1、 現代電氣控制及PLC應用技術 課程設計評閱書題目小車運行方向控制學生姓名張銀鵬學號20090212066指導教師評語及成績指導教師簽名： 年 月 日答辯評語及成績答辯教師簽名： 年 月 日教研室意見總成績： 室主任簽名： 年 月 日目 錄引言31課程設計目的4 1.1課程設計描述和目標42 系統總體方案設計5 2.1系統硬件設計5 PLC的選型5 S7-200224簡介5 2.2系統變量定義及分布表6 2.3系統接線圖設計73控制系統程序設計8 3.1控制系統流程圖設計8 3.2五工位送料小車自動控制主電路圖9 3.3 PLC 控制梯形圖設計104.系統調試及結果分析14 4.1系統調試及解

2、決的問題14 4.2 結果分析14設計總結15參考文獻16致謝17引言自動控制系統已被廣泛應用于人類社會的各個領域。在工業方面，對于冶金、化工、機械制造等生產過程中遇到的各種物理量，包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等，都有相應的控制系統。在此基礎上通過采用數字計算機還建立起了控制性能更好和自動化程度更高的數字控制系統，以及具有控制與管理雙重功能的過程控制系統。在農業方面的應用包括水位自動控制系統、農業機械的自動操作系統等。在軍事技術方面，自動控制的應用實例有各種類型的伺服系統、火力控制系統、制導與控制系統等。在航天、航空和航海方面，除了各種形式的控制系統外，應用的領域還

3、包括導航系統、遙控系統和各種仿真器。此外，在辦公室自動化、圖書管理 、交通管理乃至日常家務方面，自動控制技術也都有著實際的應用。隨著控制理論和控制技術的發展，自動控制系統的應用領域還在不斷擴大，幾乎涉及生物、醫學、生態、經濟、社會等所有領域。運料小車是工業運料的主要設備之一。廣泛應用于自動生產線 冶金、有色盒屬、煤礦、港口、碼頭等行業，各工序之間的物品常用有軌小車來轉運。小車通常采用電動機驅動，電動機正轉小車前進，電動機反轉小車后退。本文采用PLC技術，研究了運料小車的控制方法。1.課程設計目的培養綜合運用PLC及有關先修課程的基礎知識，去解決某一實際問題的基本訓練。通過電路設計，了解單片機的

4、工作特征，掌握單片的工作原理，從而加深對該課程知識的理解。通過本課程設計，主要訓練和培養學生以下能力：(1) 查閱資料：收集與本設計有關的資料（包括從已發表的文獻和生產現場中收集的）。(2) 方案選擇：樹立即考慮技術的先進性與可行性，又考慮經濟上的合理性。并注意提高分析和實際解決問題的能力。(3) 迅速準確的進行工程計算的能力。(4) 用簡潔的文字，清晰的圖表來自己設計思想的能力。1.1課程設計描述和目標課程設計描述 1、控制要求：一架運料小車可以在1#5#工位之間自動移動，只要對應工位上有呼叫信號，小車便會自動向呼叫工位移動，并在到達呼叫工位后自動停止，示意圖入下圖所示： 2、使用設備：PL

5、C試驗臺設計任務：畫出主電路圖，控制電路圖，并編寫PLC程序2系統總體方案設計2.1 系統硬件設計 PLC的選型在PLC日益成為工廠自動化基本技術平臺的時代，如何選用一部適合的PLC即滿足技術要求，又能實現經濟效益，是一項重要課題。PLC本身強調的特色為：體積小、功能強、操作簡便、程序設計簡易、模塊擴充性好、通信方便等，針對上述要求選擇PLC控制系統。西門子公司的S7-200系列PLC以其功能強、功能強大、性價比高等特點受到廣泛青睞。因為該設計需要13個輸入和3個輸出故需要CPU有至少14個數字量輸入PLC，故滿足這一技術要求的S7-200系列PLC的CPU類型有224、224XP、226等。

6、PLC的選型不但要滿足技術要求，還要考慮到經濟性，因此這里選用S7-200系列的224PLC。 S7-200224簡介CPU224集成14 輸入/10 輸出共24個數字量I/O 點?？蛇B接7個擴展模塊，最大擴展至168 路數字量I/O 點或35 路模擬量I/O 點。16K 字節程序和數據存儲空間。6個獨立的30kHz 高速計數器，2 路獨立的20kHz 高速脈沖輸出，具有PID 控制器。1 個RS485 通訊/編程口，具有PPI 通訊協議、MPI 通訊協議和自由方式通訊能力。I/O 端子可很容易地整體拆卸。是具有較強控制能力的控制器。2.2 系統變量定義及分配表序號符號地址名稱1SB1I0.0

7、啟動按鈕開關2SB2I0.1停止按鈕開關3SQ1I0.2一號站到位開關4SQ2I0.3二號站到位開關5SQ3I0.4三號站到位開關6SQ4I0.5四號站到位開關7SQ5I0.6五號站到位開關8SB3I0.7一號站呼叫開關9SB4I1.0二號站呼叫開關10SB5I1.1三號站呼叫開關11SB6I1.2四號站呼叫開關12SB7I1.3五號站呼叫開關13KM1Q1.0電機正傳14KM2Q1.1電機反轉15HLQ0.1Q0.515號位指示燈2.3 系統接線圖設計系統接線圖如圖3所示3控制系統程序設計3.1 控制程序流程圖設計圖4 控制程序流程圖3.2五工位送料小車自動控制主電路圖圖5中采用2個DC24

8、V繼電器和1個12V直流電源來實現直流電機的正反轉，2個繼電器線圈直接接到可編程控制器的輸出端。當繼電器線圈1得電時繼電器1的觸點由k1轉換到k2，而繼電器線圈2的觸點狀態不變，電流流向如I1所示，驅使DCI2V電機按一定方向運轉：當繼電器線圈2得電時，繼電器線圈I觸點狀態不變，而繼電器線圈2的觸點由k3轉換到k4，電流流向如I2所示驅使DC12V電機按相反的方向運轉圖5 五工位送料小車自動控制主電路圖3.3 PLC控制梯形圖設計4系統調試及結果分析4.1 系統調試及解決的問題1.先將PLC程序傳入S7-200-CPU 224PLC中，按下啟動按鈕，電機正常運行。2.當按下SB3SB7中任何一

9、個按鈕，PLC記錄先按下按鍵站位號后，同時鎖住按鍵，使其他按鍵按下無效，然后小車向該站位號行駛，4.2結果分析經調試測試該設計滿足以下要求：1）留在5個工位中任意一個開關的位置上。PLC上電后小車停在某工位上則該工作位指示燈亮，其余不亮燈表示該工位可以呼車。2）若某工位呼車時，各工位的指示燈均滅，表示此后再呼車無效。3）若小車所停工位號等于呼車號時小車原地不動；若小車所停工位號大于呼車 號時，小車自動向高位行駛；若小車所停工位號小于呼車號時，小車自動向低位行駛；。當小車達到呼車位時自動停車。4）停電后再復電，小車不會自動啟動。設計總結通過這次課程設計，我學到了很多PLC方面的知識，同時也加強了

10、對畫圖工具的使用，在老師的精心指導下和同學合作之下最終成功地完成了此次設計，并從中學到了很多的知識和經驗。本次課程設計使我認識到：（1）設計思路是實施操作的堅實基礎。設計思路是電路的生命。（2）活學活用。這次設計讓我真正體會到了書本知識永遠是基礎，而基礎正是你向高層次邁進的扎實階梯，沒有這個基礎，就無法實現技術上的騰飛。在實踐當中，靈活運用書本上所講的知識，萬變不離其中，只有扎實掌握了核心的方法，才有可能做到活用巧用。（3）通過這次對小車自動運料的PLC控制的設計，讓我對基本的PLC梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我了解了關于PLC設計原理和工作原理。雖然本次課程設計是以組的形式完成的，就是因為如此，讓我們知道了集體的力量，遇到問題和同學互相討論交流等。參考文獻1 廖常初.PLC編程及應用M . 北京：機械工業出版社，2008.2 呂厚余，鄧力.工業電氣控制技術M.北京：科學出版社，2007.3電氣控制與PLC應用，機械工業出版社，2001。4現代電氣控制及PLC應用技術，北京航空航天大學出版社，2005