小车自动定位方案设计

小车自动定位方案设计摘要现在人们已经意识到以工业控制机为关键PLC控制系统主要性，纷纷将或准备将组态控制技术作为自己发展方向。同时进入了自动化，信息化和智能化时代。在自动化生产线，当生产现场环境恶劣时，人工不能完成任务如物料运输等，可采取智能小车来代替完成。基于生产现场和日常生活实际需要，本设计研究和开发了这类智能小车系统，经过对小车自动控制过程分析，采取德国西门子企业S7-200系列可编程序控制器实现了对小车定位自动控制，明确了小车自动控制过程中实现控制过程工艺要求，能达成小车自动定位、实现电机控制正反转运行等功效。关键词：S7-200PLC小车定位控制目录TOC\o"1-3"\h\u26631一、选题目标和背景 3（1）设计目标22348 3（2）设计背景 ………………….322348二、设计思想及原理 ………………4（1）PLC介绍…………………………..5（2）CPU处理模块……………………….5（3）设计思想和原理………………………..5三、软件使用………………………..617926四、设计内容及步骤 617001（1）小车运行模拟图 714584（2）I\O口列表 7469（3）绘制流程图 84759（4）程序编写 92931五、结论和总结 10选题目标和背景设计目标1.了解惯用电气控制装置设计方法、步骤及设计标准；

2.学以致用，巩固书本知识。经过课程设计使自己初步具备设计电气控制装置能力，从而培养和提升我独立工作能力；

3.进行一次工程技术设计基本训练，培养自己查阅书籍、参考资料、上网查询信息能力，利用计算机进行工程绘图能力，编制技术文件能力等，从而提升自己处理实际工程技术问题能力；

4.加深对PLC原理与应用、机电传动控制等课程了解；

5.考查几年来所学知识综合应用水平；

6.提升自己实际操作和处理实际问题能力。

（2）设计背景可编程控制器简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来一个新型工业控制装置。它具备结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多一个设备。教授认为，可编程控制器将成为今后工业控制主要伎俩和主要基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产三大支柱。

PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C(Computer、Control、Communication)技术相结合，不停发展完善。现在已从小规模单机次序控制，发展到包含过程控制、位置控制等场所全部控制领域。

自动化系统中所使用各种类型PLC，有是集中安装在控制室，有是分散安装在生产现场各单机设备上，即使它们大多处于强电电路和强电设备所形成恶劣电磁环境中，但PLC是专门为工业生产环境而设计控制装置，在设计和制造过程中采取了多层次抗干扰和精选元件方法，故具备较强适应恶劣工业环境能力、运行稳定性和较高可靠性，所以通常不需要采取什么特殊方法就能够直接在工业环境使用。

由以上介绍能够看出PLC应用不尽为生产节约了人力物力，更主要是，PLC使从事配料生产线工厂和部门大大提升了生产效率！

同时伴随企业当代化生产规模不停扩大和深化，为满足当代化生产与流通需要，就必须采取以计算机控制技术为主要伎俩组成智能小车技术。本设计经过对小车自动控制过程分析，明确了小车自动控制过程中实现控制过程工艺要求。设计中以小车为控制对象，采取德国西门子企业S7-200系列可编程序控制器实现了对小车定位自动控制。文中首先阐述了详细描述小车定位自动控制系统设计过程，包含小车工作时PLC接口分布，并附有PLC程序梯形图。二、设计思想及原理（1）PLC介绍可编程控制器（Programmble

Controller）是计算机家族中一员，是为工业控制应用而设计制造。早期可编程控制器称作可编程逻辑控制器，简称PC。但为了防止与个人计算机（Personal

Computer）简称混同，所以将可编程控制器简称PLC。可编程控制器实际上是一个工业控制计算机，它硬件结构与通常微机控制系统相同，甚至与之无异。可编程序控制器主要由CPU(中央处理单元)存放器(RAM和EPROM),输入/输出模块(简称为I/O模块)、编程器和电源五大部分组成。近年来发展极为快速、应用面极广工业控制装置。它按照成熟而有效继电器控制概念和设计思想，利用不停发展新技术、新电子器件，逐步形成了具备特色各种系列产品。

PLC之所以越来越受到控制界人士重视，是和它优点分不开:1)功效齐全，它适用性极强，几乎全部控制要求，它均能满足；2)应用灵活，

其标准积木式硬件结构，以及模块化软件设计，使得它不但能够适应大小不一样、功效繁复控制要求，而且能够适应各种工艺流程变更较多场所；

3)操作方便，维修轻易，稳定可靠。尽管PLC有各种型号，但都能够适应恶劣工业应用环境，耐热、防潮、抗震等性能也很好，通常平均无故障率可达几万小时。（2）CPU处理模块中央处理单元(CPU)：

CPU在PLC中作用类似于人体神经中枢，它是PLC运算、控制中心。它按照系统程序所赋予功效，完成以下任务:

(1)

接收并存放从编程器输入用户程序和数据；(2)

诊疗电源、PLC内部电路工作状态和编程语法错误;

(3)

用扫描方式接收输入信号，送入PLC数据存放器保留起来;

(4)

PLC进入运行状态后，依照存放先后次序逐条读取用户程序，进行解释和执行，完成用户程序中要求各种操作;

(5)

将用户程序执行结果送至输出端。

当代PLC使用CPU主要有以下几个:

(1)通用微处理器，如8080,

8088,

Z80A,

8085等。通用微处理器价格廉价，通用性强，还能够借用微机成熟实时操作系统、丰富软硬件资源。

(2)单片机，如8051等。单片机因为集成度高、体积小、价格低和可扩充性好，很适合在小型PLC上使用，也广泛地用于PLC智能UO模块。

(3)位片式微处理器，如AMD2900系列等。位片式微处理器是独立于微型机另一分支。它主要追求运算速度快，它以4位为一片。用几个位片级联，能够组成任意字长微处理器。改变微程序存放器内容，能够改变计算机指令系统。位片式结构能够使用多个微处理器，将控制任务划分为若干个能够并行处理部分，几个微处理器同时进行处理。这种高运算速度与能够适应用户需要指令系统相结合，很适合于以次序扫描方式工作PLC使用。（3）设计思想和原理1、四个按钮SB1-SB4分别为小车送料四个目标地。2、SQ1-SQ4为靠近开关，分别作为四个目标地SB1-SB4到位检测。3、按下开启按钮小车开始运行，首先让小车处于SQ1位置。4、当某个目标地（按钮）发出请求后，小车运行到该目标地。比如：当小车在SQ1处时，按下按钮SB4，小车向上运行，直到靠近开关SQ4检测到信号，小车停顿。三、软件使用SIEMENS企业编程软件STEP7简单介绍STEP7是一个用于对SIEMENSS7-200系列PLC、S7-300系列PLC、以及S7-400系列PLC建立、测试和维护程序工具。它是一个支持PLC设备和地址信息，SIEMENSPLC和这些PLC支持网络设备进行通信方便工具。该软件具备以下特点：统一Windows开发易于操作:使用Windows环境下各种工具可同时在不一样程序之间剪切或粘贴程序语句或其他数据。使用统一Windows工具能够毫不费劲开始设计和开发工作。它能在以下工业领域实现多个多样自动化控制任务：生产制造工程；汽车工业；通用机械制造；专业机械制造；塑料加工；包装工业；食品和烟草工业；过程控制工程；它特点是高效率组态和编程，从而大幅度地降低工程成本。另外，集成高性能系统诊疗功效可确保控制器更高可用性，显著提升生产率。为了降低停机时间，增加产量，提供可组态过程诊疗，以用于分析和排除过程故障。它为节约空间模块化设计，能够适配您现有各种机械控制任务，不需要考虑槽位规则。全集成自动化：经过单一、全集成和统一标准系统就能完成用户全部自动化任务。（6）分布式预处理：这种机器和设备新概念能给用户带来很多优点，如可重复使用软件，更加快速调试时间和更高可用性。四、设计内容及步骤（1）小车运行模拟图：位置传感器：检测小车是否经过某一站。继电器：DC24V；接通或断开小电流控制电路，实现控制和保护自动控制系统。电机：DC24V，30rpm，带减速器直流电机；带动小车运行。I\O口列表序号输入输出名称PLC端口名称PLC端口1按钮SB1I0.0照明灯LB1Q0.02按钮SB2I0.1照明灯LB2Q0.13按钮SB3I0.2照明灯LB3Q0.24按钮SB4I0.3照明灯LB4Q0.35SQ1I0.4指示灯LFQ0.46SQ2I0.5指示灯LZQ0.57SQ3I0.6电机正传Q0.68SQ4I0.7电极反转Q0.7(3)绘制流程图（4）程序编写五、结论和总结在自动化生产线上，有些生产机械工作台需要按一定次序实现自动往返运动，而且有还要求在一些位置有一定时间停留，以满足生产工艺要求。此次设计用PLC程序实现运料小车自动往返次序控制，具备程序设计简易、方便、可靠性高。经过我和小组讨论和修改最终形成了该程序，对我PLC编程训练起到十分主要作用。程序编写有时候会出现错误，不过我们都能仔细研究、讨论和仿真，纠正对方错误和缺点进行优化，最终使课题目标得以实现。同时对于