小车多方式运行的PLC控制系统设计..
基于plc的小车自动往返运动控制系统设计毕业设计[管理资料]
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I/O单元也称为I/O模块。PLC通过I/O单元与工业生产过程现场相联系。输入单元接收用户设备的各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器的信号。通过接口电路将这些信号转换成中央处理器能
够识别和处理的信号，并存到输入映像寄存器。运行时CPU从输入映像寄存器读取输入信息并进行处理，将处理结果放到输出映像寄存器。输出映像寄存器由输出点对应的触发器组成，输出接口电路将其由弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器、指示灯被控设备的执行元件.
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类:
、编程器
编程器的作用是提供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。
编程器有简易型和智能型两类。简易型的编程器只能联机编程，且往往需要将梯形图转化为机器语言助记符后，才能输入。它一般由简易键盘和发光二级管或其他显示管件组成。智能型的编程器又称为图形编程器，它可以联机编程，也可以脱机编程，具有LCD或CRL图形显示功能，可以直接输入梯形图和通过屏幕对话。还可以利用PC作为编程器，PLC生产厂家配有相应的编程软件，使用编程软件可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、语句表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的互相转换。程序被下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印，通过网络，还可以实现远程编程和传送。现在很多PLC已不再提供编程器，而是提供微机编程软件了，并且配有相应的通信连接电缆。
小车自动往返控制PLC课程设计
小车自动往返控制PLC课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和结构，掌握其在小车自动往返控制系统中的应用。
2. 学生能掌握基本的逻辑控制语句和程序设计方法，实现对小车的自动往返控制。
3. 学生能了解传感器的工作原理，并将其应用于PLC控制系统中，实现小车行进中的障碍物检测和避让。
技能目标：1. 学生能运用PLC编程软件进行程序设计，实现小车自动往返控制的功能。
2. 学生能通过实际操作，调试和优化PLC控制程序，提高小车的运行效率和稳定性。
3. 学生能运用相关工具和仪器进行电路搭建和故障排查，培养实际操作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对自动化技术和PLC控制系统的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生在小组合作中，学会沟通与协作，培养团队精神和责任感。
3. 学生能够关注PLC技术在工业生产和日常生活中的应用，认识到科技对社会发展的推动作用，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际操作的结合，培养学生动手能力和创新能力。
学生特点：学生为高年级学生，具备一定的电子技术基础和编程能力，对新技术和新知识有较高的学习热情。
教学要求：教师需结合学生特点，采用任务驱动法、案例教学法和小组合作法等教学方法，引导学生主动探索，提高课程教学效果。
同时，注重过程评价，关注学生知识掌握和技能提升，培养其情感态度价值观。
通过分解课程目标为具体学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. PLC基础知识：包括PLC的组成、工作原理、编程语言及编程软件的使用，重点讲解与小车自动往返控制相关的基础知识。
- 教材章节：第一章 PLC概述，第二章 PLC组成与工作原理，第三章 编程语言与编程软件。
2. 逻辑控制语句：介绍PLC常用的逻辑控制语句，如与、或、非、定时器、计数器等，通过实例分析，让学生掌握逻辑控制语句的应用。
毕业设计装卸料小车多方式运行的PLC控制系统设计
Abstract：
Early electric car control system of the transporter over the relay - contactor complex system composed of The system design cycle,there is a long,bulky,high cost,defects,no data processing and communications functions,must be hand operated,will be applied to transport materials car PLC electrical control system and can realize automatic control operation of the car,reducing the running costs of the system,PLC control system for electric car transporter with a simple connection to control speed,reliability and maintainability is good,easy to install,repair and improvement and so on.With economic development,transport materials to various areas of growing car,from manual to automatic,and gradually formed the mechanization and automation.
运料小车的PLC控制系统设计
2013届毕业生毕业设计说明书题目: 运料小车的PLC控制系统设计学院名称：电气工程学院班级：自动F09042013年 5 月20 日目次1 绪论 (1)1.1 课题选题背景及意义 (1)1.2 运料小车的控制概况 (1)1.3 运料小车的发展现状 (2)1.4 课题研究的主要内容 (2)2 总体方案论述 (4)2.1 系统控制方案设计 (4)2.2 PLC选型 (5)2.3 电动机选型 (7)2.4 接触器选型 (8)2.5 热继电器选型 (9)2.6 断路器选型 (9)2.7 行程开关选型 (10)3 系统硬件电路设计 (11)3.1 控制方案的设计 (11)3.2 硬件电路接线图 (11)4 控制系统软件设计 (14)4.1 程序流程图 (14)4.2 程序梯形图 (16)4.3 梯形图编程的分析 (17)4.4 程序语句表 (19)总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录一电气控制柜接线图 (24)附录二 PLC接线原理图 (25)附录三电动机主电路图 (26)1 绪论1.1 课题选题背景及意义制造业是现代经济发展中占有关键地位，它的发展状况主导着经济发展的前景，但是，在我国，大部分乡镇企业、私营企业，由于受资金管理等方面的限制，一般来说，送料绝大多数是采用人工手动送料，严重缺乏保护装置，这造成“效率低，劳动强度大，事故发生率大”等特点。
随着信息科技迅猛、市场经济的发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，近年来，由于PLC控制技术的发展，送料机构自动化水平也需越来越高。
提高自动化的水平不仅可以提高生产效率，同时也能保证工人的人身安全。
传统的手工送料已经不再满足要求，这时运料小车应运而生。
运料小车专门用于粒料、粉料、片状料、带状等材料的输送，这无疑是轻、重工行业不可缺少的设备。
1.2 运料小车的控制概况从世界第一台PLC被设计出来到现在，PLC历经几次更新换代，各方面的性能得到了很大完善，技术已经完全成熟。
基于PLC控制的运料小车系统设计
关键词：PLC；运料小车；控制系统
运料小车控制系统可以看做一种典型的PLC控制系统，在煤矿、港口车站、仓库、矿井等行业中被广泛应用。传统的运料小车大多使用继电器控制，而继电器控制有着很多的缺点，如故障率高、接线复杂、维护维修难度大等。运用可编程控制技术作为小车的控制系统，不仅可以实现系统全自动运行，还可以降低运料小车的运行成本。本论文主要是在学习信捷XC系列PLC的基础上，设计了一套基于该系列PLC的完整的运料小车控制方案，也包括了触摸屏的设计。
摘
20世纪60年代以来，随着科学技术的进步和微电子行业的快速发展，可编程控制技术也处于快速发展阶段，在工业自动化控制领域中得到了广泛的运用。可编程控制器（PLC）拥有可靠性高和操作简便等特点，已经成为了工控领域重要的，也是不可或缺的一部分。运料小车系统作为具有代表性的PLC控制系统，普遍存在于现代化的工业生产中。传统的运料小车系统非常落后，大多都是运用继电器来进行控制，众所周知，继电器控制有着很多的缺点，如故障率高、接线复杂、维护维修难度大等。PLC已经成为目前国际控制市场上的主流产品，并且在市场、技术等方面较继电器有很大的优势，继电器控制逐渐被PLC控制所替代已是一种趋势。
Finally, according to the construction of the simulation system for the preparation of the corresponding main program, the main program is generally correct, the appropriate access to some monitoring procedures, including speed monitoring, location monitoring and status monitoring. Due to the need to cooperate with the use of touch screen, some intermediate signs are also essential. Taking into account the actual project may occur in the problem, the program has been further improved to improve the system stability and security.
(PLC)运料小车三地往返运行控制
一体化
课程
Plc应用
学习任务
运料小车三地往返运行控制
学时数
30
教学班级
电动29班
教学时间
11月11、13、14、15、18、20、21、22日
学习任务描述
在自动化生产线中，除了要求小车在甲乙两地之间自动往返运行，有时还需要小车在三地甚至更多地之间自动往返，这都是典型的顺序控制。我们可以根据以前学过的定时器或计数器来实现，但是编程比较复杂。本次任务就是通过学习状态转移图法和步进指令来实现任务。
判断学生是否明确工作任务，能够准确的说出任务的设计要求。
1、阅读工作任务单
2、明确需要完成的任务及要求。
提问法
小组讨论法
教学活动2：
分析工作任务
（5课时）
分析任务要求
（200分钟）
1、怎样实现电动机的左行、右行。（电动机的正反转）
2、怎样使小车在规定位置停留数秒。（行程开关和定时器）
3、小车的这种顺序运行可以用什么指令来实现。（状态转移图法和步进指令）
难点：学生锻炼自己画状态转移图的思路。
资源准备
学材，PLC设备
学习评价
附：评价表
1、是否能安全生产。
2、是否能理解工作任务，在课堂上表现是否积极。
3、能否能准确的完成外部接线、主回路图、程序编写、运行、调试、排故障的任务过程。
4、是否能与小组很好的沟通、合作、有团队精神。
教学反思
学生对顺序步骤的设计还是比较欠缺，需要多加练习。
10
2、小组完成一份主电路的原理图。
讲解法
确定I/O点数及外部接线
（120分钟）
1、根据设计任务确定I/O总点数。
小车多方式运行的PLC控制系统设计样本
近来计算机和信息技术飞速发展, 不断成倍扩大功能和成倍减少价格, 使PLC、通信联网技术、过程控制软件都获得了长足进步, 也使PLC广泛应用成为也许。从1968年开始至今, PLC已经经历了四次更新换代,现阶段PLC产品不但全面使用16位、32位高性能微解决器, 高性能片位式微解决器, RISC(ReduCedInstruCtionSetComputer)精简指令系统CPU等高档CPU, 并且, 在一台PLC中配备各种微解决器, 进行多道解决。同步, 生产了大量内含微解决器智能模板, 使得最新PLC产品成为具备逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据解决功能、联网通信功能名副其实多功能解决器。
表5 功能阐明表
序号
内部继电器地址
名称
功能阐明
1
M0
小车运营停止
2
M1
1号站台呼喊
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
M2
2号站台呼喊
4
M3
3号站台呼喊
5
M4
4号站台呼喊
6
M5
小车所在站台编号>呼喊站台编号
7
M6
小车所在站台编号=呼喊站台编号
8
M7
小车所在站台编号<呼喊站台编号
2.3.2PLC外部接线图设计
图2 系统接线图
3小车多方式运营PLC控制系统软件设计
PLC在制造和冶金等其她工业部门相继得到了应用。1971年, 日本引进了这项技术, 并开始生产自己PLC。1973年, 欧洲某些国家也研制出了自己PLC。1974年, 国内也开始仿照美国PLC技术研制自己PLC, 终于在1977年研制出第一台具备实用价值PLC。大规模集成电路和超大规模集成电路浮现使得PLC在问世后发展极为迅速。当前, PLC不但能实现继电器逻辑控制功能, 同步还具备数字量和模仿量采集和控制、PID调节、通信联网、故障自诊断及DCS生产监控等功能。毫无疑问, PLC将在此后工业生产中起到非常重要作用。在20世纪80年代, 美国工业市场调查报告和1989年美国一份分散控制系统（DCS）调研报告中, 都能看出PLC在工业控制中重要作用。
小车多方式运行的PLC控制
专业综合应用与工程能力实践训练小车多方式运行的PLC控制院、部：电气与信息工程学院学生姓名：司东旭指导教师：何西职称助教专业：电气工程及其自动化班级：电气本1104班完成时间：2014年12月小车多方式运行的PLC控制一、控制要求小车系统由直流电机、继电器、小车和4个站台等组成，每个站台有检测传感器、指示灯和按钮。
采用S7-200PLC进行控制，控制要求如下：1.小车起始位置停在x（x=1～4）号站台，SYx传感器为ON;2.假如y(y=1～4)号站台呼叫，如果：①x﹥y，小车左行到呼叫站台停车；②x﹤y，小车右行到呼叫站台停车；③x=y，小车停止；3.小车在SY1和SY4处要有可靠的保护功能，自动往返或准确停车，不能向外撞；4.小车路过每个站台要有指示灯显示；但LB1和LB4灯要闪3次；二、设计任务学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行小车多方式运行的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。
主要内容包括：1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2. 系统有启动、停止功能；3. 运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；4. 程序结构与控制功能自行创新设计；5. 用组态王监控组态软件，设计出上位监控系统；6. 进行系统调试，实现小车多方式运行的控制要求。
三、设计报告课题设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课题设计报告写作要求及参考目录”。
目录第1章引言........................................ 错误！未定义书签。
第2章控制系统硬件设计 (3)2.1 系统硬件组成 (3)2.2系统输入输出点分析......................... 错误！未定义书签。
2.3 PLC选型 (4)2.4 系统硬件接线图设计 (4)第3章控制系统梯形图程序设计 (5)3.1 系统变量定义及I/O地址分配................. 错误！未定义书签。
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序号
输入点
数量
1
启动/停止开关
2
2
呼叫站台1开关
1
3
呼叫站台2开关
1
4
呼叫站台3开关
1
5
呼叫站台4开关
1
6
限位1行程开关
1
7
限位2行程开关
1
8
限位3行程开关
1
9
限位4行程开关
1
共计
10
2.2.2 输出点统计
控制系统输出信号共有6个。其中控制电动机的正反转（即小车的左右移动）需要2个输出信号，另外4个用于控制指示灯LB1~LB4的亮灭。
小车多方式运行的PLC控制系统设计
内容及任务
一、目标
设计一个基于PLC的多方式运行的小车控制系统。
二、任务
根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行小车多方式运行的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：1.设计该系统电气控制硬件系统；
1
5
SB5
启动/停止按钮
ZB2-BE101C
1
6
SB1-SB4
呼叫站台按钮
ZB2-BE101C
4
7
SY1-SY4
传感器
FM-T02N-P31P2
4
8
LB1-LB4
指示灯
WDM-JD125-1
4
2.3 I/O分配及PLC
2.3.1 I/O分配表
（1）小车起始位置停在 x（x=1～4）号站台，SYx 传感器为 ON;
西门子PLC性能强大、可操作性强、有相配套的伺服系统和组态软件但是价钱太高。
欧姆龙PLC欧姆龙编程软件对符号地址的格式有要求，东欧的老机床器件符号输进去好多都不认，按它的标准老图的标示都要变很不方便。
松下PLC超小型尺寸，轻松扩展，扩展单元可直接连接到控制单元上、不需任何电缆。从I/O10点到最大I/O128点的选择空间。
图1 小车运行示意图
主要参考资料
[1]史国生主编，电气控制与可编程控制器技术［M］。北京：化学工业出版社，2012。
[2]于广庆主编，可编程控制器原理及系统设计［M］。北京：清华大学出版社，2004。
[3] 吴启红主编，变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术实操指导书（第二版）［M］。北京：机械工业出版社，2010。
（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
2 小车多方式运行的PLC控制系统硬件设计
2.1 工作原理及控制要求
自动送料小车电气控制系统的主电路图如图1所示。其中FU为熔断器和QS空气隔离开关，当电路中电流过大时自动断开以保护电路。FR为热继电器起到防止电机过载产生高温从而保护电机的作用。M1，M2分别为小车左右行电机、自动装卸料电机。KM1为系统的小车左行交流接触器。KM2为小车右行交流接触器。KM3为装卸料电机装料交流接触器。KM4为装卸料电机卸料交流接触器。由于所使用的电机功率都较小分别为0.75KW和1.1KW，所以电机均采用Y连接。
图1自动送料小车电气控制系统主电路图
2.2 I/O
2.2.1 输入点统计
小车多方式运行PLC控制系统共需要9个输入信号，其中启动/停止按钮占用1个输入接口，用以控制整个电路的开始和结束；每个站台处的呼叫开关SB1~SB4共占用4输入个接口，有小车的呼叫需要时只需按下相应的开关即可；每个站台处的传感器SY1~SY4共占用4个输入接口，用来发出小车的位置信号和到达相应站台时自动停止的信号。
（2）配套齐全，功能完善，适用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
（5）体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
2.2.4 元器件选择
根据设计中小车的运行要求及主电路和控制电路对元器件的性能要求，选取原件清单
如表3所示。
表3 元器件选择清单
序号
符号
名称
型号
数量
1
KM1-KM2
接触器
CJ20-10
2
2
FU1-FU2
熔断器
XRNP1-10
2
3
QF1-QF2
自动空气开关
HUM18-63C32/1
2
4
M
直流电机
Z4-100-1
PLC在制造和冶金等其他工业部门相继得到了应用。1971年，日本引进了这项技术，并开始生产自己的PLC。1973年，欧洲一些国家也研制出了自己的PLC。1974年，我国也开始仿照美国的PLC技术研制自己的PLC，终于在1977年研制出第一台具有实用价值的PLC。大规模集成电路和超大规模集成电路的出现使得PLC在问世后的发展极为迅速。现在，PLC不仅能实现继电器的逻辑控制功能，同时还具有数字量和模拟量的采集和控制、PID调节、通信联网、故障自诊断及DCS生产监控等功能。毫无疑问，PLC将在今后的工业生产中起到非常重要的作用。在20世纪80年代，美国的工业市场调查报告和1989年美国的一份分散控制系统（DCS）的调研报告中，都能看出PLC在工业控制中的重要作用。
（2）自动控制：在20世纪80年代，由于计算机的价格下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在运料小车控制系统在自动方面的应用。
（3）全自动控制：现阶段，由于PLC技术的向高性能 高速度、大容量发展大型PLC大多采用多CPU结构，不断向高性能、高速度和大容量方向发展。将PLC运用到运料小车控制系统，可实现运料小车的全自动控制，降低系统的运行费用。PLC运料小车自动控制系统具有连线简单控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，维修和改造方便等优点。
自动送料小车电气控制系统不仅改变了以往小车的纯手动送料的历史，减少了劳动力，节约能源，并且具有自动截断和最短运行距离功能，自动化程度比较高。自动送料小车电气控制系统使劳动者的生产效率得到了提高，降低了管理难度，简化了操作要求，提高了生产生活水平,实现了送料小车自动化的转化。
在系统的软件设计方面，采用了GX Developer软件对程序进行梯形图设计和对程序的调试，共设计了手动模式和自动模式，其中自动模式又由呼叫记忆程序模块、小车左右行程序模块、装卸料延时程序模块、自动装卸料模块等组成。其次使用仿真调试软件GX simulator软件对整个系统进行仿真。仿真调试后实现了送料小车的点动及系统要求的小车自动运行及截断等功能。
20世纪60年代以前，汽车流水线的自动控制系统基本上都采用传统的继电器控制。在60年代初，美国汽车制造业竞争越发激烈，而汽车的每一次更新的周期越来越短，这样对汽车流水线的自动控制系统更新就越来越频繁，原来的继电器控制就需要经常地重新设计和安装，从而延缓了汽车的更新间。所以人们就想能有一种通用性和灵活性较强的控制系统来替代原有的继电器控制系统。1968年，美国通用汽车公司首先提出可编程控制器的概念。在1969年，美国数字设备公司（DEC）终于研制出世界上第一台PLC。这是由一种新的控制系统代替继电器的控制系统，它要求尽可能地缩短汽车流水线控制系统的时间，其核心采用编程方式代替继电器方式来实现生产线的控制。这种控制系统首先在美国通用汽车的生产线上使用，并获得了令人满意的效果。
《电气控制技术》课程设计说明书
小车多方式运行的PLC控制系统设计
学院：电气与信息工程学院
学生姓名：
指导教师：职称高级实验师
专业：自动化
班级：1403
学号：1430740317
完成时间：2017年06月
湖南工学院电气控制技术课程设计课题任务书
学院：电气与信息工程学院专业：自动化
指导教师
学生姓名
课题名称
表2 输出统计
序号
输出点
数量
1
左行
1
2
右行
1
3
第一个站台的指示灯
1
4
第二个站台的指示灯
1
5
第三个站台的指示灯
1
6
第四个站台的指示灯
1
共计
6
2.2.3 PLC选型
现在应用最广泛的PLC有三菱、西门子、欧姆龙、松下等等。
三菱PLC结构灵活、传输质量高、速度快、带宽稳定、范围广、成本低、适用面广但是数据处理比西门子弱。
关键词：可编程控制器（PLC）；梯形图设计；自动送料小车；电气控制
1 绪论
1.1 小车多方式运行控制的现状和背景意义
由于PLC的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产率的不断提高，运料小车控制经历了以下几个阶段：
（1）手动控制：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用PLC来实现运料小车的控制，但是由于当时的技术还不够成熟，只能够用手动的方式来控制机器，而且早期运料小车控制系统多为继电器一接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。