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PLC课程设计小车多方式运行的PLC控制院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：董海兵职称讲师专业：电气工程及其自动化班级：电气本1104班完成时间：2015年5月目录1引言.............................................错误!未定义书签。2总体方案的选择.................................................32.1控制方案的选择................................................32.1.1方案的比较................................................32.1.2方案确定..................................................33主电路设计......................................................44控制系统硬件设计...............................................54.1I/O点的统计及PLC选型........................................54.1.1I/O点统计................................错误!未定义书签。4.1.2PLC选型..................................................54.2PLC的I/O口分配..............................................54.3PLC的I/O接线图..............................................65控制系统软件的设计.............................................75.1程序流程图....................................................75.2程序说明......................................................75.3程序的调试....................................................8设计总结..........................................................9参考资料.........................................................10致谢..............................................................11附录一PLC控制系统电路接线图.................................12附录二程序梯形图...............................................1311引言在中国，运料小车半自动化控制前景美好，在许多公司的装配车间得到广泛的运用。随着科技的发展，技术的不断更新，使得工业生产趋向于半自动化、自动化、无人工厂的方向发展，其中PLC技术的运用成为自动化技术的主流之一。本次课程设计中，运料小车的PLC控制系统，它的控制过程属于双向控制，运料小车由一台直流电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小车向左行，在每一个停靠点安装一个检测传感器以监视小车是否到达该站点。该课程的运料小车控制系统利用三菱公司生产的FX系列24点的可编程控制器作为主要的控制装置，编写软件指令来实现其具体的控制要求，在设计程序部分利用了PLC的辅助继电器来实现自锁功能，在工作台上的工人通过按钮控制小车的运行方向。该控制系统用于柔性制造系统中物料小车的自动控制、自动化仓库中物件存取小车的自动控制等，该控制系统价格低廉，体积小，能够安全可靠的进行生产，而且效率高，灵活性强，能够很好的适应变化和纠正错误，运行速度快，易管理。控制要求:小车系统由直流电机、继电器、小车和4个站台等组成，每个站台有检测传感器、指示灯和按钮。控制要求如下：1.小车起始位置停在x（x=1～4）号站台，SYx传感器为ON;2.假如y(y=1～4)号站台呼叫，如果：①x﹥y，小车左行到呼叫站台停车；②x﹤y，小车右行到呼叫站台停车；③x=y，小车停止；3.小车在SY1和SY4处要有可靠的保护功能，自动往返或准确停车，不能向外撞；4.小车路过每个站台要有指示灯显示；但LB1和LB4灯要闪3次；232总体方案的选择2.1控制方案的选择2.1.1方案的比较PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，在小车多方式运行中应用PLC的优越性如下:（1)大大提高了操作速度，且能准确安全的控制小车;（2)利用PLC控制的小车多方式运行误差率很低;（3)小车多方式运行基本实现了无人化;（4)较少劳动力的输入，减少企业成本。2.1.2方案确定虽然我们以前也学过单片机和EDA等课程，但是通过上一小节的分析，我选择用PLC来完成本次设计。43主电路设计3.1主电路图本次课程设计的小车系统主电路中应包括两相刀开关，熔断器，直流接触器，两相热继电器和直流电机等元器件，其电路图如下图图1所示:图1主电路图54控制系统硬件的设计4.1I/O点的统计及PLC选型4.1.1I/O点统计本设计共需要10个输入信号，其中开始/结束按钮占用两个输入接口，用以控制整个电路的启动和停止；每个站台处的呼叫开关SB1~SB4共占用4个输入接口，有小车的呼叫需要时只需按下相应的开关即可；每个站台处的检测传感器SY1~SY4共占用4个输入口，用来发出小车的位置信号和到达相应站台时自动停止的信号。系统输出信号共有6个。其中控制直流电动机的正反转（即小车的左右移动）需要2个输出信号，另外4个用于控制指示灯LB1~LB4的亮灭。4.1.2PLC选型根据上一小节I/O点统计可选择三菱FX2N系列PLC的FX2N-32MR。FX2N-32MR共有16个输入端口和16个输出端口，可以满足本次设计需求，且有适量冗余。4.2PLC的I/O口分配I/O分配表如下表表1所示:表1I/O分配表输入功能说明输出功能说明启/停按钮X0/x1启动/停止KM1Y0右行SB1X2呼叫站台1KM2Y1左行SB2X3呼叫站台2LB1Y2第一个站台的指示灯SB3X4呼叫站台3LB2Y3第二个站台的指示灯6SB4X5呼叫站台4LB3Y4第三个站台的指示灯SY1X6检测传感器1LB4Y5第四个站台的指示灯SY2X7检测传感器2SY3X10检测传感器3SY4X11检测传感器44.3PLC的I/O接线图I/O接线图如下图图2所示:图2I/O接线图75控制系统软件的设计5.1程序流程图5.2程序说明按照程序流程图写出程序梯形图，第一个小部分是小车停靠在四个站台中的某一站台X，此时SYX接通并送数X给数据寄存器D0;8第二部分是某一站台Y呼叫,此时相应位置的按钮被按下，送数Y给数据寄存器D1;第三部分是用一条比较指令CMP来比较站台号数的大小;第四部分是比较的结果驱动直流电动机执行相应的动作，即左行或者右行到呼叫小车的站台;第五部分是小车行进过程中站台指示灯的显示，其中经过1号和4号站台时指示灯应闪烁三次，经过2号和3号站台时指示灯只显示一次，此为一个循环。95.3程序的调试按要求输入梯形图，检查并编译。本次设计实验里，正确输入梯形图，编译成功。同时通过在线工作后把程序写入可编程序控制器的程序存储区，然后进行运行调试，在前面正确操作和正常进行的基础上，使PLC进入运行状态，观察运行情况，结果是本PLC设计运行正常，没有未知错误，对于多组不同站台呼叫的检测数据，小车均能够以预想的行动路线运动，即能够实现循环工作。根据以上调试情况，该小车多方式运行的PLC控制设计符合要求。10设计总结通过此次课程设计，让我对PLC梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。PLC课程都是极理论的东西，所做过的几个实验也都是在已知程序图的情况下学习使用编程器，这并不能提高PLC的设计水平，而这次的课程设计是从根本上让我们理论联系实际，在这种根据实际状况进行系统设计的情况下能够让我们对PLC有更深刻的认识。不积跬步何以至千里，课程设计是大学学习阶段非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次课程设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合，锻炼了综合运用所学的专业基础知识的能力，提高了查阅文献资料、设计手册的能力，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，使得能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，毅力及耐力也都得到了不同程度的提升。11参考资料【1】许缪.工厂电气控制设备[M].北京：机械工业出版社.1999【2】何存兴，张铁华.液压传动与气压传动[M].武汉：华中科技大学出版社.2000.【3】邓星钟.机电传动控制[M].武汉：华中科技大学出版社.2001【4】张海根.机电传动控制[M].北京：高等教育出版社.2001.【5】谭维瑜.电机与电气控制[M].北京：机械工业出版社.1999【6】陈宏钧.可编程控制器课程设计指导书[M].天津：天津大学出版社.2001【7】石玉珍.电气制图及图形符号国家标准汇编[M].上海：中国标准出版社：1989【8】姜培刚，盖玉先.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社.2004.【9】三菱电机株式会社.三菱PLC编程手册[Z].日本：三菱电机株式会社.2003【10】钟肇新，王灏.可编程控制器入门教程[M].广州：华南理工大学出版社.1999.12致谢首先，感谢董海兵老师的辛勤指导，这一学期的电气控制与可编程控制器技术课堂，实验和本次课程设计都让我学到了很多东西。通过这次自己动手设计，我对课堂上学到的基础知识掌握得更加牢固了，而且也对其有了更为深刻的认识，一次次的尝试和一次次的失败是我本次课程设计积累的宝贵的经验，它将是我一笔重要的财富。13附录一PLC控制系统电路接线图如下所示:14附录二本设计的程序梯形图如下图所示:15