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1、学号： 学年 第 学期 课 程 设 计 报 告题 目： 运货小车的多方式运行 专 业： 0自动化 成 绩： 电气工程系2011 年12 月2 日课 程 设 计 任 务 书 一设计目的运货小车多方式运行的PLC控制二、设计任务1、完整的程序及程序设计说明；2、控制程序的功能说明；3、电气原理图4、接线图三、具体要求当小车停在限位开关X2处，假定小车开始为空车。按下启动按钮X0，小车前进，碰到限位开关X1后，翻斗门打开装货；10s后小车后退，到限位开关X2后，打开小车底门放货，7s后放完货，小车停止。控制要求如下：（1）手动控制。（2）自动单周控制，小车往返运行一次后停在初始端等待下次启动。（3）
2、自动连续，小车启动后自动往返运行。（4）往返运行两次后，回到初始端停下，等待启动。to find solutions. Especially valuable is, these two missions took the city in Beijing, the considerable work in blue, from yinglaisongwang, provide services to invite businessmen and for major projects, micromanaging, hands-on, real offices full service, ful
3、l service role. Hotel in Pingliang, Pingliang building and printingBrush factory service quality and service levels have also been further enhanced. Second, creatively work towards funding projects onto a new stage. The Beijing liaison office LAN from simple secure funding, and the shift to a more d
4、irectly involved in the project, from the small projects to large projects to introduce change, strengthening project work. Liaison Office in Beijing, always put the report convergence and implementation, as reported to national construction projects, I work a top priority, take the initiative to st
5、rengthen contacts with national ministries and provincial authorities on contact and, from top to bottom convergence projects in advance, timely feedback on the city and the County (district). Liaison Office in Beijing this year, and cooperate with, or directly with item 8 of the interface implement
6、ed on the national, provincial, for State investment of nearly 20 million Yuan. The blue Office closely around the citys four pillar industries, large projects and more mature projects, brand focus and direction of the project as an investment. Grasp the15摘 要近年来，随着科学技术的进步和微电子技术的迅猛发展，可编程逻辑控制器技术已经广泛应用
7、于自动化控制领域，可编程逻辑控制器以其高可靠性和操作简单等特点，已经形成了一种工业趋势。目前，在自动化生产线上，有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动，并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留，以满足生产工艺要求。用PLC程序实现运料小车自动往返顺序控制，不仅具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，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。本文以三菱FX系列PLC为例，简单设计自动仓库运料小车控制系统。本次课程设计中通过各仓库行程开关的通断情况判断小车当前位置，以便了解呼叫位置和小车当前位置的相对情况，从而控制电动机的正转、反转和停止，达到了对运料小车自动控制的设计
8、要求关键词：S7-200；运料小车；电动机；行程开关目 录第1章 绪论1第2章 课程设计的方案32.1 概述32.2 方案设计3第3章 硬件设计53.1 系统功能及I/O点配置5第4章 软件设计74.1 程序设计流程74.2 程序设计内容9第5章 系统测试与分析14参考文献15第1章 绪论由于单片机、PLC等控制器的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产率的不断提高，运料小车控制经历了以下几个阶段：手动控制：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用单片机、PLC等控制器来实现运料小车的控制，但是由于当时的技术还不够成熟，只能够用手动的方式来控制机器，而且早期
9、运料小车控制系统多为继电器一接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。自动控制：在20世纪80年代，由于计算机的价格下降，这时的大型工控企业将单片机、PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了单片机、PLC在运料小车控制系统在自动方面的应用。全自动控制：现阶段由于单片机、PLC技术的向高性能 高速度、大容量发展大型单片机、PLC等大多采用多CPU结构，不断向高性能、高速度和大容量方向发展。将单片机、PLC运用到运料小车控制系统，可实现运料小车的全自动控制，降低系统的运行费，用同时系统具有连线简单控制速
10、度快，精度高，可靠性和可维护性好，维修和改造方便等优点。企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得生产物的输送成为生产物流系统中的一个重要环节。运料小车自动控制正是用来实现输送生产物的控制系统，本文用可编程逻辑控制器（PLC）来做控制器设计运料小车自动控制系统，让PLC技术与自动化技术相结合，具有连线简单控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，维修和改造方便，降低使生产成本，易控制，安全可靠，效率高等优点。运料小车模型如图1.1所示。图1.1第2章 课程设计的方案2.1 概述本次设计主要是综合应用所学知识，设计自动仓库运料小车控制系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。能够较全面地巩固和
11、应用“PLC”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握运料小车设计的基本方法。系统功能介绍: 当小车停在限位开关X2处，假定小车开始为空车。按下启动按钮X0，小车前进，碰到限位开关X1后，翻斗门打开装货；10s后小车后退，到限位开关X2后，打开小车底门放货，7s后放完货，小车停止。控制要求如下：（1）手动控制。（2）自动单周控制，小车往返运行一次后停在初始端等待下次启动。（3）自动连续，小车启动后自动往返运行。（4）往返运行两次后，回到初始端停下，等待启动2.2 方案设计在自动仓库运料小车控制系统中以PLC为核心，通过各种输入端接收各种输入信号，处理后经输出端输出控制信号，通过控制器里的继电
12、器等电器开关的开通与闭合来控制运料小车的左行、右行和停止。本次设计选用三菱FX系列PLC，三菱FX系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。三菱FX系列的功能强大，可实现复杂控制功能。三菱FX系列具有极高的性价比，可靠性，指令集丰富，易于掌握，操作便捷，内置集成功能丰富，具有实时特性，通讯能力强，扩展模块。根据控制任务和要求所设计的方案流程如图2.1所示小车前进电动机正转 小车停止 PLC小车后退电动机反转 图2.1 控制方案流程图 在图2.1中，可以看到，本次设计的核心思想是：通过PLC控制电动机的正转和反转实现小车的前进和后退，并在一定条件下停止运行。实现了仓库对小车
13、的自动控制，满足了工业生产的要求。第3章 硬件设计3.1 系统功能及I/O点配置1. PLC系统功能实现对输入信号开关量进行采集，通过程序控制和相应的算法CPU模块对输入信号进行处理，再将结果经输出模块输出到线圈或者继电器，整个过程周期性循环进行。2.根据本课程设计的实际情况，对系统I/O点进行分配，具体分配情况见表3.1。表3.1 数字量输入信号分配表启动X0前限位X1后限位X2手动X10单周期X12连续X13往返两次X3手动向前X14手动向后X15手动开阀门X16手动开底门X17单步X11装货Y1小车后退Y2卸货Y3小车前进Y0 本设计中的重点内容之一是设计电动机的正反转控制逻辑，电动机的
14、正反转决定运料小车的前进和后退，因此合理的设计电动机正反转逻辑是一项必要并且非常重要的任务，本文设计的电动机正反转的思想是把三相异步电动机的三相中的任意两相调换，电机即可又正转变成反转，为了保证两个接触器不能同时得电，提高可靠性，还要加入互锁电路，集合以上要求，电动机正反转电气原理图如图3.2所示。图3.2电动机正反转电气原理图第4章 软件设计4.1 程序设计流程本次设计采用的程序设计方法是简单设计法，简单设计法适合初学者使用，设计思路逻辑清晰，便于理解。设计的思路流程如图4.1所示开始呼叫允许限位X2限位X1装货放货手动自动连续或单周NNN图4.1程序设计流程4.2 程序设计内容 由于本次课程设计要求设计1个仓库的运料小车自动控制系统,系统I/O点数较少,作为典型控制系统,既具有代表性,又节约空间和读者的查阅时间。第一步，设计I/O接线图，如图4.1。第二步，设计程序结构，如图4.2所示为总程序结构图。程序结构分为三个程序块：自动程序、手动程序和往返运行程序。有方式选择进行控制，通过调用子程序执行。第三步，设计手动程序，如图4.3梯形图，小车的前后运行需要互锁。第四步，设计自动程序。先设计状态转移图，再根据状态转移图画出步进梯形图，如图4.4. 自动程序包含单周和连续两种控制。图中S0为初始状态，当按下启
