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1、自动化技术综合实训报告实训题目： 基于PLC的装料卸料车 院 系： 信息工程与自动化学院 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 2011级 姓 名： 贾小宇 学 号： 201110402148 指导教师： 高宏才 实训地点： 昆明理工大学 开课时间： 2014.06.272014.07.11 学生姓名： 贾小宇 实训评分序号评价内容分数序号评价内容分数1出勤（10分）3实训任务完成情况（50分）2课题难度分值（10分）4实训总结报告（30分）实训总成绩： 分指导教师评语： 指导教师（签名）： 年 月 日目录一 实训的目的和要求 1、实训目的- 8 -2、实训要求- 9 -二、实训任务设计制作一个
2、装料卸料控制系统- 9 -1、 控制要求- 9 -基于PLC的装料卸料车- 9 -一、前言- 9 -二、装料卸料车控制方案论述- 10 -1、装料卸料车控制方案论述- 10 -2、运料小车控制采用三菱的FX2N系列整体式PLC- 10 -3、运料小车的运动流程- 12 -三、硬件设计（绘制硬件电路图、程序流程图）- 12 -1、电路图- 12 -2、控制流程图- 13 -3、主要参数计算- 14 -4、I/O地址分配- 15 -5、 I/O接线图- 17 -6、 元器件- 17 -四、软件设计- 18 -1、小车运行条件- 19 -2、各阶段指令表- 19 -（1）行程开关- 19 -（2）小
3、车启停辅助继电器- 20 -（3）呼叫按钮- 20 -（4）比较- 22 -（5） 向左运动- 22 -（6）向右运动- 23 -五 软硬件调试、运行结果及分析- 24 -1、编程软件- 24 -2、程序的安装和调试- 24 -（1）软件安装：- 24 -（2）软件调试- 25 -3、运行结果及分析- 29 -4、 组态王运行结果- 30 -（1） 组态王软件介绍- 30 - （2） 图示- 31 -六、总结与体会- 33 -七、谢词- 34 -八、参考文献- 35 -附录：- 37 -1、程序清单- 37 -2、组态王命令语言代码- 42 -一 实训的目的和要求 1、实训目的(1)、巩固和加
4、深已学的理论知识，独立进行PLC应用技术开发工作(2)、掌握PLC控制系统的设计步骤及设计内容；(3)、学会用GX Developer 或Step7编程软件进行程序设计及系统调试。(4)、培养学生综合运用所学的理论知识和基本技能的能力，尤其是培养学生把理论和实际结合起来分析和解决问题的能力。适应实际生产的需要。培养出一批既有理论知识又有实际动手能力的人才。(5)、培养学生的创新意识和团队合作精神，培养热爱科学、实事求是的学风，加强职业道德意识。2、实训要求(1)、设计报告要求：有封面、目录、正文（包括前言、方案论述、各硬件设计、软件设计）、后语（包括总结与体会、谢词、参考文献、附录（程序源代码
5、清单）。、实训课题的方案论述（工艺分析）；、元器件的结构原理、使用条件、检测及安装；、控制线路的设计、接线及操作过程；控制电路的检测与调试。（3）、PLC部分、PLC的工作原理和编程方法；、系统配置及梯形图的设计；、PLC外部电路的设计与接线；、GX Developer或Step7编程软件；、控制程序的仿真调试与系统联调；、PLC控制系统的设计步骤及设计内容。(4) 、设计由学生本人独立完成，严禁抄袭，抄袭者，成绩即为不及格。二、实训任务设计制作一个装料卸料控制系统1、 控制要求 （1）.如果所按选择小车停车位置的按钮号与小车所压下的行程开关号相等时，按下起动按钮SB，小车仍停车。 （2）.如
6、果所按选择小车停车位置的按钮号大于小车所压下的行程开关号时，按下起动按钮SB，小车右行，直到两者相等时停车。 （3）.如果所按选择小车停车位置的按钮号小于小车所压下的行程开关号时，按下起动按钮SB，小车左行，直到两者相等时停车。基于PLC的装料卸料车贾小宇 201110402148 测控111一、前言 随着我国社会经济的迅速发展，人民物质文化生活水平日益提高，随着工业自动化的普及和发招，控制器的需求逐年增大，为了改变落后的生产状态，跟上时代的发展，我研究了装料卸料车。在生产现场中，尤其是在一些自动化生产线上，经常会遇到一台送料车在生产线上根据要求，多地点随机卸料；或是装料车多地点搜集成品。实现
7、小车装卸料系统控制有很多方法来实现，可以用单片机、可编程控制器PLC等器件来实现。其中，采用可编程控制器PLC对装卸料小车进行控制，它具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上：安装，操作和维护也比较容易，编程简单，PLC的基本指令不多，编程器使用比较方便，程序设计产品调试周期短，具有很好的经济效益，此外PLC内部定时、技术资源丰富，可以方便的对装卸料小车的控制。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程程序的存储器，用来在其内部执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产
8、过程。PLC供电电源一般为AC85-240v，适应电源范围较宽，二、装料卸料车控制方案论述 1、装料卸料车控制方案论述通过控制料仓的仓板开关，对小车进行装料，手动控制装料，打开和关闭按钮。设有五个行程开关控制小车的移动，同时设有五个停止开关，以确保小车停止位置。采用三菱的FX2N系列实现，GX Developer 和GX Simulator6编程软件进行程序设计及系统调试，并用组态王进行仿真。2、运料小车控制采用三菱的FX2N系列整体式PLCFX2N系列PLC是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于FX系列中较高档次的超小形程序装置。超高速的运算速度(0.08s/step)，丰富的软件元件
9、，程序容量:内置8000步 ，最大可扩充至16000步。主机点数16/32/48/64/80/128，分为晶体管输出/继电器输出，交流电源/直流电源，最大可扩展到256点。采用各种特殊功能模块，可达到高性能的高速计数，定位控制，温度控制等功能。支持小数点运算，通过FX2N-16CCL及FX2N-32CCL，可充当CC-LINK主站或从站。 可编程控制器是一种数字运算操作的电子的电子系统，专门在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入(I)和输出(O)接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC
10、的基本组成：中央微处理器，存储器，输入接口电路，输出接口电路，电源启动按钮5个呼叫按钮5个行程开关停止按钮三菱 PLC 电动机 监控图1框架配置图3、运料小车的运动流程如图，可根据要求在五个位置卸料，因此，它有三个工作状态，左行（电动机左转）、右行（电动机反转）、及停车。SQ1SQ5为五个停车位置的行程开关，小车压上时为ON,SB1SB5为选择小车停车位置的按钮。图2装卸料小车运行的模拟注：本系统包括带导轨的运行工作台，电机，行程开关，启停按钮，可编程控制器，继电器，直流电源等。每个工作台设有一个行程开关（SQ）和一个小车停车位置按钮（SB）三、硬件设计（绘制硬件电路图、程序流程图）1、电路图
11、系统的硬件接线图如图所示主电路是有组合开关，熔断器，接触器，主触头，热继电器的热元件和电动机组成。控制电机正转运行和反转运行的交流接触器分别是KM1和KM2，用KM1和KM2的主触点改变进入电动机的三相电源的相序，既可以改变电动机的旋转方向，由于正反转切换过程中电感的延时作用，容易造成原来接通的接触器的主触点还未断弧时，另一个接触器的主触点已经合上而造成交流电源瞬间短路的故障。因此为了避免该故障的产生，图中KM1的线圈串联了KM2的辅助常闭触点，KM2的线圈串联了KM1的辅助常闭触点，组成了硬件互锁电路。图3 主电路说明：电动机（Motors）是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（
12、也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。 电动机是一种旋转式电动机器，它将电能转变为机械能，它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。在定子绕组旋转磁场的作用下，其在电枢鼠笼式铝框中有电流通过并受磁场的作用而使其转
13、动。 这些机器中有些类型可作电动机用，也可作发电机用。它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到千瓦级。机床、水泵、皮带机、风机等需要电动机带动；电力机车、电梯，需要电动机牵引。家庭生活中的电扇、冰箱、洗衣机，甚至各种电动机玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生活中的各个方面。2、控制流程图否是否是否是否是小车装料按下呼叫按钮小车右行到达呼叫停靠点小车停止卸料小车左行到达装料停靠点小车停止按下停止按钮结束开始按下启动按钮图4 控制流程图3、主要参数计算（1）电路器Q
14、F脱扣电流，断路器过电流脱扣值按启动电流的1.7倍整定。IQF=1.7IN，选用IQF=10A的断路器。（2）熔断器FU熔断额定电流IFU。（3）热继电器的选择请参考有关技术手册。（4）电动机M1:Y系列，AC380V,1.5KW,6级4、I/O地址分配由于CPU模块有14点数字量输入，10点数字量输出，所以不再需要输入/输出模块。I/O自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是X000X013，输出端子对应的输出地址是Y000Y001. 数字量输入部分这个控制系统的输入有启动按钮开关、停止按钮开关、5个呼叫按钮开关、5个行程开关共12点输入。具体的输入分配如表所示。输入地址对应的外部设备
15、X000启动按钮开关X001停止按钮开关X002 1号站呼叫按钮开关X003 2号站呼叫按钮开关X004 3号站呼叫按钮开关X005 4号站呼叫按钮开关X006 5号站呼叫按钮开关X0071号站行程开关X0102号站行程开关X0113号站行程开关X0124号站行程开关X0135号站行程开关X014料仓手动开关数字量输出部分这个控制系统需要控制的外部设备只有控制小车运动的三相电动机。但是电机有正转和反转两种状态，分别对应正转继电器和反转继电器，所以输出点有2个。具体的输出分配表如表所示。表 输出地址分配输出地址对应的外部设备Y000电机反转继电器Y001电机正转继电器Y003输出信号Y004料仓
16、挡板表 内部继电器地址分配内部继电器地址功能说明M0小车运行停止M11号站呼叫M22号站呼叫M33号站呼叫M44号站呼叫M55号站呼叫M6小车所在站编号呼叫编号M7小车所在站编号(D1)时，即小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮的编码时，M6得电，小车向左运行；当（D0）=(D1)时，即小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮的编码时，M7得电，小车不动；当（D0）(D1)时，即小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮的编码时，M8得电，小车向右运行。它的助记符程序为：LDM0CMPD0D1M6（5） 向左运动小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮的编码时，小车向左运行，运行到呼叫按钮所对应的停靠站时停
17、止。它的助记符程序为：LDM6LDM1ANIX007LDM2ANIX010ORBLDM3ANIX011ORBLDM4ANIX012ORBLDM5ANIX013ORBANBOUT Y000 ;小车向左运动（6）向右运动小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮的编码时，小车向右运行，运行到呼叫按钮所对应的停靠站时停止。它的助记符程序为：LDM8LDM1ANIX007LDM2ANIX010ORBLDM3ANIX011ORBLDM4ANIX012ORBLDM5ANIX013ORBANBOUT Y001 ;小车向右运动五 软硬件调试、运行结果及分析1、编程软件编程软件采用三菱公司的编程软件GX-Develo
18、per，它适用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。支持梯形图、指令表、SFC、ST及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。2、程序的安装和调试仿真软件的功能就是将编写好的程序在电脑中虚拟运行，如果没有编好的程序，是无法进行仿真的。所以，在安装仿真软件GX Simulator 6c之前，必须先安装编程软件 GX Developer，并且版本要互相兼容。比如可以安装“GX Developer 7.08” “GX Developer 8.34”等版本.（1）软件安装：第一步：安装GX Develop
19、er 8.86，解压GX Developer 8.86，打开文件夹路径如下：三菱PLC编程软件 GX Developer 8.86 (中文版)SW8D5C-GPPW-CEnvMELSETUP.EXE进行安装；第二步：打开文件路径如下：三菱PLC编程软件 GX Developer 8.86 (中文版)SW8D5C-GPPW-CSETUP.EXE进行安装；（注册码：570-986818410）第三步：GX Simulator 6c，解压GX Simulator 6c，打开文件夹路径如下：三菱PLC仿真软件GX Simulator6-C中文版三菱PLC仿真软件 GX Simulator6-CEnvM
20、ELSETUP.EXE进行安装；第四步：打开文件路径如下：三菱PLC仿真软件GX Simulator6-C中文版三菱PLC仿真软件 GX Simulator6-CSETUP.EXE进行安装；（注册码：961-500940269）图6安装窗口（2）软件调试图7 调试指令表图图8 梯形图1图9 梯形图2图10 梯形图3 图11 梯形图4图12图133、运行结果及分析图14按下X0，启动按下X2，2号站呼叫，其他站呼叫无效按下X3，2号站呼叫，其他站呼叫无效4、 组态王运行结果（1） 组态王软件介绍 组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代
21、传统的封闭式系统。组态王kingview6.55是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向低端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库（KingHistorian）的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效地获取信息，及时地做出反应，以获得最优化的结果。 组态王保持了其早期版本功能强大、运行稳定且使用方便的特点，并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。组态王kingview6.55提供了丰富的、简捷易用的配置界面，提供了大
22、量的图形元素和图库精灵，同时也为用户创建图库精灵提供了简单易用的接口；该款产品的历史曲线、报表及web发布功能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。组态王在保留了原报表所有功能的基础上新增了报表向导功能，能够以组态王的历史库或KingHistorian为数据源，快速建立所需的班报表、日报表、周报表、月报表、季报表和年报表。此外，还可以实现值的行列统计功能。组态王在web发布方面取得新的突破，全新版的Web发布可以实现画面发布，数据发布和OCX控件发布，同时保留了组态王Web的所有功能：IE浏览客户端可以获得与组态王运行系统相同的监控画面，IE客户端与Web服务器保持高效的数
23、据同步，通过网络您可以在任何地方获得与Web服务器上相同的画面和数据显示、报表显示、报警显示等，同时可以方便快捷的向工业现场发布控制命令，实现实时控制的功能。组态王集成了对KingHistorian的支持，且支持数据同时存储到组态王历史库和工业库，极大地提高了组态王的数据存储能力，能够更好地满足大点数用户对存储容量和存储速度的要求。KingHistorian是亚控新近推出的独立开发的工业数据库。具有单个服务器支持高达100万点、256个并发客户同时存储和检索数据、每秒检索单个变量超过20,000 条记录的强大功能。能够更好地满足高端客户对存储速度和存储容量的要求，完全满足了客户实时查看和检索历
24、史运行数据的要求。 特点：它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它
25、还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。（2） 图示图15 组态王主界面说明：组态王界面控制，点击确认按钮，程序跳转到组态王4监控界面。图16 组态王欢迎界面说明：组态王1欢迎界面，按下登陆按钮，如果密码正确，跳转到2主界面，如果密码错误，则跳转到3出错界面。图17 组态王出错界面说明：出现3出错界面，则密码输入错误，按下返回按钮，返回到1欢迎界面。图18 组态王装料卸料车工作界面说明：组态王4监控界面，通过行程开关按钮和停止位置按钮，控制小车的左右移动和停止，按下返回按钮，返回到1欢迎界面。六、总结与体会 我国大部分工控企业的运料小车自动控制系统都是从国外引进的，成本高，为了
26、满足现代生产流通的需要，让PLC技术与自动化技术相结合，充分的利用到我国的工控企业生产线上，让该系统在各种环境下都能够工作，而且成本低，易控制，安全可靠，效率高。通过此次实训，让我巩固和加深已学的理论知识；掌握PLC控制系统的计步骤及设计内容，学会使用GX Developer 或GX Simulator6编程软件进行程序设计及系统调试。而且学会了用组态王来监控程序。培养了综合运用所学的理论知识和基本技能的能力，尤其是培养了把理论和实际结合起来分析和解决问题的能力。适应实际生产的需要。增强了我们的创新意识和团队合作精神，培养热爱科学、实事求是的学风，加强职业道德意识。此次课程设计是把以前学习的内
27、容系统的进行整理，让我们对课本上的知识理解的更加深刻。在本次实训中，我通过大量的查阅资料，以及动手去实践，真正把所学的用到日常生活中，理论联系实际，避免了“纸上谈兵”式的学习。同时让我对PLC有了更为深刻的理解。根据实训课题，了解工艺要求，掌握电气控制元器件的选择、测试和安装等一系列问题，掌握基本控制线路的设计、接线及测试方法；掌握PLC的工作原理、编程语言及编程方法；学会查阅电器元件及PLC的相关手册；熟练掌握PLC控制系统的设计步骤、设计内容及设计方法。本次课程设计还让我巩固了以前学到知识，并且能够加以运用，更好的掌握，自己发现并解决问题，自己动脑，当然，从中也发现了不少乐趣，既能培养能力
28、，又能学到知识得到快乐，这是一次愉快的实训。七、谢词本次课程设计，学到了很多知识，收获了许多快乐和同学间真挚的友谊。在这里，要感学我们的指导老师高宏才老师，同时还要感谢指点过我的同学，在我有疑问时给予了很多帮助，经过一起讨论一些问题，我获益良多。在此向我的老师和同学们表示衷心的感谢！同时也要感谢学校安排的此次专业实训，让我们在学习课本知识的同时，能够有这样的机会实践。通过此次实训，让我对知识的掌握更加熟悉，和同学们之间的关系变的更好，从老师那里学到的东西也多了许多，和老师也变的熟悉起来。最主要的是，从老师那里学到了很多知识，以前从未接触过的东西，经过学习，也可以掌握，多懂了一方面的知识，就为以
29、后的道路增添了一道阳光。这样既能学习，又能增进友谊的实训，是我一生中宝贵的经历。感谢老师对我们悉心的教导和同学们的关爱照顾，谢谢大家!八、参考文献1.电气控制与PLC应用技术黄宋魏、邹金慧主编 电子工业出版社2.PLC微控制器应用约翰埃欧文主编 科学出版社3.PL C应用与组态监控技术王艳芬、侯益坤主编 北京理工大学出版社4.PLC电气控制与组态设计第二版周美兰、周封、王岳宇编著 科学出版社5.PLC运动控制实例及解析常斗南主编 机械工业出版社6.PLC在压滤机控制系统中的应用J刘美俊主编 2003.11:58597.可编程控制器原理及应用郁汉琪、郭健主编 北京：中国电力出版社 20048.日
30、本三菱FXON系列PLC运行调试及故障诊断郭健主编 职台职业技术学院学报 20029.机电设备控制基础张筱琪主编 北京：中国人大出版社 10.小型可编程控制器实用技术 王兆义主编 北京：机械工业出版社 199711. 三菱公司编1FX系列可编程序控制器使用说明及编程手册 1998宋德玉主编. 可编程序控制器原理及应用系统设计技术. 北京：冶金工业出版社，2001附录：1、程序清单2、组态王命令语言代码登陆：if(用户=jiaxiaoyu&密码=jiaxiaoyu)ShowPicture(主界面);ClosePicture(欢迎界面);elseShowPicture(出错界面);开关IF(本站点
31、总开关=0)Y1=1;Y2=1;Y3=1;Y4=1;Y5=1;IF(本站点总开关=1)if(SQ1=1) Y1=0;if(SQ1=0) Y1=1;if(SQ2=1) Y2=0;if(SQ2=0) Y2=1;if(SQ3=1) Y3=0;if(SQ3=0) Y3=1;if(SQ4=1)Y4=0;if(SQ4=0) Y4=1;if(SQ5=1) Y5=0;if(SQ5=0) Y5=1;小车控制IF(本站点总开关=0)Y1=1;Y2=1;Y3=1;Y4=1;Y5=1;IF(本站点总开关=1)if(SQ1=1) Y1=0;if(SQ1=0) Y1=1;if(SQ2=1) Y2=0;if(SQ2=0)
32、Y2=1;if(SQ3=1) Y3=0;if(SQ3=0) Y3=1;if(SQ4=1)Y4=0;if(SQ4=0) Y4=1;if(SQ5=1) Y5=0;if(SQ5=0) Y5=1;if(X12=1)本站点Y10=Y10+1;if(SQ2=1)X12=0;if(X2=1)Y10=Y10-1;if(SQ1=1)X2=0;if(X13=1)本站点Y10=Y10+1;if(SQ3=1)X13=0;if(X3=1)Y10=Y10-1;if(SQ1=1)X3=0;if(X14=1)本站点Y10=Y10+1;if(SQ4=1)X14=0;if(X4=1)Y10=Y10-1;if(SQ1=1)X4=0;if(X15=1)本站点Y10=Y10+1;if(SQ5=1)X15=0;if(X5=1)Y10=Y10-1;if(SQ1=1)X5=0;- 38 -