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1、沈阳航空航天大学课 程 设 计（论文）题目 基于 PLC 的挖掘机控制系统设计班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 沈阳航空航天大学课 程 设 计 任 务 书课 程 名 称 基于 PLC 的挖掘机控制系统设计 院（系） 自动化 专业 自动化 班级 学号 姓名 课程设计题目 基于 PLC 的挖掘机控制系统设计 课程设计时间: 2014 年 12 月 15 日至 2014 年 12 月 28 日课程设计的内容及要求：1. 内容参照西门子挖掘机模型，让挖掘机总共运行 26s，时间到做完所有动作，自动停止，完成手自动即可。位置复原、动作衔接。2. 要求1）：手动：挖掘机的各个分解动作对应的控
2、制输出触点Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7右退 右进 下挖 上扬 左进 左退 右转 左转注：手动调试好后，挖掘机要保持“上扬”的动作，挖掘机的头朝前，以保证自动的动作衔接。注：手动时各动作都可独立进行。2）：自动调试：将控制盒的钮子开关打到“自动”挖掘机将自动进行：启动前进右转左进上扬下挖左转右进后退到原线停。指导教师 年 月 日负责教师 年 月 日学生签字 年 月 日目 录摘 要 .11.总体方案设计 .12.I/O 口分配 .23.外部接线结构图 .24.控制系统的设计 .34.1 自动控制的设计 .34.2 手动控制的设计 .105.调试实物图 .116.组态界面的设计 .
3、126.1 变量的定义 .126.2 图形画面的制作及动画连接 .147.系统命令语言 .158.课设体会 .15参考文献 .170摘 要PLC 是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。可编程控制器（PLC）是以微处理为核心的通用工业控制装置，它将传统的继电器-接触器控制系统与计算机控制技术紧密结合，集计算机、控制、通
4、信于一体，为工业自动化提供了几乎完美的现代化自动控制装置。近几年，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。为此，各高校的电器自动化、电气工程、供用电技术、机电一体化等相关专业相继开设了有关可编程控制器原理及应用的课程。本设计以西门子公司的 S7200CN 为基础，设计了基于 PLC 的挖掘机、装配流水线、多通道温湿度（基于 EM235）监控装置控制系统。关键词：PLC EM235 挖掘机 流水线 多通道温湿度1.总体方案设计参照西门子挖掘机模型。让挖掘机总共运行 26s，时间到做完所有动作，自动停止，完成手自动即可。位置复原、动作衔接。(1、接线：PLC
5、 的输入端 I0.0I0.7 以及 I1.0、I1.1 分别和控制面板上对应的接线孔相连；PLC 的输出点 Q0.0Q0.7 分别接控制盒面板上的接线孔“Y0Y7”。PLC 主机输入的公共端 1M、2M、3M，输出公共端 1L、2L、3L 以及控制盒的+24V 都接到 PLC 主机的“L+” ，控制盒的“COM”接 PLC 主机的“M” 。(2、开机之前需确认连线正确（注：确认 PLC 主机的接线没有错误，否则将烧毁主机模块） 。(3、软件部分：安装西门子的编程软件，双击图标V3.2 STEP 7 MicroWIN SP2.mwp 进入编程环境，打开梯形图程序，然后点击“PLC” ，选择“清除
6、” ，确认；再将程序下载至 PLC 中（下载程序前先将 PLC 主机开关置“STOP”。程序下载好以后，将主机置“RUN” 。将控制盒的钮子开关打到“手动”1。程序开始运行，检查各个功能键所对应的功能。(4、手动：挖掘机的各个分解动作对应的控制输出触点Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7右退 右进 下挖 上扬 左进 左退 右转 左转注：手动调试好后，挖掘机要保持“上扬”的动作，挖掘机的头朝前，以保证自动的动作衔接。注：手动时各动作都可独立进行。(5、自动调试：将控制盒的钮子开关打到“自动”挖掘机将自动进行：启动前进右转左进上扬下挖左转右进后退到原线停。2.I/O 口分配根据系统的需要
7、，输入点 10 个分别是I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7、I1.0、I1.1，输出点 8个分别是 Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7 。输入定义 输入点 输出定义 输出点上扬启动 I0.0 上扬 Q0.0下挖启动 I0.1 下挖 Q0.1前进启动 I0.2 前进 Q0.2后退启动 I0.3 后退 Q0.3右转启动 I0.4 右转 Q0.4向右启动 I0.5 向右 Q0.5向左启动 I0.6 向左 Q0.6左转启动 I0.7 左转 Q0.7手动启动 I1.0 手动调试自动启动 I1.1 自动调试停止按钮 I
8、1.23.外部接线结构图通过控制盒连接 S7-200，然后操作控制盒来控制挖掘机24.控制系统的设计4.1 自动控制的设计本系统自动动作依次为：挖掘机前进，右拐前进，左转，下挖，右转，后退，左拐前进，右转，上扬，左转，后退，右拐，后退，最终回到起始位置。控制顺序图如下：3开始前进右拐前进左转下挖右转后退左拐前进右转上扬左转后退右拐后退程序设计及分析：4从网络 1 到网络 6 的程序可知：自动控制开关 I1.1 导通，延时定时器 T37、T38 开始计时。T37 在 3 秒后导通，此时 M0.0 导通，将 M21.0 的数值移入移位寄存器中，M21.1 为该寄存器的最低位端；将 M22.0 的数
9、值移入移位寄存器中，M25.1 为该寄存器的最低位端。从网络 7 的程序可知：M21.1 导通，Q0.1 输出，挖掘机前进 5 秒。5从网络 8 到网络 9 的程序可知：M21.2 导通，Q0.1 和 Q0.5 同时输出，挖掘机右拐。从网络 10 到网络 11 的程序可知：M21.3 导通，T40 开始计时，2 秒后导通，Q0.7 输出，挖掘机左转。从网络 12 到网络 13 的程序可知：M21.4 导通，T41 开始计时，1 秒后导通，Q0.2 输出，挖掘机下挖。6从网络 14 到网络 15 的程序可知：M21.5 导通，T42 开始计时，2 秒后导通，Q0.6 输出，挖掘机右转。从网络 1
10、6 的程序可知：M21.6 导通，Q0.0 输出，挖掘机后退。从网络 17 到网络 18 的程序可知：7M21.7 导通，Q0.1 和 Q0.4 同时输出，挖掘机左拐。从网络 14 到网络 15 的程序可知：M25.1 导通，T42 开始计时，2 秒后导通，Q0.6 输出，挖掘机右转。从网络 18 到网络 19 的程序可知：M25.2 导通，T43 开始计时，1 秒后导通，Q0.3 输出，挖掘机上扬。从网络 10 到网络 11 的程序可知：M25.3 导通，T40 开始计时，2 秒后导通，Q0.7 输出，挖掘机左转。8从网络 16 的程序可知：M25.4 导通，Q0.0 输出，挖掘机后退。从网
11、络 8 到网络 9 的程序可知：M25.5 导通，T39 开始计时，2.8 秒后导通，Q0.5 输出，挖掘机右拐。从网络 16 的程序可知：M25.6 导通，Q0.0 输出，挖掘机后退。94.2 手动控制的设计本系统的手动动作可实现对挖掘机的手动控制，如图所示。开始按下选择控制按钮前进后退左拐右拐左转右转下挖上扬M23.4 导通手动控制开关 I1.0 导通，M23.0 导通，按下 I0.4，M23.1 导通，Q0.1 输出，挖掘机前进。按下 I0.2，M23.2 导通，Q0.4 输出，挖掘机左拐。按下 I0.5，M23.3 导通，Q0.0 输出，挖掘机后退。按下 I0.3，M23.4 导通，Q
12、0.5输出，挖掘机右拐。按下 I0.3，Q0.5 输出，挖掘机右拐。按下 I0.0，M23.5导通，Q0.2 输出，挖掘机下挖。按下 I0.1，M23.6 导通，Q0.3 输出，挖掘机上扬。按下 I0.6，M23.7 导通，Q0.6 输出，挖掘机右转。按下 I0.7，M24.0 导通，Q0.7 输出，挖掘机左转。其相关的程序为：105.调试实物图116.组态界面的设计6.1 变量的定义本系统共需设置12个实时数据，主要是通过定义数据词典来实现。在工程浏览器树型目录中选择“ 数据词典” ，在右侧双击“ 新建”图标，弹出“变量属性”对话框，如图所示。本系统的参数设置如下：变量名：前进 变量名：后退变量类型：I/O离散 变量类型：I/O离散连接设备：s7200 连接设备：s7200寄存器：Q0.1 寄存器：Q0.0数据类型：Bit 数据类型：Bit采集频率：1000 采集频率：1000读写属性：只读
