国家电大 可编程控制器应用实训 形考任务4答案

1、可编程控制器应用实训 形考任务四实训报告送料小车控制系统的实现一、实训目的：理解PLC控制系统的控制工序和要求，设计控制系统硬件连线，编制PLC程序，并进行软件的监控和调试，使学生熟悉PLC的使用，训练PLC控制系统编程的思想和方法，提高应用PLC的能力。二、实训要求：1根据PLC控制系统的控制工序和要求，设计控制系统硬件连线，编制PLC程序，并进行软件的监控和调试；2同一班级中，可按照个人或小组在指导教师的指导下进行选题。三、实训内容：1.在一些自动化生产线上，为了实现多地点随机卸料或者多地点随机搜集成品或（废品），经常会用到一台装卸料小车，根据请求在6个位置停车，进行装卸料，SQ0SQ5为6个正常停车位置的行程开关，小车压上时为ON，小车离开时为OFF；SQ6、SQ7为小车保护限位行程开关，SB0为小车卸料琴键开关，SB1SB5为互锁的装料琴键开关，用于选择小车装料的位置。2.小车在电动机的拖动下运行，电动机正转时小车右行，电动机反转时小车左行。3.当选择按钮号与小车位置压下的行程开关号相同时，按下启动按钮，小车停止不动。4.当选择按钮号大于小车位置压下的行程开关号时，按下启动按钮

2、，小车向右运行直至两者相等时，小车停止。当选择按钮号小于小车位置压下的行程开关号时，按下启动按钮，小车向左运行直至两者相等时，小车停止。5.装料完毕，按下选择按钮SB0，小车向左运行直至SQ0时，小车停止并卸料；小车装卸料时，必须5秒后下一个信号才能响应。四、主要实训软件硬件本次实训是设计基于PLC组态技术的运料小车控制系统，本系统采用西门子S7-200CPU224型的PLC、MCGS组态软件、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6编程软件。利用组态与PLC之间的通信，将各种脚本程序与PLC程序完美结合，共同去控制一个对象，以达到现场的控制要求和控制目的。五、实训步骤（一）硬件设计1.主电路设计根据控制要求，小车从SQ7点前进到SQ6点，还可以根据呼叫位置的要求，到达指定位置，然后停车，实现工作现场功能。因此，工作电机一定要实现正反转，其主电路的电气原理图如图1.1所示：如图1.12.小车自动往复运动PLC I/O接线图根据控制要求，输入对象为14个，输出对象为4个。所以为了满足控制要求，可采用PLC:S7-200CPU224,I/O接口电路如图1.2所示：图1.23.输入输

3、出I/O地址分配表如表1.3所示：输入信号名称代号地址输入信号名称代号地址卸料开关SB0I0.0行程开关零 SQ0I1.01号呼叫按钮SB1I0.1行程开关一SQ1I1.12号呼叫按钮SB2I0.2行程开关二SQ2I1.23号呼叫按钮SB3I0.3行程开关三SQ3I1.34号呼叫按钮SB4I0.4行程开关四SQ4I1.45号呼叫按钮SB5I0.5行程开关五SQ5I1.5启动按钮SB6I0.6右限位行程开关SQ6I1.6停止按钮SB7I0.7左限位行程开关SQ7I1.7输出信号正转接触器KM1Q0.0反转接触器KM2Q0.1表1.34.电器元件的选择根据电机的选择需要4千瓦，额定电流需要8A,需要选择断路器DZ12-60/3（15-20）、热继电器NR2-25G/Z（0.1-10A）、接触器CJ20-10A、熔断器RL1-10（10A*3/6A*2）电路元器件规格型号数量PLC西门子S7-200CPU2241电动机YK31112A1熔断器RL1-10（10A*3/6A*2）3断路器DZ12-60/3（15A-20A）1热继电器NR2-25G/Z 0.1-10A1接触器CJ20-10A2表

4、1.4（二）软件设计1.运动小车控制系统流程如图1.5所示M表示行程开关位置号，N表示小车呼叫位置号。当选择按钮号与小车位置压下的行程开关号相同时，按下启动按钮，小车停止不动。当选择按钮号大于小车位置压下的行程开关号时，按下启动按钮，小车向右运行直至两者相等时，小车停止。当选择按钮号小于小车位置压下的行程开关号时，按下启动按钮，小车向左运行直至两者相等时，小车停止。图1.52.梯形图设计当对应的继电器工作后，首先将小车所在的位置号通过移位寄存器送到VW0（字存储单元）。然后，将所有呼叫位置号送到另一个字存储单元VW2。其中M0.0M0.7就是组态界面中的行程开关号，M1.0M1.5就是组态界面中的呼叫按钮号。利用比较指令，当呼叫位置号大于小车位置号时，小车右行。当呼叫位置号小于小车位置号时，小车左行。当呼叫位置号等于小车位置号时，M2.2得电且有一定的延时，时间一到T37常闭断开，达到控制要求。 图1.6（三）上位机MCGS监控系统的设计1.组态软件监控画面设计首先在用户窗口,点新建窗口,生成窗口0,在窗口0属性中重命名为运料小车自动控制,然后在工具条中点工具箱选择图中需要的元件组态即

5、可。如图2.1所示：图2.1对窗口、实时数据库和PLC三者建立链接:将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性链接,再通过设置通道与PLC三者建立链接,并设置相应的动画属性。在系统运行过程中,图形对象的外观和状态特征,由数据对象的实时采集值驱动,从而实现图形的动画效果。双击运行策略进入循环策略,由循环策略进入策略组态,在策略组态的工具栏中点策略工具箱和新增策略行,从策略工具箱中选择脚本程序拖到新增策略框中。如图2.2所示：图2.2在实时数据库中新增所有需要的数据对象,并定义数据变量的名称、类型、初始值和数值范围等等,必要时可以添加注释。如表2.3所示：名称类型注释SB0开关型0工位按钮SB1开关型1工位按钮SB2开关型2工位按钮SB3开关型3工位按钮SB4开关型4工位按钮SB5开关型5工位按钮SQ0开关型0工位行程开关SQ1开关型1工位行程开关SQ2开关型2工位行程开关SQ3开关型3工位行程开关SQ4开关型4工位行程开关SQ5开关型5工位行程开关SQ6开关型右限位开关SQ7开关型左限位开关Q0开关型小车前进Q1开关型小车后退VW0数值型VW2数值型设定装料时间数值型小车行程

6、数值型小车运动行程装料时间数值型表2.3双击策略组态的脚本程序进行编写。编写必要的脚本程序,使动画更加丰富、形象,达到设计的需要,所以一般上位机组态当中脚本程序是必须的。图2.4脚本程序如图2.5： 图2.5进行设备组态,当首先进入设备窗口。双击进入设备组态,在设备组态的工具栏选设备工具箱,在工具箱中选择通用串口父设备和西门子S7-200设备,生成设备组态中的通用串口父设备0和设备0。双击生成的通用串口父设备0,进入通用串口属性编辑的基本设置。双击生成的设备0,在设备0的设备属性设置中对基本属性和通道连接进行设置。点击需要设置动画连接对象，进入单元属性设置，点击动画连接，再点击组合图符选择符号，进入动画组态设置，在表达式中关联对应的变量即可。如图2.6和图2.7所示：如图2.6图2.7-1图2.7-2点击基本属性中的内部属性,再点击设置设备内部属性右端生成的省略号, 生成S7-200通道属性设置;点击增加通道,设置需要的通道类型、通道地址、连续通道个数、数据位的位数、操作方式。图2.8最后对设备属性设置中的通道链接进行设置。左键点击通道连接后,进入通道连接设置,使对应数据对象和通道类型匹配。如上图所示： 图2.9 2.运料小车自动往复运动运行与调试把西门子S7-200CPU224与电脑通信，通信完成之后，把PLC程序通过电脑下载到PLC设备，并将其运行。然后关闭PLC编程软件，再打开组态界面将其运行即可。如图2.10所示：图2.10 六、心得体会本设计运用的可编程控制器实现的自动运料小车控制器，避开了以往继电器接触不良、开关易损坏等缺点，可靠性和稳定性都有所提高。在检测小车是否到达呼叫停靠点的时候，运用了行程开关使小车的停靠位置更加准确。同时，由于输入输出很明显，不需要好多额外的外接电路，让设计更简洁。这也是采用了成熟的可编程控制器带来的好处。即使在出现故障、紧急停止等环节中都能快捷操作。

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