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1、基于西门子PLC的送料车自动往返循环控制1引言70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使PLC从开关量 的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为-种电子计算机工业控 制装置，故称为可编程控制器。随着现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备 采用PLC,变频器，人机界面自动化器件来控制，因此自动化程度越来越高。送料 小车控制系统使用了 PLC控制，采用了 MODBUS通信协议实现PLC与InTouch之 间的通讯。被控对象是送料车，屈于自动循环控制系统，该系统能安全、可靠运 行的情况，实现计算机自动监控。2总体方案设计本系统采HIT PLC控制原理，设计总体控制方案，用INT
2、OUCH组态软件 进行实时控制的监控。2. 1送料车自动循环控制系统的构成送料车工作示意图如图1所示。车子由电动机拖动，电动机正转车子前进， 电动机反转车子后退。在装料和卸料的地方有限位开关来实现，半小车到达卸料 处吋，碰到限位开关SQ2,实现小车的停车和卸料动作；当小车到达装料出吋， 碰到限位开关SQ1,实现小车的装料动作。图2.1送料车工作示意图2. 2工作过程(1) 第一次按下送料按钮，预先装满料的小车前进送料到达卸料处(SQ2) 自动停下来卸料。(2) 经过卸料所需设定的时间t 2延时后，车子则自动的返回到装料处 (SQl)o(3) 经过装料所需设定的吋间t 1延时后，车子自动的再次前
3、进送料，卸 完料后车子又自动返回装料，如此自动往返循环送料。当输入为停止信号吋，系 统将停止运行。工作过程如图2. 2所示：图2. 2送料车T作过程流程图2. 3方案设计根据控制Fl的和要求，经过仔细分析各种因索，制定了整体的设计方案： 以西门子的PLC(S7-224CN)为核心，完成对输入输出点的控制。监控系统通过 MODBUS通信协议与PLC(S7-224CN)进行I/O点的通信。输入部分包括：启动/停 止按钮输入;输出部分包括:装料和卸料的控制，电机的正转与反转的控制。模块 框图如图2. 3所示：图2. 3总体方案设计方框图3硬件设计根据控制要求，主控设备选用PLC S7-200 CPU
4、 224,小车的行程控制采 用限位开关（2个），系统的启动、停止、采用按钮实现，输出采用接触器（2 个）控制，一个实现前进，另一个完成后退功能，直接用来控制电机的正反转来 实现，电机不转吋就是小车停止的实现。PLC控制器的选择如表3. 1：表3. 1控制器CPU技术参数定吋器总数256定时器;4个定时器（1ms）；16 定时器（10 ms）； 236 定时器（100 ms）内部存储器位256 （由超级电容或电池备份）掉电保存112 (存储在 EEPR0M)布尔量运算执行时间0. 22 u s每条指令PPT,DP/T波特率9. 6、19. 2、187. 5Kps点到点（PPI主站模式）是(NET
5、R/NETW)MPI连接共4个，2个保留 （1个给PG, 1个给0P）存储器用户程序大小8192字节运行模式下编辑12288字节数字I/O映象区256（128输入/128输出）本机数字量I/O4输入/4输岀掉电保持（超级电容）100小时/典型值（40。C时最少70 小时）采用PLC控制的输入输出装配接线图如图3. 1：+I谜启动ml停止L N -M 100olO.3O.24S7200 CPU224-w前进KM1卸料KM2后退KM3装料KM400.0 00- 一 002 003FU1图3. 1换件电路图4软件设计4. 1 PLC程序编写根据控制要求，使用专用编程软件，编写PLC控制程序，控制程序
6、包括启动、 停止按钮、数据采集等。本实验要用到的是I/O数字量，实验小采用了四个输入四个输出的I/O点, I/O点分配如表4. 1：表4. 1 I/O点分配输入点输入点作用输出点输出点作用10.0启动按钮SB0Q0.0前进KM110. 1停止按钮SB1Q0. 1卸料KM2T0. 2前进限位开关SQ2Q0. 2后退KM310. 3后退限位开关SQ1Q0. 3装料KM4继电器为五个,如表4. 2所示:表4.2继电器继电器名称继电器作用M0. 0用动/停止SM0. 1主站通讯协议SM0. 0从站通讯协议T37卸料延吋10 ST38装料延时10 S4. 2、监控软件设计送料车口动往返循环控制系统的监控
7、界面组态软件作为开发平台，主要有控 制对象的图形界而和数据库变量组成，数据库变量通过通信接口与PLC进行I/O 联接，完成数据交换。创建新的应用程序关系横的一般过程是：绘制图形界面、创建数据库、配 置I/O数据联接、建立动画连接、运行及调试。4. 3、通讯软件设计本实验采用了 MODBUS通信协议实现PLC与TnTouch之间的通讯。本实验用 动态数据交换（DDE）实现数据交换。它在同吋运行的两个应用程序之间实现一 种客户端与服务器关系，服务器应用程序提供数据，并接受对这些数据感兴趣的 任何其它应用程序的请求。发出请求的应用程序被称为客户端。5组态界面设计为程序开始时，小车是装满料的，小车开始
8、前进，此吋组态界面的前进显示 灯亮，吉到小车卸料处(SQ2)自动停下來卸料，此时组态界面的前进显示灯亮, 经过卸料所需设定的吋间t2延吋后，车子开始后退，此吋组态界面的后退显示 灯亮，直到小车到达装料处(SQ1)自动停下来装料，此吋组态界面的装料显示 灯亮，经过装料所需设定的吋间t 1延吋后，车子口动的再次前进送料，卸完料 后车子又自动返回装料，如此自动往返循环送料。当输入为停止信号时，系统将 停止运行。由于实验设备以及软件的原因，MODBUS通信协议实现PLC与InTouch之间 的通讯的功能无法实现，因此只能用InTouch软件将整个过程以动画的形式表现 出来，标记名字典以及部分脚本如下：
9、5. 1标记名字典标记名字典如表5.1所示：表5. 1标记名字典序号标记类型初始值最小值最大值备注1start内存离散关闭无无启动2zhuang内存离散关闭无无装料3ahead内存离散关闭无无刖进4xie内存离散关闭无无卸料5rightlevel内存整型00100小车前进6liaolevel内存实型00100小车液位上升7caolevel内存实型00100槽液位上升52动画编程5. 2. 1动作脚本共设置了 6个按钮，分别为运行、复位、装料、前进、卸料、后退。分别双 击各按钮，此时出现动画选择对话框。选择触动链接-触动按钮-动作动画链 接，此时岀现触动-动作脚本编辑器。确保选择条件类型二鼠标左
10、键/键按 下吋，此脚本在按下该按钮之后产生一个动作。分别输入以下脚本：(1) 运行：start=l;(2) 复位：caolevel=0;1iaolevel=0;rightlevel=O;xie=O;zhuangO;ahead=O;start二0;(3) 装料：zhuang=l ;(4) 前进：ahead=l;(5) 卸料：xie=l;(6) 后退：ahead=O;5. 2. 2条件脚本通过单击脚本前面的+号展开脚本列表，使用鼠标右键单击脚本/条件, 然后选择新建。新建以下脚本：(1) 条件：ahead 条件类型：4、为真期间(每100毫秒)脚本：TF rightlevel0 THENright
11、level=rightlevel -3;ENDIF;IF caoleveDO THENcaolevel=caolevel -1;ENDTF;(2) 条件：start条件类型：为真吋脚本:zhuang=l;1iaolevel=97;(3) 条件：xie条件类型：为真期间(每100毫秒)脚本:IF liaolevel40 THEN1iaolevel=liaolevel -1;caolevel=caolevel+l;ELSEIF liaolevel=40 THENxie=0;ahead=O;EDIF;EXDIF;（4）条件：zhuang条件类型：a、为真期间（每100毫秒）脚本：IF liaolevelT装料他|O 如料IO 后過IOSQ2耳图5. 5装料6 PLC梯形图程序Network 1|通讯协议设豊1MBUSJNIT匚Al11-ModeDone1-AddrError9600-Baud2-Parity0-Delay128MaxlQ32-MaxAl1000-MaxHoldWB0-HoldSrSM0.1-M0.1MB1执行从站协议SMO.OMBUSSLAVEI I
