PLC 臺(tái)車呼叫控制

1、目 錄一 引言2二 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)32.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理圖32.2 系統(tǒng)變量定義及分配表42.3 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)5三 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)63.1 控制程序流程圖設(shè)計(jì)73.2 控制程序設(shè)計(jì)思路8四 程序設(shè)計(jì) 8五 結(jié)束語(yǔ) 8 六 參考文獻(xiàn) 9七 附錄 9一 引 言隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化越來(lái)越多的工廠設(shè)備采用PLC，變頻器，人機(jī)界面自動(dòng)化器件來(lái)控制，因此自動(dòng)化程度越來(lái)越高。電器控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而得到迅速發(fā)展的。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，要求整個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程全盤自動(dòng)化，這就離不開(kāi)控制系統(tǒng)。臺(tái)車【臺(tái)車又叫送料

2、車，是一種安裝有腳輪的運(yùn)送與儲(chǔ)存物料的單元移動(dòng)集裝設(shè)備。它具有自動(dòng)行走，液壓自動(dòng)定位脫模（可實(shí)現(xiàn)上，下，左，右移動(dòng)）的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)它的左右移動(dòng)】呼叫控制系統(tǒng)是基于PLC控制系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)的，控制系統(tǒng)的每一步動(dòng)作都直接作用于臺(tái)車的運(yùn)行，其控制重點(diǎn)轉(zhuǎn)向物資的控制和管理要求實(shí)時(shí)、協(xié)調(diào)和一體化，計(jì)算機(jī)之間、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)之間、機(jī)械設(shè)備的控制器之間以及它們與計(jì)算機(jī)之間的通信可以及時(shí)地匯總信息。因此，臺(tái)車性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關(guān)系。臺(tái)車能否正常運(yùn)行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。它實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)作業(yè)后，滿足了人們速度、精度、高度、重量、重復(fù)存取和搬運(yùn)等要求，使總體效益和生產(chǎn)的應(yīng)變能

3、力大大超過(guò)各部分獨(dú)立效益的總和，自動(dòng)化技術(shù)組建成為倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化技術(shù)的核心，既可以節(jié)省開(kāi)支，又減少了浪費(fèi)，因此建立一個(gè)便捷、可行的臺(tái)車呼叫控制系統(tǒng)是十分迫切和需要的。本產(chǎn)品PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化開(kāi)支，解決了勞動(dòng)強(qiáng)度大、經(jīng)濟(jì)效益差的問(wèn)題。1.1課程設(shè)計(jì)的目的學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度計(jì)劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，進(jìn)行臺(tái)車呼叫運(yùn)行原理設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高理論知識(shí)工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題能力。1.2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1） 設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時(shí)序圖等；2） 系統(tǒng)有啟動(dòng)、停止功能；3） 運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序

4、、子程序和中斷程序；4） 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)；5） 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車呼叫的控制要求。二 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理為了區(qū)別，工位依18編號(hào)并各設(shè)一個(gè)限位開(kāi)關(guān)。每個(gè)工位設(shè)一呼車按鈕，系統(tǒng)設(shè)啟動(dòng)按鈕和停機(jī)按鈕各1個(gè)，臺(tái)車設(shè)正反轉(zhuǎn)接觸器各1個(gè)，由于各工位呼車指示燈同時(shí)動(dòng)作，故各工位均使用同一個(gè)呼車指示燈。系統(tǒng)布置圖如圖2-1所示。圖2-1 系統(tǒng)布置圖整個(gè)系統(tǒng)由電源控制電路、按鍵呼叫控制電路、工作指示燈顯示電路、臺(tái)車控制電路、可編程控制器PLC五部分組成。由電源控制電路提供整個(gè)系統(tǒng)的能源，由可編程控制器PLC來(lái)讀取按鍵的狀態(tài)，再經(jīng)過(guò)處理來(lái)控制工作指示燈和臺(tái)車的運(yùn)動(dòng)狀

5、態(tài)。如圖2-2所示。 PLC按鍵呼叫控制電路電源控制電路工作指示燈顯示電路臺(tái)車控制電路圖2-2系統(tǒng)組成圖2.2系統(tǒng)變量定義及分配表1、系統(tǒng)變量定義。I為輸入繼電器，輸入繼電器位于PLC的輸入過(guò)程映像寄存器區(qū)其外部有一對(duì)物理的輸入端子與之對(duì)應(yīng)，該觸點(diǎn)用于接受并存儲(chǔ)外部輸入的開(kāi)關(guān)信號(hào)（在此程序中有限位開(kāi)關(guān)、按鈕），當(dāng)外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)閉合，則輸入繼電器的線圈得電，在程序中其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。常開(kāi)和常閉軟觸點(diǎn)可以在編程中任意使用，次數(shù)不受限制。 Q為輸出繼電器，輸出繼電器位于PLC的輸處過(guò)程映像寄存器區(qū)其外部有一對(duì)物理的輸出端子與之對(duì)應(yīng)。它的作用是具有一常開(kāi)觸點(diǎn)用于向外部負(fù)載發(fā)送信號(hào)，每一輸出

6、繼電器的常開(kāi)硬觸點(diǎn)與可編程控制器的一個(gè)輸出點(diǎn)相連直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，它也提供了無(wú)數(shù)的常開(kāi)和常閉軟觸點(diǎn)用于編程。在此程序中小車電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和可呼車指示均由輸出繼電器控制。 M為通用輔助繼電器（或中間繼電器），它位于PLC存儲(chǔ)器的位存儲(chǔ)區(qū)，它是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用于狀態(tài)暫存，移位輔助運(yùn)算及賦予特殊功能的一類編程元件，其作用類似于繼電接觸控制系統(tǒng)中的中間繼電器，它在PLC中沒(méi)有外部的輸入端子或輸出端子與之對(duì)應(yīng)，因此不受外部信號(hào)的直接控制其觸點(diǎn)也不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。絕大多數(shù)的繼電器線圈由用戶程序驅(qū)動(dòng)。 T為定時(shí)器，定時(shí)器是可編程序控制器中的重要的編程軟件，是累計(jì)時(shí)間增量的內(nèi)部器件。使用時(shí)要提前輸入時(shí)間

7、設(shè)定值，當(dāng)定時(shí)器的輸入條件滿足時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值按一定的時(shí)間單位從0開(kāi)始增加，當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值則觸點(diǎn)動(dòng)作。利用定時(shí)器的觸點(diǎn)就可以完成所需要的定時(shí)控制任務(wù)。在課程設(shè)計(jì)中用到了T37斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器（TOF）。2、I/O分配。 根據(jù)控制要求，系統(tǒng)的輸入信號(hào)有：?jiǎn)?dòng)信號(hào)、停止信號(hào)，1號(hào)位-8 號(hào)位的限位開(kāi)關(guān)STlST8，1號(hào)位-8號(hào)位的呼叫開(kāi)關(guān)SB1SB8;系統(tǒng)的輸出信號(hào)有：前進(jìn)控制電機(jī)接觸器驅(qū)動(dòng)信號(hào)、后退控制電機(jī)接觸器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，可呼叫指示燈信號(hào)。共需實(shí)際輸入點(diǎn)數(shù)18個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)4個(gè)。系統(tǒng)的I/O分配表如表2-1所示：表2-1 系統(tǒng)I/O資源配置表序號(hào)元件名設(shè)備名作用1I0.0K1啟動(dòng)按鈕開(kāi)

8、關(guān)2I0.1K2停止按鈕開(kāi)關(guān)3I2.0SB11號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)4I2.1SB22號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)5I2.2SB33號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)6I2.3SB44號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)7I2.4SB55號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)8I2.5SB66號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)9I2.6SB77號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)10I2.7SB88號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)11I1.0ST11號(hào)站限位開(kāi)關(guān)12I1.1ST22號(hào)站限位開(kāi)關(guān)13I1.2ST33號(hào)站限位開(kāi)關(guān)14I1.3ST44號(hào)站限位開(kāi)關(guān)15I1.4ST55號(hào)站限位開(kāi)關(guān)16I1.5ST66號(hào)站限位開(kāi)關(guān)17I1.6ST77號(hào)站限位開(kāi)關(guān)18I1.7ST88號(hào)站限位開(kāi)關(guān)19Q0.0KM1電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器20Q0.

9、1KM2電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器21Q0.2KM3可呼車指示22Q0.3KM4指示燈2.3系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì) 選擇S7-200 CPU226基本單元（24入/16出）1臺(tái)組成系統(tǒng)。系統(tǒng)接線圖如圖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啟動(dòng)停止ST1ST2ST3STST5ST6ST7ST8圖2-3系統(tǒng)接線圖三 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3

10、.1控制程序流程圖設(shè)計(jì)流程圖主要由過(guò)程動(dòng)作、有向連線、轉(zhuǎn)換條件組成。過(guò)程與動(dòng)作：順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)相連的階段，這些階段稱為過(guò)程。過(guò)程是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來(lái)劃分的，在任何一個(gè)過(guò)程之內(nèi)，各輸出量的ON/OFF狀態(tài)不變。但是相鄰兩過(guò)程輸出量的狀態(tài)是不同的。過(guò)程的這種劃分使代表各過(guò)程的編程元件的狀態(tài)與各輸出量之間的邏輯關(guān)系極為簡(jiǎn)單。當(dāng)系統(tǒng)正處于某一過(guò)程所在的階段時(shí)，該過(guò)程處于活動(dòng)狀態(tài)，稱該過(guò)程為“活動(dòng)”過(guò)程。程序流程圖如圖3-1所示開(kāi)始8個(gè)工作指示燈來(lái)亮，可呼車是否呼車NY8指示燈滅，其他呼車無(wú)效是否運(yùn)動(dòng)到呼車呼車位NY開(kāi)始定時(shí)N是否定時(shí)到30秒Y是否結(jié)束N

11、YY結(jié)束圖3-1 程序流程圖3.2控制程序設(shè)計(jì)思路如果小車先在高位（ST8）時(shí)，小車依次停止在ST8ST1位置，梯形圖中并聯(lián)各低位開(kāi)關(guān)I1.0I1.6，當(dāng)?shù)臀缓糗嚂r(shí)，由于給位置線圈對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)自鎖，各低位呼車無(wú)效，再串聯(lián)各呼車位的常閉線圈，使其他位呼車無(wú)效，各低位的開(kāi)關(guān)依次減少（越到低位呼車位依次減少），如果小車先在低位（ST1）時(shí)，也是按上述接梯形圖。按下I0.1臺(tái)車在SB1處，按下I0.0，系統(tǒng)啟動(dòng)。M0.0起互鎖作用，M0.0得電，按下I2.7（呼車按鈕ST8），小車向SB8駛?cè)ィ瑫r(shí)I1.0到I1.6這7個(gè)限位開(kāi)關(guān)互鎖，其他呼車按鈕失效，M1.0也起互鎖作用，（下面的原理都是相同的。

12、）電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，時(shí)間為30s，定時(shí)時(shí)間到，T37斷開(kāi)，其他呼車按鈕恢復(fù)作用,小車開(kāi)始等待響應(yīng)下一個(gè)呼車信號(hào)。同理，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，停車時(shí)間為30s，定時(shí)時(shí)間到，T37斷開(kāi)，其他呼車按鈕恢復(fù)作用。電動(dòng)機(jī)既不正轉(zhuǎn)也不反轉(zhuǎn)，并且沒(méi)用工位使用臺(tái)車，那么Q0.3可呼車指示燈亮。四 程序設(shè)計(jì)在STEP 7 MicroWIN中按控制程序流程圖編寫T型圖，待編寫完后進(jìn)行編譯，修改T型圖中的錯(cuò)誤，然后編譯，直至顯示錯(cuò)誤為0，如下圖3-1所示。（設(shè)計(jì)T型圖見(jiàn)附錄） 圖3-1 編譯結(jié)果五 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)一周的PLC設(shè)計(jì)實(shí)踐，我對(duì)PLC的工作原理和使用方法有了更深刻的理解。在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的

13、撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序與到PLC中的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。 通過(guò)合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)，合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒(méi)有過(guò)深入的交流，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們用了分工與合作的方式，每個(gè)人負(fù)責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問(wèn)題，在交流中大家積極發(fā)言并提出意見(jiàn)，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請(qǐng)教。在此過(guò)程中，每個(gè)人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)說(shuō)明自己的想法。能過(guò)比較選出最好的方案。在這過(guò)程中也提高了我們的表過(guò)能力也提高了。 本次課設(shè)后，我對(duì)PLC梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，我也了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來(lái)源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們還得到了老師的幫助與意見(jiàn)。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決