装卸料小车多方式运行的PLC控制.docx
装卸料小车多方式运行的PLC控制学生学号：12510228学生姓名：李荣慧专业班级：自动1202指导教师：朱建军职称：副教授吉林化工学院JilinInstituteofChemicalTechnology专业综合设计任务书一.设计题目：装卸料小车多方式运行的PLC控制二.设计目的1 .学生使用实验室提供的设备，完成一个完整的自动控制系统的PLC综合设计，掌握可编程逻辑器件的根本原理及运用SIMATICManager进行可编程逻辑器件设计的方法；2 .学会运用S_PEXT定时器、MOVE移动指令、比拟指令以及根本的位指令在实际中的应用；3 .熟练掌握可编程逻辑器PLC的逻辑框图及梯形图，并利用S7-PICSIM进行软件仿真、监视及对可编程逻辑器件进行硬件下载的方法；4 .学会PLC输入/输出点的分配、接线、编程、仿真等，对PLC有系统的了解。三 .设计任务及要求假设小车的初始位置是停在m号工作台，此时SQm为0N。假设nn=l5）号工作台呼叫，如果：m>n,小车左行到呼叫工作台停车。m<n,小车右行到呼叫工作台停车。m=n,小车不动。小车的停车位置应有指示灯指示。小车到位后，至少应停5s。四 .设计时间及进度安排设计时间共四次,具体安排如下表：安排设计内容课时第一次开始了解并学习S7-300,学习使用各种指令及S7-PICSIM2第二次练习并且熟悉指令的应用，学会用梯形图编写且下载运行程序4第三次小组人员一起讨论根据任务要求，确定I/O、完成器件选型、并且编制程序与调试，实现仿真4第四次自己开始编写说明书、搜索文献、绘制系统流程图与接线图，修改并完成设计说明书，总结经验得出体会。2五.指导教师评语及学生成绩指导教师评语：年月日成绩指导教师（签字）：专业综合设计任务书I第1章PLC实训的设计目的3第2章系统方案确实定44.1 装卸料小车的开展与应用44.2 PLC的根本结构44.3 设计要求54.4 控制系统流程图5第3章控制点确实定及设备选型63.1 系统的DO点表63.2 设备选型73.2.1S7-300各模块的介绍7设备选型表73.3 画出PLC的外部接线图8第4章控制程序的设计与仿真94.1 创立工程与硬件组态94.1.1 创立工程94.1.2 硬件组态94.2 梯形图设计104.3 程序仿真调试及考前须知124.3.1 仿真器介绍124.3.2 仿真过程与系统调试124.3.3 考前须知14结论14心得体会16参考文献17附录18第1章PLC实训的设计目的1 .学生使用实验室提供的设备，完成一个完整的自动控制系统的PLe综合设计，掌握可编程逻辑器件的根本原理及运用SIMATICManager进行可编程逻辑器件设计的方法；2 .学会运用S_PEXT定时器、MOVE移动指令、比拟指令以及根本的位指令在实际中的应用；3 .熟练掌握可编程逻辑器PLC的逻辑框图及梯形图，并利用S7-PICSIM进行软件仿真、监视及对可编程逻辑器件进行硬件下载的方法；4 .学会PLC输入/输出点的分配、接线、编程、仿真等，对PLe有系统的了解。第2章系统方案确实定2.1 装卸料小车的开展与应用自动送料小车系统是用于物料输送的流水线设备，主要用于煤粉、细砂等材料的运输。这类系统的控制需要动作稳定，具备连续可靠的工作能力。运料小车早期电气控制系统多为继电器和接触器组成的复杂系统，但这种系统周期长、本钱高、无数据处理和通信功能等缺陷，必须有专人负责操作，随着经济的开展，运料小车不断扩大到各个领域，从手动到自动，逐渐形成机械化、自动化。将PLC应用到运料小车电气控制系统中，其具有连线简单、控制速度快、可靠性和可维护性好，易于安装、维修和改造等优点，提高了劳动生产率，降低本钱，减轻了工人的劳动负担。所以用PLC实现运料小车的多方式控制已经在国内外工程、工厂中得到实际应用，在应用方面更加完美。本课题主要包括：分析被控对象和明确系统的控制要求、PLC选型、确定系统的I/O设备的数量及种类、控制流程设计、控制程序设计、实验仿真等。2.2 PLC的根本结构PLC按结构形式的不同，可分为整体式和模块式两类。整体式PLC是将中央处理单元(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信接口等组装成一体，构成主机。另外还有独立的I/O扩展单元与主机配合使用。主机中，CPU是PLC的核心，I/O单元式连接CPU与现场设备之间的接口电路，通信接口用于PLC与编程器和上位机等外部设备的连接。PLC根本结构如下列图2-1所示。按钮选择开关限位开关电源图2-1PLC根本结构图2.3 设计要求在生产现场，尤其在一些自动化生产线，经常会遇到一台送料小车在生产线上，根据请求多地点随机卸料，或者是装料车多地点随机收集成品。在数控加工中心取刀机构的取刀控制，也是如此。某车间有5个工作台，装卸料小车往返于各工作台之间，根据请求在某个工作台卸料。每个工作台有1个位置开关分别为SQISQ5,小车压上时为ON和一个呼叫按钮分别为SBISB5。装卸料小车有3种运行状态，左行电动机正转、右行电动机反转）和停车。装卸料小车示意图如图2-2所Zj0图2-2装卸料小车工作过程示意图控制任务和要求假设小车的初始位置是停在mm=l5号工作台，此时SQm为ON。假设nn=l5）号工作台呼叫，如果：m>n,小车左行到呼叫工作台停车。m<n,小车右行到呼叫工作台停车。m=n,小车不动。小车的停车位置应有指示灯指示。小车到位后，至少应停5s02.4 控制系统流程图设计思路：采取将呼叫信号和位置开关信号用移动指令赋予数字值的方式。保证只有1个呼叫按钮信号和一个位置开关信号被数字赋值，待比拟大小后，完成一次任务后，方能再次响应其他信号。该方法容易实现，且该算法有较好的移植性能快速一直到工台数量较多的系统上。而且运用了判断与比拟指令方便易操作。如下列图2-3所示。图2-3程序流程图第3章控制点确实定及设备选型3.1系统的I/O点表根据控制要求，分配并编制PLC控制运输小车的输入/输出地址分配表如表3-1所示。表3-1编程元件I/O地址分配表序号12符号位置开关SQl位置开关SQ2地址10.110.2数据类型BOOLBOOL注释位于1号工作台位于2号工作台3位置开关SQ310.3BOOL位于3号工作台4位置开关SQ410.4BOOL位于4号工作台5位置开关SQ510.5BOOL位于5号工作台6呼叫按钮SBl11.1BOOL1号呼叫7呼叫按钮SB211.2BOOL2号呼叫8呼叫按钮SB311.3BOOL3号呼叫9呼叫按钮SB411.4BOOL4号呼叫10呼叫按钮SB511.5BOOL5号呼叫11指示灯1Q4.1BOOL1号工作台指示灯12指示灯2Q4.2BOOL2号工作台指示灯13指示灯3Q4.3BOOL3号工作台指示灯14指示灯4Q4.4BOOL4号工作台指示灯15指示灯5Q4.5BOOL5号工作台指示灯16启动10.6BOOL17停止10.7BOOL18电机反转Q4.6BOOL向右行驶19电机正转Q4.7BOOL向左行驶3.2 设备选型3.2.1 S7-300各模块的介绍S7-300的电源模块是构成PLC的重要组成局部，主要将市电压AC120/230V转换为DC24V,为CPU何24V直流负载电路提供直流电源。输出电流有2A、5A、IOA三种。针对不同系列的CPU,西门子有匹配的电源模块与之对应，用于对PLC内部电路和外部负载供电，比方PS305、PS307电源模块。数字量输入模块DU有直流输入方式和交流输入方式，有直流16点输入、直流32点输入、交流16点输入、交流8点输入模块四种型号模块可供选择。模块的每个输入点有一个绿色发光二极管显示输入状态，输入开关闭合即有电压输入，二极管点亮。数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成现场所需要的外部信号电平,可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等。数字量输出模块SM322有多种型号输出模块可供选择，常用的有8点晶体管输出、16点晶体管输出、32点晶体管输出、8点可控硅输出、16点可控硅输出、8点继电器输出和16点继电器输出。模块的每个输出点有一个绿色发光二极管显示输出状态，输出逻辑力”时，二极管点亮。3.2.2 设备选型表根据设计方案所确定的设备选型元件及型号如表3-2所示。表3-2设备选型表插槽模块订货号MPI地址输入地址输出地址1PS3075A6ES7307-1EA00-0AA02CPU315-2DP6ES7315-2AG10-0AB0V2.0DP2047*34DI16*DC24V6ES7321-1BH02-0AA00.15DO16*DC24V0.5A6ES7322-8BH01-OABO4.53.3 画出PLC的外部接线图PLC的外部接线图如图3-1所示，选用的是西门子S7-300系列。CPU315-2DPSQlIO.1IO.210. 3Q4.111. 4Q4.210. 5Q4.311. 1Q4.411. 2Q4.512. 3Q4.613. 4Q4.7II.5LMLlSQ2jSQ3jz-SQ4了L2SQ5：L3SBlL4SB2三L5SB3jKMISB4jKM2SB524VII左彳丁右行图3-1PLC外部接线图第4章控制程序的设计与仿真4.1 创立工程与硬件组态4.1.1 创立工程使用STEP7新建300装卸料小车工程如图4-1所示。图4-1装卸料小车工程的建立4.1.2 硬件组态装卸料小车硬件组态如图4-2所示。nrJ(0)UR插3模块.订货号固件MPI.I地址Q地址注释1目PS3075A6ES7307-1EAOO-OAAO2电CPU315-2DP6ES7315-2AGlO-OABOV2.02居a%2047次34情D6xDC24V6ES7321-1BHO2-0Mo0.15口D016xDC24V0.5A6ES7322-8BH0I-OABO4.567图4-2硬件组态4.2 梯形图设计根据流程图编写梯形图下列图所示。程序段1：10.
