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1、 唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自動(dòng)化工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題目 基于plc控制的配料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系別 自動(dòng)化工程系 班級(jí)14機(jī)電11 姓名 郭宇宸 學(xué)號(hào) 148011219 指導(dǎo)教師 王振生 2017年 2月 14日 目錄 前 言 1 1 控制系統(tǒng)介紹和控制過程要求 2 1.1 控制系統(tǒng)在送料小車中的作用與地位 2 1.2 控制系統(tǒng)介紹 2 2送料小車系統(tǒng)方案的選擇 4 2.1 可編程控制器 PLC的優(yōu)點(diǎn) 4 2.2 小車送料系統(tǒng)方案的選擇 5 3 STEP7-Mic

2、ro/WIN32編程軟件介紹及功能 6 3.1 STEP7-Micro/WIN32編程軟件介紹 6 3.2、基本功能 6 3.3、其他功能 6 4基于PLC的送料小車接線圖及梯形圖 9 4.2 PLC端子接線圖 10 4.3 梯形圖分段設(shè)計(jì) 12 4.4 程序運(yùn)行原理說明調(diào)試與完善 16 4.5 系統(tǒng)總梯形圖設(shè)計(jì) 17 4.6 小車程序設(shè)計(jì) 22 結(jié) 論 27 謝 辭 28 參考文獻(xiàn) 29 摘 要 可編程序控制器（Programmable controller）簡(jiǎn)稱PLC，由于PLC的可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、靈活通用、使用方便

3、、維護(hù)簡(jiǎn)單，所以PLC的應(yīng)用領(lǐng)域在迅速擴(kuò)大。對(duì)早期的PLC，凡是有繼電器的地方，都可采用。而對(duì)當(dāng)今的PLC幾乎可以說凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要PLC。尤其是近幾年來，PLC的成本下降，功能又不段增強(qiáng)，所以，目前PLC在國(guó)內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。 本設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)送料小車的手動(dòng)和自動(dòng)化的轉(zhuǎn)化，改變以往小車的單純手動(dòng)送料，減少了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)！而且本送料小車的設(shè)計(jì)是由于工作環(huán)境惡劣，不允許人進(jìn)入工作環(huán)境的情況下孕育而成的。 本文從第一章送料小車的系統(tǒng)方案的確定為切入點(diǎn)，介紹了為什么選用PLC控制小車；第二章介紹了送料小車的應(yīng)達(dá)到的控制要求；第三章STEP7-

4、Micro/WIN32編程軟件介紹及功能；第四章根據(jù)控制要求進(jìn)行了小車系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)，包括端子接線圖、梯形圖(分段設(shè)計(jì)說明和系統(tǒng)總梯形圖)和程序指令設(shè)計(jì)；最后得出結(jié)論。 關(guān)鍵詞：PLC；送料小車；控制；程序設(shè)計(jì) 前 言 隨著社會(huì)迅速的發(fā)展，各機(jī)械產(chǎn)品層出不窮。控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，應(yīng)用范圍涉及各個(gè)領(lǐng)域，例如：機(jī)械、汽車制造、化工、交通、軍事、民用等。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。PLC的應(yīng)用不但大大地提高了電氣控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，而且大大地簡(jiǎn)化和減少了維修維護(hù)的工

5、作量。PLC以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、控制程序可變、體積小、質(zhì)量輕、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉等特點(diǎn) ，在機(jī)械制造、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 送料小車控制系統(tǒng)采用了PLC控制。從送料小車的工藝流程來看，其控制系統(tǒng)屬于自動(dòng)控制與手動(dòng)控制相結(jié)合的系統(tǒng)，因此，此送料小車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式。我在程序設(shè)計(jì)上采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，這樣就省去了工作方式程序之間復(fù)雜的聯(lián)鎖關(guān)系，從而在設(shè)計(jì)和修改任何一種工作方式的程序時(shí)，不會(huì)對(duì)其它工作方式的程序造成影響，使得程序的設(shè)計(jì)、修改和故障查找工作大為簡(jiǎn)化。 在設(shè)計(jì)該P(yáng)LC送料小車設(shè)計(jì)程序的同時(shí)總結(jié)了以往PLC送料小車設(shè)計(jì)程序

6、的一般方法、步驟，并且把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來，更加深入的了解了更多的PLC知識(shí)。 1 控制系統(tǒng)介紹和控制過程要求 1.1 控制系統(tǒng)在送料小車中的作用與地位 在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，要求整個(gè)工藝生產(chǎn)過程全盤自動(dòng)化，這就離不開控制系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)是整個(gè)生產(chǎn)線的靈魂，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線起著指揮的作用。一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進(jìn)行，重者甚至發(fā)生人身安全事故，這樣將給企業(yè)造成重大損失。 送料小車是基于PLC控制系統(tǒng)來設(shè)計(jì)的，控制系統(tǒng)的每一步動(dòng)作都直接作用于送料小車的運(yùn)

7、行，因此，送料小車性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關(guān)系。送料小車能否正常運(yùn)行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。 1.2 控制系統(tǒng)介紹 圖1-1 送料小車 本控制系統(tǒng)只要是用于控制送料小車的自動(dòng)送料。它既能減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度又能自動(dòng)準(zhǔn)確到達(dá)人不能達(dá)到或很難到達(dá)的預(yù)定位置。如圖1-1，推車機(jī)可以沿軌道上下移動(dòng)，到達(dá)預(yù)定位置。推車機(jī)上是一個(gè)小型泵站，通過控制電磁閥換向，使兩油缸伸出、縮回，頂出送料小車，再由各個(gè)倉(cāng)位控制要料。 用PLC對(duì)送料小車實(shí)現(xiàn)控制，其具體要求如下： (1) 送料小車1動(dòng)作要求：送料小車負(fù)責(zé)向四個(gè)料倉(cāng)送料，送料路上從左向右共有4個(gè)料倉(cāng)（位置開關(guān)SQ

8、1，SQ2，SQ3，SQ4）分別受PLC的I0.0，I0.1，I0.2，I0.3檢測(cè)，當(dāng)信號(hào)狀態(tài)為1是，說明運(yùn)料小車到達(dá)該位置。小車行走受兩個(gè)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)，Q0.4驅(qū)動(dòng)小車左行，Q0.5驅(qū)動(dòng)小車右行。料倉(cāng)要料由4個(gè)手動(dòng)按鈕（SB1，SB2，SB3，SB4）發(fā)出(對(duì)應(yīng)于PLC為I0.4，I0.5，I0.6，I0.7)按鈕發(fā)出信號(hào)其相應(yīng)指示燈就亮（HL1-HL4），指示燈受PLC的Q0.0-Q0.3控制。 送料小車2動(dòng)作要求：送料小車負(fù)責(zé)向四個(gè)料倉(cāng)送料，送料路上從左向右共有4個(gè)料倉(cāng)（位置開關(guān)SQ11，SQ12，SQ13，SQ14）分別受PLC的I1.0，I1.1，I1.2，I1.3檢測(cè)，當(dāng)信號(hào)狀態(tài)

9、為1是，說明運(yùn)料小車到達(dá)該位置。小車行走受兩個(gè)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)，Q1.5驅(qū)動(dòng)小車左行，Q1.4驅(qū)動(dòng)小車右行。料倉(cāng)要料由4個(gè)手動(dòng)按鈕（SB11，SB12，SB13，SB14）發(fā)出(對(duì)應(yīng)于PLC為I1.4，I1.5，I1.6，I1.7)按鈕發(fā)出信號(hào)其相應(yīng)指示燈就亮（HL11-HL14），指示燈受PLC的Q1.0-Q1.3控制。 (2)運(yùn)料小車行走條件： 運(yùn)料小車右行條件：小車在1，2，3號(hào)倉(cāng)位，4號(hào)倉(cāng)要料；小車在1，2號(hào)倉(cāng)位，3號(hào)倉(cāng)要料；小車在1號(hào)倉(cāng)位，2號(hào)倉(cāng)要料。 運(yùn)料小車左行條件：小車在4，3，2，0號(hào)倉(cāng)位，1號(hào)倉(cāng)要料；小車在4，3，0號(hào)倉(cāng)位，2號(hào)倉(cāng)要料；小車在4，0號(hào)倉(cāng)位，3號(hào)倉(cāng)要料；小車在

10、0位，4號(hào)倉(cāng)位要料。 運(yùn)料小車停止條件：要料倉(cāng)位與小車的車位相同時(shí)，應(yīng)該是小車的停止條件。 運(yùn)料小車的互鎖條件：小車右行時(shí)不允許左行啟動(dòng)，同樣小車左行時(shí)也不允許右行啟動(dòng)。 2送料小車系統(tǒng)方案的選擇 2.1 可編程控制器 PLC的優(yōu)點(diǎn) 可編程控制器 PLC對(duì)用戶來說，是一種無觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的推廣應(yīng)用。可編程控制器是面向用戶的專用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有許多明顯的特點(diǎn)。 1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)

11、工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如西門子公司生產(chǎn)的S7系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 2. 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，

12、已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 3. 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能

13、。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 4. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。 5. 體積小，重量輕，能耗低 以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100 mm，重量小于150 g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小，很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 2.2 小車送料系統(tǒng)方案的選擇 實(shí)現(xiàn)小車送料系

14、統(tǒng)控制有很多方法來實(shí)現(xiàn)，可以用單片機(jī)、可編程控制器PLC等元器件來實(shí)現(xiàn)。 但在單片機(jī)控制系統(tǒng)電路中需要加入A/D，D/A轉(zhuǎn)換器，線路復(fù)雜，還要分配大量的中斷口地址。而且單片機(jī)控制電路易受外界環(huán)境的干擾，也具有不穩(wěn)定性。另外控制程序需要具有一定編程能力的人才能編譯出，在維修時(shí)也需要高技術(shù)的人員才能修復(fù)，所以在此也不易用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。 而從上述第一節(jié)對(duì)PLC的特點(diǎn)了解可知，PLC具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此我們歸納出：可編程控制器PLC具有很高的可靠性，通常的平均無故障時(shí)間都在30萬小時(shí)以上；安裝，操作和維護(hù)也較容易；編程簡(jiǎn)單，PLC的基本指令不多，編程器使用比較方便，程序設(shè)計(jì)和產(chǎn)品調(diào)試周期短，具有很好

15、的經(jīng)濟(jì)效益。此外PLC內(nèi)部定時(shí)、計(jì)數(shù)資源豐富，可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)送料小車的控制。 因此，最終我選擇了用可編程控制器PLC來實(shí)現(xiàn)送料小車系統(tǒng)的控制，完成本次的設(shè)計(jì)題目。 3 STEP7-Micro/WIN32編程軟件介紹及功能 3.1 STEP7-Micro/WIN32編程軟件介紹 STEP7-Micro/WIN32是西門子公司專為SIMATIC S7-200系列可編程序控制器研制開發(fā)的編程軟件，它是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可用于開發(fā)用戶程序，又可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。下面將介紹該軟件的安裝、基本功能以及如何應(yīng)用編程軟件進(jìn)

16、行編程、調(diào)試和運(yùn)行監(jiān)控等內(nèi)容。 3.2、基本功能 STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件的開發(fā)，其主要實(shí)現(xiàn)以下功能。 (1)在脫機(jī)（離線）方式下創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原有的用戶程序。在脫機(jī)方式時(shí)，計(jì)算機(jī)與PLC斷開連接，此時(shí)能完成大部分的基本功能，如編程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的程序和參數(shù)都只能存放在計(jì)算機(jī)的磁盤上。 (2)在聯(lián)機(jī)（在線）方式下可以對(duì)與計(jì)算機(jī)建立通信關(guān)系的PLC直接進(jìn)行各種操作，如上載、下載用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)等。 (3)在編輯程序的過程中進(jìn)行語法檢查，可以避免一些語法錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)類型方面的錯(cuò)誤。經(jīng)語法檢查后，梯形圖中錯(cuò)誤處的

17、下方自動(dòng)加紅色波浪線，語句表的錯(cuò)誤行前自動(dòng)畫上紅色*，且在錯(cuò)誤處加上紅色波浪線。 (4）對(duì)用戶程序進(jìn)行文檔管理，加密處理等。 (5）設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控等。 3.3、其他功能 （1）運(yùn)動(dòng)控制 S7-200提供有開環(huán)運(yùn)動(dòng)控制的三種方式： 脈寬調(diào)制（PWM）-內(nèi)置于S7-200，用于速度、位置或占空比控制。 脈沖串輸出（PTO）-內(nèi)置于S7-200，用于速度和位置控制。 EM253位控模塊-用于速度和位置控制的附加模塊。 為了簡(jiǎn)化您應(yīng)用程序中位控功能的使用，STEP7-Micro/WIN提供的位控向?qū)Э梢詭椭趲追昼妰?nèi)全部完成P

18、WM、PTO或位控模塊的組態(tài)。該向?qū)Э梢陨晌豢刂噶睿梢杂眠@些指令在您的應(yīng)用程序中對(duì)速度和位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。對(duì)于位控模塊，STEP 7-Micro/WIN還提供了一個(gè)控制面板，可以控制、監(jiān)視和測(cè)試您的運(yùn)動(dòng)操作。 （2）創(chuàng)建調(diào)制解調(diào)模塊程序 使用EM241調(diào)制解調(diào)模塊可以將S7-200直接連到一個(gè)模擬電話線上，并且支持S7-200與STEP 7-Micro/WIN的通訊。該調(diào)制解調(diào)模塊還支持Modbus從站RTU協(xié)議，該模塊與S7-200之間的通訊通過擴(kuò)展I/O總線實(shí)現(xiàn)。 STEP 7-Micro/WIN提供一個(gè)調(diào)制解調(diào)擴(kuò)展向?qū)В梢詭椭O(shè)置一個(gè)遠(yuǎn)端的調(diào)制解調(diào)器，或者

19、設(shè)置將S7-200連向遠(yuǎn)端設(shè)備的調(diào)制解調(diào)模塊。 （3）USS協(xié)議庫(kù) STEP 7-Micro/WIN指令庫(kù)，該指令庫(kù)包括預(yù)先組態(tài)好的子程序和中斷程序，這些子程序和中斷程序都是專門為通過USS協(xié)議與驅(qū)動(dòng)通訊而設(shè)計(jì)的。通過USS指令，您可以控制這個(gè)物理驅(qū)動(dòng)，并讀/寫驅(qū)動(dòng)參數(shù)。 可以在STEP 7-Micro/WIN指令樹的庫(kù)文件夾中找到這些指令。當(dāng)您選擇一個(gè)USS指令時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增加一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的子程序（USS1到USS7）。 西門子庫(kù)在一張單獨(dú)的CD上出售，STEP 7-Micro/WIN附加件：指令庫(kù)，訂貨號(hào)是6ES7 830-2BC00-0YX0。在定購(gòu)和安裝了1.

20、1版本的西門子庫(kù)后，任何后續(xù)STEP 7-Micro/WIN V3.2x和V4.0升級(jí)都會(huì)在不需要附加費(fèi)用的情況下自動(dòng)升級(jí)您的庫(kù)（當(dāng)增加或修改庫(kù)時(shí)）。 （4）Modbus從站協(xié)議指令 STEP 7-Micro/WIN指令庫(kù)包含有專門為Modbus通訊設(shè)計(jì)的預(yù)先定義的子程序和中斷服務(wù)程序，使得與Modbus主站的通訊簡(jiǎn)單易行。使用Modbus從站協(xié)議指令，您可以將S7-200組態(tài)作為Modbus RTU從站，與Modbus主站通訊。 可以在STEP 7-Micro/WIN指令樹的庫(kù)文件夾中找到這些指令。通過這些新指令，可以將S7-200作為Modbus從站。當(dāng)選擇一個(gè)Modb

21、us從站指令時(shí)，會(huì)有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的子程序自動(dòng)添加到您的項(xiàng)目中。 西門子庫(kù)在一張單獨(dú)的光盤上出售，STEP 7-Micro/WIN附加件：指令庫(kù)，訂貨號(hào)為6ES7830-2BC00-0YX0。在定購(gòu)和安裝了1.1版本的西門子庫(kù)后，任何后續(xù)的STEP 7-Micro/WINV3.2x和V4.0升級(jí)都會(huì)在不需要附加費(fèi)用的情況下自動(dòng)升級(jí)您的庫(kù)（當(dāng)增加或修改庫(kù)時(shí)）。 （5）使用配方 STEP 7-Micro/Win軟件中提供了配方向?qū)С绦騺韼椭M織配方和定義配方。配方存在存儲(chǔ)卡中，而不是PLC中。 STEP 7-Micro/WIN軟件和S7-200 PLC已經(jīng)支持配方功能。S

22、TEP 7-Micro/Win軟件中提供了配方向?qū)С绦騺韼椭M織配方和定義配方。所有配方存在存儲(chǔ)卡中。因此，為了使用配方功能，必須要在PLC中插入一塊64K或者256K的存儲(chǔ)卡。要查閱關(guān)于存儲(chǔ)卡的更多信息。 （6）使用數(shù)據(jù)歸檔 STEP 7-Micro/Win提供數(shù)據(jù)歸檔向?qū)В瑢⑦^程測(cè)量數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)卡中。將過程數(shù)據(jù)移入存儲(chǔ)卡可以節(jié)省V存儲(chǔ)區(qū)的地址空間，否則這些數(shù)據(jù)將儲(chǔ)存在V存儲(chǔ)區(qū)中。 （7）PID自整定和PID整定控制面板 S7-200PLC已經(jīng)支持PID自整定功能，STEP 7-Micro/WIN中也添加了PID整定控制面板。這就大大增強(qiáng)了S7-200P

23、LC的功能，并且使這一功能的使用變得更加容易。 4基于PLC的送料小車接線圖及梯形圖 4.1 送料小車PLC的 I/O分配表 根據(jù)控制要求，PLC控制送料小車的輸入\輸出(I\0)地址編排如下表所示，其中SB5為啟動(dòng)開關(guān)，為SB6停止開關(guān)，SA6、SA7為手動(dòng)\連續(xù)選擇開關(guān)，SA1、SA2為上下、左右轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA3、SA4、SA5為油缸單動(dòng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。Q0.0-Q0.3和Q1.0-Q1.3控制8個(gè)要料指示燈，Q0.4-Q0.5和Q1.4-Q1.5控制小車1、2左行右行，Q0.6-Q0.7和Q1.6

24、-Q1.7。如表4-1所示： 4-1 I/O分配表 輸入點(diǎn)分配 輸出點(diǎn)分配 輸入接點(diǎn) 輸入開關(guān)名稱 輸出接口 驅(qū)動(dòng)設(shè)備 I0.0-I0.3 小車1行程開關(guān) (SQ1-SQ4) Q0.0-Q0.3 小車1要料指示燈 (HL1-HL4) I0.4-I0.7 小車1控制按鈕 (SB1-SB4) Q0.4-Q0.5 小車1左右行線圈 I1.0-I1.3 小車2行程開關(guān) (SQ11-SQ14) Q0.6-Q0.7 油缸1伸出縮回 線圈 I1.4-1.7 小車2控制按鈕 (SB11-SB14) Q1.0-Q1.0 小車2要料指示燈 (HL11-H

25、L14) I2.0-I2.5 推車機(jī)行程開關(guān) (SQ5-SQ10) Q1.4-Q1.5 小車2左右行線圈 I2.6-I2.7 起動(dòng)，停止按鈕 (SB5，SB6) Q1.6-Q1.7 油缸2伸出縮回 線圈 I3.0-I3.1 手動(dòng)，連續(xù) 轉(zhuǎn)換開關(guān)(SA6，SA7) Q2.0-Q2.1 推車機(jī)上下行線圈 I3.2-I3.3 推車機(jī)上下，左右 轉(zhuǎn)換開關(guān) (SA1，SA2) I3.4-I3.6 油缸單動(dòng)聯(lián)動(dòng) 轉(zhuǎn)換開關(guān)(SA3-SA5) 4.2 PLC端子接線圖 PLC型號(hào)的選擇：由于該系統(tǒng)是在原來CPU226的基礎(chǔ)上改進(jìn)的設(shè)備，而

26、現(xiàn)在共用了31個(gè)輸入，用直流24V；18個(gè)輸出，用交流電220V，所以我選擇用S7-200系列CPU226，加一個(gè)EM223的擴(kuò)展模塊。CPU226的主要的技術(shù)參數(shù)：輸入24VDC，24點(diǎn)；輸出220VAC，16點(diǎn)；電源電壓為AC100—240V 50/60Hz。 EM223的主要技術(shù)參數(shù)：輸入24VDC，8點(diǎn)；輸出220VAC，8點(diǎn)；電源電壓為AC100—240V 50/60Hz。如圖4-1所示： 圖4-1 端子接線圖 4.3 梯形圖分段設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)送料小車梯形圖，是分開來畫的。由總程序結(jié)構(gòu)圖、自動(dòng)操作程序圖、手動(dòng)操作程序圖、小車1

27、左右自動(dòng)送料運(yùn)行程序圖、小車2左右自動(dòng)送料運(yùn)行程序圖組成。 圖4-2 總系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 （1）程序的總結(jié)構(gòu)圖如圖4-2所示：因?yàn)樵谑謩?dòng)操作方式下，各種動(dòng)作都是用按鈕控制來實(shí)現(xiàn)的，其程序可獨(dú)立于自動(dòng)操作程序而另行設(shè)計(jì)。因此，總程序可分為兩段獨(dú)立的部分：手動(dòng)操作程序和自動(dòng)操作程序。當(dāng)選擇手動(dòng)操作時(shí)，則輸入點(diǎn)I3.0接通，其常閉觸點(diǎn)斷開，執(zhí)行手動(dòng)程序，并由于I3.1的常閉觸點(diǎn)為閉合，則跳過自動(dòng)程序。若選擇自動(dòng)操作方式，將跳過手動(dòng)程序段而執(zhí)行自動(dòng)程序。 （2）自動(dòng)程序設(shè)計(jì)，自動(dòng)操作控制主要是由行程開關(guān)來控制推車機(jī)的上行、下行，兩缸的伸出、縮回。通過行程開關(guān)的上限、下限、左限、右限準(zhǔn)確的控制推

28、車機(jī)到達(dá)預(yù)定位置。自動(dòng)程序時(shí)，手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到連續(xù)檔SA7，按下啟動(dòng)按鈕SB6，推車機(jī)上行，碰到上位行車開關(guān)SQ6，上行停止；同時(shí)兩個(gè)油缸動(dòng)作，推動(dòng)兩小車向左移動(dòng)，小車1、2碰到左位行程開關(guān)SQ10、SQ5，說明兩小車到位，這時(shí)各個(gè)倉(cāng)位可向小車要料；而且兩油缸縮回，碰到行程右位開關(guān)SQ8、SQ9停止收縮，推車機(jī)下行到行程開關(guān)位SQ7時(shí)停止。如圖4-3所示： 圖4-3 自動(dòng)操作程序圖 （3）手動(dòng)操作程序的設(shè)計(jì)，手動(dòng)操作控制簡(jiǎn)單，可按照一般繼電器控制系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)。手動(dòng)程序時(shí)，手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到手動(dòng)檔SA6，上下、左右轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到上/下行檔時(shí)，按啟動(dòng)按鈕SB5推車機(jī)上行，

29、按停止按鈕SB6推車機(jī)下行；上下、左右轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到左/右檔時(shí)，撥動(dòng)單動(dòng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3（缸1動(dòng)作），按啟動(dòng)按鈕SB5，缸1伸出推動(dòng)小車1左行；按停止按鈕SB6，缸1縮回；撥動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)到SA5（缸2動(dòng)作），按啟動(dòng)按鈕SB5，缸2伸出推動(dòng)小車2左行，按停止按鈕SB6，缸2縮回；撥動(dòng)單動(dòng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)到SA4（兩缸同時(shí)動(dòng)作）按啟動(dòng)按鈕SB5，兩缸伸出推動(dòng)兩小車左行；按停止按鈕SB6，兩缸縮回。如圖4-4所示： 圖4-4 手動(dòng)操作程序圖 （4）小車1自動(dòng)送料運(yùn)行程序，把小車1送到指定位置后，四個(gè)倉(cāng)位就可以向小車要料了，M0.0-M0.3分別代表小車1的1號(hào)料倉(cāng)到4號(hào)料倉(cāng)的要料狀態(tài)，運(yùn)料小車

30、1當(dāng)前所處位置由I0.0-I0.3，運(yùn)料小車1的右行，左行，停止控制由Q0.4、Q0.5。小車到位后，用上微分操作（P）來清除料倉(cāng)要料狀態(tài)信號(hào)及控制小車停車。（上微分操作的注意事項(xiàng)，上微分脈沖只存在在一個(gè)掃描周期，接受這一脈沖控制的元件應(yīng)寫在這一脈沖出現(xiàn)的語句之后）。小車1自動(dòng)送料圖如下圖4-5所示： 圖4-5 小車1左右自動(dòng)送料運(yùn)行程序圖 就可以向小車要料了，M1.0-M1.3分別代表小車2的1號(hào)料倉(cāng)到4號(hào)料倉(cāng)的要料狀態(tài)。運(yùn)料小車2當(dāng)前所處位置由I1.0-I1.3，運(yùn)料小車2的右行，左行，停止（5）小車2自動(dòng)送料運(yùn)行程序，把小車2送到指定位置后，四個(gè)倉(cāng)位控制由Q1.4、Q1.5。

31、小車到位后，用上微分操作（P）來清除料倉(cāng)要料狀態(tài)信號(hào)及控制小車停車。 小車2自動(dòng)送料圖4-6所示： 圖4-6 小車2左右自動(dòng)送料運(yùn)行程序圖 4.4 程序運(yùn)行原理說明調(diào)試與完善 本程序是用梯形圖所寫的。在運(yùn)行前，先選擇工作方式，手動(dòng)/自動(dòng)。選擇手動(dòng)SA6時(shí)，把上/下、左/右轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)到上/下檔SA1，按下SB5起動(dòng)點(diǎn)動(dòng)按鈕，推車機(jī)上行，按下SB6停止點(diǎn)動(dòng)按鈕，推車機(jī)下行；把上/下、左/右轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)到左/右檔SA2，再選擇小車的單動(dòng)、聯(lián)動(dòng)控制，小車1單動(dòng)時(shí)把單動(dòng)/聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)到單動(dòng)檔SA3，兩小車聯(lián)動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)到聯(lián)動(dòng)檔SA4，小車2單動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)到單動(dòng)檔SA5，這時(shí)按下起動(dòng)

32、按鈕SB5，油缸推動(dòng)小車左行，按下停止按鈕SB6，油缸縮回。選擇自動(dòng)SA7時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB5，推車機(jī)開始上行，碰到上限行程開關(guān)SQ6時(shí)停車，兩缸自動(dòng)推出小車，小車碰到左限行程開關(guān)SQ5、SQ10時(shí)，說明小車到位，各個(gè)倉(cāng)位可以向小車要料，這時(shí)兩缸自動(dòng)縮回，碰到右限行程開關(guān)SQ8、SQ9時(shí)，推車機(jī)自動(dòng)下行，下行到位后（碰到SQ7）停車。只有再次按下起動(dòng)按鈕SB5，才能再次運(yùn)行。 手動(dòng)程序中設(shè)置了聯(lián)鎖和保護(hù)電路。如推車機(jī)的上行、下行常閉觸點(diǎn)的聯(lián)鎖，推車機(jī)上下行行程有行程開關(guān)SQ6、SQ7控制保護(hù)。自動(dòng)程序是根據(jù)推車機(jī)的位置、油缸的位置來控制電路執(zhí)行下一條指令的。 油缸把小車推到位后，小車處于

33、準(zhǔn)備送料的初始位置，這時(shí)1-4號(hào)倉(cāng)位都可以向小車要料。本設(shè)計(jì)中要料時(shí)刻不同時(shí)，先要料者優(yōu)先，但是要料時(shí)刻相同時(shí)，卻不知道小車向哪個(gè)倉(cāng)位送料，需要改進(jìn)。 4.5 系統(tǒng)總梯形圖設(shè)計(jì) 由以上，我們畫出送料小車系統(tǒng)的總梯形圖，其中包括推車機(jī)的手動(dòng)控制程序、自動(dòng)控制程序、送料小車1控制程序、送料小車2控制程序。 如下圖4-7所示： 圖4-7送料小車梯形圖（a） 圖4-7 送料小車梯形圖（b） 圖4-7 送料小車梯形圖（c） 圖4-7 送料小車梯形圖（d） 4.6 小車程序設(shè)計(jì) 由系統(tǒng)總梯形圖，我們寫出送料小車的程序指令，如下表3-2所示： 表4-2 送料小

34、車程序指令表 LDN I3.0 A I3.3 JMP 0 A I2.6 LD I3.2 AN I2.4 LPS = Q1.6 A I2.6 LD I2.4 AN I2.0 O M2.2 = Q2.0 AN I1.3 LPP = M2.2 A I2.7 LD I3.4 AN I2.1 O M2.0 = Q2.1 A I3.3 LD I3.5 A I2.7 = M2.0 AN I2.2

35、 LD I3.4 = Q0.7 O M2.0 LD I3.6 A I3.3 O M2.0 A I3.3 A I3.3 A I2.6 A I2.7 AN I2.5 AN I2.3 = Q0.6 = Q1.7 LD I2.5 LBL 0 O M2.1 LDN I3.1 AN I0.3 JMP 1 = M2.1 LD I2.6 LD I3.6 O Q2.0 O M2.0 AN I2.0 AN

36、 Q2.1 O Q1.7 AN I2.7 AN I2.3 = Q2.0 AN Q1.6 LD I2.0 AN I2.7 O Q0.6 = Q1.7 AN I2.5 LD I2.5 AN Q0.7 AN I2.4 AN I2.7 O Q2.1 = Q0.6 AN Q2.0 LD I2.5 AN I2.1 O M2.1 AN I2.7 AN I0.3 = Q2.1 = M2.1 LBL 1 LD

37、 I2.0 LD I0.4 O Q1.6 AN M0.1 AN I2.4 AN M0.2 AN Q1.7 AN M0.3 AN I2.7 S M0.0 1 = Q1.6 S Q0.0 1 LD I2.4 LD I0.5 O M2.2 AN M0.0 AN I1.3 AN M0.2 = M2.2 AN M0.3 LD I2.5 S M0.1 1 O Q0.7 S Q0.1 1 AN I2.2 LD I0.

38、6 AN Q0.6 AN M0.0 AN I2.7 AN M0.1 = Q0.7 AN M0.3 LD I2.4 S M0.2 1 S Q0.2 1 A I0.5 LD I0.7 OLD AN M0.0 AN Q0.5 AN M0.1 S Q0.4 AN M0.2 LD I0.3 S M0.3 1 O I0.2 S Q0.3 1 O I0.1 LD I0.0 O M2.1 A M0.0 A I0

39、.4 LD I0.1 LD I0.3 A M0.1 O I0.2 OLD O M2.1 LD I0.2 A I0.5 A M0.2 OLD OLD LD I0.3 LD I0.3 O M2.1 A M0.3 A I0.6 OLD OLD EU LD M2.1 R Q0.0 6 A I0.7 R M0.0 4 OLD LD I0.0 AN Q0.4 O I0.1 S

40、 Q0.5 1 O I0.2 LD I1.4 A I.7 AN M1.1 LD I0.0 AN M1.2 O I0.1 AN M1.3 A I0.6 S M1.0 1 OLD S Q1.0 1 LD I0.0 LD I1.5 AN M1.0 LD I1.0 AN M1.2 O I1.1 AN M1.3 O I1.2 S M1.1 1 A I1.7 S Q1.1 1 LD I1.0 LD I1.6 O

41、 I1.1 AN M1.0 A I1.6 AN M1.1 OLD AN M1.3 LD I1.0 S M1.2 1 A I1.5 S Q1.2 1 OLD LD I1.7 AN Q1.5 AN M1.0 S Q1.4 1 AN M1.1 LD I1.3 AN M1.2 O I1.2 S M1.3 1 O I1.1 S Q1.3 1 O M2.2 LD I1.0 A I1.4 A M1.

42、0 LD I1.3 LD I1.1 O I1.2 A M1.1 O M2.2 OLD A I1.5 LD I1.2 OLD A M1.2 LD I1.3 OLD O M2.2 LD I1.3 A I1.6 A M1.3 OLD EU LD M2.2 R Q1.0 6 A I1.7 R M1.0 4 OLD AN Q1.4 S

43、Q1.5 1 結(jié) 論 在做這個(gè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了很多以前沒學(xué)過的知識(shí)，也鞏固了很多以前沒學(xué)好的知識(shí)，使我的專業(yè)理論知識(shí)更加扎實(shí)，軟件操作更加熟練了。做完這個(gè)設(shè)計(jì)后，我得出幾個(gè)結(jié)論如下： 一、送料小車在硬件設(shè)計(jì)中，加入了擴(kuò)展模塊，可以在觸點(diǎn)不夠的情況下方便地實(shí)現(xiàn)該小車的系統(tǒng)控制；然后軟件設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了上微分指令，簡(jiǎn)化了程序，還運(yùn)用了互鎖和聯(lián)鎖，確保了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少了系統(tǒng)的故障點(diǎn)。在送料小車的系統(tǒng)中加入了手動(dòng)操作程序，便于設(shè)備的維修，方便操作人員操作。 二、

44、該小車系統(tǒng)在實(shí)施的情況下，其成本價(jià)格比較高。 三、該小車控制系統(tǒng)的研究方向：由于本小車系統(tǒng)并不完善，只做了送料，沒有設(shè)計(jì)小車怎么裝料和小車到料倉(cāng)后送料的多少。這兩方面是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善，是將來的研究方向。 最后，經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們的設(shè)計(jì)能力以及全面的考慮問題能力。學(xué)習(xí)的過程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動(dòng)的。相信通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)它對(duì)我以后的學(xué)習(xí)及工作都會(huì)產(chǎn)生積極的影響。 謝 辭 本論文是在王振生導(dǎo)師親自指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上給了我很大的幫助，使我在設(shè)計(jì)過程中避免了許多無為的工作。導(dǎo)師一絲不茍、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)態(tài)

45、度，精益求精、誨人不倦的學(xué)者風(fēng)范，以及正直無私、磊落大度的高尚品格，更讓我明白許多做人的道理，在此我對(duì)導(dǎo)師表示衷心的感謝！ 本論文能夠完成，要感謝唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院的所有老師，是他們?cè)谶@三年的時(shí)間里，教會(huì)我的專業(yè)知識(shí)。在我撰寫論文期間，得到了我的指導(dǎo)老師的幫助，在忙碌的工作之余，給予我專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)，而且教給我學(xué)習(xí)的方法和思路，使我在科研工作及論文設(shè)計(jì)過程中不斷有新的認(rèn)識(shí)和提高。導(dǎo)師為論文課題的研究提出了許多指導(dǎo)性的意見，為論文的撰寫、修改提供了許多具體的指導(dǎo)和幫助。多得他們的指導(dǎo)和幫助才使我能完成本論文。我會(huì)在以后的工作中為社會(huì)作出貢獻(xiàn)去回報(bào)他們對(duì)我的教導(dǎo)。希望每個(gè)人都和我一樣，通

46、過做畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)W到很多的知識(shí)與道理，大家都能用一顆熱誠(chéng)的心去投身未來的工作，報(bào)效祖國(guó)、父母、老師。 在本文結(jié)束之際，特向我敬愛的導(dǎo)師和唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院所有老師致以最崇高的敬禮和深深的感謝！ 參考文獻(xiàn) 【1】 張結(jié)，黃德斌，唐毅.應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與IEC61850的引用和兼容關(guān)系.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004，28(19)：88～91 【2】 朱永利，黃歌，劉培培等.基于IEC61850的電力遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)化傳愉的研究.繼電器，2005，33(11)：45～48 【3】 章宏甲，黃誼，王積偉．液壓與氣壓傳動(dòng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2

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