1、操纵系统程序设计7 系统接线图设计7 系统调试及结果分析15 四、总结16 参考文献17 10电气12崔久远摘 要初期运料小车电气操纵系统多为继电器接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、本钱高等缺点，无数据处置和通信功能，必需有专人负责操作，将PLC应用到运料小车电气操纵系统，可实现运料小车的自动化操纵，降低系统的运行费用，PLC运料小车电气操纵系统具有连线简单，操纵速度快，靠得住性和可保护性好，易于安装、维修和改造等优势。随着经济的进展，运料小车不断扩大到各个领域，从手动到自动，慢慢形成了机械化、自动化。将PLC应用到运料小车电气操纵系统，可实现运料小车的自动化操纵，降低系统
2、的运行费用。通信和数据连接功能选项使得PLC在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面超级完美。本课题要紧包括：分析被控对象和明确系统操纵要求、PLC选型、确信系统的I/O设备的数量及种类、操纵流程设计、操纵程序设计。PLC在运料小车操纵系统中的应用，已经在国内外工程、工厂中取得实际应用，具有庞大的经济和社会价值，其智能化和自动化的思路值得以后继续深切研究和推行。关键词： PLC 运料小车 操纵系统 I/O点一、概述操纵系统在运输小车中的作用与地位在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低本钱，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产进程通盘自动化，这就离不开操纵系统。操纵系统是整个生产线的灵魂
3、，对整个生产线起着指挥的作用。一旦操纵系统显现故障，轻者阻碍生产线的继续进行，重者乃至发生人身平安事故，如此将给企业造成重大损失。运输小车是基于PLC操纵系统来设计的，操纵系统的每一步动作都直接作用于运输小车的运行，因此，运输小车性能的好坏与操纵系统性能的好坏有着直接的关系。运输小车可否正常运行、工作效率的高低都与操纵系统密不可分。 运料小车的进展概况由于PLC的不断发展和革新，使得生产线的运输操纵也将取得不断的改善和生产率的不断提高，运料小车操纵经历了以下几个阶段：（1）手动操纵：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采纳PLC来实现运料小车的操纵，可是由于那时的技术还不够成熟，
4、只能够用手动的方式来操纵机械，而且初期运料小车操纵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、本钱高等缺点，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。（2）自动操纵：在20世纪80年代，由于计算机的价钱下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机械人技术，自动化设备终于实现了PLC在运料小车操纵系统在自动方面的应用。（3）全自动操纵：现阶段，由于PLC技术的向高性能 高速度、大容量发展大型PLC大多采纳多CPU结构，不断向高性能、高速度和大容量方向发展。将PLC运用到运料小车操纵系统，可实现运料小车的全自动操纵，降低系统的运行费用。PLC运料小车自
5、动操纵系统具有连线简单操纵速度快，精度高，靠得住性和可保护性好，维修和改造方便等优点。 本课题研究的要紧内容通过PLC操纵运料小车在工作台上各呼唤站间运动，以达到生产实际之用。分析被控对象和明确系统操纵要求；PLC选型；确信系统的I/O设备的数量及种类；操纵流程设计；操纵程序设计。二、功能需求分析操纵系统介绍本操纵系统主若是用于操纵运输小车的自动运输。它既能减轻人的劳动强度又能自动准确抵达人不能达到或很难抵达的预定位置。确信输入、输出电器。每一个工位应设置一个限位开关和一个呼车按钮，系统要有效于启动SB1和停止SB2的按钮，这些是PLC的输入元件，；小车要用一台电动机拖动，电动机正转时小车驶向
6、高位，反转时小车驶向低位，电动机正转反转各需要一个接触器，是PLC的执行元件。另外各工位还要有指示灯作呼车显示。因为小车抵达每一个工位要停止，因此每一个工位要装有限位开关，当小车抵达各个工位碰撞限位开关，限位开关给PLC一个信号使电机停止转动，小车失去动力停在那个呼车工位。电动机和指示灯是PLC的操纵对象。各工位的限位开关和呼车按钮的布置如图1-1所示， 图1-1 各工位的限位开关和呼车按钮的布置图中ST和SB的编号也是各工位的编号。ST为滚轮式，可自动复位。 用PLC对运输小车实现操纵，其具体要求如下：（1） PLC得电后，车停在1到8某个加工点（称为工位），假设没有效车呼唤（称为呼车）时，
7、那么呼车指示灯亮，表示1到8各工位能够呼车。（2） 假设某工位呼车（按本位的呼车按钮）时，那么呼车指示灯熄灭，表示尔后呼车无效。（3） 系统停止时，呼车无效。系统启动后，当呼车位号大于停车位号时，小车自动向高位行驶；当呼车位号小于停车位号时，小车自动向低位行驶；当小车抵达呼车位时，自动停车。（4） 在小车抵达呼车位的30s时刻内（仅供本车位利用），呼车操作无效。只有当30s延不时刻到以后，小车才能从头响应呼车信号。（5） 临时停电后再复电，小车可不能自行起动。可编程操纵器 PLC的特点可编程操纵器 PLC对用户来讲，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程操纵器已成为工厂自动化
8、的强有力工具，取得了普遍的推行应用。可编程操纵器是面向用户的专用工业操纵运算机，具有靠得住性高，抗干扰能力强、配套齐全，功能完善，适用性强、易学易用、系统的设计、建造工作量小，保护方便，容易改造、体积小，重量轻，能耗低小车运输系统方案的选择实现小车运输系统操纵有很多方式来实现，能够用单片机、可编程操纵器PLC等元器件来实现。但在单片机操纵系统电路中需要加入A/D，D/A转换器，线路复杂，还要分派大量的中断口地址。而且单片机操纵电路易受外界环境的干扰，也具有不稳固性。另外操纵程序需要具有必然编程能力的人材能编译出，在维修时也需要高技术的人员才能修复，因此在此也不易用单片机来实现。而从PLC的特点
9、了解可知，PLC具有很多优势，因此咱们归纳出：可编程操纵器PLC具有很高的靠得住性，通常的平均无端障时刻都在30万小时以上；安装，操作和保护也较容易；编程简单，PLC的大体指令不多，编程器利用比较方便，程序设计和产品调试周期短，具有专门好的经济效益。另外PLC内部按时、计数资源丰硕，能够方便地实现对运输小车的操纵。因此，最终我选择了用可编程操纵器PLC来实现运输小车系统的操纵，完本钱次的设计题目。运料小车操纵系统的操纵内容与要求运料小车的运动流程某自动生产线上运料小车的运动如图1-1所示：运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向高位行，电机反转，小车向低位行。电动机正反转主电路图如图
10、3-2所示： 图3-2三相异步电动机正反转主电路图在生产线上有8个编号为l8的站点供小车停泊，在每一个停泊站安装一个行程开关以监测小车是不是抵达该站点。对小车的操纵除启动按钮和停止按钮之外，还设有8个呼唤按钮开关（SB1SB8）别离与8个停泊站点相对应。设备操纵要求运料小车在自动化生产线上运动的操纵要求如下：（1） 按下启动按钮，系统等待30秒开始工作，按下停止按钮，系统停止工作；（2 ）假设某工位呼车（按本位的呼车按钮）时，那么呼车指示灯熄灭，表示尔后呼车无效。（3 ）系统停止时，呼车无效。（5）临时停电后再复电，小车可不能自行起动。方案论证 初期运输小车电气操纵系统多为继电器-接触器组成的
11、复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、本钱高等缺点，几乎无数据处置和通信功能，必需有专人负责操作。后来，单片机应用到运料小车操纵系统中。单片机有优良的性能价钱比、集成度高、体积小、有很高的靠得住性、操纵功能强、低功耗、低电压，便于生产便携式产品，外部总线增加了IC及SPI，单片机的系统扩展和系统配置较典型、标准，容易组成各类规模的应用系统。单片机编程方式复杂，不容易上手，利用于简单应用。PLC运料小车电气操纵系统具有连线简单，操纵速度快，精度高，靠得住性和可保护性好，安装、维修和改造方便等优势。运料小车操纵系统的操纵系统组成图如3-3所示:图3-3运料小车操纵系统图三、具体设计 PLC的选
12、型和程序设计在PLC日趋成为工厂自动化大体技术平台的时期，如何选用一部适合的PLC即知足技术要求，又能实现经济效益，是一项重要课题。PLC本身强调的特色为：体积小、功能强、操作简便、程序设计简易、模块扩充性好、通信方便等，针对上述要求选择PLC操纵系统。西门子公司的S7-200系列PLC以其功能强、功能壮大、性价比高等特点受到普遍青睐。因为该设计需要18个输入和11个输出故需要CPU有至少18个数字量输入PLC，故知足这一技术要求的S7-200系列PLC的CPU类型有224、224XP、226等。PLC的选型不但要知足技术要求，还要考虑到经济性，因此那个地址选用S7-200系列的226PLC。
13、 S7-200 CPU 226简介CPU226集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。16K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID 操纵器。1个RS485通信/编程口，具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力。I/O端子可很容易地整体拆卸。是具有较强操纵能力的操纵器。系统变量概念及分派表依照操纵要求，PLC操纵运输小车的输入输出（I0）地址编排如下表所示: 表4-1 I/O地址分派输入输出起始按钮SB9电动机正传KM1停止按钮SB10电动机
14、反传KM21号工位呼车SB1呼车指示灯HL2号工位呼车SB21号工位成功呼车指示灯3号工位呼车SB32号工位成功呼车指示灯4号工位呼车SB43号工位成功呼车指示灯5号工位呼车SB54号工位成功呼车指示灯6号工位呼车SB65号工位成功呼车指示灯7号工位呼车SB66号工位成功呼车指示灯8号工位呼车SB77号工位成功呼车指示灯1号工位限位开关SQ18号工位成功呼车指示灯2号工位限位开关SQ23号工位限位开关SQ34号工位限位开关SQ45号工位限位开关SQ56号工位限位开关SQ67号工位限位开关SQ78号工位限位开关SQ8系统接线图设计PLC型号的选择：由于该系统是在原先CPU226的基础上改良的设备
15、，而此刻共用了18个输入，用直流24V；11个输出，用交流电220V，因此我选择用S7-200系列CPU226。CPU226的要紧的技术参数：输入24VDC，24点；输出220VAC，16点；电源电压为220V 50Hz。 图4-1 系统接线图操纵系统程序设计运料小车操纵系统流程图如图4-2所示: 图4-2运料小车操纵系统流程图依照运料小车操纵系统流程图，能够确信本次设计的自动运输小车梯形图别离如下系统的起停操纵按下启动按钮SB9那么输入点接通，维持得电系统运行。 得电常开闭合按时器T37开始计时，计时器按时设置30秒，三十秒后T37的常触点闭合。三十秒后T37的常开触点闭合工作指示灯点亮,能
16、够呼车。系统的呼车操纵中间继电器各代表1号工位到8号工位呼车状态，而各代表呼车成功的状态，若是此工位呼车成功，本工位小灯就点亮直到小车运动至本工位熄灭。系统的呼车反转操纵当呼车位号小于停车位号时，电动机反转，小车自动向低位行驶；中间继电器各代表1号工位到7号工位反转向低位行驶的状况 。系统的呼车正转操纵呼车位号大于停车位号时，电动机正传，小车自动向高位行车；中间继电器各代表8号工位到2号工位反转向低位行驶的状况 。电动机反转，小车自动向低位行驶，中间继电器并联输出。电动机正传，小车自动向高位行驶，中间继电器并联输出。系统调试及结果分析系统调试及解决的问题本程序是用梯形图所写的，在调试时由于涉及
17、8工位呼车，超级复杂因此在编写编译时，选择各个击破的方式。（1）先考虑安装启停按钮，启动后呼车指示灯点亮。（2）然后考虑8工位呼车时，如有一方呼车，呼车指示灯熄灭，尔后其它工位呼车无效。（3）再就考虑电动机反转时1到8工位呼车，怎么样的情形小车知足向低位行驶，还有确实是电动机正传时1到8工位呼车，怎么样的情形小车知足向高位行驶，各个工位正反转分析。（4）最后考虑小车抵达呼车位30秒后呼车才会有效。将系统梯形图导入西门子仿真软件进行仿真。选择CPU型号为226后装载程序。检查程序无误后将仿真软件切换到运行状态。按下启动开关SB9，所对应的指示灯亮，计时器T37开始计时，30S后呼车指示灯亮能够呼
18、车，按下某工位呼车按钮所对应的指示灯亮，依照小车停止的位置，判定小车即将是向高位行驶仍是低位行驶，确信输出正反转继电器或对应的指示灯也同时亮。说明小车正向被呼的工位运行，现在手动按下对应的限位开关，对应的灯也亮，说明小车抵达被呼唤的工位，现在按时器清零，开始新一轮的按时30秒。接着按下停止开关SB10,对应指示灯点亮。知足操纵要求。反复运行此程序也均能达到操纵要求。结果分析经调试测试该设计知足以下要求：（1）开始小车停留在8个工位中任意一个的工位上，PLC上电后小车停在某工位30秒假设没有呼车时那么呼车指示灯亮，表示各工位能够呼车。（2）假设某工位呼车时，该工位成功呼车灯点亮表示该工位呼车成功
19、，呼车指示灯灭，表示尔后呼车无效。（3）假设小车所停工位号等于呼车号时小车原地不动；假设小车所停工位号大于呼车号时，小车自动向高位行驶；假设小车所停工位号小于呼车号时，小车自动向低位行驶；。当小车达到呼车位时自动停车。（4）小车抵达呼车位时应停留30s供该工位利用。五总结本文要紧介绍了运料小车的进展进程及现代社会对运料小车的功能要求，和运料小车以后的进展趋势。随着现代工业的进展，工业自动化程度愈来愈高，运料小车应用前景可观。在导师的精心指导下，我在本文中解决了如下问题：操纵系统硬件电路的正确设计及连接，节约了本钱，优化了配置；实现了生产工作台8个呼唤站的呼唤要求，小车能正确无误的应答各呼唤站的
20、呼唤；软件编程调试方面，通过PLC编程软件已经正确调试了设计程序，并在设计调试中收成很多宝贵体会。通过这次毕业设计，提高了我的综合能力。设计进程中还有些不足，希望教师给予批评和指正。最后愿教师们躯体健康，万事如意。 参 考 文 献1 廖常初.PLC编程及应用M . 北京：机械工业出版社，2020.2 电气操纵与PLC应用，机械工业出版社，2001。3 现代电气操纵及PLC应用技术，北京航空航天大学出版社，20054可编程序操纵器技术及应天京大学出版社,20205电器操纵与PLC应用.北京:北京航空航天大学出版社,20076电气操纵与可编程操纵器.北京:机械工业出版社,20047电器操纵与PLC.北京:机械工业出版社,2007
