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1、下载可编辑 现代电气控制及PLC应用技术 课程设计评阅书题目小车运行方向控制学生姓名张银鹏学号20090212066指导教师评语及成绩指导教师签名： 年 月 日答辩评语及成绩答辩教师签名： 年 月 日教研室意见总成绩： 室主任签名： 年 月 日目 录引言31课程设计目的4 1.1课程设计描述和目标42 系统总体方案设计5 2.1系统硬件设计52.1.1 PLC的选型52.1.2 S7-200224简介5 2.2系统变量定义及分布表6 2.3系统接线图设计73控制系统程序设计8 3.1控制系统流程图设计8 3.2五工位送料小车自动控制主电路图9 3.3 PLC 控制梯形图设计104.系统调试及结
2、果分析14 4.1系统调试及解决的问题14 4.2 结果分析14设计总结15参考文献16致谢17引言自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。在军事技术方面，自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面，除了各种
3、形式的控制系统外，应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。此外，在办公室自动化、图书管理 、交通管理乃至日常家务方面，自动控制技术也都有着实际的应用。随着控制理论和控制技术的发展，自动控制系统的应用领域还在不断扩大，几乎涉及生物、医学、生态、经济、社会等所有领域。运料小车是工业运料的主要设备之一。广泛应用于自动生产线 冶金、有色盒属、煤矿、港口、码头等行业，各工序之间的物品常用有轨小车来转运。小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进，电动机反转小车后退。本文采用PLC技术，研究了运料小车的控制方法。1.课程设计目的培养综合运用PLC及有关先修课程的基础知识，去解决某一实际问题的基本训
4、练。通过电路设计，了解单片机的工作特征，掌握单片的工作原理，从而加深对该课程知识的理解。通过本课程设计，主要训练和培养学生以下能力：(1) 查阅资料：收集与本设计有关的资料（包括从已发表的文献和生产现场中收集的）。(2) 方案选择：树立即考虑技术的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性。并注意提高分析和实际解决问题的能力。(3) 迅速准确的进行工程计算的能力。(4) 用简洁的文字，清晰的图表来自己设计思想的能力。1.1课程设计描述和目标1.1.1课程设计描述 1、控制要求：一架运料小车可以在1#5#工位之间自动移动，只要对应工位上有呼叫信号，小车便会自动向呼叫工位移动，并在到达呼叫工位后自动停止
5、，示意图入下图所示： 2、使用设备：PLC试验台设计任务：画出主电路图，控制电路图，并编写PLC程序2系统总体方案设计2.1 系统硬件设计2.1.1 PLC的选型在PLC日益成为工厂自动化基本技术平台的时代，如何选用一部适合的PLC即满足技术要求，又能实现经济效益，是一项重要课题。PLC本身强调的特色为：体积小、功能强、操作简便、程序设计简易、模块扩充性好、通信方便等，针对上述要求选择PLC控制系统。西门子公司的S7-200系列PLC以其功能强、功能强大、性价比高等特点受到广泛青睐。因为该设计需要13个输入和3个输出故需要CPU有至少14个数字量输入PLC，故满足这一技术要求的S7-200系列
6、PLC的CPU类型有224、224XP、226等。PLC的选型不但要满足技术要求，还要考虑到经济性，因此这里选用S7-200系列的224PLC。2.1.2 S7-200224简介CPU224集成14 输入/10 输出共24个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168 路数字量I/O 点或35 路模拟量I/O 点。16K 字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz 高速计数器，2 路独立的20kHz 高速脉冲输出，具有PID 控制器。1 个RS485 通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。I/O 端子可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
7、2.2 系统变量定义及分配表序号符号地址名称1SB1I0.0启动按钮开关2SB2I0.1停止按钮开关3SQ1I0.2一号站到位开关4SQ2I0.3二号站到位开关5SQ3I0.4三号站到位开关6SQ4I0.5四号站到位开关7SQ5I0.6五号站到位开关8SB3I0.7一号站呼叫开关9SB4I1.0二号站呼叫开关10SB5I1.1三号站呼叫开关11SB6I1.2四号站呼叫开关12SB7I1.3五号站呼叫开关13KM1Q1.0电机正传14KM2Q1.1电机反转15HLQ0.1Q0.515号位指示灯2.3 系统接线图设计系统接线图如图3所示3控制系统程序设计3.1 控制程序流程图设计图4 控制程序流程
8、图3.2五工位送料小车自动控制主电路图图5中采用2个DC24V继电器和1个12V直流电源来实现直流电机的正反转，2个继电器线圈直接接到可编程控制器的输出端。当继电器线圈1得电时继电器1的触点由k1转换到k2，而继电器线圈2的触点状态不变，电流流向如I1所示，驱使DCI2V电机按一定方向运转：当继电器线圈2得电时，继电器线圈I触点状态不变，而继电器线圈2的触点由k3转换到k4，电流流向如I2所示驱使DC12V电机按相反的方向运转图5 五工位送料小车自动控制主电路图.专业.整理.3.3 PLC控制梯形图设计4系统调试及结果分析4.1 系统调试及解决的问题1.先将PLC程序传入S7-200-CPU
9、224PLC中，按下启动按钮，电机正常运行。2.当按下SB3SB7中任何一个按钮，PLC记录先按下按键站位号后，同时锁住按键，使其他按键按下无效，然后小车向该站位号行驶，4.2结果分析经调试测试该设计满足以下要求：1）留在5个工位中任意一个开关的位置上。PLC上电后小车停在某工位上则该工作位指示灯亮，其余不亮灯表示该工位可以呼车。2）若某工位呼车时，各工位的指示灯均灭，表示此后再呼车无效。3）若小车所停工位号等于呼车号时小车原地不动；若小车所停工位号大于呼车 号时，小车自动向高位行驶；若小车所停工位号小于呼车号时，小车自动向低位行驶；。当小车达到呼车位时自动停车。4）停电后再复电，小车不会自动
10、启动。设计总结通过这次课程设计，我学到了很多PLC方面的知识，同时也加强了对画图工具的使用，在老师的精心指导下和同学合作之下最终成功地完成了此次设计，并从中学到了很多的知识和经验。本次课程设计使我认识到：（1）设计思路是实施操作的坚实基础。设计思路是电路的生命。（2）活学活用。这次设计让我真正体会到了书本知识永远是基础，而基础正是你向高层次迈进的扎实阶梯，没有这个基础，就无法实现技术上的腾飞。在实践当中，灵活运用书本上所讲的知识，万变不离其中，只有扎实掌握了核心的方法，才有可能做到活用巧用。（3）通过这次对小车自动运料的PLC控制的设计，让我对基本的PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了
11、解，也让我了解了关于PLC设计原理和工作原理。虽然本次课程设计是以组的形式完成的，就是因为如此，让我们知道了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流等。参考文献1 廖常初.PLC编程及应用M . 北京：机械工业出版社，2008.2 吕厚余，邓力.工业电气控制技术M.北京：科学出版社，2007.3电气控制与PLC应用，机械工业出版社，2001。4现代电气控制及PLC应用技术，北京航空航天大学出版社，2005致 谢感谢老师亲切的关怀，感谢我的同学和朋友给我极大的鼓励和参谋，感谢我所参考的文献、著作的作者，给我学习的渠道。最后，感谢实验室老师以及指导老师，让我我在这里走向了成熟。虽然觉得很累，但最终的成功让我觉得再苦再累也是值得的！付出总会有收获的，用辛勤的劳动得到的东西和知识的感觉就是不一样。再次，感谢为我们付出的老师们，你们辛苦了。
