台车呼叫控制

1、目 录一 引言2二 系统总体方案设计32.1 系统硬件配置及组成原理图32.2 系统控制要求42.3 系统变量定义及分配表42.4 系统接线图设计52.5 系统可靠性设计6三 控制系统设计83.1 控制程序流程图设计83.2 控制程序设计思路103.3 控制主电路.11四 程序调试11五 梯形图设计 11六 结束语 18 七 参考文献 19一 引 言随着现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备采用PLC，变频器，人机界面自动化器件来控制，因此自动化程度越来越高。电器控制技术是随着科学技术的不断发展，生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工

2、人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。台车【台车又叫送料车，是一种安装有脚轮的运送与储存物料的单元移动集装设备。它具有自动行走，液压自动定位脱模（可实现上，下，左，右移动）的优点。本设计主要是实现它的左右移动】呼叫控制系统是基于PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步动作都直接作用于台车的运行，其控制重点转向物资的控制和管理要求实时、协调和一体化，计算机之间、数据采集点之间、机械设备的控制器之间以及它们与计算机之间的通信可以及时地汇总信息。因此，台车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。台车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。它实现了全自动作业

3、后，满足了人们速度、精度、高度、重量、重复存取和搬运等要求，使总体效益和生产的应变能力大大超过各部分独立效益的总和，自动化技术组建成为仓库自动化技术的核心，既可以节省开支，又减少了浪费，因此建立一个便捷、可行的台车呼叫控制系统是十分迫切和需要的。本产品PLC实现自动化开支，解决了劳动强度大、经济效益差的问题。1.1课程设计的目的学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行台车呼叫运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题能力。1.2课程设计的内容 1） 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图

4、等；2） 系统有启动、停止功能；3） 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；4） 程序结构与控制功能自行创新设计；5） 进行系统调试，实现台车呼叫的控制要求。二 系统总体方案设计2.1系统硬件配置及组成原理为了区别，工位依18编号并各设一个限位开关。每个工位设一呼车按钮，系统设启动按钮和停机按钮各1个，台车设正反转接触器各1个，由于各工位呼车指示灯同时动作，故各工位均使用同一个呼车指示灯。系统布置图如图2-1所示。图2-1 系统布置图整个系统由电源控制电路、按键呼叫控制电路、工作指示灯显示电路、台车控制电路、可编程控制器PLC五部分组成。由电源控制电路提供整个系统的

5、能源，由可编程控制器PLC来读取按键的状态，再经过处理来控制工作指示灯和台车的运动状态。如图2-2所示。 PLC按键呼叫控制电路电源控制电路工作指示灯显示电路台车控制电路图2-2系统组成图2.2 控制要求 一部电动运输车供8个加工点使用。台车的控制要求如下：PLC上电后，车停在某个工位，若无用车呼叫(下称呼车)时，则各工位的指示灯亮，表示各工位可以呼车。工作人员按本工位的呼车按钮呼车时，各工位的指示灯均灭，此时别的工位呼车无效。如停车工位呼车时，台车不动，呼车工位号大于停车位时，台车自动向高位行驶，当呼车位号小于停车位号时，台车自动向低位行驶，当台车到呼车工位时自动停车。停车时间为30s供呼车

6、工位使用，其他工位不能呼车。从安全角度出发，停电再来电时，台车不会自行启动。为了区别，工位依18编号各设一个限位开关。2.3系统变量定义及分配表1、系统变量定义。I为输入继电器，输入继电器位于PLC的输入过程映像寄存器区其外部有一对物理的输入端子与之对应，该触点用于接受并存储外部输入的开关信号（在此程序中有限位开关、按钮），当外部的开关信号闭合，则输入继电器的线圈得电，在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。常开和常闭软触点可以在编程中任意使用，次数不受限制。 Q为输出继电器，输出继电器位于PLC的输处过程映像寄存器区其外部有一对物理的输出端子与之对应。它的作用是具有一常开触点用于向外部负载发送

7、信号，每一输出继电器的常开硬触点与可编程控制器的一个输出点相连直接驱动负载，它也提供了无数的常开和常闭软触点用于编程。在此程序中小车电动机的正转、反转和可呼车指示均由输出继电器控制。 M为通用辅助继电器（或中间继电器），它位于PLC存储器的位存储区，它是由软件来实现的，用于状态暂存，移位辅助运算及赋予特殊功能的一类编程元件，其作用类似于继电接触控制系统中的中间继电器，它在PLC中没有外部的输入端子或输出端子与之对应，因此不受外部信号的直接控制其触点也不能直接驱动外部负载。绝大多数的继电器线圈由用户程序驱动。 T为定时器，定时器是可编程序控制器中的重要的编程软件，是累计时间增量的内部器件。使用时

8、要提前输入时间设定值，当定时器的输入条件满足时开始计时，当前值按一定的时间单位从0开始增加，当定时器的当前值达到设定值则触点动作。利用定时器的触点就可以完成所需要的定时控制任务。在课程设计中用到了T37断开延时定时器（TOF）。2、I/O分配。 根据控制要求，系统的输入信号有：启动信号、停止信号，1号位-8 号位的限位开关STlST8，1号位-8号位的呼叫开关SB1SB8;系统的输出信号有：前进控制电机接触器驱动信号、后退控制电机接触器驱动信号，可呼叫指示灯信号。共需实际输入点数18个，输出点数4个。系统的I/O分配表如表2-1所示：表2-1 系统I/O资源配置表序号元件名设备名作用1I0.0

9、K1启动按钮开关2I0.1K2停止按钮开关3I2.0SB11号站呼叫按钮开关4I2.1SB22号站呼叫按钮开关5I2.2SB33号站呼叫按钮开关6I2.3SB44号站呼叫按钮开关7I2.4SB55号站呼叫按钮开关8I2.5SB66号站呼叫按钮开关9I2.6SB77号站呼叫按钮开关10I2.7SB88号站呼叫按钮开关11I1.0ST11号站限位开关12I1.1ST22号站限位开关13I1.2ST33号站限位开关14I1.3ST44号站限位开关15I1.4ST55号站限位开关16I1.5ST66号站限位开关17I1.6ST77号站限位开关18I1.7ST88号站限位开关19Q0.0KM1电机正转继

10、电器20Q0.1KM2电机反转继电器21Q0.2KM3可呼车指示22Q0.3KM4指示灯台车自动往返控制系统的工作示意图如图1.3-1所示。控制要求如下：A. 按下起动按钮SB0，电动机M正转，台车前进；碰到限位开关SQ1后，电动机M反转，台车后退。B. 台车后退碰到限位开关SQ2后，电动机M停转，台车停车5s后，第二次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退。C. 当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止。SQ2SQ3SB0：X000起动按钮小车SQ1前进：Y001后退：Y002X002X001X003 2.4系统接线图设计选择S7-200 CPU226基本单元（24入/16出）1台组成系统。系统

11、接线图如图1-3所示24VKM1MM1 Q 0.0 Q0.1L+ Q0.2I2.0 Q0.3I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5 I2.6I2.7 I0.0I0.1 I1.0 CPU226 I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I1.6I1.7M 1L+ 3L+ KM2 KM4KM3SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8启动停止ST1ST2ST3STST5ST6ST7ST8图2-3系统接线图2.5系统可靠性分析PLC的故障率很低，并且有完善的自诊断功能和运行故障指示装置。一旦发生故障，可以通过PLC机上各种发光二极管的亮灭状态迅速查明原因，排除故障。现代PLC采用了集成度很高的

12、微电子器件，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其可靠程度是使用机械触点的继电器所无法比较的。为了保证PLC能在恶劣的工业环璄下可靠工作，在其设计和制造过程中采取了一系列硬件和软件主面的抗干扰措施。三 控制系统设计3.1控制程序流程图设计流程图主要由过程动作、有向连线、转换条件组成。过程与动作：顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干个相连的阶段，这些阶段称为过程。过程是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一个过程之内，各输出量的ON/OFF状态不变。但是相邻两过程输出量的状态是不同的。过程的这种划分使代表各过程的编程元件的状态与各输出量之间的逻辑关系极为简单。当系统正

13、处于某一过程所在的阶段时，该过程处于活动状态，称该过程为“活动”过程。程序流程图如图3-1所示当处于活动状态时，相应的动作被执行，处于不活动状态时，相应的非存储型动作被停止执行。有向连线：在顺序功能图中，随着时间的推移和转换条件的实现，进展按有向连线规定的路线和方向进行，在画顺序功能图时，将代表各过程的方框按它们成为活动过程的先后次序顺序排列，并用有向连线将它们连接起来。转换条件：使系统由当前过程进入下一过程的信号称为转换条件，顺序控制设计法用转换条件控制代表各过程的编程元件。转换条件可以是外部的输入信号，如按钮、指令开关、限位开关的接通/断开等，也可以是可编程控制器内部产生的信号，如定时器、

14、常开触点的接通等，转换条件也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。开始8个工作指示灯来亮，可呼车是否呼车NY8指示灯灭，其他呼车无效是否运动到呼车呼车位NY开始定时N是否定时到30秒Y是否结束NYY结束图3-1 程序流程图3.2控制程序设计思路如果小车先在高位（ST8）时，小车依次停止在ST8ST1位置，梯形图中并联各低位开关I1.0I1.6，当低位呼车时，由于给位置线圈对应的常开触点自锁，各低位呼车无效，再串联各呼车位的常闭线圈，使其他位呼车无效，各低位的开关依次减少（越到低位呼车位依次减少），如果小车先在低位（ST1）时，也是按上述接梯形图。按下I0.1台车在SB1处，按下I0.0，系统启

15、动。M0.0起互锁作用，M0.0得电，按下I2.7（呼车按钮ST8），小车向SB8驶去，同时I1.0到I1.6这7个限位开关互锁，其他呼车按钮失效，M1.0也起互锁作用，（下面的原理都是相同的。）电动机正转，定时器开始计时，时间为30s，定时时间到，T37断开，其他呼车按钮恢复作用,小车开始等待响应下一个呼车信号。同理，电动机反转时，停车时间为30s，定时时间到，T37断开，其他呼车按钮恢复作用。电动机既不正转也不反转，并且没用工位使用台车，那么Q0.3可呼车指示灯亮。3.3主电路设计 四系统调试及结果分析运用软件画出梯形图后，点击编译按钮。确认无误后，选择菜单栏中的“模拟”，然后选择“在线模

16、拟”，即进行软件仿真；软件仿真正确无误后，就可以进行计算机与PLC的连接了。此时点击菜单栏上的“PLC”，选择“在线工作”即可。五系统梯形图按下启动按钮I0.0后主程序网络1 的M0.0导通并自锁，呼叫指示灯亮，此时可以通过呼叫按钮多对台车进行呼叫。网络2和网络3一直调用子程序SBR_0和SBR_1。网络4和网络5的主要功能是在有呼叫信号M0.1时，调用子程序SBR_2，同时屏蔽呼叫允许信号，关闭呼叫指示灯。正是因为在有呼叫信号M0.1时，调用子程序SBR_2，使得停电再来电时，电机不会自行启动。M0.1时调用子程序SBR_0的主要作用是检测小车位置；子程序SBR_1的主要作用是检测呼叫信号；

17、子程序SBR_2的主要作用是在有呼叫信号时，对呼叫信号做出反应。主程序：一直调用子程序SBR_0和SBR_1，条件调用SBR_2，并控制呼叫指示灯。I0.0M0.0M0.0主程序注释：台车呼叫控制网络1 PLC上电PLC通断电网络2调用子程序SBR_0:SBR_0ENSM0.0网络3调用子程序SBR_1SBR_1ENSM0.0I0.1网络4调用子程序SBR_2SBR_2ENM0.1网络5通过8个指示灯的灯亮与灯灭来判断呼叫控制按钮是否可用：M0.0M0.1Q0.0Q0.1Q0.2Q0.2Q0.3Q0.2Q0.4Q0.2Q0.5Q0.2Q0.6Q0.2Q0.7Q0.2T37R1子程序SBR_0:

18、台车当前位置数据采集，将台车在行程开关采集的位置信号传送到指定内存区域VB0子程序注释：台车当前位置数据采集网络1若台车在行程开关ST1处时采集台车当前位置数据并传递到VB0中：M0V_BEN EN0IN OUT1Q0.2VB0Q0.2网络2若台车在行程开关ST2处时采集台车当前位置数据并传递到VB0中：I1.0Q0.2M0V_BEN EN0IN OUTVB0Q0.2I1.1Q0.22Q0.2网络3若台车在行程开关ST3处时采集台车当前位置数据并传递到VB0中：M0V_BEN EN0IN OUTVB0Q0.2I1.2Q0.23Q0.2网络4若台车在行程开关ST4处时采集台车当前位置数据并传递到

19、VB0中：M0V_BEN EN0IN OUTVB0Q0.2I1.3Q0.24Q0.2网络5若台车在行程开关ST5处时采集台车当前位置数据并传递到VB0中：M0V_BEN EN0IN OUTI1.4Q0.25Q0.2VB0Q0.2网络6若台车在行程开关ST6处时采集台车当前位置数据并传递到VB0中：M0V_BEN EN0IN OUTVB0Q0.2I1.5Q0.26Q0.2网络7若台车在行程开关ST7处时采集台车当前位置数据并传递到VB0中：M0V_BEN EN0IN OUT7Q0.2VB0Q0.2I1.6Q0.2网络8若台车在行程开关ST8处时采集台车当前位置数据并传递到VB0中：M0V_BEN

20、 EN0IN OUT8Q0.2VB0Q0.2I1.7Q0.2子程序SBR_1:收集按钮信号，将按下按钮的位置号传送到指定内存区域，并形成呼叫控制信号M0.1子程序注释：台车呼叫位置数据采集网络1若主程序指示灯显示可以进行呼叫时，按下SB1则将当前呼叫位置数据传递到VB1中；不满足时则不能进行数据传递M0V_BEN EN0IN OUTI2.0Q0.2M0.1Q0.22Q0.2VB1Q0.2网络2若主程序指示灯显示可以进行呼叫时，按下SB2则将当前呼叫位置数据传递到VB1中；不满足时则不能进行数据传递M0V_BEN EN0IN OUTI2.1Q0.2M0.1Q0.2VB1Q0.21Q0.2网络3若

21、主程序指示灯显示可以进行呼叫时，按下SB3则将当前呼叫位置数据传递到VB1中；不满足时则不能进行数据传递3Q0.2VB1Q0.2M0V_BEN EN0IN OUTI2.2Q0.2M0.1Q0.2网络4若主程序指示灯显示可以进行呼叫时，按下SB4则将当前呼叫位置数据传递到VB1中；不满足时则不能进行数据传递4Q0.2VB1Q0.2M0V_BEN EN0IN OUTI2.3Q0.2M0.1Q0.2网络5若主程序指示灯显示可以进行呼叫时，按下SB5则将当前呼叫位置数据传递到VB1中；不满足时则不能进行数据传递5Q0.2VB1Q0.2M0V_BEN EN0IN OUTI2.4Q0.2M0.1Q0.2网

22、络6若主程序指示灯显示可以进行呼叫时，按下SB6则将当前呼叫位置数据传递到VB1中；不满足时则不能进行数据传递6Q0.2VB1Q0.2M0V_BEN EN0IN OUTI2.5Q0.2M0.1Q0.2网络7若主程序指示灯显示可以进行呼叫时，按下SB7则将当前呼叫位置数据传递到VB1中；不满足时则不能进行数据传递7Q0.2VB1Q0.2M0V_BEN EN0IN OUTI2.6Q0.2M0.1Q0.2网络8若主程序指示灯显示可以进行呼叫时，按下SB8则将当前呼叫位置数据传递到VB1中；不满足时则不能进行数据传递8Q0.2VB1Q0.2M0V_BEN EN0IN OUTI2.7Q0.2M0.1Q0

23、.2网络9判断是否有呼叫按钮按下：I2.0Q0.2T37Q0.2M0.0Q0.2M0.1Q0.2I2.1Q0.2I2.2Q0.2I2.3Q0.2I2.4Q0.2I2.5Q0.2I2.6Q0.2I2.7Q0.2M0.1Q0.2子程序SBR_2：比较小车位置号与呼叫位置号，根据比较结果，控制小车左行右行和定时子程序注释：VBO与VB1中数据进行比较判断小车的运行方向及是否到达呼叫位置网络1判断台车是否到达呼叫位置，到达后T37开始计数且计数到30S后将复位：VB0= =BVB1IN TONPT 100ms300网络2反向向低位运行：VB0>BVB1VB0<BVB1网络3正向向高位运行：

24、Q1.1Q1.0 VBO与VB1中数据进行比较判断小车的运行方向及是否到达呼叫位置network 1 / 程序段注释LD I0.0O M0.0AN I0.1= M0.0Network 2 LD M0.0CALL SBR0Network 3 LD SM0.0CALL SBR1Network 4 LD SM0.0CALL SBR2Network 5 LD M0.0AN M0.1= Q0.0= Q0.1= Q0.2= Q0.3= Q0.4= Q0.5= Q0.6= Q0.7R T37, 1Network 6 LD I1.0MOVB 1, VB0Network 7 LD I1.1MOVB 2, VB0

25、Network 8 LD I1.2MOVB 3, VB0Network 9 LD I1.3MOVB 4, VB0Network 10 LD I1.4MOVB 5, VB0Network 11 LD I1.5MOVB 6, VB0Network 12 LD I1.6MOVB 7, VB0Network 13 LD I1.7MOVB 8, VB0Network 14 LD I2.0AN M0.1MOVB 1, VB1Network 15 LD I2.1AN M0.1MOVB 2, VB1Network 16 LD I2.2AN M0.1MOVB 3, VB1Network 17 LD I2.3AN

26、 M0.1MOVB 4, VB1Network 18 LD I2.4AN M0.1MOVB 5, VB1Network 19 LD I2.5AN M0.1MOVB 6, VB1Network 20 LD I2.6AN M0.1MOVB 7, VB1Network 21 LD I2.7AN M0.1MOVB 8, VB1Network 22 LD I2.0O I2.1O I2.2O I2.3O I2.4O I2.5O I2.6O I2.7O M0.1AN T37A M0.0= M0.1Network 23 LDB= VB0, VB1TON T37, 300Network 24 LDB> V