1、小車自動定位方案設計摘要目前人們已經意識到以工業控制機為核心的PLC控制系統的重要性，紛紛將或準備將組態控制技術作為自己的發展方向。同時進入了自動化，信息化和智能化時代。在自動化生產線，當生產現場環境惡劣時，人工不能完成的任務如物料運輸等，可采用智能小車來替代完成。基于生產現場和日常生活的實際需要，本設計研究和開發了此類智能小車系統，通過對小車自動控制過程的分析，采用德國西門子公司的S7-200系列可編程序控制器實現了對小車的定位自動控制，明確了小車自動控制過程中實現控制過程的工藝要求，能達到小車自動定位、實現電機控制的正反轉運行等功能。 關鍵詞：S7-200 PLC 小車定位控制 目錄一、選

2、題的目的和背景3（1）設計目的3（2）設計背景.3二、設計思想及原理4（1）PLC的介紹 .5（2）CPU處理模塊.5（3）設計思想和原理.5三、軟件使用.6四、設計內容及步驟6（1）小車運行模擬圖7 （2）IO口列表7（3）繪制流程圖8（4）程序編寫9五、結論和總結10一、 選題的目的和背景（1） 設計目的1.了解常用電氣控制裝置的設計方法、步驟及設計原則； 2.學以致用，鞏固書本知識。通過課程設計使自己初步具有設計電氣控制裝置的能力，從而培養和提高我的獨立工作能力； 3.進行一次工程技術設計的基本訓練，培養自己查閱書籍、參考資料、上網查詢信息的能力，運用計算機進行工程繪

3、圖的能力，編制技術文件的能力等，從而提高自己解決實際工程技術問題的能力； 4.加深對PLC原理與應用、機電傳動控制等課程的理解； 5.考察幾年來所學的知識綜合應用水平； 6.提高自己的實際操作和解決實際問題的能力。 （2）設計背景可編程控制器簡稱PLC，是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術發展而來的一種新型工業控制裝置。它具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優點，已廣泛用于工業過程和位置的自動控制中。據統計，可編程控制器是工業自動化裝置中應用最多的一種設備。專家認為，可編程控制器將成為今后工業控制的主要手段和重要的基礎設備之一，PL

4、C、機器人、CAD/CAM將成為工業生產的三大支柱。  PLC是在繼電器控制邏輯基礎上，與3C(Computer、Control、Communication)技術相結合，不斷發展完善的。目前已從小規模單機順序控制，發展到包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領域。  自動化系統中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產現場的各單機設備上，雖然它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環境中，但PLC是專門為工業生產環境而設計的控制裝置，在設計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強的適應惡劣工業環境的能力、

5、運行穩定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業環境使用。    由以上介紹可以看出PLC的應用不盡為生產節約了人力物力，更重要的是，PLC使從事配料生產線的工廠和部門大大的提高了生產效率！ 同時隨著企業現代化生產規模的不斷擴大和深化，為滿足現代化生產與流通的需要，就必須采用以計算機控制技術為主要手段組成的智能小車技術。本設計通過對小車自動控制過程的分析，明確了小車自動控制過程中實現控制過程 的工藝要求。設計中以小車為控制對象，采用德國西門子公司的S7-200 系列可編程序 控制器實現了對小車的定位自動控制。文中首先闡述

6、了詳細描述小車定位自動控制系統的設計過程，包括小車工作時的 PLC 接口分布，并附有PLC 程序梯形圖。二、設計思想及原理（1）PLC的介紹 可編程控制器（Programmble Controller）是計算機家族中的一員，是為工業控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器，簡稱PC。但為了避免與個人計算機（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。可編程控制器實際上是一種工業控制計算機，它的硬件結構與一般微機控制系統相似，甚至與之無異。可編程序控制器主要由CPU(中央處理單元)存儲器(RAM和EPROM),輸入/輸出模

7、塊(簡稱為I/O模塊)、編程器和電源五大部分組成。近年來發展極為迅速、應用面極廣的工業控制裝置。它按照成熟而有效的繼電器控制概念和設計思想，利用不斷發展的新技術、新電子器件，逐步形成了具有特色的各種系列產品。  PLC之所以越來越受到控制界人士的重視，是和它的優點分不開的:1)功能齊全，它的適用性極強，幾乎所有的控制要求，它均能滿足；2)應用靈活， 其標準的積木式硬件結構，以及模塊化的軟件設計，使得它不僅可以適應大小不同、功能繁復的控制要求，而且可以適應各種工藝流程變更較多的場合； 3)操作方便，維修容易，穩定可靠。盡管PLC有各種型號，但都可以適應惡劣的工業應用

8、環境，耐熱、防潮、抗震等性能也很好，一般平均無故障率可達幾萬小時。（2）CPU處理模塊 中央處理單元(CPU)： CPU在PLC中的作用類似于人體的神經中樞，它是PLC的運算、控制中心。它按照系統程序所賦予的功能，完成以下任務: (1) 接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數據；(2) 診斷電源、PLC內部電路的工作狀態和編程的語法錯誤; (3) 用掃描的方式接收輸入信號，送入PLC的數據寄存器保存起來; (4) PLC進入運行狀態后，根據存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進行解釋和執行，完成用戶程序中規定的各種操作;

9、 (5) 將用戶程序的執行結果送至輸出端。  現代PLC使用的CPU主要有以下幾種: (1)通用微處理器，如8080, 8088, Z80A, 8085等。通用微處理器的價格便宜，通用性強，還可以借用微機成熟的實時操作系統、豐富的軟硬件資源。 (2)單片機，如8051等。單片機由于集成度高、體積小、價格低和可擴充性好，很適合在小型PLC上使用，也廣泛地用于PLC的智能UO模塊。 (3)位片式微處理器，如AMD2900系列等。位片式微處理器是獨立于微型機的另一分支。它主要追求運算速度快，它以4位為一片。用幾

10、個位片級聯，可以組成任意字長的微處理器。改變微程序存儲器的內容，可以改變計算機的指令系統。位片式結構可以使用多個微處理器，將控制任務劃分為若干個可以并行處理的部分，幾個微處理器同時進行處理。這種高運算速度與可以適應用戶需要的指令系統相結合，很適合于以順序掃描方式工作的PLC使用。（3）設計思想和原理1、四個按鈕SB1-SB4分別為小車送料的四個目的地。 2、SQ1-SQ4為接近開關，分別作為四個目的地SB1-SB4的到位檢測。 3、按下啟動按鈕小車開始運行，首先讓小車處于SQ1位置。 4、當某個目的地（按鈕）發出請求后，小車運行到該目的地。例如：當小車在SQ1處時，按下按鈕SB4，小車向上運行

11、，直到接近開關SQ4檢測到信號，小車停止。 三、軟件使用 SIEMENS 公司編程軟件STEP7 的簡單介紹 STEP7 是一個用于對SIEMENS S7-200系列PLC、S7-300系列PLC、以及S7-400系列 PLC建立、測試和維護程序的工具。它是一個支持PLC設備和地址信息，SIEMENS 的 PLC和這些PLC支持的網絡設備進行通信的方便工具。該軟件具有如下特點： （1） 統一的Windows開發易于操作: 使用Windows環境下的各種工具可同時在不同程序之間剪切或粘貼程序語句或其 他數據。使用統一的Windows工具能夠毫不費力的開始設計和開發工作。（2） 它能在以下工業領域

12、實現多種多樣的自動化控制任務：生產制造工程；汽車工業；通用機械制造；專業機械制造；塑料加工；包裝工業；食品和煙草工業；過程控制工程； （3） 它的特點是高效率的組態和編程，從而大幅度地降低工程成本。此外，集成的高性能系統診斷功能可保證控制器的更高可用性，顯著提升生產率。為了減少停機時間，增加產量，提供可組態的過程診斷，以用于分析和排除過程故障。 （4） 它為節省空間的模塊化設計，可以適配您現有的各種機械控制任務，不需要考慮槽位規則。（5） 全集成自動化：通過單一、全集成和統一標準的系統就能完成用戶所有的自動化任務。 （6）分布式預處理：這種機器和設備的新概念能給用戶帶來很多優點，如可重復使用的

13、軟件，更快速的調試時間和更高的可用性。 四、設計內容及步驟（1）小車運行模擬圖：位置傳感器：檢測小車是否經過某一站。繼電器：DC24V；接通或斷開小電流控制電路，實現控制和保護的自動控制系統。電機：DC24V，30rpm，帶減速器直流電機；帶動小車運行。（2） IO口列表序號輸入輸出名 稱PLC端口名 稱PLC端口1按鈕SB1I0.0照明燈LB1Q0.02按鈕SB2I0.1照明燈LB2Q0.13按鈕SB3I0.2照明燈LB3Q0.24按鈕SB4I0.3照明燈LB4Q0.35SQ1I0.4指示燈LFQ0.46SQ2I0.5指示燈LZQ0.57SQ3I0.6電機正傳Q0.68SQ4I0.7電極反轉Q0.7(3)繪制流程圖 （4）程序編寫 五、結論和總結 在自動化生產線上，有些生產機械的工作臺需要按一定的順序實現自動往返運動，并且有的還要求在某些位置有一定的時間停留，以滿足生產工藝要求。此次設計用PLC程序實現運料小車自動往返順序控制，具有程序設計簡易、方便、可靠性高。經過我和小組的討論和修改最終形成了該程序，對我PLC的編程訓練起到十分重要的作用。程序的編寫有時候會出現錯誤，但是我們都能仔細的研究、討論和仿真，糾正對方的錯誤和缺點進行優化，最終使課題的目標得以實現。同時對于編程軟件的應用也更加熟練了。從理論到實踐，在整整半個月的日子里，不