台车PLC控制系统毕业设计.doc

江西工业职业技术学院毕业论文 目 录引言3可编程控制器概述5PCL的基本结构和工作原理6一、 工艺过程 8二、 系统控制方案 9三、 PLC系统选择 9四、 I/O地址分配 9五、 程序设计11感谢信 12小结 13参考文献 14 电动运输车呼车PLC控制系统设计况月荣摘要：随着经济的发展，台车呼车控制系统在医药、冶金、建材、饲料加工等行业被广泛地用于物料的自动配置。实现物料的自动配置控制，不仅节省了人力和物力，而且也提高了产品的质量，提高了生产率，同时也可以实现现代化科学管理。本设计介绍的是基于可编程控制器西门子S7-200的台车呼车控制系统的设计与实现，能够指示台车的停车位和呼车使能、是否可以呼车及台车是否到位、能够实现电机正转、电机反转、可以紧急停车等功能。本文阐述了可编程控制器西门子S7-200的功能特点以及操作。提出了系统的总体设计方案。本系统具有价格低廉、高可靠性、高性能和智能化的特点。通过该系统的成功研制和应用，生产效率将大幅提高，工人的劳动强度将大幅度降低，控制精度也将进一步提高。With economic development, the control system of car call in medicine, metallurgy, building materials, feed processing industries are widely used in the automatic configuration of materials. Automatic configuration to achieve control of materials, not only saves manpower and material resources, but also improved product quality, increase productivity, but also can achieve modernization and scientific management.Papers presented is based on Siemens S7-200 programmable controller of the car call control system for vehicle design and implementation, to indicate car parking spaces and car call enabled, can call cars and car is in place, can be achieved the motor is transferred, the motor reversal, can be an emergency stop and other functions.In this paper, Siemens S7-200 programmable controllers features and operation. Proposed overall system design.The system has a low cost, high reliability, high performance and intelligent features.Success of the system through the development and application of productivity will increase dramatically, the labor intensity will be greatly reduced, the control accuracy will be further enhanced. 关键词：可编程控制器；呼车；西门子S7-200引言PLC技术代表了当今电气程序控制的世界先进水平。它与数控技术，工业机器人技术已成为机械工业自动化和CIM的三大支柱。据预测，在90年代，美、日、德等发达国家的控制屏将完全由PLC所占据。由于PLC吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果，发展十分迅速，使它已远远超出单纯取代继电器的应用领域，远远超出逻辑控制的范畴，在从单机自动化到整条生产线自动化，乃至整个工厂的生产自动化；从FMS、工业机器人到大型分散型控制系统中都担当着重要角色。PLC的由来1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技术要求，即：1） 编程简单方便，可在现场修改程序；2） 硬件维护方便，最好是插件式结构；3） 可靠性要高于继电器控制装置；4） 体积小于继电器控制装置；5） 可将数据直接送入管理计算机；6） 成本上可与继电器柜竞争；7） 输入可以是交流115V；8） 输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀；9） 扩展时，原有系统只需做很小的改动；10） 用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。根据招标要求，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC（PDP14型 ），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。PLC的发展PLC问世以来，其发展极为迅速。由最初的1位机发展为8位机，现在的大型PLC已采用了32位微处理器，可同时进行多任务操作，其技术已经相当成熟。目前，世界上有PLC生产厂200多家，比较著名的有美国的A-B公司、通用电气公司，日本的三菱、松下电工、欧姆龙，德国的西门子，法国的施耐德等。生产的PLC品种繁多，产品的更新换代也极快，著名的生产公司几乎每12年即可推出一种新产品。PLC的结构不断改进，功能日益增强，性能价格比越来越高。展望未来，PLC在规模和功能上正朝着两个方向发展。一方面，大型PLC不断向大容量、高速度、多功能的方向发展，能取代工业控制微机对大规模复杂系统进行综合性的自动控制。另一方面，小型PLC向超小型、简易、廉价方向发展，能真正完全取代最小的继电接触器系统，适应单机、数控机床和工业机器人等领域的控制要求。另外，不断增强PLC的联网通信功能，便于分散控制与集中控制的实现；大力开发智能I/O模块，极大地增强PLC的过程控制能力，提高它的适应性和可靠性；不断使PLC的编程语言与编程工具向标准化和高级化方向发展可编程控制器概述(1)可编程控制器是当今工业控制领域占主导地位的一种新型自动控制装置，微电子技术和计算机技术的发展是PLC出现的技术基础和物质基础，GM10是促使其问世的直接原因。目前，PLC正向着标准化、小型化、大容量、高速度、多功能等方面发展。 (2) PLC专为工业环境而设计，具有抗干扰能力强、可靠性高、通用性好、功能强、编程简单、使用维护方便等特点，主要应用于开关量控制、模拟量控制、数字控制及通信联网等到领域。 (3) PLC按结构形式分为整体式和模块式两类；按功能和I/O点数可分为低档机（小型、超小型）、中档机（中型）、高档机（大型、超大型）三类。衡量PLC性能的指标主要有：I/O总点数、用户程序存储容量、指令总数、扫描速度、内部寄存器配置及特殊功能模块等。 (4) PLC常用的编程语言有梯形图、语句表、流程图及高级语言等，其中梯形图、语句表最常用。 (5) PLC主要由CPU、存储器、I/O模块、电源模块、I/O扩展模块、外设接口及编程器等部分组成；软件部分包括系统软件和用户软件两大部分。(6) PLC的工作方式是采用循环扫描工作方式，每一循环包含了自诊断、与编程器等的通信、输入采样、执行用户程序、输出刷新五个阶段。小型PLC使用集中输入、集中输出工作方式，这大大提高了PLC工作的可靠性和抗干扰能力。 (7) 扫描周期的大小与扫描速度、用户程序长短、I/O点数及其刷新速度、连接外设的多少等因素有关。 (8) 继电接触器控制采用硬逻辑“并行”运行的方式，而可编程序控制器采用循环扫描的工作方式，其逻辑关系是用程序实现而不是实际电路。 PCL的基本结构和工作原理 一、PLC的工作方式 PLC对用户程序的执行采用循环扫描的工作方式。 PLC开始运行时，CPU对用户程序作周期性循环扫描，在无跳转指令或中断的情况下，CPU从第一条指令开始顺序逐条地执行用户程序，直到用户程序结束，然后又返回第一条指令开始新的一轮扫描，并周而复始地重复。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采集和对输出状态的刷新等工作。 二、PLC的工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，这是有别于微型计算机、继电接触器控制的重要特点。微机一般采用等待命令的工作方式。继电接触器控制系统采用硬逻辑“并行”运行的方式。PLC采用循环扫描的工作方式，在工作过程中，如果某个软继电器的线圈接通，该线圈的所有常开和常闭触点并不一定会立即动作，只有CPU扫描到该接点时才会动作：其常闭触点断开，常开触点闭合。也就是说，PLC在任一时刻只能执行一条指令，是以“串行”方式工作，这样便避免了继电接触器控制的触点竞争和时序失配问题。三、PLC的工作过程1PLC的工作过程 PLC整个工作过程包含五个阶段：自诊断、与编程器等进行通信、输入采样、执行用户程序、输出刷新。PLC的工作过程框图2. 输入和输出映像寄存器输入和输出映像寄存器是在PLC的RAM工作区中将一特定区域的存储单元作为输入映像寄存器和输出映像寄存器的存储区。输入映像寄存器中存储着对应位输入“继电器”的通/断状态。高电平“1”为通，低电平“0”为断。此处“继电器”是指由系统软件程序贼予的具有继电器功能的“软继电器”。每位输入映像寄存器也对应着PLC每个实际输入端的通/断状态。输入映像寄存器的内容只能被PLC中的CPU读出，而不能被改写。输出映像寄存器单元存储着对应位输出寄存器的状态。在执行用户程序时，输出映像寄存器既可被PLC的CPU读出，又可被CPU改写。 3PLC对I/O的处理规则（1）输入映像寄存器的状态取决于各输入端子在上一个刷新期间的状态；（2）程序执行阶段所需的输入、输出状态，由输入映像寄存器和输出映像寄存器读出；（3）输出映像寄存器的内容由程序中输出指令的执行结果决定；（4）输出锁存器中的内容由上一次输出刷新时输出映像寄存器的状态决定；（5）各输出端子的通断状态由输出锁存器的内容来决定。一、工艺过程 电动运输车呼车PLC控制系统控制要求：电动运输车呼车PLC控制系统示意图如下图所示。其中电动运输车供8个加工点使用，对车的控制要求如下：电动运输车呼车系统未上电时，车停在某个加工点（也称工位）。电动运输车呼车系统上电后，若无用车呼叫（也称呼车）时，则各工位的批示灯全亮，表示各工位均可以呼车。当工作人员按下某工位的呼车按钮进行呼车时，各工位的指示灯均灭，此时别的工位呼车无效，当呼车工位号大于停车工位号时，小车自动向高位行驶，当呼车工位号小于停车工位号时，小车自动向低位行驶，当小车到达呼车工位时自动停车。停车时间为30S，供用车工位使用，此时，其它工位不能呼车。停车工位呼车时，小车不动。从安全角度出发，停电后再来电时，小车不能自行启动。电动运输车呼车系统示意图二系统控制方案.三 PLC系统选择选择S7-200 CPU224基本单元（14入/10出）1台及EM221扩展单元（8入）1台组成系统。四I/O地址分配 下表为呼车系统输入/输出端口安排输 入输 出限位开关ST1I0.0呼车按钮SB1I2.0电机正转接触器Q0.0限位开关ST2I0.1呼车按钮SB2I2.1电机反转接触器Q0.1限位开关ST3I0.2呼车按钮SB3I2.2可呼车指示Q0.2限位开关ST4I0.3呼车按钮SB4I2.3限位开关ST5I0.4呼车按钮SB5I2.4限位开关ST6I0.5呼车按钮SB6I2.5限位开关ST7I0.6呼车按钮SB7I2.6限位开关ST8I0.7呼车按钮SB8I2.7系统启动按钮I1.0系统停止按钮I1.1五程序设计 主程序 段子程序 致谢首先，我感谢祝老师。本设计文是在祝老师精心指导和大力支持下完成的。她平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从确定命题查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，论文写作等整个过程中都给予了我悉心的指导。我对祝老师的感激之情是无法用言语表达的。本课题在选题及研究过程中祝老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。祝老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，给以终生受益无穷之道。祝老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。她渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。在她的引导下，我认识了有了设计的思路，极大的开拓了我的学术视野，也为本篇设计打下了理论基础。在这次设计中祝老师又给我提出了许多宝贵的意见。虽然我遇到了许多困难，但是我及时的和祝老师讨论这些问题，最终问题都迎刃而解了。减少了我在这次设计中的困惑和完成时间。在论文撰写方面更是给予了方向性的指导和建设性的意见和建议。最后感谢在大学三年期间，传授我知识的老师们，感谢在学习和生活上给予我帮助的