PLC控制技术课程设计
目 录
1设计任务与要求 ........................................................ 1
1。1课程设计任务 ................................................... 1 1。2课程设计要求 ................................................... 1 2 设计方案 ............................................................. 3
2.1运料小车的运动分析 .............................................. 3 2.2设备控制要求 .................................................... 4 2。3整体方案论证 ................................................... 4 2.4系统资源分配 .................................................... 5
2。4。1 I\\ O地址分配 .......................................... 5 2。4.2 数字量输入部分 .......................................... 5 2。4.3 数字量输出部分 .......................................... 6
3硬件电路设计 .......................................................... 7 4软件设计 .............................................................. 9
4.1。1 梯形图 .................................................. 9 4。1。2 指令表 ................................................ 12
5 调试过程 ............................................................ 15
5。1呼叫按钮 ...................................................... 15 5.2行程开关 ....................................................... 15 5。3比较 .......................................................... 15 5。4向左运动 ...................................................... 15 5。5向右运动 ...................................................... 15 5.6调试操作 ....................................................... 16 6 结论 ................................................................ 18 参考文献 .............................................................. 19
PLC控制技术课程设计 1设计任务与要求
1。1课程设计任务
任务描述
某自动生产线上运料小车的运动如图所示,运料小车由一台三相异步电动机拖动电动机正转,小车右行，电机反转，小车左行。在生产线上有5个编码为1~5的站点供小车停靠，在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有5个呼叫开关（SB1～SB5）分别与5个停靠点相对应。
1。2课程设计要求
(1）按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮,系统停止工作; (2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮SB的编码时，小车向右运行，运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止；
(3)当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮SB的编码时，小车向左行,运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止；
（4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮SB的编码时，小
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PLC控制技术课程设计 车保持不动；
（5）呼叫按钮开关SB1~SB5应具有互锁功能，先按下者优先。 （6）设计PLC硬件电器连接图。
（7）设计PLC控制程序（梯形图或指令程序）。
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PLC控制技术课程设计 2 设计方案
2.1运料小车的运动分析
某自动生产线上运料小车的运动如图2-1所示：
运料小车 ____1号2号3号站 4号5号站 自动化生产图2—1运料小车示意图
运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小向左行。电动机正反转图如图2所示：
图2-2三相异步电动机正反转主电路图
在生产线上有5个编号为l～5的站点供小车停靠，在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外,还设有5个呼叫按钮开关(SB1～SB5）分别与5个停靠站点相对应。
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2.2设备控制要求
运料小车在自动化生产线上的控制要求如下;
(1）按下启动按钮,系统开始工作,按下停止按钮，系统停止工作；
（2)当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮HJ的编码时,小车向右运行,运行到呼叫按钮HJ所对应的停靠站时停止;
（3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮HJ的编码时，小车向左运行,运行到呼叫按钮HJ所对应的停靠站时停止；
(4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮HJ的编码时，小车保持不动; （5)呼叫按钮开关HJI~HJ5应具有互锁功能，先按下者优先。
2.3整体方案论证
按照设计要求,只是控制小车正转和反正，所以采用经验设计法。控制系统图如图2—3所示：
图2-3 运料小车控制系统图
根据系统控制要求,分析出如下系统控制流程图：
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图 2—4 控制系统流程图
2.4系统资源分配 2.4.1 I\\ O地址分配
由于CPU模块有14点数字量输入，10点数字量输出,所以不再需要输入＼输出模块。采用I＼O自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是I0.0～I1.3，输出端子对应的输出地址是 Q0.0～Q0.9
2.4。2 数字量输入部分
这个控制系统的输入有启动按钮开关、停止按钮开关、5个呼叫按钮开关、5个行程开关共12点输入。具体的输入分配如表3—4所示：
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PLC控制技术课程设计 输入地址 I0。0 I0。1 I0.2 I0.3 I0.4 I0。5 I0。6 I0。7 I1.0 I1。1 I1。2 I1.3 对应的外部设备 启动按钮开关 停止按钮开关 1号站呼叫按钮开关 2号站呼叫按钮开关 3号站呼叫按钮开关 4号站呼叫按钮开关 5号站呼叫按钮开关 1号站行程开关 2号站行程开关 3号站行程开关 4号站行程开关 5号站行程开关 表2-1 输入地址分配
2。4.3 数字量输出部分
这个控制系统需要控制的外部设备只有控制小车运动的三相电动机。但是电机有正转和反转两种状态,分别对应正转继电器和反转继电器，所以输出点有2个。具体的输出分配表如表3-5所示：
输出地址 Q0.0 Q0.1 对应外部设备 电机反转继电器 电机正转继电器 表2-2 输出地址分配
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PLC控制技术课程设计 3硬件电路设计
系统硬件接线图如图3—1、3—2所示:
L1L2L3QFKM1KM2FRM 图3-1 主电路
DC12VNAC220LKM11LQ0.0KM2Q0.1HLQ0.2NL1S7-200M+I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4ML+SB1SB2SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SB3SB4SB5SB6SB7FR
图3-2系统接线图
图中KM1 和KM2 分别是控制电机正转运行（小车前进）和反转运行（小车后退)的交流接触器。用KM1 和KM2 的主触点改变进入电动机的三相电源的相序， 即可以改变电动机的旋转方向。图中KM1 的线圈串联了KM2 的辅助常闭触点，KM2 的线圈串联了KM1的辅助常闭触点，组成了硬件互锁电路。可以避免由于正反转（小车前进、后退）切换过程中电感的延时作用，导致原来接通的接触器的主触点还未断弧时, 另一个接触器的主触点已经合上而造成交流电源瞬间短路的故障。通过主电路与PLC 的控制电路的接线， 才能实现PLC 对系统的控制.
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PLC控制技术课程设计 4软件设计
4.1。1 梯形图
写出送料小车的梯形图，如下图所示:
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PLC控制技术课程设计 11
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4。1。2 指令表
由系统总梯形图，我们写出送料小车的程序指令,如下图所示：
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PLC控制技术课程设计 5 调试过程
5.1呼叫按钮
在该程序中,5个站的呼叫按钮分别用数字1—5来表示。当按下1号站呼叫按钮开关时，行程开关I0.2得电，数字1传送到VB0；当按下2号站呼叫按钮开关时，行程开关I0.3得电，数字2传送到VB0；依次类推,当按下5号站呼叫按钮开关时，行程开关I0.6得电，数字5传送到VB0。
5.2行程开关
在该程序中，5个站的行程开关分别用数字1—5来表示.当小车在1号站时，行程开关I0.7得电，将数字1传送到VB0；当小车在2号站时，行程开关I1。0得电,将数字2传送到VB0。依次类推，当小车在5号站时，行程开关I1.3得电，将数字5传送到VB1。
5.3比较
按下启动按钮和呼叫按钮后，开始对行程开关VB0和呼叫按钮VB1中的数据进行比较。当VB1>VB0时，即小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮的编码时，小车向左运行；当VB1=VB0时，即小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮的编码时，小车不动；当VB15.4向左运动小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮的编码时，小车向左运行,运行到呼叫按钮所对应的停靠站时停止。
5.5向右运动
小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮的编码时，小车向右运行,运行呼叫按钮所对应的停靠站时停止。
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PLC控制技术课程设计 5.6调试操作
先按接线图接好线,打开电脑中的“PLC在运料小车控制系统中应用”的程序，在下载到S7-200中。开始调试：
按下启动按钮I0.0，假定小车初始位置在1号位置，按下行程开关I0。7。现在开始呼叫：
1号位置呼叫，按下I0。2，Q0.0和Q0.1都不亮，说明电机不转小车停止，拨回I0.2；
2号位置呼叫，按下I0.3，Q0。1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0。3; 3号位置呼叫，按下I0.4，Q0。1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0.4； 4号位置呼叫,按下I0.5，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.5； 5号位置呼叫,按下I0.6,Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0。6； 拨回I0。7.
假定小车初始位置在2号位置，按下行程开关I1。0.现在开始呼叫: 1号位置呼叫,按下I0.2，Q0.0亮,说明电机反转小车左行，拨回I0。2； 2号位置呼叫，按下I0.3,Q0.0和Q0.1都不亮，说明电机不转小车停止,拨回I0.3； 3号位置呼叫，按下I0.4，Q0。1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0。4; 4号位置呼叫,按下I0。5，Q0。1亮，说明电机正转小车右行,拨回I0。5； 5号位置呼叫,按下I0.6,Q0。1亮，说明电机正转小车右行,拨回I0。6； 拨回I1.0。
假定小车初始位置在3号位置，按下行程开关I1。1。现在开始呼叫： 1号位置呼叫，按下I0。2，Q0.0亮,说明电机反转小车左行，拨回I0.2； 2号位置呼叫，按下I0。3，Q0。0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.3； 3号位置呼叫,按下I0。4，Q0.0和Q0.1都不亮，说明电机不转小车停止,拨回I0。4；
4号位置呼叫，按下I0.5，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.5； 5号位置呼叫，按下I0。6，Q0。1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0。6; 拨回I1。1。
假定小车初始位置在4号位置,按下行程开关I1。2。现在开始呼叫：
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PLC控制技术课程设计 1号位置呼叫,按下I0.2，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0。2； 2号位置呼叫,按下I0.3，Q0。0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0。3； 3号位置呼叫，按下I0。4，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0。4； 4号位置呼叫，按下I0.5，Q0。0和Q0。1都不亮,说明电机不转小车停止，拨回I0.5；
5号位置呼叫，按下I0。6，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0。6； 拨回I1.2。
假定小车初始位置在5号位置，按下行程开关I1.3。现在开始呼叫： 1号位置呼叫，按下I0.2，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0。2； 2号位置呼叫，按下I0。3，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0。3； 3号位置呼叫，按下I0。4,Q0。0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.4； 4号位置呼叫,按下I0。5，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.5； 5号位置呼叫，按下I0。6，Q0。0和Q0。1都不亮，说明电机不转小车停止，拨回I0.6;
拨回I1。2。
按下停止按钮I0.1，拨回I0。1，I0.0,调试结束。
备注：由于实验箱按钮只有I0.0～I0。7,实验中I1.0~I1。3都用接线到I0。0的方式来代替的。
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PLC控制技术课程设计 6 结论
通过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中,提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前,我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视,当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了,不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题,我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距.
通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流,在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教.在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法.能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力
与几位同学的共同学习﹑配合﹑努力的过程也很愉快，另外还要感谢老师的耐心辅导.
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PLC控制技术课程设计 参考文献
[1］廖常初。可编程序控制器的编程方法与工程应用［M］。重庆：重庆大学出版社 [2］万太福.可编程序控制器及其应用[M]. 重庆：重庆大学出版社 ［3]刘祖润。毕业设计指导.北京：机械工业出版社 ［4］谢桂林。电力拖动与控制. 北京:中国矿业大学出版社
[5]工厂常用电气设备手册编写组。工厂常用电气设备手册.北京：水利电力出版社
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PLC控制技术课程设计 指导教师评语： 成绩： 指导教师签字： 年 月 日 2 0
