(PLC)运料小车三地往返运行控制
运料小车的往返控制plc
运料小车的往返控制
姓名： 班级： 学号： 成绩：
一、 控制要求
1.初态时，小车位于原点，按下启动按钮，小车开始加料 10S 后小车向前运动 3.到达 A 点后小车卸料 3S 后小车后退到原点并循环
SQ A
二、 流程
SQ B
初态 SB2 在A点加料 10s 前进 SQB 小车卸料 3s 后退 SQA 加料
M1
M2
M3
T0 T1 M100
初 态
加 料 前 进
卸 料 后 退
加 料
五、 表达式
六、 梯形图
七、 仿真运行过程及结果
开始调试
当前值更改 X0-ON，Y0 接通，加料
加料 10s 后，Y1 接通小车前进
小车前进到 B 点，X3-ON，Y3 接通，小车卸料
卸料 3s 后，Y3 接通，小车后退 X3-OFF
小车后退到 A 点，X2-ON，小车加料，如此循环，直到结束。 精心搜集整理，只为你的需要
1
2
3
4
5
三、 I/O 分配及连线
I
X0
SB2
X1
SB1
X2
SQ（加料）
KM1
Y1（前进）
KM2
Y2（卸料）
KM3
Y3（后退）
四个辅助继电器：M0、M1、M2、M3 记忆输入信号：M100 定时器：T0 K100、T1 K30
四、 状态表
Y0 Y1 Y2 Y3 X0 X2 X3 M0
基于运料小车自动往返顺序控制的PLC程序设计
基于运料小车自动往返顺序控制的PLC程序设计基于运料小车自动往返顺序控制系统6.22.20151.运料小车的发展概况工厂运输现大多采用地面运输，地面运输主要采用叉车及手推运料小车，叉车需专人驾驶且无固定轨道，在车间内运行极不安全，手推运料小车需人为动力，劳动强度大，运输效率低。
随着经济的发展，运料小车不断扩大到工业运输的各个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化、自动化。
早期运料小车电气控制系统多为继电器-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。
后来，单片机应用到运料小车控制系统中。
但是单片机开发周期长，使用难，开发成本高，批量成本低，对人要求高，而且其稳定性不够高。
由于PLC 开发周期短，使用容易，开发成本低，批量成本高，对操作人员技术要求要求不高，并且稳定性好,抗干扰能力强，使得对基于PLC的运料小车控制系统的开发研究逐步加强。
PLC(Programmable Logical Controller)是20世纪70年代以来以微处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。
由于它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，使其在自动化控制的各个领域中得到了广泛的应用。
将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制。
降并且，控制系统具有连线简单，自动控制，控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便可以降低系统的运行费用等优点，低系统的运行费用。
- 1 -基于运料小车自动往返顺序控制系统6.22.20152.可编程控制器(PLC)概述2.1 PLC的概述PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
8.1 运料小车三地运行的PLC控制设计与调试
2
一. 任务描述
某塑料加工厂原理车间、加工车间、成品车间三地间物料传送通过运料小 车实现自动往返运行，小车运动轨迹如图8-1-1所示，其控制要求如下：
（1）闭合断路器QF后，按下起动按钮SB1，小车右行到原料车间进行装料。 （2）当小车到达原料车间后，触发接近开关SQ1，小车停留10s，原料一装 入小车中。 （3）定时时间到达后，小车起动右行，到达加工车间，触发接近开关SQ2， 小车停留8s,进行第一次加工。 （4）定时时间到达后，小车再次左行，返回到原料车间，停留4s，原材料 二装入小车中。 （5）定时时间到达后，小车再次起动右行，到达加工车间后，触发接近开 关SQ2，小车停留8s，进行第二次加工。
14
六. 任务评估
班级
姓名
总成绩
评价内容
任务分析 （10分）
合理分配地址 （10分）
合理选择元件 （20分）
SFC图编制 （20分）
评价指导内容
根据任务描述找出输入输出点数。 能根据任务分析合理分配地址 能根据任务选择合理的元器件及型号 能根据程序编写合理的SFC图
根据SFC图输入梯形图 能正确连接PLC与电脑间的通信电缆，并
7
四. 任务实施
1．主电路设计
主电路采用了4个电气元 件，断路器QF、热继电器 KH和交流接触器KM1、KM2 。其中，KM1、KM2线圈与 PLC的输出端连接，KH的 辅助触点与PLC的输入端 连接，可以确定主电路需 要1个输入点与2个输出点 。
8
四. 任务实施
2．I/O总点数确定
运料小车三地自动往返运行控制电路中需要用起动按钮SB1、停止按钮 SB2进行启停控制，小车到达三地是通过触发三地的接近开关SQ1、SQ2、SQ3 实现。结合主电路和控制电路的分析，PLC控制系统的输入总点数为6个，输 出总点数为2个。
PLC技术及应用FXN系列运料小车三地往返运行控制
步进指令及步进程序设计方法 （一）、状态转移图SFC
【例2.6.1】 利用状态转移图实现项目五中小车甲乙两地间的运行，如图 2.6.7所示。小车甲乙两地间运行SFC图如图2.6.8所示。
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步进指令及步进程序设计方法
2. 状态转移图SFC基本结构 常见的两种结构是单流程结构SFC与多流程结构SFC
说明 用于SFC的初始化状态 ※ 1 ITS命令时的原点回归用 ※ 1 一般用 ※ 1 停电保持用 ※ 2 报警指示专用区，※ 3
1：非停电保持领域。通过参数的设定可变更停电保持的领域。 2：停电保持领域。通过参数的设定可变更非停电保持的领域。 3：停电保持特性。不可通过参数的设定变更。
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如图所示小车在原料库，加工车间和成品库三地间自动往返运货。控制要求如下： 1. 按下起动按钮，小车左行去原料库进行取料。 2. 当小车到达原料库后，小车停留5s，取材料一。检测开关为SQ1，。 3. 定时时间到小车右行，到达加工车间停留5s，进行一次加工。检测开关为SQ2。 4. 定时时间到小车左行，回到原料库，停留4s取材料二。 5. 定时时间到小车右行，到达加工车间停留6s，进行二次加工。检测开关为SQ2。 6. 定时时间到小车继续右行，小车到达成品库停留8s，进行卸货。接近开关SQ3， 7. 定时时间到小车左行，回到原料库准备下一次的加工过程。按下停止按钮SB2，小车停止运行
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及时正确地完成技术文件
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执行对象：目标组件Y、M、S、T、C和F（功能指令）均可由状态S的 接点来驱动。可以是单一输出，也可以是组合输出。
Sn：状态寄存器。FX2系列PLC共有状态组件（也称状态寄存器）1000 点（S0~S999）。参见表2.6.3，状态S 是对工序步进控制简易编程的重要软元 件，经常与步进梯形图指令STL结合使用。
装卸料小车多方式运行的PLC控制2
装卸料小车多方式运行的PLC控制一．问题分析及解决方案1.1问题描述某车间有五个工作台，装卸料小车往返于各个工作台之间，根据请求，在某个工作台卸料,每个工作台有位置开关（分别为SQ1---—SQ5，小车压上时为ON）和一个呼叫按钮(分别为SB1—SB5）。
装卸小车有3种运行状态，左行（电动机正转)、右行（电动机反转）和停车。
1。
2控制任务和功能要求1。
假设小车的初始位置是停在m(m=1～5)号工作台，此时SQm为ON。
2.假设n（n=1～5）号工作台呼叫,如果：·m〉n，小车左行到呼叫工作台停车。
·m<n,小车右行到呼叫工作台停车.·m=n,小车不动。
3.小车的停车位置应有指示灯指示。
小车运行条件:运料小车右行条件:小车在1、2、3、4号工作台,5号工作台呼叫；小车在1、2、3号工作台,4号工作台呼叫；小车在1、2号工作台，3号工作台呼叫；小车在1号工作台，2号工作台呼叫，以上为小车右运行条件.运料小车左右行条件：小车在2、3、4、5号工作台,1号工作台呼叫；小车在3、4、5号工作台，2号工作台呼叫；小车在4、5号工作台，3号工作台呼叫;小车在5号工作台，4号工作台呼叫，以上为小车左运行条件。
1.3问题分析及方案确定按照题目要求，5个工作台都有一个位置开关SQ,一个呼叫按钮SB和一个小车停车指示灯HL,小车初始位置在1～5号工作台中的其中一个，用行程开关SQ 常闭触点表示小车的停车位置，对应的指示灯亮，则其他位置应为SQ的常开触点表示，对应的指示灯灭，按钮初始状态为断开.设各个工作台位置从左到右按1～5号位置依次编配,用电动机正转和反转分别来控制小车的左行和右行。
由此可得出PLC的输入有5个按钮SB和5个行程开关SQ和一个继电器FR,都为直流数字量输入，PLC的输出有五个指示灯HL和控制电动机正反转的两个接触器KM1和KM2，都为数字量输出。
二．PLC选型及硬件配置选择西门子S7-300PLC,具体硬件配置在STEP7编程软件中如图2。
基于运料小车自动往返顺序控制的PLC程序
基于运料小车自动往返顺序控制的PLC程序2008-09-12来源：中国自动化网浏览：1211 摘要：本文基于运料小车自动往返顺序控制PLC程序设计，提出五种PLC程序设计方法，对各种设计方法思路和特点，作了全面阐述和归纳总结，并对它们进行了比较。
关键词：PLC，顺序控制，顺序功能图，梯形图，指令。
1 引言自动化生产线上，有些生产机械工作台需要按一定顺序实现自动往返运动，有还要求某些位置有一定时间停留，以满足生产工艺要求。
用PLC程序实现运料小车自动往返顺序控制，具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，程序设计方法多样，便于不同层次设计人员理解和掌握。
本文以松下电工FP0系列PLC为例，提出基于运料小车自动往返顺序控制五种PLC程序设计方法。
2 系统控制要求[1>运料小车自动往返顺序控制系统示意图，如图1所示，小车启动前位于原位A处，一个工作周期流程控制要求如下：1）按下启动按钮SB1，小车从原位A装料，10秒后小车前进驶向1号位，到达1号位后停8秒卸料并后退；2）小车后退到原位A继续装料，10秒后小车第二次前进驶向2号位，到达2号位后停8秒卸料并再次后退返回原位A，然后开始下一轮循环工作；3）若按下停止按钮SB2，需完成一个工作周期后才停止工作。
图3运料小车自动往返顺序控制系统顺序功能图4．1 经验设计法[3>经验设计法是生产机械工艺要求和生产过程，典型单元程序基础上，做一定修改和完善。
使用经验设计法设计梯形图程序，如图4所示。
系统控制要求小车原位A（X2）处装料，1号位（X3）和2号位（X4）两处轮流卸料。
小车一个工作循环中有两次前进都要碰到X3，第一次碰到它时停下卸料，第二次碰到它时要继续前进，应设置一个具有记忆功能内部继电器R1，区分是第一次第二次碰到X3。
小车第一次碰到X3和碰到X4时都应停止前进，将它们常闭触点与Y2线圈串联，同时，X3常闭触点并联了内部继电器R1常开触点，使X3停止前进作用受到R1约束，R1作用是记忆X3是第几次被碰到，它只小车第二次前进X3时起作用。
运料小车往返运行PLC控制硬件设计
停止按钮
I0.3 右行程限位
I0.4 左行程限位
I0.5 右极限限位
I0.6 左极限限位
I0.7
过载保护
行程开关：是机械开关，易磨损，可靠性低。
接近开关：又称无触点行程开关，无接触、无压力、无火花、迅速发出电气 指令，准确反应出运动机构的位置和行程。
•
常用的输出形式有：
•
NPN二线， NPN三线， NPN四线，
I0.4
左行程限 位
I0.5
右极限限 位
I0.6
左极限限 位
输出地址分配
元器件
KM1 KM2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ输出 端子
Q0.0
Q0.1
备注
正转接触器 线圈
反转接触器 线圈
输入地址分配
元器件 输入端子 备注
SB1
SB2
SB3 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 FR
I0.0
正转启动按 钮
I0.1
反转启动按 钮
I0.2
•
PNP二线， PNP三线， PNP四线，
•
DC二线，AC二线， AC五线（带继电器）等几种。
+
-
+
-
+
-
+
采用PNP开关
-+
采用NPN开 关
+
-
S7-1200直流数字量输入接口电路
电路还可优化？
感谢聆听
• 任意时刻，按下停止按钮或 发生过载小车停止。
B
SQ4 SQ2
两端限位行程开关
正反向极限保护用行程开关
SQ1 SQ3
IO分配表
输入地址分配
元器件 输入端子 备注
送料小车自动往返的PLC控制
3
输入输出接口
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内部电路
R1
I0.0
5 .6 k S1
D1
Q1
R2
1k
D2
1M
M
DC
L+
2 4v
3
输入输出接口
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❖ 3. 热电偶、热电阻扩展模块
❖ 4. PROFIBUS-DP通信模块
5.5 S7-200 PLC内部器件
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31
PLC数据类型
2
编址方式
3
寻址方式
4
元件功能及地址分配
31
PLC数据类型
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❖ 最基本的存储单位是位(bit)，8位二进制数组成1个 字节(Byte)，其中的第0位为最低位(LSB)，第7位为 最高位(MSB)。两个字节（16位）组成1个字(Word)， 两个字（32位）组成1个双字（Double word）。把位、 字节、字和双字占用的连续位数称为长度。
2
PLC基本组成
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❖ 可编程控制器主要由CPU、存储器、基本I/O接口电路、 外设接口、编程装置、电源等组成
输入 信号
输
输
入
出
接
CPU
接
口
存储器
口
电
单元
电
路
路
编程装置
输出 设备
2
PLC基本组成
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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。
2、完成控制接线图。
1、指导学生如何根据设计任务的要求确定I/O总点数。
2、示范讲解如何画出外部接线图。
3、指导学生进行外部接线。
1、在老师指导下各小组完成I/O地址分配表的设计。
2、在老师ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ讲解后小组讨论完成控制回路的接线图并进行外部接线。
教学组织流程
学习活动及课时
学习环节及时间
学习内容
教师活动
学生活动
教学方法
教学活动1：
明确工作任务
（3课时）
课堂准备
（10分钟）
1、点名记录考勤。
2、检查学生劳保用品是否穿戴齐全。
3、进行课堂纪律及安全教育。
4、复习上次课的学习内容。
1、组织教学
2、强调实训中的安全及注意事项。
3、引导学生回忆上次课的内容。
1、自查实训设备是否完好。
2、通过教师的提问复习回顾上次课的内容。
提问启发法
阅读工作任务单
（110分钟）
1、通过阅读工作任务单明确本次任务的内容、设计要求等相关信息。
2、设计任务：小车能够在原料库、加工车间、成品库三地间自动往返运行。
3、设计要求：
（1）、按下启动按钮，小车左行去原料库进行取料。
（2）、当小车到达原料库后，小车停留5S,取料一。
2、在教师的指导下改正错误的编程方式。
讲解法
示范法
举例法
主电路设计
（80分钟）
1、根据设计任务明确主电路采用的电气元件的种类和数量。
2、明确各电气元件的工作原理和作用。
3、画出主电路原理图。
1、指导学生如何根据设计任务的要求选择合适的电气元件。
2、分析讲解各元器件的特点。
1、在教师的讲解下小组讨论根据电气元件的特点选出完成本次任务所需的元器件。
（3）、定时到后，小车起动右行，到达加工车间后，小车停留5S，进行一次加工。
（4）、定时到后，小车再次左行，回到原料库，停留4S，取材料二。
（5）、定时到后，小车右行，到达后，小车停留6S，进行二次加工。
（6）、定时到后，小车继续右行，到达后，小车停留8S，进行卸货。
（7）、定时到后，小车起动左行，回到原料库准备下一次的加工过程。按下停止按钮小车停止。
讲解法
示范指导法
程序设计
（240分钟）
1、利用状态转移图法和步进指令设计编程：
（1）计数器和定时器的使用。
（2）状态转移图流程的设计编程。
（3）步进指令的应用。
1、引导学生设计本次任务的编程思路
2、引导学生分析利用状态转移图法和步进指令设计编程时的设计重点和注意事项
3、启发学生根据所学基本指令用多种编程方式实现任务。
1、在教师的指导下各小组讲解自己的设计思路。
2、启发学生利用多种方法编程。
讲解法
演示法
示范操作法
运行调试
（120分钟）
根据原理图连接plc线路，检查无误后，进行程序的运行调试。
教师巡视指导学生进行接线和程序调试运行。
在教师的指导下小组分工明确的完成设计任务，运行调试。
指导法
教学活动4：
总结
（2课时）
4、自评，互评
指导法
评价项目
评价内容
分值
自我评价
小组互评
教师评价
安全规范
劳保用品齐全
5
正确使用工具、设备
10
操作规范
10
课堂学习状态
态度端正、积极发言
5
小组讨论积极参与
10
学习过程
按照原理图正确识图、接线
10
能够使用正确的指令编程
20
可以独立的运行、调试，排除故障
10
团队合作
小组分工明确
10
能够互相帮助、有协助精神
引导学生分析怎样实现任务要求。
分析、学习、讨论学习任务。
提问启发法
小组讨论法
教学活动3：
任务实施
（20课时）
理论知识、基本指令学习
（240分钟）
1、什么是顺序控制？
2、怎么设计状态转移图?
3、步进指令的学习。
1、讲解相关的理论知识。
2、用实例讲解编程时的注意事项。
3、引导学生积极讨论、参与思考。
1、在教师讲授之后练习步进指令的使用方法。
总结
（80分钟）
1、学生总结及小组成果展示
2、教师总结点评及作业布置
1、指导学生用专业的术语进行总结。
2、对学生的总结进行点评。
3、组织学生根据评分表进行个人评价、小组评价。
4、对每个学生任务完成的情况进行综合评价。
1、学生总结基本指令的使用方法
2、以小组形式展示本组完成任务的成果
3、以小组的形式总结本组在这次任务中遇到的问题和解决方法
学习目标
1、能通过阅读工作任务单，明确工作内容、设计要求。
2、能够应用状态转移图法和步进指令实现运料小车三地往返运行控制程序。
3、培养学生规范操作、安全操作的良好习惯，并培养学生的团队意识，合作的精神。
学习内容
1、明确工作任务
2、分析工作任务
3、任务实施
4、总结
5、项目评估
学习重点难点
重点：学会运用状态转移图法和步进指令实现运料小车三地往返运行控制程序。