小車往返運(yùn)動控制系統(tǒng)

1、小車往返運(yùn)動控制系統(tǒng)（PPI通信）1.1.1任務(wù)分析11.1.2資訊21.1.3決策計劃41. 人員分配42. 工作流程43.控制方案51.1.4項目實施61.本情境的實施I/O分配表62.本情境的電氣接線圖73. 本情境的PLC程序74. 本情境安裝調(diào)試91.1.5小結(jié)91.1.1任務(wù)分析小車往返運(yùn)動控制：當(dāng)按下啟動按鈕時，小車往左走；當(dāng)按下停止按鈕時，小車停止；當(dāng)按下復(fù)位按鈕時，小車往右走回到原點位置；當(dāng)小車碰到左限位開關(guān)時，小車往右走；當(dāng)小車碰到右限位開關(guān)時，小車停止；當(dāng)小車在向左運(yùn)動碰到接近開關(guān)（接近開關(guān)1,2,3）時，小車停5秒，5秒鐘后自動啟動往左走（當(dāng)小車向右運(yùn)動時，碰到接近開關(guān)

2、時小車不停止）。當(dāng)小車運(yùn)動時綠燈亮；當(dāng)小車停止時紅燈亮。1.1.2資訊一：傳感器原理接近開關(guān)又稱無觸點接近開關(guān)，是理想的電子開關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測體接近開關(guān)的感應(yīng)區(qū)域，開關(guān)就能無接觸，無壓力、無火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動機(jī)構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機(jī)械式行程開關(guān)所不能相比的。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動控制系統(tǒng)中可作為限位、計數(shù)、定位控制和自動保護(hù)環(huán)節(jié)。接近開關(guān)具有使用壽命長、工作可靠、重復(fù)定位精度高、無機(jī)械磨損、無火花、無噪音、抗振能力強(qiáng)等特點。因此到目前為止

3、，接近開關(guān)的應(yīng)用范圍日益廣泛，其自身的發(fā)展和創(chuàng)新的速度也是極其迅速。電感式接近開關(guān)屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)頭時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是金屬導(dǎo)電體。二：PPI通信協(xié)議S7-200 PLC之PPI協(xié)議 通過硬件和軟件偵聽的方法，分析PLC內(nèi)部固有的PPI通訊協(xié)議，然后上位機(jī)采用VB編程，遵循PPI通訊協(xié)議，讀寫PLC數(shù)據(jù)，實現(xiàn)人機(jī)操作任務(wù)。這種通訊方法，與

4、一般的自由通訊協(xié)議相比，省略了PLC的通訊程序編寫，只需編寫上位機(jī)的通訊程序資源S7-226的編程口物理層為RS-485結(jié)構(gòu)，SIEMENS提供MicroWin軟件，采用的是PPI(Point to Point)協(xié)議，可以用來傳輸、調(diào)試PLC程序。在現(xiàn)場應(yīng)用中，當(dāng)需要PLC與上位機(jī)通訊時，較多的使用自定義協(xié)議與上位機(jī)通訊。在這種通訊方式中，需要編程者首先定義自己的自由通訊格式，在PLC中編寫代碼，利用中斷方式控制通訊端口的數(shù)據(jù)收發(fā)4。采用這種方式，PLC編程調(diào)試較為煩瑣，占用PLC的軟件中斷和代碼資源，而且當(dāng)PLC的通訊口定義為自由通訊口時，PLC的編程軟件無法對PLC進(jìn)行監(jiān)控，給PLC程序調(diào)

5、試帶來不便。SIEMENS S7-200PLC的編程通訊接口，內(nèi)部固化的通訊協(xié)議為PPI協(xié)議，如果上位機(jī)遵循PPI協(xié)議來讀寫PLC，就可以省略編寫PLC的通訊代碼。如何獲得PPI協(xié)議？可以在PLC的編程軟件讀寫PLC數(shù)據(jù)時，利用第三個串口偵聽PLC的通訊數(shù)據(jù)，或者利用軟件方法，截取已經(jīng)打開且正在通訊的端口的數(shù)據(jù)，然后歸納總結(jié)，解析出PPI協(xié)議的數(shù)據(jù)讀寫報文。這樣，上位機(jī)遵循PPI協(xié)議，就可以便利的讀寫PLC內(nèi)部的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)上位機(jī)的人機(jī)操作功能。1.1.3決策計劃1. 人員分配 本次任務(wù)由王四龍負(fù)責(zé)編程，唐曉雨負(fù)責(zé)接線，王兵負(fù)責(zé)畫電氣接線圖，整個調(diào)試由三人共同完成。 2. 工作流程首先把主電路接

6、好，然后再接輔助電路，編PLC控制程序，最后監(jiān)控看所編程序是否符合原任務(wù)的的要求。工作流程：首先由王兵畫出主電路和控制電路的接線圖，唐曉雨按照接線圖來完成工作臺與西門子S7-200PLC的連接，同時王四龍編寫控制程序，再將程序下載到PLC中，通電調(diào)試。完成后三人相互交換檢查，出現(xiàn)問題共同解決。3.控制方案按下“啟動”按鈕，設(shè)備將正常運(yùn)行。小車從原位開始運(yùn)行，由直流減速電動機(jī)帶動滾珠絲桿轉(zhuǎn)動，從而推動小車向左運(yùn)行（直流減速電動機(jī)正轉(zhuǎn)）；第一個接近開關(guān)檢測到小車時，小車會停止運(yùn)行，經(jīng)過若干秒后（時間可自行在程序中設(shè)置），小車再次重新啟動運(yùn)行；小車到達(dá)第二個和第三個接近開關(guān)時的現(xiàn)象都與所在第一個接近

7、開關(guān)的現(xiàn)象一樣（停車的時間可不一樣）。小車向左行駛碰到左限位開關(guān)后（左限位開關(guān)閉合），小車先停車再由原路返回（直流減速電動機(jī)反轉(zhuǎn)），在此運(yùn)行過程中，接近開關(guān)會檢測到小車，但小車不會停止運(yùn)行，小車會一直運(yùn)行到初始位置并停止（即回到原位），整個運(yùn)動過程結(jié)束。再次需要小車運(yùn)動，需再次按下“啟動”按鈕。如果小車在運(yùn)動途中，按下“停止”按鈕，則小車將停車，再次讓小車運(yùn)動可按下“啟動”按鈕或“復(fù)位”按鈕，但是兩者的運(yùn)動現(xiàn)象不一樣。按下“啟動”按鈕時，小車將向左運(yùn)行（直流減速電動機(jī)正轉(zhuǎn)）；按下“復(fù)位”按鈕時，小車將向右運(yùn)行（直流減速電動機(jī)反轉(zhuǎn)）。綠色指示燈亮，表示小車運(yùn)行狀態(tài)；紅色指示燈亮，表示小車停車狀態(tài)

8、。1.1.4項目實施1.本情境的實施I/O分配表2.本情境的電氣接線圖3. 本情境的PLC程序以下是我們組編的程序：1.電動機(jī)正傳：2.小車向左運(yùn)動碰到接近開關(guān)停止的條件：3.小車停止5秒鐘：4.時間繼電器復(fù)位：5.電動機(jī)反轉(zhuǎn)：6.綠燈亮：7.紅燈亮：4. 本情境安裝調(diào)試把編寫好的程序下載到計算機(jī)中S7-226的編程口物理層為RS-485結(jié)構(gòu)，SIEMENS提供MicroWin軟件，采用的是PPI(Point to Point)協(xié)議，可以用來傳輸、調(diào)試PLC程序。1.1.5小結(jié)經(jīng)過一個星期的學(xué)習(xí)，讓我們對S7-200 PLC之PPI協(xié)議 和電感式接近開關(guān)有了個初步的了解，在張老師的指導(dǎo)下，我們也對PLC編程有了進(jìn)一步的認(rèn)識，期間我們主要對S7-200 PLC之PPI協(xié)議 和電感式接近開關(guān)做了學(xué)習(xí)，還利用程序?qū)π≤囘M(jìn)行控制，雖然學(xué)習(xí)的時間不長，但是也學(xué)到了很多的專業(yè)知識，為以后的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。本文利用PLC對小車運(yùn)動的監(jiān)控與調(diào)節(jié)。通過PLC與實現(xiàn)對運(yùn)動監(jiān)控。本系統(tǒng)在系統(tǒng)中使用調(diào)試成功，對小車運(yùn)動的自動采集和實時監(jiān)控調(diào)節(jié)等功能以及對主機(jī)的控制，為現(xiàn)代工業(yè)控制的生產(chǎn)起到了積極作用，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、靈活，具有較好的實際價值和使用性。通過本次設(shè)計，讓我們很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實際，又讓我們懂得了在實踐