2022年PLC运料小车课程设计

1、摘 要传统的运料小车大都是继电器掌握,而继电器掌握有着接线繁多,故障率高的缺点,且保护修理不易等缺点；作为目前国内掌握市场上的主流掌握器,plc 在市场、技术、行业影响等方面有重要作用, 利用 PLC掌握来代替继电器掌握已是大势所趋；在国际上 PLC快速进展的形势下,我国多数 PLC厂家仍没有拥有自主学问产权, 能够参加国际竞争的 PLC产品 ,其中之一就是研发实力不够；虽然资金投入、生产和质量治理等因素也占有特别大的比重,但对产品的质量起着打算性作用的是研发投入、研发成果产品化以及生产工艺等；而技术就是贯穿着其中每一个环节,PLC核心技术的开发、产品的后续开发、生产工艺的技术水平是打算产品质

2、量的前提, 如何在技术上进一步增强自己的实力,将是国产品牌取得市场竞争优势的关键；依据得到的样本分析,初步得出正在使用的众多 PLC的品牌中,西门子、三 菱及 omron占据肯定的优势, 60%左右的用户使用了这些品牌的 PLC产品,而 rockwell/ab、ge-fanuc 和富士等品牌也占有相当的市场份额；关键词：运料小车 ; 三菱 PLC; 线圈 ; 行程开关目录1 概述 . PLC 的基本概念 . . PLC 的进展与应用 . . PLC 的进展历程 . . PLC 的进展趋势 . . PLC 基本结构 . . 基本原理 . PLC 功能特点 . . 2 硬件设计 . 掌握要求 .

3、PLC 的挑选 . . PLC 的类型 . . 电源的挑选 . 储备器的挑选 . 输入输出挑选 . 系统流程图 . I/O 安排表 . . I/O 接线图 . . 3 软件设计 . 4 调试 . 硬件调试 . 软件调试 . 运行调试 . 手动运行方式 . 自动运行模式 . 单周期运行方式 . 单步运行方式 . 5 终止语 . 6 参考文献 . 附 录 . 1 概述 PLC 的基本概念PLC可编程掌握器 是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下的应用而设计；它采纳一类可编程的储备器,用于其内部储存程序、执行规律运算、次序掌握、定时、计数和算术操作等面对用户的指令,并通过数字式和模拟式的输入

4、和输出,掌握各种类型的机械或生产过程；PLC及其有关外部设备,都应按易于与工业系统连成一个整体,易于扩充其功能的原就设计； PLC 的进展与应用 PLC 的进展历程20 世纪 70 岁月初显现了微处理器；人们很快将其引入可编程规律掌握器,使可编 程规律掌握器增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有运算机特点的工业掌握装置；此时的可编程规律掌握器为微机技术和继电器常规掌握概念相结合的产物；个人运算机进展起来后,为了便利和反映可编程掌握器的功能特点,可编程规律掌握器 定名为 Programmable Logic ControllerPLC；20 世纪 70 岁月中末期,可编程规律掌握器进入

5、有用化进展阶段,运算机技术已全 面引入可编程掌握器中,使其功能发生了飞跃；更高的运算速度、超小型体积、更牢靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、位；PID 功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地20 世纪 80 岁月初,可编程规律掌握器在先进工业国家中已获得广泛应用；世界上 生产可编程掌握器的国家日益增多,产量日益上升；这标志着可编程掌握器已步入成熟 阶段；20 世纪 80 岁月至 90 岁月中期,是可编程规律掌握器进展最快的时期,年增长率一 直保持为 3040%；在这时期, PLC在处理模拟量才能、数字运算才能、人机接口才能和网络才能得到大幅度提高,可编程规律掌握器逐步进入过程掌握领域,在某些

6、应用上取 代了在过程掌握领域处于统治位置的 DCS系统；20 世纪末期,可编程规律掌握器的进展特点是更加适应于现代工业的需要；这个时 期进展了大型机和超小型机、产生了各种各样的特别功能单元、生产了各种人机界面单 元、通信单元,使应用可编程规律掌握器的工业掌握设备的配套更加简洁 PLC 的进展趋势随着技术的进步和市场的需求, PLC总的进展趋势是向高速度、 高性能、高集成度、小体积、大容量、信息化、标准化、软 向进展,主要表达在以下几个方面：PLC标准化,以及与现场总线技术紧密结合等方1 加强 PLC通信联网的信息处理才能 2 开放性和标准化 3 体积小型化、运算速度高速化 4 软 PLC的显现

7、 PLC 基本结构1 电源可编程规律掌握器的电源在整个系统中起着特别重要的作用；假如没有一个良好的、牢靠的电源系统是无法正常工作的,因此,可编程规律掌握器的制造商对电源的设计和 制造也特别重视；一般沟通电压波动在 +10%+15%范畴内,可以不实行其它措施而将 PLC直接连接到沟通电网上去 2 中心处理单元 CPU 中心处理单元 CPU是可编程规律掌握器的掌握中枢；它依据可编程规律掌握器系统程序给予的功能接收并储备从编程器键入的用户程序和数据 ; 检查电源、储备器、 I/O以及戒备定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误；当可编程规律掌握器投入运行时,第一它以扫描的方式接收现场各输入装置的状

8、态和数据,并分别存入 I/O 映象区,然后从用户程序储备器中逐条读取用户程序,经过命令说明后按指令的规定执行规律或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内；等全部的用户程序执行完毕之后,最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环 运行,直到停止运行；为了进一步提高可编程规律掌握器的牢靠性,对大型可编程规律掌握器仍采纳双CPU构成冗余系统,或采纳三CPU的表决式系统；这样,即使某个CPU显现故障,整个系统仍能正常运行；3 储备器 存放系统软件的储备器称为系统程序储备器；4 输入输出接口电路（1）现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路,作

9、用是可编程规律 掌握器与现场掌握的接口界面的输入通道；（2）现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断恳求电路集成,作用 可编程规律掌握器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的掌握信号；5 功能模块 如计数、定位等功能模块；6 通信模块基本原理当可编程规律掌握器投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用 户程序执行和输出刷新三个阶段；完成上述三个阶段称作一个扫描周期；在整个运行期间,可编程规律掌握器的 1 输入采样阶段CPU以肯定的扫描速度重复执行上述三个阶段；在输入采样阶段,可编程规律掌握器以扫描方式依次地读入全部输入状态和数据,并将它们存入 I/O 映象区中的相应

10、的单元内；输入采样终止后,转入用户程序执行和输 出刷新阶段；在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O 映象区中的相应单 元的状态和数据也不会转变；因此,假如输入是脉冲信号,就该脉冲信号的宽度必需大 于一个扫描周期,才能保证在任何情形下,该输入均能被读入；2 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段, 可编程规律掌握器总是按由上而下的次序依次地扫描用户程 序 梯形图 ；在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的掌握线路,并按先左后右、先上后下的次序对由触点构成的掌握线路进行规律运算,然后根据规律运算的结果,刷新该规律线圈在系统RAM储备区中对应位的状态 ; 或者刷新该输出

11、线圈在 I/O 映象区中对应位的状态 ; 或者确定是否要执行该梯形图所规定的特别功能 指令；在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在 I/O 映象区或系统 RAM储备区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用 ; 相反,排在下面的梯形图,其被刷新的规律线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用；在程序执行的过程中假如使用立刻 I/O 指令就可以直接存取 I/O 点；即使用 I/O 指令的话,输入过程影像寄存器的值不会被更新,程序直接从 I

12、/O 模块取值,输出过程影像寄存器会被立刻更新,这跟立刻输入有些区分；3 输出刷新阶段当扫描用户程序终止后,可编程规律掌握器就进入输出刷新阶段；在此期间,CPU依据 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新全部的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设；这时,才是可编程规律掌握器的真正输出； PLC 功能特点1 牢靠性高、抗干扰才能强2 掌握系统结构简洁、通用性强3 丰富的 I/O 接口模块4 编程简洁、使用便利5 设计安装简洁、修理便利6 体积小、重量轻、能耗低2 硬件设计掌握要求系统启动后,挑选手动方式（按下微动按钮A4）,通过 ZL、XL、RX、LX 四个开关的状态打算小车的运行方式； 装料

13、开关 ZL 为 ON,系统进入装料状态, 灯 S1亮,ZL为 OFF,右行开关 RX为 ON,灯 R1、R2、R3依次点亮,模拟小车右行,卸料开关 XL为 ON,小车进入卸料, XL 为 OFF,左行开关 LX为 ON,灯 L1、L2、L3 依次点亮,模拟小车左行；拨动停止按钮后,再触动微动按钮-装料 -左行 -卸料 -装料” 循环；A3,系统进入自动模式,即“ 装料 - 右行- 卸料再次拨动停止按钮后,挑选单周期方式（按下微动按钮 A2）,小车运行来回一次；同理,挑选单步方式（挑选 运料小车试验面板图A1按钮）,每按动一次 A1,小车相应的运行一步；图 运料小车试验面板图表 输入输出接线列表

14、面板SD ST ZL XL RX LX A1 A2 A3 PLC A4 S1 S2 R1 R2 R3 L1 L2 L3 面板PLC PLC 的挑选 PLC 的类型PLC按结构分为整体型和模块型两类, 按应用环境分为现场安装和掌握室安装两类；按 CPU字长分为 1 位、4 位、8 位、16 位、32 位、64 位等；从应用角度动身,通常可按掌握功能或输入输出点数选型,整体型PLC的 IO 点数固定,因此用户的挑选余地小,用于小型掌握系；模块型 PLC供应多种 IO 卡件或插卡,因此用户可以较合理地挑选和配置掌握系统的 IO 点数扩展便利敏捷一般用于大中型掌握系统；本课程设计选用西门子 S7-20

15、0（CPU226）可编程掌握器；电源的挑选PLC的供电电源,除了引进设备时同时引进PLC应依据产品说明书要求设计和选用外,一般 PLC的供电电源应设计选用 220VDC电源,于国内电网电压一样；在重要的应用场合,应采纳不间断电源或稳压电源供电；假如PLC本身带有可使用电源时,应核对供应的电流是否满意应用要求,否就应设计外接供电电源；为防止外部高压电源电网因 操作而引入 PLC,对输入和输出信号的隔离是必要的,有时也可采纳简洁的二极管或熔 丝管隔离；储备器的挑选由于运算机集成芯片技术的进展,储备器的价格已下降,因此,为保证应用项目的正常投运,一般要求PLC的储备器容量,按256 个 IO 点至少

16、选 8K储备器挑选；需要复杂掌握功能时,应挑选容量更大,档次更高的储备器；输入输出挑选输入输出模块的挑选应考虑与应用要求统一,例如对输入模块,应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求；对输出模块,应考虑选用的输出 模块的类型；通常继电器输出模块具有价格低,使用电压范畴广、寿命短、响应时间较 长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁、 电感性低功率因数负荷场合, 但价格较贵,过载才能较差；输出模块仍有直流输出、沟通输出和模拟量输出等,与应用要求一样；可依据应用要求,合理挑选智能型输入输出模块,以便提高掌握水平和降低应用成本；考虑是否需要扩展机架或远程 IO 机架等；系统流程图

17、开头 开头挑选模式按下按钮 装料 N Y 是否装完 Y 右行Y 图系统流程图 N Y 是否到达卸料点卸料 N Y 是否卸WAWAN 左行 N Y 是否到达装料点 Y 是否终止 N Y 终止 I/O 安排表输入信号表 I/O安排表输出信号启动按钮 SD 装料接触器KM1 停止按钮 ST 卸料接触器KM2 运料按钮 ZL 接触器 KM3 卸料按钮 XL 接触器 KM4 右行按钮 RX 接触器 KM5 左行按钮 LX 接触器 KM6 单步方式 A1 接触器 KM7 单周期方式A2 接触器 KM8 自动方式 A3 手动方式 A4 I/O 接线图 图 I/O 接线图3 软件设计4 调试硬件调试接通电源,

18、检查可编程掌握器是否可以正常工作,接头是否接触良好,然后把其与 电脑的通信口连接；软件调试按要求输入梯形图, 转换成语句表,并进行语法的检查, 正确后设置正确的通信口,将指令读入到指定的可编程掌握器 运行调试RAM,进行下一步的调试；在硬件与软件调试正确的基础上,打开可编程掌握器的“RUN” 开关进行调试,观察运行的情形是否正确,以确定 手动运行方式PLC的掌握系统设计符合要求；按下启动系统；按下微动按钮 A4（）挑选手动方式；按下装料开关 ZL 为 ON,系统进入装料状态,灯 S1（亮,从 A 处装料；按右行开关 RX为 ON,灯 R1、R2、R3（、）依次点亮,模拟小车右行；按下卸料开关X

19、L为 ON,小车进入卸料状态,灯 S2（）亮,在B 处卸料；按下装料开关 ZL 为 ON,系统进入装料状态,灯 S1（亮,从 B 处装料；按左行开关 LX为 ON,灯 L1、L2、L3（、）依次点亮,模拟小车左行；按下卸料开关 XL为ON,小车进入卸料状态,灯S2（）亮,在 A 处卸料；自动运行模式拨动停止按钮后,再触动微动按钮装料左行卸料装料” 循环；单周期运行方式A3,系统进入自动模式,即“ 装料右行卸料再次拨动停止按钮后, 挑选单周期方式, 按下微动按钮 A2（）,小车运行来回一次；单步运行方式同理,挑选单步方式 , 按下 A1按钮（）,每按动一次 A1（）,小车相应的运行一步；5 终止

20、语本次课程设我挑选的题目是运料小车掌握模拟；通过这次课程设计我对可编程掌握器原理及应用有了更深化的懂得,锤炼了自己的动手才能和分析才能,同时我更加懂得了 PLC优越敏捷的掌握才能；由于PLC在基于掌握方面采纳“ 梯形图” 语言进行编程易于接受,这种梯形图与继电器掌握电路相呼应,形式更加简练,直观性强；在这次课 程设计中,我学会了怎么去发觉问题,解决问题；遇到问题时和同组同学仔细争论,查 找资料,积极询问老师,从中我学到了很多学问；并且我更加清晰的知道了,很多设计理念来自于实际,需要依据设计要求敏捷的去挑选PLC型号和编程；感谢我的指导老师,从一开头论文方向的选定,到最终的整篇论文的完成,都是特

21、别耐心的对我进行 指导；给我供应建议,告知我应当留意的细节问题,细心的给我指出错误,修改论文；老师诲人不倦的工作作风,对工作的专业态度,使我受益匪浅；在此,谨向导师致以崇 高的敬意和我诚心的感谢！6 参考文献1 西门子 S7系列可编程掌握器应用技术（化工工业出版社）张万忠编 2 电气掌握与 PLC应用技术（机械工业出版社）黄永红编3PLC 编程有用指南（机械工业出版社）宋伯生编 4SIMATIC S7-200 可编程序掌握器系统手册 西门子公司 5 电气掌握技术（北京理工高校出版社）刘顺禧编 6S7-200 编程及应用（机械工业出版社）廖常初编附 录网络 1 LD O 设置启动功能 AN 当为

22、高电平常完成小车启动功能 = 网络 2 LD 设置手动运行方式 O LPS A = LPP R ,3 将, ,复位 网络 3 LD O 设置自动运行模式 LPS A = LRD R ,1 复位 LPP R ,2 将, 复位 网络 4 LD O 设置单周期运行方式 LPS A = LRD R ,2 将,复位 LPP R ,1 将复位 网络 5 LD 设置单步运行方式 O LPS A = LPP R ,3 将, , 复位 网络 6 LD A A LD C1 O C2 小车装料 O C3 O C4 O C5 O C6 CTU C0 ,+1 增计数指令,当前值为1 时 C0置位网络 7 LD A A

23、LD C2 小车右行 O C3 O C4 O C5 O C6 CTU C1 ,+2 增计数指令,当前值为2 时 C1置位网络 8 LD A A LD C3 小车卸料O C4 O C5 O C6 CTU C2 ,+3 增指令,当前值为3 时 C2置位网络 9 LD A A LD C4 O C5 O C6 CTU C3 ,+4 增计数指令,当前值为4 时 C3置位网络 10 LD A A LD C5 小车左行O C6 CTU C4 ,+5 增计数指令,当前值为5 时 C4置位网络 11 LD A A LD C6 CTU C5 ,+6 增计数指令,当前值为6 时 C5置位网络 12 LD A 小车停

24、车A LD C6 CTU C6 ,+7 增计数指令,当前值为7 时 C6置位网络 13 LD O A AN TON T38 ,+15 定时指令,当前值为15 时,T38 置位网络 14 LD T38 = 网络 15 LD O LPS TON T40 ,30 定时指令,当前值为30 时,T40置位LPS AN T40 = 网络 16 LD O = 网络 17 LD LPS TON T42 ,+15 定时指令,当前值为15 时,T42置位LPP AN T42 = 网络 18 LD SHRB ,+12 移位寄存器指令,最低位,长度为 12 网络 19 LD A 装料0 O O C0 O C3 AN = 灯亮网络 20 L