創新性實驗研究報告實驗項目名稱： 改造小車自動往復運動的繼電器控制電路圖為可編程控制器設計姓名 學號 手機 Email 專 業 自動化 班級 指導教師及職稱 開課學期 至 學年學期提交時間 年 月 日一、實驗摘要早期運料小車電氣控制系統多為繼電器接觸器組成的復雜系統，這種系統存在設計周期長、體積大、成本高等缺陷，無數據處理和通信功能，必須有專人負責操作，將PLC應用到運料小車電氣控制系統，可實現運料小車的自動化控制，降低系統的運行費用，PLC運料小車電氣控制系統具有連線簡單，控制速度快，可靠性和可維護性好，易于安裝、維修和改造等優點。隨著經濟的發展，運料小車不斷擴大到各個領域，從手動到自動，逐漸形成了機械化、自動化。 將PLC應用到運料小車電氣控制系統，可實現運料小車的自動化控制，降低系統的運行費用。它功能強大，可擴展到多達個I/O點，且能增加特殊功能模塊或擴展板。通信和數據連接功能選項使得PLC在體積、通信和特殊功能模塊等重要的應用方面非常完美。 關鍵詞 PLC；運料小車控制系統二、實驗目的結合電氣控制技術和可編程控制器課程的學習，通過對繼電器控制電路結構、工作原理、工作過程和控制等方法的研究和可編程控制器軟件硬件設計方法的學習，自主設計可編程控制器的梯形圖和外部接線圖，熟悉可編程控制器實驗驗證的基本方法，學會搜集資料和發現問題、分析問題和解決問題的方法，進一步熟練運用實驗設備開展創新性活動，學習創新性實驗報告的撰寫方法。三、實驗場地及儀器、設備和材料：實驗儀器：西門子S7-200PLC和電腦等實驗設備。四、實驗內容1、實驗原理1.1PLC的定義PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。”1.2PLC的特點（1）可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。（2）配套齊全，功能完善，適用性強PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品。可以用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。（3）易學易用，深受工程技術人員歡迎PLC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。（4）系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。（5）體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。2、實驗內容改造小車自動往復運動的繼電器控制電路圖為可編程控制器設計3、實驗步驟3.1工程設計要求車間有兩個工作臺，裝卸料