小車多方式運(yùn)行的PLC控制課程設(shè)計(jì)說明書

河北建筑工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書題目名稱：小車多方式運(yùn)行的PLC控制院系：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械電子工程班級：機(jī)電112學(xué)號：2023322214學(xué)生姓名：孫宏財(cái)指導(dǎo)教師：石樹正職稱：講師2023年7月10日目錄TOC\o"1-3"\h\z\u16784小車多方式運(yùn)行的PLC控制設(shè)計(jì)113087一、小車運(yùn)行的控制要求130016二、設(shè)計(jì)思路及有關(guān)說明1308831.總體設(shè)計(jì)思路198782.小車運(yùn)行控制的流程圖2297213.小車運(yùn)行的主電路318029三、基于PLC的電氣控制系統(tǒng)電路圖471761.I/O口的分配方案4322252.PLC硬件連接電路圖55896四、PLC控制程序的編制67021五、元器件的選擇1315073六、操作說明書1316904七、心得體會1431161八、參考文獻(xiàn)14小車多方式運(yùn)行的PLC控制設(shè)計(jì)一、小車運(yùn)行的控制要求小車系統(tǒng)由直流電機(jī)、繼電器、小車和4個(gè)站臺等組成，每個(gè)站臺有檢測傳感器、指示燈和按鈕。采用S7-200PLC進(jìn)行控制，控制要求如下：小車起始位置停在x〔x=1～4〕號站臺，SYx傳感器為ON;假設(shè)y(y=1～4)號站臺呼叫，如果：x﹥y，小車左行到呼叫站臺停車；x﹤y，小車右行到呼叫站臺停車；x=y，小車停止；小車在SY1和SY4處要有可靠的保護(hù)功能，自動(dòng)往返或準(zhǔn)確停車，防止向外撞；小車路過每個(gè)站臺要有指示燈顯示；但LB1和LB4燈要閃3次；圖圖1小車控制示意圖二、設(shè)計(jì)思路及有關(guān)說明1.總體設(shè)計(jì)思路將傳感器SYx的輸出信號、行程開關(guān)、呼叫按是SB1-SB4等分別接西門子S7-200PLC相應(yīng)的輸入口作為輸入信號，輸出口接電動(dòng)機(jī)及各指示燈用以控制電動(dòng)機(jī)和指示燈有序的運(yùn)行，控制過程由PLC應(yīng)用程序完成。當(dāng)一號工作臺呼叫時(shí)，SB1=1，假設(shè)此時(shí)小車正位于一號工作臺，那么一號工作臺指示燈LB1亮，指示小車位置，但是電機(jī)不動(dòng)作，小車保持停止?fàn)顟B(tài)；假設(shè)此時(shí)小車在其他位置，那么向左運(yùn)動(dòng)到一號工作位，每路過一個(gè)站臺均有指示燈閃爍提示。當(dāng)二號站臺呼叫時(shí)，SB2=1，假設(shè)此時(shí)小車正位于二號工作臺，那么二號工作臺指示燈LB2亮，但是電機(jī)不動(dòng)作，小車保持停止?fàn)顟B(tài)；假設(shè)此時(shí)小車在其他位置，那么通過傳感器SYx輸出的信號判斷小車的?？课恢茫_定向左或向右移動(dòng)，直到移動(dòng)到一號工作位停靠，每路過一個(gè)站臺均有指示燈閃爍提示。其他站臺呼叫依此類推。其中，出于小車的平安考慮，指示燈提示LB1、LB4閃三次，而LB2、LB3只需閃一次。小車運(yùn)行控制的流程圖根據(jù)總體思路，大致做出小車運(yùn)行的控制流程圖如下：圖2小車運(yùn)行流程圖圖2小車運(yùn)行流程圖3.小車運(yùn)行的主電路小車的運(yùn)行采用直流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的正/反轉(zhuǎn)即可帶動(dòng)小車的左右運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的主電路如下列圖所示。圖圖3主電路圖三、基于PLC的電氣控制系統(tǒng)電路圖I/O口的分配方案本設(shè)計(jì)共需要9個(gè)輸入信號，其中開始/結(jié)束按鈕占用兩個(gè)輸入接口，用以控制整個(gè)電路的啟動(dòng)和停止；每個(gè)站臺處的呼叫開關(guān)SB1~SB4共占用4輸入個(gè)接口，有小車的呼叫需要時(shí)只需按下相應(yīng)的開關(guān)即可；每個(gè)站臺處的傳感器SY1~SY4共占用4個(gè)輸入口，用來發(fā)出小車的位置信號和到達(dá)相應(yīng)站臺時(shí)自動(dòng)停止的信號。系統(tǒng)輸出信號共有6個(gè)。其中控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)〔即小車的左右移動(dòng)〕需要2個(gè)輸出信號，另外4個(gè)用于控制指示燈LB1~LB4的亮滅。據(jù)此可選擇的西門子S7-200系列PLC的CPU類型可為CPU224。CUP224共有14個(gè)輸入端口和10個(gè)輸出端口，可以滿足本次設(shè)計(jì)需求，且有適量冗余。根據(jù)輸入輸出信號的個(gè)數(shù)和種類分配I/O口如表1所示。表1I/O地址分配表表1I/O地址分配表控制信號信號名稱I/O地址分配表元件名稱元件符號地址編碼輸入信號輸入信號開始信號啟動(dòng)按鈕SF1I1.5停止信號停止按鈕SF2I1.61號站臺呼叫信號呼叫開關(guān)SB1I0.12號站臺呼叫信號呼叫開關(guān)SB2I0.23號站臺呼叫信號呼叫開關(guān)SB3I0.34號站臺呼叫信號呼叫開關(guān)SB4I0.41號站臺位置信號傳感器SY1I1.12號站臺位置信號傳感器SY2I1.23號站臺位置信號傳感器SY3I1.34號站臺位置信號傳感器SY4I1.4輸出信號左行信號電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)控制接觸器QA1Q1.0右行信號電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制接觸器QA2Q1.1指示燈1信號指示燈LB1Q0.1指示燈2信號指示燈LB2Q0.2指示燈3信號指示燈LB3Q0.3指示燈4信號指示燈LB4Q0.4PLC硬件連接電路圖根據(jù)以上I/O分配表和CPU224的輸入輸出端口分布可進(jìn)行系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)，如下列圖所示。圖4PLC控制系統(tǒng)接圖4PLC控制系統(tǒng)接線圖PLC控制程序的編制根據(jù)小車的控制要求及PLC的接口設(shè)置，設(shè)計(jì)出PLC控制程序的梯形圖如下：PLC程序的語句表為：Network1LDI1.5OM0.7ANI1.6=M0.7Network2LDM0.0OM0.1OM0.3AM0.7=Q1.0Network3LDM0.2OM0.4OM0.5AM0.7=Q1.1Network4LDI0.1OM0.0ANI1.1=M0.0Network5LDI0.2OM0.1AB>QB0,IB0ANI1.2=M0.1Network6LDI0.2OM0.0AB>IB0,QB0ANI1.2=M0.2Network7LDI0.3OM0.3AB>QB0,IB0ANI1.3=M0.3Network8LDI0.3OM0.4AB>IB0,QB0ANI1.3=M0.4Network9LDI0.4OM0.5ANI1.4=M0.5Network10LDI1.1OQ0.1OT33ANM1.1ANT34ANC0=Q0.1Network11LDT34OM1.1ANC0ANM1.0=M1.1TONT33,50Network12LDT33ANC0ANM1.1=M1.0TONT34,50Network13LDT33OT98LDM1.6CTUC0,3Network14LDC0=M1.6Network15LDI1.2OM1.2ANT35=M1.2TONT35,50Network16LDM1.2=Q0.2Network17LDI1.3OM1.3ANT36=M1.3TONT36,50Network18LDM1.3=Q0.3Network19LDI1.4OQ0.4OT98ANM1.4ANT97ANC0=Q0.4Network20LDT97OM1.4ANC0ANM1.5=M1.4TONT98,50Network21LDT98ANC0ANM1.4=M1.5TONT97,50元器件的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)中小車的運(yùn)行要求及主電路和控制電路對元器件的性能要求，選擇電氣元器如下：PLC主機(jī)選擇集成14輸入10輸出的CPU224；直流電動(dòng)機(jī)選擇中小型的Z4-100-1電動(dòng)機(jī)作為小車動(dòng)力；控制按鈕選擇比擬常用的LAI9系列控制按鈕中的LA9-11D型；選用尺寸為12mm感應(yīng)距離為200mm的漫反射式光電傳感器FM-T02N-P31P2；小車位置指示燈選擇WDM-JD125-1型LED指示燈，選色為黃色；主電路接觸器選擇額定工作電壓為220V的交流接觸器CJX2-09-10。選取原件清單如表2所示。表表2元器件選擇清單元器件名稱數(shù)量型號CPU1CPU224直流電動(dòng)機(jī)1Z4控制按鈕6LAI9-11D光電傳感器4FM-T02N-P31P2LED指示燈4WDM-JD125-1(黃)接觸器2CJX2-09-10操作說明書小車多方式運(yùn)行的PLC控制系統(tǒng)操作方法如下：①運(yùn)行PLC，使控制系統(tǒng)上電；②開始/停止按鈕分別用于主電路的接通和斷開；③當(dāng)某站臺有呼叫需要時(shí)，按動(dòng)相應(yīng)控制按鈕即可呼叫小車到相應(yīng)位置自動(dòng)停止；④小車每路過一個(gè)站臺均有指示燈提示，其中1號臺和4號臺指示燈閃爍3次，提示小車到達(dá)邊界；⑤關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)時(shí)先按停止按鈕關(guān)閉主電路，之后再關(guān)閉PLC，使控制系統(tǒng)斷電；⑥PLC控制系統(tǒng)的CPU存在一定I/O口冗余，且支持?jǐn)U展模塊，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓δ軘U(kuò)展。心得體會小車多方式運(yùn)行的PLC控制是一個(gè)貼近實(shí)際生活的設(shè)計(jì)問題，通過對這一問題的研究，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和解決實(shí)際工程問題的能力，從課程設(shè)計(jì)中取得了比擬大的收獲。這次課程設(shè)計(jì)加深了我對PLC控制的理解和掌握，對PLC控制系統(tǒng)有了一個(gè)更深理解，整合了平時(shí)所學(xué)的PLC知識，系統(tǒng)的穩(wěn)固了課程中所學(xué)的PLC內(nèi)容，同時(shí)也加強(qiáng)了自己的動(dòng)手和動(dòng)腦的能力，同時(shí)了解了一些PLC在實(shí)際生活中的應(yīng)用。設(shè)計(jì)過程中學(xué)習(xí)了西門子S7-200系列PLC的編程軟件SETP7-Micro/WIN的根本操作，這也是比擬大的一個(gè)收獲。更重要的是在設(shè)計(jì)中我還發(fā)現(xiàn)了許多自身的缺乏之，比方，對于簡單的PLC控制及編程還可以掌握，但復(fù)雜一些的程序就很難駕馭了。還有就是，對于PLC的工作原理我并沒有太深的理解，只有一個(gè)大致的概念，這些都是我今后還要深入學(xué)習(xí)的內(nèi)容?？傮w而言，這次課程設(shè)計(jì)對我的幫助很大。課程設(shè)計(jì)結(jié)束之后，我已經(jīng)會編寫簡單的PLC控制程序，學(xué)會了運(yùn)用SETP7-Micro/WIN軟件進(jìn)行編程，更加認(rèn)識了自己的缺乏。本次課程設(shè)計(jì)讓我對PLC有了進(jìn)一步深層次的學(xué)習(xí)，這是普通課堂學(xué)習(xí)中無法實(shí)現(xiàn)的。參考文獻(xiàn)[1]《現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)》主編：王永華北京航空航天大學(xué)出版社[2]《PLC編程及應(yīng)用》 主編：廖常除編著機(jī)械工程出版社[3]《PLC編程實(shí)用指南》主編：宋伯生機(jī)械工業(yè)出版社[4]《電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》江南大學(xué)[5]《單片機(jī)與可編程序控制器》