PLC課設(shè)配料車控制系統(tǒng)程序

1、plc課程設(shè)計(jì)課題：配料車控制系統(tǒng)程序 學(xué)院：計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院 專業(yè)：自動(dòng)化四班 學(xué)號：11091249 姓名：陳麗圓 指導(dǎo)老師：樊金榮 陳勉引言隨著社會的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們已經(jīng)對越來越多的事物不是進(jìn)行手動(dòng)操作，而是進(jìn)行人工智能控制。例如智能機(jī)器人以及立體式存儲倉庫的產(chǎn)生等等，一改往日以前人們?nèi)×蠒r(shí)間長，難度大，效率低等缺點(diǎn)。本次課程設(shè)計(jì)題目配料車控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)也正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的，本次課程設(shè)計(jì)的目的是掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本原理，plc控制電路的設(shè)計(jì)方法以及繼電器接觸器控制電路的plc改造方法。掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中繼電器接觸器控制和plc控制的基本原理，設(shè)計(jì)方法

2、及兩者的關(guān)系。掌握常用電器元件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與設(shè)計(jì)能力。運(yùn)用所學(xué)的可編程控制器的相關(guān)知識在實(shí)驗(yàn)電路板上實(shí)現(xiàn)小車取料的控制。改變以往人工取料時(shí)間長，難度大，效率低的缺點(diǎn)。提高工作效率，節(jié)省人力資源。 可編程序控制器（programmable logic controller）是以微處理器為核心，綜合了微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置。英文縮寫為pc或plc。它具有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡單、靈活通用、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，更得到用戶的好評。因而在機(jī)械、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域得到了越來越

3、廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（plc，機(jī)器人和cad/cam）之一。初期的plc只是用于邏輯控制的場合，代替繼電器控制系統(tǒng)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，plc以微處理器為核心，適用于開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量的控制，它已進(jìn)入過程控制和位置控制等場合的控制領(lǐng)域。目前，可編程序控制器既保留了原來可編程序邏輯控制器的所有優(yōu)點(diǎn)，又吸收和發(fā)展了其他控制裝置的優(yōu)點(diǎn)，包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、過程儀表控制系統(tǒng)、集散系統(tǒng)、分散系統(tǒng)等。在許多場合，可編程序控制器可以構(gòu)成各種綜合控制系統(tǒng)，例如構(gòu)成邏輯控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)、圖形工作站等等。這次課程設(shè)計(jì)主要對配料車的原理和plc應(yīng)用作了簡要的說明和概

4、述。目 錄 封面1引言21 課題要求42 系統(tǒng)總體方案計(jì)42.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理4 2.2 系統(tǒng)變量定義及分配表5 2.3 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)5 2.4 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)6 3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)6 3.1 控制過程工藝流程圖設(shè)計(jì)6 3.2 控制程序順序功能圖設(shè)計(jì)73.3 控制程序設(shè)計(jì)思路7 3.4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容12 4 人機(jī)界面設(shè)計(jì)12 4.1 選用界面介紹124.2 畫面制作與設(shè)計(jì)13 5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析175.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題17 5.2 結(jié)果分析19結(jié)束語 23參考文獻(xiàn)23 附錄：帶功能注釋的源程序24 1. 課題要求1.1課題設(shè)計(jì)目的隨著社會的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人

5、們已經(jīng)對越來越多的事物不是進(jìn)行手動(dòng)操作，而是進(jìn)行人工智能控制。正是在這樣的科技大潮牽引下，我們所學(xué)的知識也越來越多的和先進(jìn)科技接軌了。本次課程設(shè)計(jì)正是基于此種情況，其目的是為了實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)取料功能。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容配料車從配料罐出發(fā)，到a處取m車料，送回配料罐，再到b處取n車料，送回配料罐進(jìn)行配料混合。1.3實(shí)現(xiàn)目標(biāo)要求分別完成兩種控制操作方式：（1）配料車最初停在配料罐處(光電開關(guān)sq1),按下啟動(dòng)按鈕sb1后,配料車到a處(光電開關(guān)sq2)取料,送回配料罐。到a處取料次數(shù)由計(jì)數(shù)器c1決定。然后,到b處(光電開關(guān)sq2)取料。在b處取料次數(shù)由計(jì)數(shù)器c2決定。最后配料車停在配料罐處。（2）配料車

6、最初停在配料罐處(光電開關(guān)sq1),按下a處取料啟動(dòng)按鈕sb3,配料車到a處取料(光電開關(guān)sq2),在a處取料次數(shù)由計(jì)數(shù)器c1決定,取料完成后回到配料罐處停止;按下b處取料啟動(dòng)按鈕sb4,配料車到b處取料(光電開關(guān)sq2)取料,在b處取料次數(shù)由計(jì)數(shù)器c2決定,取料完成后回到配料罐處停止。運(yùn)行中的配料車可以由停止按鈕sb2停止運(yùn)行。2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理 本題目的設(shè)計(jì)為滿足設(shè)計(jì)要求共分配有11個(gè)i/o點(diǎn)，輸入7個(gè)，輸出4個(gè)。根據(jù)功能及其參數(shù)我選擇了20點(diǎn)的cpm1a。cpm1a基本參數(shù)如下：100240v ac電源；24v dc輸入；繼電器輸出；本機(jī)集成7輸入/4輸出

7、；共11個(gè)數(shù)字量i/o點(diǎn)；2.2 系統(tǒng)變量定義及分配表 輸 入輸 出停止sb20.00右行km11.00啟動(dòng)sb10.01左行km21.01a處啟動(dòng)sb30.02取料yv11.02b處啟動(dòng)sb40.03卸料yv21.03左限位（配料罐）sq10.06中限位（a處）sq20.07右限位（b處）sq30.082.3 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)2.4 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) 限位開關(guān)sq1,sq2,sq3用來指示配料車已到達(dá)配料罐或者是a處，b處，準(zhǔn)備下一動(dòng)作。啟動(dòng)按鈕0.01：按動(dòng)此按鈕，小車到a取料c1次后繼續(xù)到b取料c2次，然后停止。a處啟動(dòng)按鈕0.02：按動(dòng)此按鈕，小車到a取料c8次，然后停止。b處啟動(dòng)按鈕0.

8、03：按動(dòng)此按鈕，小車到b取料c11次，然后停止。停止按鈕0.00：用于使整個(gè)工作過程結(jié)束。線圈（km1）1.00:作為輸出，線圈吸合時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，表示小車向右行駛。線圈（km2）1.01:作為輸出，線圈吸合時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，表示小車向左行駛。電磁閥（yv1）1.02：作為輸出，閥閉合時(shí)，小車在a處或b處取料。電磁閥（yv1）1.02：作為輸出，閥閉合時(shí)，小車在配料罐處卸料。3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 控制過程工藝流程圖設(shè)計(jì)3.2 控制程序順序功能圖設(shè)計(jì)3.3 控制程序設(shè)計(jì)思路3.4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容 本題有兩道小題，分別完成兩種不同的控制要求，原本選擇的是用兩個(gè)順序功能圖來完成的，后來經(jīng)過思考后，覺得

9、可以把兩者結(jié)合在一個(gè)功能圖中，只需要在系統(tǒng)上電后，與第一小題形成選擇分支結(jié)構(gòu)即可，當(dāng)小車停在配料罐處，選擇任意一種啟動(dòng)按鈕，就可以實(shí)現(xiàn)不同的控制要求，這樣一來，既節(jié)省了檢查的時(shí)間，也節(jié)省了課程設(shè)計(jì)的空間，后面的人機(jī)界面也只需要做一個(gè)就可以了，給書寫報(bào)告帶來很多方便，也體現(xiàn)了整個(gè)題目的一體化。4 人機(jī)界面設(shè)計(jì) 4.1 選用界面介紹 我選擇的是pt，即觸摸式可編程終端。觸摸式可編程終端由顯示器和觸摸屏系統(tǒng)組成，俗稱觸摸屏(pt)，是一種用觸摸方式進(jìn)行人機(jī)交互的人機(jī)界面。觸摸屏是在顯示器屏幕上面加了一層具有檢測功能的透明薄膜。通過手指觸摸的方式進(jìn)行人機(jī)交互、檢測和接受信息。觸摸屏的特點(diǎn)：操作簡便：只

10、需用手指輕觸屏幕上的有關(guān)指示按紐，便可進(jìn)入信息世界。界面友好：使用者既使沒有計(jì)算機(jī)的專業(yè)知識，根據(jù)屏幕上的信息、指令、也可進(jìn)行操作。信息豐富：存儲信息種類豐富，包括文字、聲音等。信息存儲量幾乎不受限制，任何復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，都可納入多媒體系統(tǒng)。安全可靠：可長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，正常操作一般不會出現(xiàn)錯(cuò)誤和死機(jī)，易與維護(hù)。觸摸屏系統(tǒng)工作原理:觸摸屏系統(tǒng)一般包括觸摸屏控制器和觸摸檢測裝置。其中，觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸位置信號，轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，發(fā)送給cpu，同時(shí)接收經(jīng)cpu計(jì)算、處理后發(fā)回的指令并加以執(zhí)行。觸摸檢測裝置是一種透明的薄膜，安裝在顯示器的前端并與顯示屏為一

11、體，主要作用是檢測用戶的位置信息，并傳送給觸摸屏控制卡的cpu。這樣，當(dāng)用手指或其他物體觸摸觸摸屏?xí)r，所觸摸的位置會被檢測出來形成坐標(biāo)值。 在該立體倉庫中，每一臺plc都連接有可編程終端，用來顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，或用來手動(dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行。4.2 畫面制作與設(shè)計(jì) 1.功能對象分析本系統(tǒng)有7個(gè)輸入，4個(gè)輸出，都是位信號，因此對應(yīng)于本系統(tǒng)的功能對象為on/off按鈕、位燈。2. 新建項(xiàng)目文件和屏幕打開ns-designer軟件，新建新項(xiàng)目（new project）,選擇pt的類型及系統(tǒng)版本，如圖1。然后新建一個(gè)屏幕，如圖2.新建屏幕后，對其屬性進(jìn)行修改，本次只需要修改背景顏色為白色，如圖3。圖1圖2

12、圖33. 建立屏幕0點(diǎn)擊“on/off button”對象，拖到屏幕中，并復(fù)制7個(gè)，雙擊該對象，對屬性進(jìn)行設(shè)置，如下圖。其他的位燈和標(biāo)簽也以此來做，需要注意的是地址不同。全部完成后，美化界面即可。最后得到下面的界面。5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 5.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題 做好人機(jī)界面后，要與pc連接調(diào)試。返回plc界面，點(diǎn)擊”啟動(dòng)plc-pt結(jié)合模擬“，如下圖。點(diǎn)擊后，出現(xiàn)下面對話框，點(diǎn)擊確定。之后就會出現(xiàn)plc與pt模擬結(jié)合。調(diào)試時(shí)候遇到許多問題，首先就是，點(diǎn)擊模擬，顯示出錯(cuò)，后來發(fā)現(xiàn)是我電腦上安裝的軟件不全，不可以進(jìn)行模擬，后來借的同學(xué)的電腦用的，就可以模擬了。接著就是點(diǎn)擊按鈕與開關(guān)，發(fā)現(xiàn)程

13、序運(yùn)行不正確，仔細(xì)檢查，原來是復(fù)制的7個(gè)按鈕，沒有改地址，都是0.00，所以調(diào)試失敗，改過來之后，就可以正常運(yùn)行了。5.2 結(jié)果分析 然后進(jìn)行下面的調(diào)試，小車開始在配料罐處，所以關(guān)電開關(guān)sq1閉合。點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕sb1,小車開始向右行駛，小車向右行駛時(shí)，已經(jīng)不在配料罐處，因此sq1斷開。經(jīng)過一段時(shí)間（隨機(jī)）小車右行到a處，此時(shí)sq2閉合，小車開始取料，這里設(shè)一個(gè)定時(shí)器t0，設(shè)t0=3s后，小車取料完成。小車取料完成后，向左行駛，同理此時(shí)sq2斷開。一段時(shí)間后小車返回到配料罐處，此時(shí)sq1又閉合，這里設(shè)定時(shí)器t3，設(shè)卸料時(shí)間t3=3s.3s后，卸料完成。如此完成一個(gè)a處循環(huán),小車又向右行駛繼續(xù)到a

14、處取料，設(shè)小車到a處取料次數(shù)c1=3，到b處取料次數(shù)c2=2.小車到a處取料與到b處取料類似，小車到a處取料3次完成后，接著向右行駛直到關(guān)電開關(guān)sq3閉合，即到達(dá)b處，又重復(fù)如a處的循環(huán)，如此取料2次后，整個(gè)循環(huán)結(jié)束，小車停在配料罐處。第二種要求即按下a處啟動(dòng)按鈕sb2小車到a處取料完成后停在配料罐，按下b處啟動(dòng)按鈕sb3，小車下可以到b處取料，最后也停在配料罐處，這與前面連續(xù)循環(huán)的調(diào)試類似，唯一不同的是，a處循環(huán)完成后，需要按下sb3才可以完成要求，在此不再重述。小車在運(yùn)行過程中，無論何時(shí)按下停止按鈕sb1，都可以停止，滿足題目的所有要求。結(jié)束語 短短1周的課程設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，經(jīng)過整個(gè)設(shè)計(jì)過

15、程，這次設(shè)計(jì)使我學(xué)到很多很多的的東西，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識和不足，比如最基本的plc的選型。通過到圖書館及上網(wǎng)搜索資料，我進(jìn)一步的了解了該領(lǐng)域的好多知識。通過理論分析與實(shí)踐的反復(fù)進(jìn)行和論證，許多問題都有了較好的解決方案。plc應(yīng)用技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，可plc編程控制器技術(shù)在當(dāng)今社會發(fā)展異常迅速，各生產(chǎn)廠家也推出了許多強(qiáng)大的新型plc、各種特殊模塊和通信聯(lián)網(wǎng)器件，使可編程控制器成為集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的一種強(qiáng)有力的工具。所以我更加珍惜這次設(shè)計(jì)。軟件的部分，依次實(shí)現(xiàn)了plc流程圖、梯形圖的控制方式。實(shí)訓(xùn)的同時(shí)可以對基本的offic軟件的操作有了一定的熟悉。通過這次課設(shè)使我更加看到了自己的不足，我認(rèn)識到不管做什么事都需要大膽假設(shè)，小心求證，絕不能想當(dāng)然的猜測。而且通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是