台车PLC控制系统毕业设计.doc

1、江西工业职业技术学院毕业论文 第 1 页 共 15 页目 录引言3可编程控制器概述5PCL的基本结构和工作原理6一、 工艺过程 8二、 系统控制方案 9三、 PLC系统选择 9四、 I/O地址分配 9五、 程序设计11感谢信 12小结 13参考文献 14江西工业职业技术学院毕业论文 第 2 页 共 15 页电动运输车呼车 PLC 控制系统设计况月荣摘要：随着经济的发展，台车呼车控制系统在医药、冶金、建材、饲料加工等行业被广泛地用于物料的自动配置。实现物料的自动配置控制，不仅节省了人力和物力，而且也提高了产品的质量，提高了生产率，同时也可以实现现代化科学管理。本设计介绍的是基于可编程控制器西门子

2、 S7-200 的台车呼车控制系统的设计与实现，能够指示台车的停车位和呼车使能、是否可以呼车及台车是否到位、能够实现电机正转、电机反转、可以紧急停车等功能。本文阐述了可编程控制器西门子 S7-200 的功能特点以及操作。提出了系统的总体设计方案。本系统具有价格低廉、高可靠性、高性能和智能化的特点。通过该系统的成功研制和应用，生产效率将大幅提高，工人的劳动强度将大幅度降低，控制精度也将进一步提高。With economic development, the control system of car call in medicine, metallurgy, building materials

3、, feed processing industries are widely used in the automatic configuration of materials. Automatic configuration to achieve control of materials, not only saves manpower and material resources, but also improved product quality, increase productivity, but also can achieve modernization and scientif

4、ic management.Papers presented is based on Siemens S7-200 programmable controller of the car call control system for vehicle design and implementation, to indicate car parking spaces and car call enabled, can call cars and car is in place, can be achieved the motor is transferred, the motor reversal

5、, can be an emergency stop and other functions.In this paper, Siemens S7-200 programmable controllers features and operation. Proposed overall system design.The system has a low cost, high reliability, high performance and intelligent features.Success of the system through the development and applic

6、ation of productivity will increase dramatically, the labor intensity will be greatly reduced, the control accuracy will be further enhanced.江西工业职业技术学院毕业论文 第 3 页 共 15 页关键词：可编程控制器；呼车；西门子 S7-200引言PLC 技术代表了当今电气程序控制的世界先进水平。它与数控技术，工业机器人技术已成为机械工业自动化和 CIM 的三大支柱。据预测，在 90 年代，美、日、德等发达国家的控制屏将完全由 PLC 所占据。由于 PLC

7、 吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果，发展十分迅速，使它已远远超出单纯取代继电器的应用领域，远远超出逻辑控制的范畴，在从单机自动化到整条生产线自动化，乃至整个工厂的生产自动化；从 FMS、工业机器人到大型分散型控制系统中都担当着重要角色。PLC 的由来1968 年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM） ，为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技术要求，即：1） 编程简单方便，可在现场修改程序；2） 硬件维护方便，最好是插件式结构；3） 可靠性要高于继电器控制装置；4） 体积小于

8、继电器控制装置；5） 可将数据直接送入管理计算机；6） 成本上可与继电器柜竞争；7） 输入可以是交流 115V；8） 输出为交流 115V，2A 以上，能直接驱动电磁阀；9） 扩展时，原有系统只需做很小的改动；10） 用户程序存储器容量至少可以扩展到 4KB。根据招标要求，1969 年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC（PDP 14 型 ） ，并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。PLC 的发展PLC 问世以来，其发展极为迅速。由最初的 1 位机发展为 8 位机，现在的大型 PLC 已采用了 32 位微处理器，可同时进行多任务操作，其技术已经相

9、当成熟。江西工业职业技术学院毕业论文 第 4 页 共 15 页目前，世界上有 PLC 生产厂 200 多家，比较著名的有美国的 A-B 公司、通用电气公司，日本的三菱、松下电工、欧姆龙，德国的西门子，法国的施耐德等。生产的 PLC 品种繁多，产品的更新换代也极快，著名的生产公司几乎每 12 年即可推出一种新产品。PLC 的结构不断改进，功能日益增强，性能价格比越来越高。展望未来，PLC 在规模和功能上正朝着两个方向发展。一方面，大型 PLC 不断向大容量、高速度、多功能的方向发展，能取代工业控制微机对大规模复杂系统进行综合性的自动控制。另一方面，小型 PLC 向超小型、简易、廉价方向发展，能真

10、正完全取代最小的继电接触器系统，适应单机、数控机床和工业机器人等领域的控制要求。另外，不断增强 PLC 的联网通信功能，便于分散控制与集中控制的实现；大力开发智能 I/O 模块，极大地增强 PLC 的过程控制能力，提高它的适应性和可靠性；不断使 PLC 的编程语言与编程工具向标准化和高级化方向发展江西工业职业技术学院毕业论文 第 5 页 共 15 页可编程控制器概述(1)可编程控制器是当今工业控制领域占主导地位的一种新型自动控制装置，微电子技术和计算机技术的发展是 PLC 出现的技术基础和物质基础，GM10 是促使其问世的直接原因。目前，PLC 正向着标准化、小型化、大容量、高速度、多功能等方

11、面发展。(2) PLC 专为工业环境而设计，具有抗干扰能力强、可靠性高、通用性好、功能强、编程简单、使用维护方便等特点，主要应用于开关量控制、模拟量控制、数字控制及通信联网等到领域。 (3) PLC 按结构形式分为整体式和模块式两类；按功能和 I/O 点数可分为低档机（小型、超小型） 、中档机（中型） 、高档机（大型、超大型）三类。衡量 PLC 性能的指标主要有：I/O 总点数、用户程序存储容量、指令总数、扫描速度、内部寄存器配置及特殊功能模块等。(4) PLC 常用的编程语言有梯形图、语句表、流程图及高级语言等，其中梯形图、语句表最常用。 (5) PLC 主要由 CPU、存储器、I/O 模块

12、、电源模块、I/O 扩展模块、外设接口及编程器等部分组成；软件部分包括系统软件和用户软件两大部分。(6) PLC 的工作方式是采用循环扫描工作方式，每一循环包含了自诊断、与编程器等的通信、输入采样、执行用户程序、输出刷新五个阶段。小型 PLC 使用集中输入、集中输出工作方式，这大大提高了 PLC 工作的可靠性和抗干扰能力。(7) 扫描周期的大小与扫描速度、用户程序长短、I/O 点数及其刷新速度、连接外设的多少等因素有关。(8) 继电接触器控制采用硬逻辑“并行”运行的方式，而可编程序控制器采用循环扫描的工作方式，其逻辑关系是用程序实现而不是实际电路。 江西工业职业技术学院毕业论文 第 6 页 共

13、 15 页PCL 的基本结构和工作原理一、PLC 的工作方式PLC 对用户程序的执行采用循环扫描的工作方式。PLC 开始运行时，CPU 对用户程序作周期性循环扫描，在无跳转指令或中断的情况下，CPU 从第一条指令开始顺序逐条地执行用户程序，直到用户程序结束，然后又返回第一条指令开始新的一轮扫描，并周而复始地重复。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采集和对输出状态的刷新等工作。 二、PLC 的工作原理江西工业职业技术学院毕业论文 第 7 页 共 15 页PLC 采用循环扫描的工作方式，这是有别于微型计算机、继电接触器控制的重要特点。微机一般采用等待命令的工作方式。继电接触器控制系统采用硬逻辑

14、“并行”运行的方式。PLC 采用循环扫描的工作方式，在工作过程中，如果某个软继电器的线圈接通，该线圈的所有常开和常闭触点并不一定会立即动作，只有 CPU 扫描到该接点时才会动作：其常闭触点断开，常开触点闭合。也就是说，PLC 在任一时刻只能执行一条指令，是以“串行”方式工作，这样便避免了继电接触器控制的触点竞争和时序失配问题。三、PLC 的工作过程1PLC 的工作过程PLC 整个工作过程包含五个阶段：自诊断、与编程器等进行通信、输入采样、执行用户程序、输出刷新。PLC 的工作过程框图自 诊 断 与 编 程 器 、计 算 机 等 通 信 读 入现 场 信 号 执 行用 户 程 序 输 出结 果自

15、 诊 断 与 编 程 器 、计 算 机 等 通 信 读 入现 场 信 号 执 行用 户 程 序 输 出结 果2. 输入和输出映像寄存器输入和输出映像寄存器是在 PLC 的 RAM 工作区中将一特定区域的存储单元作为输入映像寄存器和输出映像寄存器的存储区。输入映像寄存器中存储着对应位输入“继电器”的通/断状态。高电平“1”为通，低电平“0”为断。此处“继电器”是指由系统软件程序贼予的具有继电器功能的“软继电器”。每位输入映像寄存器也对应着 PLC 每个实际输入端的通/断状态。输入映像寄存器的内容只能被 PLC 中的 CPU 读出，而不能被改写。输出映像寄存器单元存储着对应位输出寄存器的状态。在执

16、行用户程序时，输出映像寄存器既可被 PLC 的 CPU 读出，又可被 CPU 改写。 3PLC 对 I/O 的处理规则（1）输入映像寄存器的状态取决于各输入端子在上一个刷新期间的状态；江西工业职业技术学院毕业论文 第 8 页 共 15 页（2）程序执行阶段所需的输入、输出状态，由输入映像寄存器和输出映像寄存器读出；（3）输出映像寄存器的内容由程序中输出指令的执行结果决定；（4）输出锁存器中的内容由上一次输出刷新时输出映像寄存器的状态决定；（5）各输出端子的通断状态由输出锁存器的内容来决定。一、工艺过程 电动运输车呼车 PLC 控制系统控制要求：电动运输车呼车 PLC 控制系统示意图如下图所示。

17、其中电动运输车供 8 个加工点使用，对车的控制要求如下：电动运输车呼车系统未上电时，车停在某个加工点（也称工位） 。电动运输车呼车系统上电后，若无用车呼叫（也称呼车）时，则各工位的批示灯全亮，表示各工位均可以呼车。当工作人员按下某工位的呼车按钮进行呼车时，各工位的指示灯均灭，此时别的工位呼车无效，当呼车工位号大于停车工位号时，小车自动向高位行驶，当呼车工位号小于停车工位号时，小车自动向低位行驶，当小车到达呼车工位时自动停车。停车时间为 30S，供用车工位使用，此时，其它工位不能呼车。停车工位呼车时，小车不动。从安全角度出发，停电后再来电时，小车不能自行启动。ST1 ST2 ST3 ST4 ST

18、5 ST6 ST7 ST8 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 江西工业职业技术学院毕业论文 第 9 页 共 15 页电动运输车呼车系统示意图二系统控制方案.三 PLC 系统选择选择 S7-200 CPU224 基本单元（14 入/10 出）1 台及 EM221 扩展单元（8 入）1台组成系统。有呼车 ?N系统启动传送停车位信号传送呼车位信号呼车信号封锁何处呼车 ?小车驶向低位小车驶向高位小车到达呼车位停 3 0 s解除呼车信号封锁低位高位Y图 7 - 3 呼车系统工作流程江西工业职业技术学院毕业论文 第 10 页 共 15 页0.10.2.32L0.4.50.63

19、L0.71.0.1NL11L0.10.2.304.50.6.72M1.0.1.21.3.4ML+1M 1.5CPU24 1M0.10232M0.4.506.7E21ST1T2ST3ST45ST6T7ST8启 动 停 止SB12SB3S4SB56SB7S7正 转 反 转 指 示图 7-4 呼 车 控 制 系 统 I/O接 线 图DC24V四I/O 地址分配 下表为呼车系统输入/输出端口安排输 入 输 出限位开关 ST1 I0.0 呼车按钮 SB1 I2.0 电机正转接触器 Q0.0限位开关 ST2 I0.1 呼车按钮 SB2 I2.1 电机反转接触器 Q0.1限位开关 ST3 I0.2 呼车按钮 SB3 I2.2 可呼车指示 Q0.2限位开关 ST4 I0.3 呼车按钮 SB4 I2.3 限位开关 ST5 I0.4 呼车按钮 SB5 I2.4 限位开关 ST6 I0.5 呼车按钮 SB6 I2.5 限位开关 ST7 I0.6 呼车按钮 SB7 I2.6 限位开关 ST8 I0.7 呼车按钮 SB8 I2.7 系统启动按钮 I1.0 系统停止按钮 I1.1