计之前做出这样的假设：小车停止前仅有一个呼叫的站台起作用。比如当小车从2号站台向3号前进的过程中，1、2、4三个站台不会呼叫，除非小车到达3号站台停止。在这种假设的基础下，采用模块化的设计思想，对两个模块的电路分别设计，最后将两者整合到一起，即可。第2章 控制系统总体方案设计2.1 系统硬件组成小车系统由直流电机、继电器、小车和 4 个站台等组成，每个站台有检测传感器、指示灯和按钮,采用s7-200 plc进行控制。2.2 控制方法分析本课程设计主要是设计两个模块:小车对站台呼叫的反应电路以及小车路过站台时指示灯的显示。出于简化设计方案的考虑，本文在设计之前做出这样的假设：小车停止前仅有一个呼叫的站台起作用。比如当小车从2号站台向3号前进的过程中，1、2、4三个站台不会呼叫，除非小车到达3号站台停止。在这种假设的基础下，采用模块化的设计思想，对两个模块的电路分别设计，最后将两者整合到一起，即可。2.3 i/o分配经过对控制过程和要求的详细分析，明确了具体的控制过程。1. 小车起始位置停在 x（x=14）号站台，syx 传感器为 on;2. 假如 y(y=14)号站台呼叫，如果： xy，小车左行到呼叫站台停车； xy，小车右行到呼叫站台停车； x=y，小车停止；3. 小车在 sy1 和 sy4 处要有可靠的保护功能，自动往返或准确停车，不能向外撞；4. 小车路过每个站台要有指示灯显示；但 lb1 和 lb4 灯要闪 3 次；如上所述，由此可以得出所需plc的输入点9个，输出点6个。本设计使用9个输入继电器，6个输出继电器，6个辅助继电器（各辅助继电器的功能在程序程序对应部分会有说明）。输入输出继电器的选择与对应关系如表2-1：表2-1 i/o分配表输入功能说明输出功能说明sb0x0启动/停止km1y1左行sb1x1呼叫站台1km2y2右行sb2x2呼叫站台2r1y10第一个站台的指示灯sb3x3呼叫站台3r2y20第二个站台的指示灯sb4x4呼叫站台4r3y30第三个站台的指示灯sq1x11限位1r4y40第四个站台的指示灯sq2x12限位2sq3x13限位3sq4x14限位42.4 系统结线图设计根据下节软件的设计，选择适合的输入、输出，即可得到系统接线图，如图2-1：图2-1 系统接线图第3章 控制系统梯形图程序设计3.1 控制程序流程图设计按启动按钮小车右行是 x=yx=y小车停止小车停止按动呼叫按钮结束否 否xy小车左行否 否 否是 开始否是 是 是 是 使用西门子s7-200系列，根据系统控制要求，可画出程序流程图如图3-1所示。图3-1 控制程序流程图3.2 控制程序梯形图设计根据程序流程图可以设计出系统梯形图程序，程序见附录。3.3 控制程序设计思路1、小车对站台呼叫的反应电路取两个寄存器，分别存放呼叫的站台以及小车停靠的站台（本文的设计中这两个寄存器分别为d0和d1），显然，我们可以通过cmp指令进行x，y的大小判断，当xy时，执行左行命令(即本文设计程序中的set y1指令)；当x100) 小车位置=100；if（小车位置0）小车位置=0；第5章 系统调试及结果分析5.1 系统调试及解决的问题在梯形图程序设计好之后，按要求将梯形图程序通过计算机输入plc中，检查并编译。本次设计实验里，正确输入梯形图，编译成功。同时通过在线工作后把程序写入可编程序控制器的程序存储区，然后进行运行调试，在前面正确操作和正常进行的基础上，使plc进入运行状态，观察运行情况，结果是本plc设计运行正常，没有未知错误，对于多组不同站台呼叫的检测数据，小车均能够以预想的行动路线运动，即能够实现循环工作。5.2 结果分析根据以上调试情况，该小车多方式运行的plc控制设计较好的满足了设计要求，实现了用较短时间较短行程完成工作台呼叫响应任务，但由于时间关系，仍存在一些不足，没能进一步加以完善。课程设计心得通过此次课程设计，让我对plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于plc设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。课堂上学习的plc都是极理论的东西，所做过的几个实验也都是在已知程序图的情况下学习使用编程器，这并不能提高plc的设计水平，而这次的课程设计是从根本上让我们理论联系实际，在这种根据实际状况进行系统设计的情况下能够让我们对plc有更深刻的认识。此次课程设计，让我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计相结合，锻炼了综合运用所学的专业基础知识的能力，提高了查阅文献资料、设计手册的能力，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，使得能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，毅力及耐力也都得到了不同程度的提升。当然，本文的设计具有局限性，设计程序里不能将所有的边缘问题都考虑的周到，这是需要我再以后的学习中认识并改正的。这次的课程设计使我对于专业课的学习有了更加深刻的认识，以为现在学的知识用不上就加以怠慢，等到想用的时候却发现自己的学习原来是那么的不扎实。以后努力学好每门专业课，为以后的工作积累了经验，增强了信心。参考文献1陈宏钧. 可编程控制器课程设计指导书m. 天津: 天津大学出版社, 2001.2钟肇新, 王灏. 可编程控制器入门教程m. 广州: 华南理工大学出版社, 1999.3邓星钟. 机电传动控制m. 武汉: 华中科技大学出版社, 2001.4谭维瑜. 电机与电气控制m. 北京: 机械工业出版社, 1999.5姜培刚, 盖玉先. 机电一体化系统设计m. 北京: 机械工业出版社, 2004.附 录小车多方式运行程序的指令表如下:ld x0mc n0m100ld x1mov k1 d0ld x1or m101mpsani x11set m101mppand x11mov k1 d1ld x2mov k2 d0ld x2or m102mpsani x12set m102mppand x12mov k2 d1ld x3mov k3 d0ld x3or m103mpsani x13set m103mppand x13mov k3 d1ld x4mov k4 d0ld x4or m104mpsani x14set m104mppand x14mov k4 d1ld m101or m102or m103or m104mpscmp d0 d1 m0mrdand m0set y1mrdand m1rst y1rst y2mppand m2rst y2ld x12out y20ld x13out y30ld x11out m105and m106out y10ld x14out m105and m106out y40ld m105call p0fendp0ld m105rst c1out t1k5ld t1ani t3or c1out t2k5ld t2out t3k5ld t3out c1k3sretmcr n0end小车多方式运行程序的梯形图如下:17东北石油大学课程设计成绩评价表课程名称plc控制系统课程设计题目名称小车多方式运行的plc控制学