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1、基于PLC和组态技术的小车运动控制系统设计毕业答辩学 生：刘小欢班 级：自本0903学 号：09401020356 指导教师：董海兵电气与信息工程学院 2013年6月主要内容u课题研究的目的、意义和系统实现功能u小车运动控制系统总体设计u系统下位机软件中的硬件组态和程序设计u系统上位机软件中的通信建立和界面组态 u小车运动控制系统实物调试课题研究的目的、意义随着现代工业设备的自动化技术的发展，越来越多 的工厂设备采用PLC控制技术，人机界面自动化器件来 控制，因此自动化技术程度越来越高。电器控制技术是 随着科学技术的不断发展，生产工艺不断提出新的要求 而得到迅速发展的，传统的小车运动控制大都是
2、继电器 控制，而继电器控制有着接线繁多、故障率高且维修不 易等缺点，PLC作为目前国内市场的主流控制器，在技 术、行业影响等方面有重要作用，利用PLC控制代替继 电器控制已经是大势所趋 。1 课题研究的目的、意义和系统实现功能课题研究的目的、意义小车运动控制问题是工业生产过程中的一类常见 问题，使用范围涉及各个领域，PLC在国内外已广泛应 用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽 车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各行业的生 产加工过程中都需要对小车运动进行适当的控制，以 PLC和组态软件为基础，可以组成从简单到复杂的各 种工业控制系统 。同时PLC的可靠性高、环境适应性 强、灵活运用
3、、使用方便、抗干扰性强、编程简单、 维护简单控制程序可变、体积小、质量轻、功能强、 适用范围较广、成本价格越来越低，而且程序设计方 法多样，便于不同层次设计人员的理解和掌握。课题研究的目的、意义本次毕业设计课是基于PLC和组态技术的小车 运动控制系统设计，主要目的是通过运动小车设备 的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系 统设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体设 计方法。小车是现代工业生产中用于物料输送的重 要设备，在传统的控制方式下，大都采用了人工操 纵的半自动控制方式。在许多场合，为提高工作效 率、促进生产自动化和减轻劳动强度，往往需要实 现小车的自动化控制，使小车能够按照预定顺
4、序和 控制要求，自动完成一系列工作。 系统设计需要实现的主要功能利用STEP7软件对对象进行正确的硬件配置，并 采用西门子提供的PLC编程语言编写控制程序。利用组态王软件编写小车运动控制系统的上位机 画面监控图。 实现组态王和PLC的通讯，可以手动和自动控制 ，并数码显示小车当前位置。实现该系统的本地控制和远程控制。系统调试，分析控制结果。 2 小车运动控制系统设计本课题小车运动控制系统有手动控制和自动 控制两种方式，可任意切换选择方式运动。2 小车运动控制系统设计S7-300是通用可编程控制器，它广泛地应用于自动 化领域，涉及多个行业，可用于组建集中式或分布 式结构的测控系统，重点在于为生产
5、制造工程中的 系统解决方案提供一个通用的自动化平台，性能优 良，运行可靠。 S7-300PLC主要模块有中央处理器单元（CPU）模 块、信号（SM）模块、通信（CP）模块、功能（ FM）模块；辅助模块有电源（PS）模块、接口（ IM）模块等。S7-300PLC概述3 系统下位机软件中的硬件组态和程序设计STEP7软件介绍STEP 7是用于 SIMATIC S7-300站创建可编程 逻辑控制程序的标准软件，可使用梯形逻辑图、 功能块图和语句表。它是SIEMENS SIMATIC工 业软件的组成部分。STEP 7以其强大的功能和灵 活的编程方式广泛应用于工业控制系统，下图显 示了该软件是如何对PL
6、C硬件进行编程和组态的 。3 系统下位机软件中的硬件组态和程序设计STEP7的编程过程 硬件组态在STEP7软件硬件组态中选择机架,机架导轨1 号槽中放置电源模块，2 号槽中放置CPU 控制器模 块，在CPU 模块的DP 通讯接口上连接DP总线， DP总线上连接分布式I/O模块、检测数据通过总线 传输给CPU，最后，槽中放置通信模块，进行通讯 连接、程序下载 。3 系统下位机软件中的硬件组态和程序设计系统硬件组态配置图程序设计程序项目建立 组织块OB35PLC和上位机通信设置西门子S7-300系列的PLC，与PC建立通信的方式主要 有两种，分别是：（1）本地DP总线通信连接，通信方式设置成PR
7、OFIBUS 方式；（2）远程以太网的方式来建立通信，通信方式设置成 TCP/IP方式；上述两种通信方式均要求PLC和上位机进行实物连接。程序下载将硬件组态和程序设计完成以后，设置好 通信的接口以后，点击STEP7管理器界面窗口 中的图标 ，将程序下载到CPU中，这样就 可以进行实物调试运行了。4 系统上位机软件监控组态设计系统上位机软件中的通信建立和界面组态环境是 组态王软件平台。组态王是用于监控工控现场的一个组态软件。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 ，用户可以在这个设计环境中来完成 不同的画面设计、动画连接等工作，简单方便地组 成系统监控画面，并且以动画运动
8、的方式来显示系 统控制设备的不同时期的状态，还具有报警窗口的 设置和实时趋势曲线等。 项目建立 工程浏览器界面变量定义监控画面编辑在工程浏览器界面点 击新画面建立,进入组态画 面图形编辑界面,界面有很 多工具箱方便编辑图形使 用,点击界面的图库菜单， 选择打开图库，则出现可 以选择的图形画面，在窗 口中选择你所需要的图形 进行编辑。 画面组态 所有窗口图 形选择好后 ，排列好系 统组态图， 在完成变量 关联以后， 整个界面组 态及系统监 控就完成了 。 系统组态监控总效果图系统实物调试在3107实验室在THNY-2工业全数字运动控制统实验平 台进行实物调试。调试结果（手动控制位置2）调试结果（自动控制右行）请批评指正!谢谢！
