基于PLC的小車自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

摘要可編程控制器(PLC)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、次序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制多個(gè)類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。本設(shè)計(jì)是基于PLC編程的生產(chǎn)流水線小車循環(huán)運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)。敘述了小車控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)方案及其控制原理。采用的是步進(jìn)指令，因而比較簡(jiǎn)潔。核心詞：PLC步進(jìn)指令循環(huán)控制目錄摘要...........................................................................................I第一章概述.............................................................................1設(shè)計(jì)背景及意義..........................................................1第二章硬件設(shè)計(jì).....................................................................3主電路圖.......................................................................3I/O地址分派.................................................................4I/O接線圖.....................................................................4元件列表......................................................................5第三章軟件設(shè)計(jì).....................................................................6程序流程圖..................................................................6梯形圖...........................................................................7STL指令........................................................................11程序分析.......................................................................12第四章程序調(diào)試.....................................................................14程序流程圖..................................................................14設(shè)計(jì)感想...................................................................................16參考文獻(xiàn)...................................................................................17第一章概述設(shè)計(jì)背景及意義傳統(tǒng)的運(yùn)料小車大都是繼電器控制，而繼電器控制有著接線繁多、故障率高且維修不易等缺點(diǎn)，PLC作為現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主流控制器，在技術(shù)、行業(yè)影響等方面有重要作用。運(yùn)用PLC控制替代繼電器控制已經(jīng)是大勢(shì)所趨。由于PLC的不停發(fā)展和革新，使得生產(chǎn)線的運(yùn)輸控制也將得到不停的改善和生產(chǎn)率的不停提高，小車自動(dòng)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了下列幾個(gè)階段：（1）手動(dòng)控制：但是由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)還不夠成熟，這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、體積大、成本高等缺點(diǎn)，幾乎無(wú)數(shù)據(jù)解決和通信功效，必須有專人負(fù)責(zé)操作。（2）自動(dòng)控制：通過(guò)機(jī)器人技術(shù)，自動(dòng)化設(shè)備終于實(shí)現(xiàn)了PLC在小車自動(dòng)控制系統(tǒng)在自動(dòng)方面的應(yīng)用。（3）全自動(dòng)控制：PLC大多采用多CPU構(gòu)造，不停向高性能、高速度和大容量方向發(fā)展。當(dāng)代公司為提高生產(chǎn)車間物流自動(dòng)化水平,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)間的運(yùn)輸自動(dòng)化,使廠房?jī)?nèi)的物料搬運(yùn)全自動(dòng)化,許多公司在生產(chǎn)車間廣泛使用無(wú)人小車,小車在車間工作臺(tái)或生產(chǎn)線之間自動(dòng)來(lái)回裝料卸料。由于小車自動(dòng)來(lái)回的實(shí)際意義,隨著不同公司不同的規(guī)定,控制的難度能夠不同。本文介紹了一種基于西門子PLC控制的生產(chǎn)流水線自動(dòng)控制小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。將PLC運(yùn)用到小車自動(dòng)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)小車的全自動(dòng)控制，減少系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。PLC小車自動(dòng)控制系統(tǒng)含有連線簡(jiǎn)樸控制速度快，精度高，可靠性和可維護(hù)性好，維修和改造方便等優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)用PLC控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)小車有關(guān)運(yùn)動(dòng)，小車在一種周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)由4段構(gòu)成。設(shè)小車最初在左端，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，則小車自動(dòng)循環(huán)地工作，若按下停止按鈕，則小車完畢本次循環(huán)工作后，停止在最初位置。其運(yùn)動(dòng)路線示意圖以下圖1-1所示。如圖1-1小車運(yùn)動(dòng)路線示意圖第二章硬件設(shè)計(jì)主電路圖如圖2-1為小車循環(huán)控制的主電路原理圖。該電路圖運(yùn)用兩個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)KM1、KM2分別接至電機(jī)的三相電源進(jìn)線中，其中相對(duì)電源的任意兩相對(duì)調(diào)，即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，也可達(dá)成小車左右運(yùn)行的目的。假設(shè)接通KM1為正轉(zhuǎn)（小車右行），則接通KM2為反轉(zhuǎn)（小車左行）。圖2-1小車循環(huán)控制的主電路原理I/O地址分派如表2-1為小車循環(huán)運(yùn)動(dòng)PLC控制的I/O分派表。在運(yùn)行過(guò)程中，這些I/O口分別起到了控制各階段的輸入和輸出的作用，并且也使小車的控制過(guò)程更清晰明了，動(dòng)作與成果顯示更加方便直接。表2-1輸入輸出行程開(kāi)關(guān)SQ1右行行程開(kāi)關(guān)SQ2左行行程開(kāi)關(guān)SQ3行程開(kāi)關(guān)SQ4過(guò)載FR啟動(dòng)SB1停止SB2I/O接線圖如圖2-2為小車循環(huán)運(yùn)動(dòng)PLC控制的I/O接線圖。在進(jìn)行調(diào)試過(guò)程時(shí)，在PLC模塊上，當(dāng)有輸入信號(hào)，即按下SQ1；當(dāng)有輸入信號(hào)，也即按下SQ2，以這類推，I/O接線圖就是把實(shí)際的開(kāi)關(guān)信號(hào)變成調(diào)試時(shí)的輸入信號(hào)。同理，輸出信號(hào)也是運(yùn)用PLC模塊把小車的實(shí)際運(yùn)動(dòng)用、的狀態(tài)體現(xiàn)出來(lái)。圖2-2小車循環(huán)運(yùn)動(dòng)PLC控制的I/O接線圖元件列表如表2-2為小車循環(huán)運(yùn)動(dòng)PLC控制的元件列表。在本次設(shè)計(jì)中就是運(yùn)用這些元件，用若干導(dǎo)線連接起來(lái)構(gòu)成了我們需要的原理圖、I/O接線圖。表2-2序號(hào)代號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1M三相異步電機(jī)J02-22-4,1410轉(zhuǎn)/分，380V，安12QS空氣開(kāi)關(guān)DZ47-3P33FR熱繼電器JR36-2014CPUPLC解決器CPU22215KM交流接觸器CJX2-0926SB按鈕ＬＡＹ８27SQ行程開(kāi)關(guān)ＬＸＫ２48FU熔斷器RT16-2049L導(dǎo)線若干第三章軟件設(shè)計(jì)程序流程圖如圖3-1為小車循環(huán)運(yùn)動(dòng)PLC控制的程序流程圖。小車在一種周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)由4段構(gòu)成。設(shè)小車最初在左端，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，則小車自動(dòng)循環(huán)地工作，若按下停止按鈕，則小車完畢本次循環(huán)工作后，停止在最初位置。首先小車位于初始位置，按下SB1啟動(dòng)后，小車向右行駛；當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān)SQ4，小車轉(zhuǎn)向，向左行駛；碰到行程開(kāi)關(guān)SQ2，小車再一次轉(zhuǎn)向，向右行駛；碰到行程開(kāi)關(guān)SQ3，小車又向左行駛，直到再次碰到SQ1，然后開(kāi)始依次循環(huán)以上過(guò)程。若不按下停止按鈕SB2則小車始終進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動(dòng)，若此時(shí)按下停止按鈕SB2，小車又碰到行程開(kāi)關(guān)SQ1，則小車回到初始位置。圖3-1小車循環(huán)運(yùn)動(dòng)PLC控制的程序流程圖梯形圖如圖3-2為小車循環(huán)運(yùn)動(dòng)PLC控制的梯形圖，此設(shè)計(jì)按照下列程序運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)流水線上的一輛自動(dòng)控制小車的運(yùn)動(dòng)。其中，小車在一種周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)有4段構(gòu)成。設(shè)小車最初在左端，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，則小車自動(dòng)循環(huán)的工作，若按下停止按鈕，則小車完畢本次循環(huán)工作后，停在初始位置。圖3-2小車循環(huán)運(yùn)動(dòng)PLC控制梯形圖STL指令以下為圖3-2梯形圖對(duì)應(yīng)的指令程序：Network1<電氣控制與PLC應(yīng)用>>.北京：電子工業(yè)出版社，謝克明，夏路易.<<可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì)>>.北京：電子工業(yè)出版