基于PLC小车自动往返控制
基于PLC运料小车自动往返顺序控制的程序设题目...
1 引言在自动化生产线上，有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动，并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留，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，不仅具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，而且程序设计方法多样，便于不同层次设计人员的理解和掌握。
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的五种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，小车在启动前位于原位A处，一个工作周期的流程控制要求如下：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>经验设计法是根据生产机械的工艺要求和生产过程，在典型单元程序的基础上，做一定的修改和完善。
使用经验设计法设计的梯形图程序，如图4所示。
根据系统控制要求小车在原位A（X2）处装料，在1号位（X3）和2号位（X4）两处轮流卸料。
小车在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，因此应设置一个具有记忆功能的内部继电器R1，区分是第一次还是第二次碰到X3。
小车在第一次碰到X3和碰到X4时都应停止前进，所以将它们的常闭触点与Y2的线圈串联，同时，X3的常闭触点并联了内部继电器R1的常开触点，使X3停止前进的作用受到R1的约束，R1的作用是记忆X3是第几次被碰到，它只在小车第二次前进经过X3时起作用。
它的起动条件和停止条件分别是小车碰到X3和X4，当小车第一次前进经过X3时，R1的线圈接通，使R1的常开触点将Y2控制电路中X3的常闭触点短接，因此小车第二次经过X3时不会停止前进，直至到达X4时，R1才复位。
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。
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。
2020基于PLC控制的小车自动往返系统设计-毕业设计任务书
（5）在电脑上进行观看程序是否运转正常，小车自动往返实物工作过程是否达标；
（6）观察动作过程和实验结果进行记录分析，对方案进行完善。
三、实施步骤和方法
（1）根据任务书的任务要求，分析完成任务的所需的知识、技能，查阅相关文献资料，整理思路，为编写毕业设计方案做准备。
（2）根据掌握的专业技能和新技术、新材料等知识撰写毕业设计方案：整理设计思路，构思技术路线，列出完成毕业设计的相关工具、设备，列出相关的技术规范和重要的参考文献。
（3）查阅文献，归纳整理，对比各种方案的优缺点后确定系统的方案。
（4）根据液位检测需求设计各模块并分析其工作原理。
（5）针对继电器、传感器等关键问题和技术采用实训系统进行模拟验证，以修改设计方案及参数、元器件定型。
1、了解PLC对于实物的控制，深入了解PLC的实用性。
2、以继电控制，PLC控制，传感器原理，电力电子，模拟电子等专业课程为基础。
二、设计任务
（1）对PLC小车自动往返设计组成及基本原理进行阐述；
（2）购买接触器、传感器、小型继电器、电线，电机等相关元件（选购期间进行元器件选型）进行实物组装：
（3）设计PLC小车自动往返-200PLC控制台上观看完善程度并修改
毕业设计第7-8周
7
毕业设计交由指导老师评阅，确保准确无误
毕业设计第9周
8
毕业答辩
毕业设计答辩周
五、毕业设计成果表现形式
毕业设计作品为方案设计，包括文件资料和实物。文件以图文形式呈现，字数在1万字以上（程序、电路图、电器接线图以图纸形式展现，实物以图片形式展现）；设计作品的实物部分在毕业设计答辩时需要进行现场演示或音视频播放。
基于西门子S7—200PLC的小车自动往返运动系统分析
基于西门子S7—200PLC的小车自动往返运动系统分析在日常生活中的生产车间由于工作台的面积有限，这就要求有一运料的小车能及时的将成品运到指定的成品車间，由于操作工人对工作的熟练程度不同等原因，将会使工作台上的成品数量不同，这就要求操作工根据自己的需要及时呼来装料小车将成品运走。
小车需要将每个工作台上的成品都及时运走，这就要求小车在每个工作台的限时限量的装货。
但由于每个工作台的呼叫都是随机的，因此，小车运行及停靠应该是根据工作台的呼叫而决定的，而不是按预先设定的顺序依次运行，这样就提高了小车的效率。
实现了一定的车间智能化，提高了系统的可靠性，节约了一定的人力资源。
标签：自动往返限时限量控制程序一、控制任务及要求1.每个工作台都有一个呼叫按扭。
当需要小车过来装袋时，按一下按扭，系统接到呼叫信号就登记下来，同时通过点亮记忆灯来表示呼叫信号已接到。
智能运料小车就会通过程序判断自己的闲忙程度来确定到来的具体时间。
原则是谁先登记先接谁，不能截车。
2.封装打包时有以下基本要求。
每次最多装20袋，每次最多停留10秒，如果不到10秒种就把20袋都装完了，这时如果有其他工作呼叫，我们就控制小车运行。
如用尽10秒时间到小车仍然装不到20袋。
此时如果出现或者早已有呼叫信号，小车也会立即运行离开。
3.如果20袋货物已经装完了，等待10秒钟的时间也到了，此时如果没有其他的工作台呼叫小车，本个工作台可以继续装运货物，注意一旦有其他的工作台呼叫小车，小车立运行到达呼叫的工作台。
4.本系统增加数码指示，可以实时监测用数码管显示小车的停止位置。
5.呼叫信号要遵从先呼先去原则。
不能顺向截车，只要车上的货物达到60袋，小车此时直接到达卸料区，不再响应其他工作台的呼叫，但是小车要存储他们的呼叫顺序直到小车卸完料后再按顺序工作装料。
6.本系统设有一个启动按钮，一个停止按钮。
7.工作台和工作台之间的距离通过旋转编码器测量小车运行距离。
设定每4个工作台加一个成品装卸库。
基于PLC的小车自动往返运动控制系统2
第一章概述1完成本次循环工作后，停止在最初位置。
其运动路线示意图如下图如图1-1小车运动路线示意图2.1主电路图如图2-1为小车循环控制的主电路原理图。
该电路图利用两个接触器的主触点KM1 KM2分别接至电机的三相电源进线中，其中相对电源的任意两相对调，即可实现电机的正反转，也可达到小车左右运行的目的。
假设接通KM1为正转（小车右行），则接通KM2为反转（小车左行）。
左行右行SO21-1所示。
第二章硬件设计图2-1小车循环控制的主电路原理2.2 I/O 地址分配如表2-1为小车循环运动 PLC 控制的I/O 分配表。
在运行过程中，这些 I/O 口分别起到了控制 各阶段的输入和输岀的作用，并且也使小车的控制过程更清晰明了，动作与结果显示更加方便直接。
KM 32.3I/O 接线图如图2-2为小车循环运动PLC控制的I/O接线图。
在进行调试过程时，在PLC模块上，当I0.0有输入信号，即按下SQ1;当I0.1有输入信号，也即按下SQ2以此类推，I/O接线图就是把实际的开关信号变成调试时的输入信号。
同理，输出信号也是利用PLC模块把小车的实际运动用Q0.0、Q0.1的状态表现岀来。
图2-2小车循环运动PLC控制的I/O接线图2.4元件列表如表2-2为小车循环运动PLC控制的元件列表。
在本次设计中就是利用这些元件，用若干导线连接起来组成了我们需要的原理图、I/O接线图。
3.1程序流程图如图3-1为小车循环运动PLC控制的程序流程图。
小车在一个周期内的运动由4段组成。
设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。
首先小车位于初始位置，按下SB1启动后，小车向右行驶；当碰到行程开关SQ4小车转向，向左行驶；碰到行程开关SQ2小车再一次转向，向右行驶；碰到行程开关SQ3,小车又向左行驶，直到再次碰到SQ1,然后开始依次循环以上过程。
若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动，若此时按下停止按钮SB2小车又碰到行程开关SQ1,则小车回到初始位置。
基于PLC小车自动往返控制
项目课题：基于PLC小车自动往返控制2015年8月项目一：基于PLC 小车自动往返控制利用PLC 完成小车自动往返控制线路的安装与调试1、 按下正转启动按钮→正转接触器线圈得电吸合→电动机正向连续运转→小车右行；小车右行碰到SQ1→小车右行停止，延时1s 后小车左行。
2、 按下反转启动按钮→反转接触器线圈得电吸合→电动机反向连续运转→小车左行；小车左行碰到SQ2→小车左行停止，延时1s后小车右行。
3、按下停止按钮后，电动机停止运转。
4、SQ3、SQ4为小车运行的左右行极限位开关。
5、控制线路具有短路保护、过载保护等完善的保护措施。
6、各小组发挥团队合作精神，共同设计出PLC的I/O分配表，电气原理图、正确选择安装所需要的电器元件、规范完成线路的安装与配线、正确编制出PLC程序，并下载到PLC内，完成任务运行调试（空载与带载实验）。
一、电动机继电器控制线路二、PLC基本知识一、根据控制要求，首先确定I/O的个数，进行I/O的分配。
本案例需要8个输入点，2个输出点，如表2-1所示。
表2-1 PLC的I/O配置二、根据控制要求分析，设计并绘制PLC系统接线原理图，如下图2-1所示。
1．设计电路原理图时，应具备完善的保护功能，PLC外部硬件也具备互锁电路。
2．PLC继电器输出所驱动的负载额定电压一般不超过220V，或设置外部中间继电器。
3．绘制原理图要完整规范。
图2-1 plc系统接线原理图三、安装与接线1．材料准备：根据接线原理图，列出需要的所有材料清单，如表2-2所示。
（1）选择元件时，主要考虑元件的数量、型号及额定参数。
（2）检测元器件的质量好坏。
（3）PLC的选型要合理，在满足要求下尽量减少I/O的点数，以降低硬件的成本。
表2－2 材料清单2．安装与接线将所有元件装在一块配电板上，做到布局合理、安装牢固、符合安装工艺范。
（2）根据接线原理图配线，做到接线正确、牢固、美观（图片）。
四、程序设计1．过载保护：当电动机过载时，热继电器FR触点动作，软硬件都能使电动机停止。
PLC控制技术项目一 改造自动往返小车控制电路
任务1 安装自动往返小车控制电路
CPU224XP AC/DC/RLY上下端子接线示意图
PLC
主 要 性 能
任务1 安装自动往返小车控制电路
【知识准备】
2.内部资源 PLC是以微处理器为核心的电子设备。PLC的指令是针对元器件而言的，使用时可以将它看成是由 继电器、定时器、计数器等元件的组合体。PLC的内部设计了供编程使用的各种元器件。 软元件的最大特点是:
根据上述改造方法，本项目将分为安装自动往返小车控制电路和调试自动往返 小车控制电路两个任务，介绍运用西门子S7-200 PLC对自动往返小车的继电器控制 电路进行改造。
【相关知识和技能】
1．了解PLC的基本组成与工作原理； 2．了解西门子S7-200系列PLC的构造、工作原理、功能特点和技术参数； 3．了解S7-200系列PLC软件、硬件的安装使用； 4．了解PLC编程语言的种类； 5．掌握电气控制线路图的读图、分析和绘图方法； 6．掌握PLC电气控制系统的设计过程及方法； 7．熟悉STEP 7–Micro/WIN32的基本操作界面及各项工具栏的功能； 8．熟悉小车自动往返控制电路的工作原理和运行过程； 9．掌握使用STEP7-Micro/WIN编程软件进行程序编写、下载、调试和监控
仪表使用不熟练扣3分
4
安全文明生产 1.遵守安全生产法规
2.遵守实训室使用规定
违反安全生产法规或实训室使用规 10
定每项扣3分
备注
合计
100
老师签字
年 月日
任务2 调试自动往返小车控制电路
【任务目标】 1．了解PLC编程语言的种类和编程软件的使用方法； 2．熟悉STEP7–Micro/WIN V4.0的基本操作界面及各项工具栏的功能； 3．熟悉小车自动往返控制电路的工作原理和运行过程； 4．掌握使用STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件进行程序编写、下载、调试和监控 【任务分析】 在完成自动往返小车控制电路接线和程序设计后，即可进行控制电路的调试，调 试过程主要分为控制程序的录入、编译、下载、模拟调试及控制系统整体调试。 要完成上述调试任务，需掌握STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件的基础知识，会使 用该软件进行程序输入、修改、编译、下载及监控调试的操作。
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项目课题：
基于PLC小车自动往返控制
2015年8月
项目一：基于PLC 小车自动往返控制
利用PLC 完成小车自动往返控制线路的安装与调试
1
、 按下正转启动按钮→正转接触器线圈得电吸合→电动机正向连续运转→小车右行；小车右行碰到SQ1
→小车右行停止，延时1s 后小车左行。
2、 按下反转启动按钮→反转接触器线圈得电吸合→电动机反向连续运转→小车左行；小车左行碰到SQ2→小车左行停止，延时1s 后小车右行。
3、 按下停止按钮后，电动机停止运转。
4、 SQ3、SQ4为小车运行的左右行极限位开关。
5、 控制线路具有短路保护、过载保护等完善的保护措施。
6、 各小组发挥团队合作精神，共同设计出PLC 的I/O 分配表，电气原理图、正确选择安装所需要的电器元件、规完成线路的安装与配线、正确编制出PLC 程序，并下载到PLC ，完成任务运行调试（空载与带载实验）。
一、电动机继电器控制线路 二、PLC 基本知识
一、根据控制要求，首先确定I/O 的个数，进行I/O 的分配。
本案例需要8个输入点，2个输出点，如表2-1所示。
SQ1 右行限位开关 X3 SQ2 左行限位开关 X4 SQ3 右行极限位开关 X5 SQ4 左行极限位开关 X6 FR 热继电器
X7
二、根据控制要求分析，设计并绘制PLC 系统接线原理图，如下图2-1所示。
1． 设计电路原理图时，应具备完善的保护功能，PLC 外部硬件也具备互锁电路。
2． PLC 继电器输出所驱动的负载额定电压一般不超过220V ，或设置外部中间继电器。
3． 绘制原理图要完整规。
图2-1 plc 系统接线原理图
三、安装与接线
1．材料准备：根据接线原理图，列出需要的所有材料清单，如表2-2所示。
（1）选择元件时，主要考虑元件的数量、型号及额定参数。
（2）检测元器件的质量好坏。
（3）PLC 的选型要合理，在满足要求下尽量减少I/O 的点数，以降低硬件的成本。
表2－2 材料清单 序号 分类 名称 型号规格 数量 备注 1 工具 电工工具
1套 2
万用表
DT9205A 型
1块 3 可编程序控制器 FX3U-32M 1台 4 计算机 自定
1台 5
编程软件
GX Developer 8
1套
重点提示 重点提示
6
器材配电盘500MM×700MM 1块
7 导轨C45 0．5米
8 自动断路器DZ47-63/3P C63 1只
9 自动断路器DZ47S C20 1只
10 熔断器RT18-32 5只
11 接触器CJX1-9 2只
12 三相异步电动机JW-6314 1台
13 按钮LA4-3H 1只
14 行程开关JLXK1-111 4只
15 端子排D-20 1根（20节）
16
耗材铜塑线BVR/2.5 MM2 10米主电路
17 铜塑线BVR/1 MM2 25米控制电路
18 紧固件螺钉（型号自定）若干
19 线槽25mm×35mm 若干
20 管若干
2．安装与接线
将所有元件装在一块配电板上，做到布局合理、安装牢固、符合安装工艺。
重点提示
（2）根据接线原理图配线，做到接线正确、牢固、美观（图片）。
四、程序设计
1．过载保护：当电动机过载时，热继电器FR 触点动作，软硬件都能使电动机停止。
2．程序中注意Y0和Y1的软件互锁，硬件接线中也作KM1和KM2的互锁。
3. 程序设计简洁、易读、符合控制要求。
小车自动往返控制线路的梯形图程序，如图2-2所示。
重点提示 梯形图程序
图2-2 电动机正反转控制线路的梯形图程序
五、程序输入与调试
熟练的操作编程软件，能正确将编制的程序输入PLC；按照被控设备的要求进行调试、修改，达到设计要求。
利用编程软件输入程序，完成程序变换，正确选择COM端口。
选择COM方法：打开电脑设备管理器，查看端口数值。
写入PLC,达到以下设计要求：
1、按下正转启动按钮SB2→正转接触器KM1线圈得电吸合→电动机正向连续运转→小车右行；小车右行碰到SQ1→小车右行停止，延时1s后小车左行。
2、按下反转启动按钮SB3→反转接触器KM2线圈得电吸合→电动机反向连续运转→小车左行；小车左行碰到SQ2→小车左行停止，延时1s后小车右行。
3、按下停止按钮SB1后，电动机停止运转，小车停止运行。
4、SQ3、SQ4为小车运行的左右行极限位开关。
重点提示
1．通电前检查电路的正确性，确保通电成功。
2．调试程序符合控制要求。
3．注意人身和设备的安全。
任务完成，仔细检查,客观评价,及时反馈
六、工作任务评价
1、各小组派代表展示（利用投影仪）任务完成效果，接受全体同学的检阅。
2、其他小组提出的改进建议：
3、小组评估与总结:
4、教师评估:
5、各小组对工作岗位的“6S”处理
在小组和教师都完成工作任务总结以后，各小组必须对自己的工作岗位进行“整理、整顿、清扫、清洁、安全、素养”；归还所借的工量具和实习工件。