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1、东吐石油大学德程毅时罐 程 PLC控一系疫薛程世行#目小车多方式运行的PLC校制晚系电倍息工程学浣专业班级劲化二 -多史旗名学生号号指导数师东北石油大学课程设计任务书课程PLC控制系统课程设计题目小车多方式运行的PLC控制专业 自动化 姓名 学号主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：1 .设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等,系统有启动、停止功能；2 .运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；3 .用组态王监控组态软件，设计出上位监控系统；4 .进行系统调试，实现小车多方式运行的控制要求。基本要求：1 .小车起始位置停在x (x=l4)号站台，SYx传感器为
2、ON;2 .假如y(y=l4)号站台呼叫，如果：x y,小车左行到呼叫站台停车；x y,小车左行到呼叫站台停车；xy,小车右行到呼叫站台停车；x=y,小车停止；3 .小车在SY1和SY4处要有可靠的保护功能，自动往返或准确停车，不 能向外撞；4 .小车路过每个站台要有指示灯显示；但LB1和LB4灯要闪3次；左行 LBl SB? M0 0000旧$B4出右行0 00 0o1.2小车多方式运行控制工艺分析本课程设计主要是设计两个模块:小车对站台呼叫的反应电路以及小车路过 站台时指示灯的显示。出于简化设计方案的考虑，本文在设计之前做出这样的假 设：小车停止前仅有一个呼叫的站台起作用。比如当小车从2号
3、站台向3号前进 的过程中，1、2、4三个站台不会呼叫，除非小车到达3号站台停止。在这种假设的基础下，采用模块化的设计思想，对两个模块的电路分别设计, 最后将两者整合到一起，即可。第2章 控制系统总体方案设计2.1 系统硬件组成小车系统由直流电机、继电器、小车和4个站台等组成，每个站台有检测 传感器、指示灯和按钮，采用S7-200PLC进行控制。2.2 控制方法分析本课程设计主要是设计两个模块:小车对站台呼叫的反应电路以及小车路过 站台时指示灯的显示。出于简化设计方案的考虑，本文在设计之前做出这样的假 设：小车停止前仅有一个呼叫的站台起作用。比如当小车从2号站台向3号前进 的过程中，1、2、4三
4、个站台不会呼叫，除非小车到达3号站台停止。在这种假设的基础下，采用模块化的设计思想，对两个模块的电路分别设计, 最后将两者整合到一起，即可。2. 3 I/O分配经过对控制过程和要求的详细分析，明确了具体的控制过程。1 .小车起始位置停在x (x=l4)号站台，SYx传感器为ON;2 .假如y(y=l4)号站台呼叫，如果：xy,小车左行到呼叫站台停车;xy,小车右行到呼叫站台停车；x=y,小车停止；3 .小车在SY1和SY4处要有可靠的保护功能，自动往返或准确停车，不 能向外撞；4 .小车路过每个站台要有指示灯显示；但LB1和LB4灯要闪3次；如上所述，由此可以得出所需PLC的输入点9个，输出点
5、6个。本设计使用9个输入继电器，6个输出继电器，6个辅助继电器(各辅助继 电器的功能在程序程序对应部分会有说明)。输入输出继电器的选择与对应关系 如表2T：表27 I/O分配表输入功能说明输出功能说明SBOX0启动/停止KM1Y1左行SB1XI呼叫站台1KM2Y2右行SB2X2呼叫站台2R1Y10第一个站台的指示灯SB3X3呼叫站台3R2Y20第二个站台的指示灯SB4X4呼叫站台4R3Y30第三个站台的指示灯SQ1XII限位1R4Y40第四个站台的指示灯SQ2X12限位2SQ3X13限位3SQ4X14限位42.4系统结线图设计根据下节软件的设计，选择适合的输入、输出，即可得到系统接线图，如图
6、2-1：图27系统接线图第3章控制系统梯形图程序设计图37控制程序流程图3.1控制程序流程图设计使用西门子S7-2OO系列，根据系统控制要求，可画出程序流程图如图3-1所3.2 控制程序梯形图设计根据程序流程图可以设计出系统梯形图程序，程序见附录。3.3 控制程序设计思路1、小车对站台呼叫的反应电路取两个寄存器，分别存放呼叫的站台以及小车停靠的站台（本文的设计中这 两个寄存器分别为DO和D1）,显然，我们可以通过cmp指令进行x, y的大小 判断，当xy时，执行左行命令（即本文设计程序中的SET Y1指令）；当xvy时, 执行右行命令（即本文设计程序中的SET Y2指令）；当x=y时，执行左行
7、命令（即 本文设计程序中的RSTY1和RSTY2指令）。在这样的思路下，我们不可避免的将遇到三个问题：如何在DO中存放所呼 叫的站台？如何准确获取并在D1中存放小车停靠的位置？执行左行或右行命令 后，如何使得小车在指定站台停止，并同时记录下新的停靠位置，即更新D1寄 存器的内容？对于第一个问题，直接运用mov指令即可。方法是设置四个输入继电器 xl,x2,x3,x4分别表示第i个站台呼叫,当xi接通时,执行mov Ki DO, （i取1、 2、3, 4）o对于第二个问题，解决方法是当小车停止时;即相应的到位开关SQL SQ2、 SQ3 或 SQ4 接通时,执行 mov Ki DI, （i 取
8、1、2、3, 4）。第三个问题，判断小车停止的条件是使用到位开关SQ,本文的程序里使用 四个继电器xll,xl2,xl3,x14来表示。2、小车路过站台时指示灯的显示本文的程序里用Y用,Y20,Y30,Y40分别表示第1、2、3、4站台的指示灯。根据题目要求，当小车路过站台时，对应的站台的指示灯要痉，对于第2,3站台 指示灯，这个效果直接用指令LDX12,OUTY20;LDX13QUTY30即可控制。但 是对于第1、4号站台，要求指示灯闪烁三次，则像上面这样简单的指令是不能 满足要求的，需要引入定时器（用以控制“闪烁”的间隔时间）和计数器（用以 控制闪烁“3次”）。详细控制图和程序见后文。另外
9、，考虑到这两个站台指示灯 的功能相同，因此程序里可以使用子程序，以减少定时器、计数器和继电器的个 数，同时亦能提高程序运行的效率和可靠性。第4章监控系统设计4.1 PLC与上位监控软件通讯本次设计上位监控软件采用国产组态王软件。组态王软件是一款功能强大, 又易于上手的上位机监控界面组态软件。S7-200 PLC与上位机通过主机串口 1采用RS232方式进行通讯，详细设置 如下图所示：4.2 上位监控系统组态设计4.3 实现的效果组态王支持C语言的状态命令语言对组态王界面进行编程，从而实现一定 的动画效果。在组态王内建立一个内存整数的变量来表示小车的运动位置，然后 将此变量作为小车动画连接变量并
10、利用页面命令语言每500毫秒就对该变量根 据PLC传给组态王信号来确定该变量的加减，就可以实现小车运动及运动方向 的模拟。当该变量增加到一定值时，就对组态王定义的对应PLC的X5X11的 IO变量置1来模仿小车碰触到限位开关（注：由于组态王赋值与PLC的输入输 出会相互干扰，故该高电平信号只能短暂维持，与实际情况有所出入，但由于程 序部分只需要短时间高电平信号即可，故不对其进行另外处理）由此即可实现利 用组态王模拟小车多方式运行工作过程的仿真。即当按下某个位置开关对应的呼 叫按钮，指示灯亮，小车即运行到该位置。小车组态王部分程序及设置如下所示。if（本站点右行）if（本站点左行）if （本站点
11、、小车位置=0）sql=l；else if （本站点小车位置=25）sq2=l;else if （本站点小车位置=50）sq3=l;else if （本站点小车位置=75）sq4=l;else if （本站点小车位置=100）sq5=l;if（小车位置100）小车位置二100：if （小车位置（0）小车位置二0；第5章系统调试及结果分析5.1 系统调试及解决的问题在梯形图程序设计好之后，按要求将梯形图程序通过计算机输入PLC中， 检查并编译。本次设计实验里，正确输入梯形图，编译成功。同时通过在线工作 后把程序写入可编程序控制器的程序存储区，然后进行运行调试，在前面正确操 作和正常进行的基础上，
12、使PLC进入运行状态，观察运行情况，结果是本PLC 设计运行正常，没有未知错误，对于多组不同站台呼叫的检测数据，小车均能够 以预想的行动路线运动，即能够实现循环工作。5.2 结果分析根据以上调试情况，该小车多方式运行的PLC控制设计较好的满足了设计 要求，实现了用较短时间较短行程完成工作台呼叫响应任务，但由于时间关系， 仍存在一些不足，没能进一步加以完善。课程设计心得通过此次课程设计，让我对PLC梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的 了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找 出最适合的设计方法。课堂上学习的PLC都是极理论的东西，所做过的几个实 验也都是在已知程序
13、图的情况下学习使用编程器，这并不能提高PLC的设计水 平，而这次的课程设计是从根本上让我们理论联系实际，在这种根据实际状况进 行系统设计的情况下能够让我们对PLC有更深刻的认识。此次课程设计，让我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计相结合， 锻炼了综合运用所学的专业基础知识的能力，提高了查阅文献资料、设计手册的 能力，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，使得能 力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，毅力及耐力也都得到了不同 程度的提升。当然，本文的设计具有局限性，设计程序里不能将所有的边缘问题 都考虑的周到，这是需要我再以后的学习中认识并改正的。这次的课程设计
14、使我 对于专业课的学习有了更加深刻的认识，以为现在学的知识用不上就加以怠慢， 等到想用的时候却发现自己的学习原来是那么的不扎实。以后努力学好每门专业 课，为以后的工作积累了经验，增强了信心。参考文献陈宏钧.可编程控制器课程设计指导书M.天津：天津大学出版社, 20XX.2钟肇新，王激.可编程控制器入门教程M.广州：华南理工大学出版社, 1999.3邓星钟.机电传动控制M.武汉：华中科技大学出版社，20XX.4谭维瑜.电机与电气控制M.北京：机械工业出版社，1999.5姜培刚，盖玉先.机电一体化系统设计M.北京：机械工业出版社, 20XX.小车多方式运行程序的指令表如下:LDxoMCNOM100
15、LDXIMOVKIDOLDXIORM101MPSANIXllSETM101MPPANDXllMOVKIDILDX2MOVK2DOLDX2ORM102MPSANIX12SETM102MPPANDX12MOVK2DILDX3MOVK3DOLDX3ORM103MPSANIX13SETM103MPPANDX13MOVK3DILDX4MOVK4DOLDX4ORM104MPSANIX14SETM104MPPANDX14MOVK4DiLDM101ORM102ORM103ORM104MPSCMPDODIMRDANDMOSETY1MRDANDMlRSTY1RSTY2MPPANDM2RSTY2LDX12OUTY2
16、0LDX13OUTY30LDXllOUTM105ANDM106OUTY10LDX14OUTM105ANDM106MOOUTLDCALLFENDPOLDRSTOUTK5LDANIOROUTK5LDOUTK5LDOUTK3 SRETMCRENDY40M105POM105ClT1T1T3ClT2T2T3T3ClNO小车多方式运行程序的梯形图如下:东北石油大学课程设计成绩评价表课程名称PLC控制系统课程设计题目名称小车多方式运行的PLC控制学生姓名学号指导教 师姓名职称序号评价项目指标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作 量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率 高，工作作风严谨，善于与他人合作。202课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问 题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范， 图表完备正确。453创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有 一定应用价值。54答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30总分评语：指导教师:年 月日