毕业论文-基于PLC的小车自动往返运动控制系统设计.docx

摘要可编程控制器(PLC)是一•种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境 下应用而设计它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、 顺序控制、定吋、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输 入和输出，控制各种类型的机械或生产过程本设计是基于PLC编程的生产流水线小车循环运动控制设计论述了 小车控制系统的软、破件设计方案及其控制原理采用的是步进指令，因而 比较简洁关键词：PLC步进指令循环控制摘要 I第一章概述 I1」设计背景及意义 1第二章硬件设计 32」主电路图 32.2 I/O地址分配 42.3 T/O接线图 42.4沅件列表 5第三章软件设计 63」程序流程图 63.2梯形图 73.3 STL 指令 II3.4程序分析 12第四章程序调试 144」程序流程图 14设计感想 16参考文献 17第一章概述1.1设计背景及意义传统的运料小车大都是继电器控制，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FI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由于PLC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，小车自动控制系统经历了以下几个阶段：（1）手动 控制：但是由于肖时的技术还不够成熟，这种系统存在设计周期长、体积大、 成木高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。

2）自 动控制：通过机器人技术，自动化设备终于实现了 PLC在小车自动控制系统 在自动方面的应用3）全自动控制：PLC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现代企业为提高生产车间物流自动化水平，实现牛产环节间的运输自动 化，使厂房内的物料搬运全自动化，许多企业在生产车间广泛使用无人小车，小 车在车间工作台或生产线之间自动往返装料卸料由于小车自动往返的实际 意义，随着不同企业不同的要求，控制的难度可以不同本文介绍了--种基于西门子PLC控制的生产流水线自动控制小车系统 设计方案将PLC运用到小车自动控制系统，可实现小车的全自动控制，降 低系统的运行费用PLC小车自动控制系统具有连线简单控制速度快，精度 高，可靠性和可维护性好，维修和改造方便等优点利用PLC控制技术， 可实现小车相关运动，小车在一个周期内的运动由4段组成设小车最初在 左端，肖按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置其运动路线示意图如下图1-1所示如图小车运动路线示意图第二章硬件设计2.1主电路图如图2・1为小车循环控制的主电路原理图该电路图利用两个接触器的 主触点KM1、KM2分别接至电机的三相电源进线中，其中相对电源的任意 两相对调，即可实现电机的正反转，也可达到小车左右运行的H的。

假设接 通KM1为正转（小车右行），则接通KM2为反转（小车左行）图2-1小车循环控制的主电路原理2.2 I/O地址分配如表2・1为小车循环运动PLC控制的I/O分配表在运行过程中，这 些I/O 口分别起到了控制各阶段的输入和输出的作用，并且也使小车的控制 过程更清晰明了，动作与结果显示更加方便直接2.3 I/O接线图表2・1输入输出10.0行程开关SQ1Q0.0右行10.1行稈开关SQ2Q0.1左行10.2行程开关SQ310.3行程开关SQ410.4过载FR10.5启动SB 110.6停止SB2如图2-2为小车循环运动PLC控制的I/O接线图在进行调试过程时， 在PLC模块上，当10.0有输入信号，即按下SQ1；当10」有输入信号，也 即按下SQ2,以此类推，I/O接线图就是把实际的开关信号变成调试时的输 入信号同理，输出信号也是利用PLC模块把小车的实际运动用Q0.0、Q0.I 的状态表现出來2M2L501502503504过载启动停止FRrn1M1L10.010.100.010.200.110.310.410.510.6图2-2小车循环运动PLC控制的I/O接线图2.4元件列表如表2-2为小车循环运动PLC控制的元件列表。

在本次设计中就是利用 这些元件，用若干导线连接起来织成了我们需要的原理图、I/O接线图表2・2序号代号名称型号数量1M三相异步电机J02-22-4J.5kw 1410 转/分， 380V, 3.49 安12QS空气开关DZ47-3P33FR热继电器JR36-20I4CPUPLC处理器CPU22215KM交流接触器CJX2-0926SB按钮L A Y 827SQ行程开关L XK 248FU熔断器RT16-2049L导线若干第三章软件设计3.1程序流程图如图3-1为小车循环运动PLC控制的程序流程图小车在一个周期内的 运动由4段组成设小车最初在左端，为按下启动按钮，则小车自动循环地 工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置首先小车位于初始位置，按下SB1启动后，小车向右行驶；当碰到行程 开关SQ4,小车转向，向左行驶；碰到行程开关SQ2,小车再一次转向，向 右行驶；碰到行程开关SQ3,小车又向左行驶，直到再次碰到SQ1,然后开 始依次循环以上过程若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动，若 此时按下停止按钮SB2,小车又碰到行程开关SQ1,则小车回到初始位置图3-1小车循环运动PLC控制的程序流稈图3.2梯形图如图3・2为小车循环运动PLC控制的梯形图，此设计按照以下程序运行,以实现在生产流水线上的一辆自动控制小车的运动。

其中，小车在一个周期内的运动有4段组成设小车最初在左端，肖按下启动按钮，则小车自动循环的工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停在初始位置程序注释Network 1启动M0.0Network 2I左行Network 3I右行Network 4I循坏MO.OQ0.1 M0.2QO.O M0.2M0.1M0.1QO.O()Q0.1()10.1 M0.4Network 6I0.3M0.3 M0.4M0.4Network 7I0.2M0.6M0.5Network 8M0.7 I0.0M1.0图3-2小车循坏运动PLC控制梯形图3. 3 STL指令如下为图3-2梯形图对应的指令程序:Network I//启动LD10.5OMO.OANM1.0AN10.4二MO.ONetwork 2//左行LD10.0OMO.IOM0.3AN10.3ANM0.5=M0.1Network 3//右行LD10.3OM0.2OM0.5ANM0.3AN10.0二M0.2Network 4//循环LDLPSANMO.OQ0.1ANM0.2AM0.1QO.OLPPANQO.OAM0.2ANM0.1Q0.1Network 5LD10.1AM0.4M0.3Network 6LD10.3OANM0.4M0.3M0.4Network 7LD10.2AM0.6M0.5Network 8LD10.3OANM0.610.0M0.6Network 9LD10.6OM0.7ANMI.0二M0.7Network 10LDM0.7AT0.0二MI.03. 4程序分析运行过程：首先按下按下10.5 （即启动按钮SB1闭合），启动程序，中 间继电器M0.0接通，常开触点闭合且实现自锁；接着按下10.0（即小车碰到 行程开关SQ1）,则网络2中，中间继电器M0」接通,常开触点闭合且实现 自锁，此时运行网络4（循环），则此吋Q0.0有输出，状态指示灯亮，即小 车向右行驶，由于网络4设置了互锁，此时向左行驶的线路断开；接着按下 10.3（即小车碰到行程开关SQ4）,则网络3中，中间继电器M0.2接通，常开 触点闭合且实现锁，同时在网络6里中间继电器M0.4和网络8里中间继 电器M0.6也得电，且都实现自锁。

此时运行网络4 （循环），则此时Q0.1 有输岀，状态指示灯亮，即小车向左行驶，由于网络4设置了互锁，此时向 右行驶的线路断开；这时按下10」（即小车碰到行程开关SQ2）,中间继电 器M0.4的常开触点已闭合，此吋中间继电器M0.3线圈带电，常开触点闭合, 在网络2中，使中间继电器M0.1线圈再次得电且自锁，再次运行至网络4, 则此时Q0.0有输出（状态灯亮），小车向右行驶；当按下10.2 （即小车碰到 行程开关SQ3）,中间继电器M0.6常开触点己闭合，则此时中间继电器M0.5线圈带电，常开触点闭合，则程序运行至网络3,可再次实现中间继屯器 M0.2线圈带电且自锁，则程序再次运行至循坏网络4,使Q0.1有输出，实 现小车左行依次进行如上循环，实现小车的自动循环工作过程若电机过 载则热继电器的常闭触点断开，即10.4断开，此吋程序小断，电机立即停止停止过程：当按下10.6,即按下停止按钮SB2,程序运行至网络9,此时 中间继电器M0.7线圈得电，并实现自锁，程序接着运行至网络10,若此时 不按下10.0 （即小车不碰到行程开关SQ1）,则小车并不停止运动，且继续 之前的路线，只有按下10.0 （即小车碰到行程开关SQ1）,才能实现本程序 停止，即小车停止在初始位置。

也即实现了本设计所要实现的功能，当按下 停止按钮，小车完成本次循环工作后，停止在初始位置第四章程序调试4.1程序调试先将系统梯形图导入西门子仿真软件进行仿真首先将PLC主机的电源 开关拨到关状态，严格按图2-2所示接线，注意12V和24V电源的正负不耍短 接，电路不要短路，否则会损坏PLC触点将电源线插进PLC主机表面的电源 孔中，再将另一端插到220V电源插板将PLC主机上的电源开关拨到开状态, 并且必须将PLC出口置于STOP状态，然后通过计算机或编程器将程序下载到 PLO",下载完后，再将PLC串口置于RUN状态此时可以开始进行程序的调 试在调试过程中我遇到了以下问题，但通过老师的指导，再经过H己的反 。