PLC控制自動送料系統(tǒng)設(shè)計

1、泰泰 山山 學(xué)學(xué) 院院 本本科科畢畢業(yè)業(yè)論論文文（設(shè)設(shè)計計）PLC 控制自動送料系統(tǒng)設(shè)計所 在 學(xué) 院 機械與工程學(xué)院 專 業(yè) 名 稱 機械設(shè)計制造及其自動化 申請學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科 工 科 年 級 二一級 學(xué) 生 姓 名 、 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓 名、職稱 完 成 日 期 二一二年五月三十日 摘要I摘 要可編程序控制器（PLC）以其高可靠性和操作簡便等特點，目前已廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域。運料小車在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中普遍存在。運用 PLC控制運料小車，可以實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，智能化，提高生產(chǎn)效率，降低勞動成本。此次設(shè)計的任務(wù)是利用 PLC 實現(xiàn)對兩個小車對四個倉送料的控制。首先對PLC 的工作原

2、理和構(gòu)成進行了簡要分析，然后分析了送料控制系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，完成了系統(tǒng)方案選擇。在此基礎(chǔ)上重點對送料小車的接線圖和梯形圖進行了設(shè)計，對送料控制系統(tǒng)系統(tǒng)節(jié)點進行了分配，完成了系統(tǒng)程序的分段設(shè)計和調(diào)試。本控制系統(tǒng)具有編程簡單、控制靈活，調(diào)試和維護簡便的特點。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：可編程控制器，送料系統(tǒng)，控制AbstractIIABSTRACProgrammable controller ( PLC ) for its high reliability and easy to operate, has been widely used in automatic control field. Materia

3、l transport trolley in the modern industrial production exists. The use of PLC control of material transport trolley, can realize production automation, intelligent, improve production efficiency, reduce the labor costThe design of the task is the use of PLC to achieve the two car on a four barn fee

4、ding control. Firstly the working principle of PLC and form undertook brief analysis, then analyzed the feeding control system principle and structure, completed a system options. On the basis of this focus on the feeding trolley wiring diagram and ladder diagram was designed, the feeding control sy

5、stem node allocated, completed a system program design and debugging. The control system has simple programming, flexible control, convenient debugging and maintenance characteristics.Keywords: Programmable controller, a feeding system, control；泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）1目錄1 可編程控制器的概述 .21.1 PLC 的定義 .21.2 PLC 的發(fā)

6、展 .21.3 PLC 的特點 .31.4 PLC 的基本組成及各部分作用 .41.5PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域.62 送料控制系統(tǒng)控制要求與方案選擇 .82.1 控制系統(tǒng)在送料小車中的作用與地位.82.2 控制系統(tǒng)介紹.83 基于 PLC 的送料小車控制系統(tǒng)設(shè)計 .113.1 送料小車 PLC 的 I/O 分配表 .113.3 梯形圖分段設(shè)計.153.4 程序運行調(diào)試與完善.204 結(jié) 論 .25參考文獻 .26致謝 .27泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）21 可編程控制器的概述1.1 PLC 的定義國際電工委員會 1987 年對 PLC 作了如下定義: PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字

7、運算操作的電子裝置。它采用可以編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計算和算術(shù)運算等操作指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破魇且环N工業(yè)控制計算機，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機控制系統(tǒng)非常相似。可編程序控制器主要由 CPU(中央處理單元)存儲器(RAM 和 EPROM),輸入/輸出模塊(簡稱為 I/O 模塊)、編程器和電源五大部分組成。近年來發(fā)展極為迅速、逐漸成為應(yīng)用面極廣的工業(yè)控制裝置。它按照成熟的繼電器控制概念和設(shè)計思想，利用不斷發(fā)展的新技術(shù)、新電子器件，逐步形成了具有鮮明特色的各種系列產(chǎn)品。1.2 PLC 的發(fā)展20 世紀 70 年

8、代初出現(xiàn)了微處理器。人們根據(jù)微處理器的工作原理很快把它引入了可編程邏輯控制器，增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等的功能，第一次完成了具有計算機特性的工業(yè)控制裝置。這時的可編程邏輯控制器就是微機技術(shù)和繼電器控制概念結(jié)合的產(chǎn)物。自從個人計算機開始發(fā)展，為了方便和反映可編程控制器的功能特點，可編程邏輯控制器定名為 Programmable Logic Controller（PLC）。 20 世紀 70 年代中末期，可編程邏輯控制器進入實用化發(fā)展階段，可編程控制器在計算機技術(shù)全面應(yīng)用，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、PID 功能、模擬量運算及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代

9、工業(yè)中的地位。 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）320 世紀 80 年代初，可編程邏輯控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛的應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。 20 世紀 80 年代至 90 年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為百分之三十左右。在這時期，PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，可編程邏輯控制器逐漸進入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。 20 世紀末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個時期發(fā)展了大型

10、機和超小型機、產(chǎn)生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程邏輯控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。1968 年美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求，并公開招標提出十項標準:(1)編程方便，現(xiàn)場可修改程序；(2)維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；(3)可靠性高于繼電器控制裝置；(4)體積小于繼電器控制裝置；(5)數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機；(6)成本可與繼電器控制裝置競爭；(7)輸入可以是交流 115V；(8)輸出為交流 115V, 2A 以上，能直接驅(qū)動電磁閥、接觸器等；(9)在擴展時，原系統(tǒng)只要很小變更；(10)用戶程序存儲器容量至少能擴展到 4K。1.3 PL

11、C 的特點可編程控制器 PLC 對用戶來說，是一種無觸點的設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已經(jīng)成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）4的應(yīng)用。可編程控制器是面向用戶的專用工業(yè)控制計算機，具有許多明顯的特點。1、 可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。從 PLC 的外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)和同等規(guī)模的繼電器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百分之一甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。除此之外，PLC 還帶

12、有硬件故障自我檢測得功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性。2、配套齊全，功能完善，適用性強PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?，F(xiàn)代 PLC 大多都具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于數(shù)字控制得領(lǐng)域。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了溫度控制、位置控制、CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3、易學(xué)易用，工程技術(shù)人員歡迎PLC 作為通用工業(yè)控制計

13、算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。PLC 接口容易，編程語言易于被工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。4、系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5、 體積小，重量輕，能耗低泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)

14、計）5以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100 mm，重量小于 150 g，功耗僅為數(shù)瓦。由于體積小，很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。1.4 PLC 的基本組成及各部分作用PLC 是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機系統(tǒng)基本相同。如下圖 1 所示。圖 1 PLC 硬件系統(tǒng)的基本組成圖按結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC 可分為整體式和組合式兩類。1、中央處理單元(CPU)：CPU 在 PLC 中的作用類似于人體的大腦神經(jīng)中樞，它是 PLC 的運算、控制中心。它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務(wù):(1) 接收并存儲從編程器輸入的各種用戶程序和數(shù)據(jù)；(2) 診

15、斷電源、PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語法錯誤;(3) 用掃描的方式接收輸入信號，送入 PLC 的數(shù)據(jù)寄存器并保存起來;2、存儲器泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）6根據(jù)存儲器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分以下 3 種:(1)序存儲器:和各種計算機一樣，PLC 也有其固定的解釋程序、監(jiān)控程序，它們決定了 PLC 的功能，稱為系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序存儲器就是用來存放這部分程序的。系統(tǒng)程序是不能由用戶更改的。(2)序存儲器:用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲器中。由于用戶程序需要經(jīng)常調(diào)試、改動，故用戶程序存儲器多為可隨時讀寫的 RAM。由于 RAM 掉電會丟失數(shù)據(jù)

16、，因此使用 RAM 作用戶程序存儲器的 PLC，都有后備電池保護 RAM，以免電源掉電時，丟失用戶程序。當用戶程序調(diào)試修改完畢，不希望被隨意改動時，可將用戶程序?qū)懭隕PROM.目前較先進的 PLC(如歐姆龍公司的 CPMIA 型 PLC)采用快閃存儲器作用戶程序存儲器。(3)據(jù)存儲器:工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常存取、經(jīng)常變化的一些數(shù)據(jù)。這部分數(shù)據(jù)存儲在 RAM 中，以適應(yīng)隨機存取的要求。在 PLC 的工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)，開辟有元件映象寄存器和數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)表用來存放各種數(shù)據(jù)，它的標準格式是每一個數(shù)據(jù)占一個字。它存儲用戶程序執(zhí)行時的某些可變參數(shù)值，如定時器和計數(shù)器的當前值和設(shè)定值。它還用來存放 A/0 轉(zhuǎn)換得到的

17、數(shù)字和數(shù)學(xué)運算的結(jié)果等。根據(jù)需要，部分數(shù)據(jù)在停電時用后備電池維持其當前值，在停電時可保持數(shù)據(jù)的存儲器區(qū)域稱為數(shù)據(jù)保持區(qū)。3、 1/0 單元I/0 單元也稱為 I/0 模塊。PLC 通過 I/0 單元模塊與工業(yè)生產(chǎn)過程現(xiàn)場相聯(lián)系。輸入單元接收用戶設(shè)備的各種控制信號，如限位開關(guān)、選擇開關(guān)、行程開關(guān)及其他一些傳感器的信號。4、電源部分PLC 一般使用 220V 的交流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為 PLC 的中央處理器、存儲器等電路提供 5V、+12V、+24V 的直流電源，使 PLC 能夠正常工作。電源部件的位置形式可有多種，對于整體式結(jié)構(gòu)的 CPU，通常電源封裝到機泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）7殼內(nèi)部。

18、5、.編程器編程器的作用是提供用戶進行程序的編輯、編制、監(jiān)視和調(diào)試。編程器有簡易型和智能型兩類。簡易型的編程器只能聯(lián)機編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機器語言助記符后，才能輸入。它一般由簡易鍵盤和發(fā)光二級管或其他顯示管件組成。智能型的編程器又稱為圖形編程器，它可以聯(lián)機編程，也可以脫機編程，具有 LCD 或 CRL 圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖和通過屏幕對話。還可以利用 PC 作為編程器，PLC 生產(chǎn)廠家配有相應(yīng)的編程軟件，使用編程軟件可以在屏幕上編輯梯形圖和直接生成、順序功能圖程序、語句表、功能塊圖等，并可以實現(xiàn)不同編程語言的互相轉(zhuǎn)換。程序被下載到 PLC，也可以將PLC 中的程序上傳到計算

19、機?，F(xiàn)在很多 PLC 已不再提供編程器，而是提供微機編程軟件了，并且配有相應(yīng)的通信連接電纜。1.5PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時日常維護也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。目前，PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于建材、化工、石油、機械制造、機械制造、輕紡、交通運輸及文化娛樂等各個行業(yè)。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）82 送料控制系統(tǒng)控制要求與方案選擇2.1 控制系統(tǒng)在送料小車中的作用與地位在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低成本，減輕

20、工人的勞動負擔(dān)，要求整個工藝生產(chǎn)過程全部實現(xiàn)自動化，這就離不開控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是整個生產(chǎn)線的重中之重，對整個生產(chǎn)線起著指揮的作用。一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障就會影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進行，重者甚至發(fā)生人身安全事故，這樣將給企業(yè)造成巨大損失。送料小車是基于 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的，控制系統(tǒng)的每一步動作都直接作用于送料小車的運行，因此，送料小車性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關(guān)系。送料小車能否正常運行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。2.2 控制系統(tǒng)介紹圖 2 送料小車泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）9本控制系統(tǒng)用于控制送料小車的自動送料。它既能減輕人的勞動強度又能自動準確到達人很難到達的預(yù)定位置。

21、如圖 2 所示，推車機可以沿軌道上下移動，到達預(yù)定位置。推車機上就是一個小型泵站，通過控制電磁閥的換向，使兩油缸伸出、縮回，頂出送料小車，再由各倉的位置控制要料。用 PLC 對送料小車實現(xiàn)控制，其具體要求如下：(1) 送料小車 1 動作要求：送料小車負責(zé)向四個倉進行送料，送料路上從左向右共有 4 個料倉（位置開關(guān) SQ1SQ4）分別受 PLC 的 I0.0I0.3 檢測，當信號的狀態(tài)為 1 時，說明運料小車到達該位置。小車行走受兩個信號的驅(qū)動，Q0.4 驅(qū)動小車左行，Q0.5 驅(qū)動小車右行。各倉要料分別由 4 個手動按鈕（SB1SB4）發(fā)出(對應(yīng)于 PLC 為 I0.4，I0.5，I0.6，I

22、0.7)按鈕發(fā)出信號其相應(yīng)指示燈就亮（HL1-HL4），指示燈受 PLC 的 Q0.0-Q0.3 控制。送料小車 2 動作要求：送料小車負責(zé)向四個倉送料，送料路上從左向右共有4 個料倉（位置開關(guān) SQ11SQ14）分別受 PLC 的 I1.0，I1.1，I1.2，I1.3 檢測，當信號狀態(tài)為 1 是，說明運料小車到達該位置。小車行走受兩個信號的驅(qū)動，Q1.5驅(qū)動小車左行，Q1.4 驅(qū)動小車右行。倉要料分別由 4 個手動按鈕（SB11SB14）發(fā)出(對應(yīng)于 PLC 為 I1.4I1.7)按鈕發(fā)出信號其相應(yīng)指示燈就亮（HL11-HL14），指示燈受 PLC 的 Q1.0-Q1.3 控制。(2)運料

23、小車行走條件：運料小車右行條件：小車在 1，2，3 號位置，表明 4 號倉要料；小車在1，2 號位置時，表明 3 號倉要料；小車在 1 號位置時，表明 2 號倉要料。運料小車左行條件：小車在 4，3，2，0 號位置時，表明 1 號倉要料；小車在 4，3，0 號位置時，表明 2 號倉要料；小車在 4，0 號位置時，表明 3 號倉要料；小車在 0 位，表明 4 號倉要料。運料小車停止條件：要料倉號與小車的車位相同時，應(yīng)該是小車的停止條件。運料小車的互鎖條件：小車右行時不允許左行啟動，同樣小車左行時也不允許右行啟動。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）102.3 送料小車控制系統(tǒng)方案的選擇實現(xiàn)小車送料系統(tǒng)控

24、制有很多方法，比如可以用單片機、可編程控制器等。但在單片機控制系統(tǒng)電路中需要加入 A/D，D/A 轉(zhuǎn)換器，線路很復(fù)雜，還要分配大量的中斷口地址。單片機控制電路易受外界環(huán)境干擾，具有很大的不穩(wěn)定性。控制程序還需要具有一定編程能力的人才能進行編譯，在維修時也需要高技術(shù)人員才能維修，這樣就對以后工作帶來不變，所以不宜用單片機來實現(xiàn)。從 PLC 的結(jié)構(gòu)特點可知，PLC 具有很多優(yōu)點，可靠性很高，通常平均無故障時間都在 401 萬小時左右；安裝、操作和維護也較容易；編程簡單，PLC 的基本指令不多，編程器使用比較方便，程序設(shè)計和產(chǎn)品調(diào)試周期短；此外 PLC 內(nèi)部定時、計數(shù)資源豐富，可方便地實現(xiàn)對送料小車

25、的控制。因此，最終我選擇用 PLC 來實現(xiàn)送料小車系統(tǒng)的控制，完成本次的設(shè)計題目。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）113 基于 PLC 的送料小車控制系統(tǒng)設(shè)計3.1 送料小車 PLC 的 I/O 分配表表 1 PLC 送料小車控制系統(tǒng)的 I/O 分配表序號名稱輸入點序號名稱輸出點1小車 1 到達一號倉I0.011 車一號倉的燈滅Q0.02小車 1 到達二號倉I0.121 車二號倉的燈滅Q0.13小車 1 到達三號倉I0.231 車三號倉的燈滅Q0.24小車 1 到達四號倉I0.341 車四號倉的燈滅Q0.35一號倉指示燈亮要料I0.45小車 1 左行Q0.46二號倉指示燈亮要料I0.56小車 1

26、右行Q0.57三號倉指示燈亮要料I0.67油缸 1 伸出Q0.68四號倉指示燈亮要料I0.78油缸 1 縮回Q0.79小車 2 到達一號倉I1.092 車一號倉的燈滅Q1.010小車 2 到達二號倉I1.1102 車二號倉的燈滅Q1.111小車 2 到達三號倉I1.2112 車三號倉的燈滅Q1.212小車 2 到達四號倉I1.3122 車四號倉的燈滅Q1.313一號倉指示燈亮要料I1.413小車 2 右行Q1.414二號倉指示燈亮要料I1.514小車 2 左行Q1.5泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）1215三號倉指示燈亮要料I1.615油缸 2 伸出Q1.616四號倉指示燈亮要料I1.716油缸

27、2 縮回Q1.717車 1 傳送料行程開關(guān)I2.017推車機向上運行Q2.018推車機上行行程開關(guān)I2.118推車機行下運行Q2.119推車機下行行程開關(guān)I2.220車 1 裝料處行程開關(guān)I2.321車 2 裝料處行程開關(guān)I2.422車 2 傳送料行程開關(guān)I2.523啟動I2.624停止I2.725手動開關(guān)I3.026連續(xù)開關(guān)I3.127推車機上下行開關(guān)I3.228推車機左右行開關(guān)I3.329油缸單動I3.430中間位置I3.531油缸聯(lián)動I3.6根據(jù)控制要求，PLC 控制送料小車的輸入輸出地址編排如表 1 所示。SB5 鍵為啟動開關(guān)，SB6 為停止開關(guān)，SA6、SA7 為手動連續(xù)的選擇開關(guān)，

28、SA1、SA2為上下、左右轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA3、SA4、SA5 為油缸單動聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關(guān)。Q0.0-Q0.3和 Q1.0-Q1.3 控制 8 個要料指示燈，Q0.4-Q0.5 和 Q1.4-Q1.5 控制小車 1 號、2 號泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）13左行和右行，Q0.6-Q0.7 和 Q1.6-Q1.7。送料小車 1 負責(zé)向四個倉進行送料，送料路上從左向右共有 4 個料倉（位置開關(guān) SQ1SQ4）分別受 PLC 的 I0.0I0.3 檢測，當信號的狀態(tài)為 1 時，說明運料小車到達該位置。小車行走受兩個信號的驅(qū)動，Q0.4 驅(qū)動小車左行，Q0.5 驅(qū)動小車右行。各倉要料分別由 4 個手動按鈕（S

29、B1SB4）發(fā)出(對應(yīng)于 PLC 為 I0.4，I0.5，I0.6，I0.7)按鈕發(fā)出信號其相應(yīng)指示燈就亮（HL1-HL4），指示燈受 PLC 的 Q0.0-Q0.3 控制。送料小車 2 負責(zé)向四個倉送料，送料路上從左向右共有 4 個料倉（位置開關(guān)SQ11SQ14）分別受 PLC 的 I1.0，I1.1，I1.2，I1.3 檢測，當信號狀態(tài)為 1 是，說明運料小車到達該位置。小車行走受兩個信號的驅(qū)動，Q1.5 驅(qū)動小車左行，Q1.4 驅(qū)動小車右行。倉要料分別由 4 個手動按鈕（SB11SB14）發(fā)出(對應(yīng)于PLC 為 I1.4I1.7)按鈕發(fā)出信號其相應(yīng)指示燈就亮（HL11-HL14），指示燈

30、受PLC 的 Q1.0-Q1.3 控制。3.2 PLC 端子接線圖PLC 型號的選擇：因為西門子系列的產(chǎn)品在同類產(chǎn)品中具有極高的可靠性、便捷的操作性和具有較高的性價比等特點。S7-200 具有高集成度的設(shè)計，低廉的成本，是各種小型控制系統(tǒng)理想的解決方案。它強大的浮點運算能力更是它在需要復(fù)雜運算的機械控制系統(tǒng)上的應(yīng)用更加得心應(yīng)手。并且在西門子系列 S7-300、S7-400 和 S7-200 的功能相近，但是在價格上有很大的差別，都比 S7-200 要貴。在本次設(shè)計中 S7-200 完全可以滿足設(shè)計要求，為了節(jié)省成本我選擇了 S7-200 系列 CPU226，加一個 EM223 的擴展模塊。因為

31、現(xiàn)在控制系統(tǒng)中共用了 31個輸入，用直流 24V；18 個輸出，用交流電 220V，所以我選擇用 S7-200 系列CPU226，由于借口不夠所以我加一個 EM223 的擴展模塊。CPU226 的主要的技術(shù)參數(shù)：輸入 24VDC，24 點；輸出 220VAC，16 點；電源電壓為 AC100240V 50/60Hz。S7-200 CPU226 簡單介紹： CPU 的工作方式為 CPU 面板上分別用兩個發(fā)光泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）14二極管顯示當前工作方式，綠色指示燈亮?xí)r表示為運行狀態(tài)，紅色指示燈亮?xí)r表示為停止狀態(tài)，在標有 SF 指示燈亮?xí)r表示系統(tǒng)故障，PLC 將會停止工作。CPU在停止工作

32、方式時，不執(zhí)行程序，此時可以通過編程裝置向 PLC 裝載程序或進行系統(tǒng)設(shè)置，在程序編輯、上下載等處理過程中，必須讓 CPU 處于 STOP 方式。CPU 在 RUN 工作方式下，PLC 按照自己的工作方式運行用戶程序。把指令切換到 STOP 位，可以停止程序的執(zhí)行。操作指令切換到 RUN 位，可以起動程序的執(zhí)行。操作指令切換到 TERM 或 RUN 位，允許 STEP7- Micro/WIN32 軟件設(shè)置CPU 工作狀態(tài)。設(shè)置為 RUN 時，電源上電時，CPU 自動進入 RUN 工作狀態(tài)。在程序中插入一個 STOP 指令，CPU 可由 RUN 方式進入 STOP 工作方式。S7-200CPU2

33、26 處理的數(shù)據(jù)可以是布爾型、字符串、布爾型、整數(shù)型和實數(shù)型（浮點數(shù)）。布爾型數(shù)據(jù)指字節(jié)型無符號整數(shù)；整數(shù)型數(shù)包括 16 位符號整數(shù)（INT）和 32 位符號整數(shù)（DINT）。實數(shù)型數(shù)據(jù)采用 32 位單精度數(shù)來表示EM223 的擴展模塊介紹：數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出模塊。通過數(shù)字量輸入端口，CPU 通過此模塊可以采集連接在此模塊上現(xiàn)場的開關(guān)信號，比如：按鈕、觸點等。通過數(shù)字量輸入端口，通過此模塊還可以把控制程序運算的控制結(jié)果通過此模塊制連接的開關(guān)設(shè)備，比如：燈、電磁閥燈等模擬量輸入模塊?？山邮茈娏鳌㈦妷盒盘?，也可連接兩線制變送器。EM235 有 4 路模擬量輸入通道，同時還包括了一路模擬量輸出通

34、道，輸出電壓、電流信號用于連續(xù)的控制。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）15圖 3 CPU 的主要的技術(shù)參數(shù)EM223 的主要技術(shù)參數(shù)：輸入 24VDC，8 點；輸出 220VAC，8 點；電源電壓為 AC100240V 50/60Hz。如圖 4 所示。圖 4 EM223 的主要技術(shù)參數(shù)泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）163.3 梯形圖分段設(shè)計本次設(shè)計的自動送料小車梯形圖由總結(jié)構(gòu)圖、自動操作程序圖、手動操作程序圖、小車 1 左右自動送料運行程序圖、小車 2 左右自動送料運行程序圖組成。圖 5 程序總系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（1）程序的總結(jié)構(gòu)圖程序的總結(jié)構(gòu)圖如圖 5 所示。因為在手動操作的時候各種動作都是用手動按鈕來控

35、制，而程序是相對于自動操作程序進行設(shè)計?？偝绦蚩煞譃閮啥为毩⒌牟糠旨词謩硬僮鞒绦蚝妥詣硬僮鞒绦?。當選擇手動操作時，輸入點 I3.0 就會接通，常閉觸點斷開，執(zhí)行手動程序時，跳過自動程序。若選擇自動操作方式，將跳過手動程序段而執(zhí)行自動程序。（2）自動操作程序設(shè)計自動操作控制主要是由行程開關(guān)來控制推車機的上行、下行，兩缸的伸出、縮回。通過行程開關(guān)的上、下、左、右準確地控制推車機到達預(yù)定的位置。當執(zhí)行自動程序時，手動自動轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到連續(xù)檔位 SA7，按下按鈕 SB6，推車機往上運行，碰到上位行車開關(guān) SQ6，上行動作停止；同時兩個油缸動作，推動兩小車向左移動，小車 1、2 碰到左行程開關(guān) SQ10、

36、SQ5，說明兩小車到達指定位，泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）17這時各倉的位置就可向小車要料了；這時兩油缸縮回，碰到行程右位開關(guān)SQ8、SQ9 停止收縮，推車機下行到行程開關(guān)位 SQ7 時停止。如圖 6 所示：圖 6 自動操作程序圖（3）手動操作程序設(shè)計手動程序時，手動自動轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到手動檔位，上下、左右轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到上/下行檔位時，按啟動按鈕 SB5 推車機上行，按停止按鈕 SB6 推車機往下運行；上下、左右轉(zhuǎn)換開關(guān)換到左/右檔位時，撥轉(zhuǎn)換開關(guān) SA3，按啟動按鈕 SB5，1 缸伸出推動小車 1 左行；按停止按鈕 SB6，缸 1 縮回；撥動轉(zhuǎn)換開關(guān)到 SA5，按啟動按鈕 SB5，缸 2 伸出推動

37、小車 2 左行，按停止按鈕 SB6，缸 2 縮回；撥動轉(zhuǎn)換開關(guān)到 SA4 按啟動按鈕 SB5，兩缸伸出推動兩小車左行；按停止按鈕 SB6，兩缸縮回。如圖 7 所示。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）18圖 7 手動操作程序圖（4）小車 1 自動送料運行程序把小車 1 送到指定位置后，這時候四個倉向小車要料了，M0.0-M0.3 分別代表小車 1 的 1 倉 4 的要料狀態(tài)，運料小車 1 當前所處位置由 I0.0-I0.3，運料小車1 的右行，左行，停止控制由 Q0.4、Q0.5。小車到位后。小車 1 自動送料圖如下圖 8 所示。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）19圖 8 小車 1 自動送料程序圖（5）小

38、車 2 自動送料運行程序泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）20和小車 1 的運行程序一樣，當把小車 2 送到指定位置后，四個倉就可向小車要求送料了。M1.0-M1.3 分別代表小車 2 的 1 號倉到 4 號倉的要料狀態(tài)。運料小車 2 當前所處位置由 I1.0-I1.3，運料小車 2 的右行，左行，停止控制由Q1.4、Q1.5。小車到位后，用以控制小車停車。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）213.4 程序運行調(diào)試與完善程序在運行前，要先選擇工作方式。選擇手動時，把上/下、左/右轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)到上/下檔位 SA1，按下起動點動按鈕，推車機就執(zhí)行上行動作，按下停止點動按鈕，推車機下行；把上/下、左/右轉(zhuǎn)換開關(guān)

39、旋轉(zhuǎn)到左/右檔位，再選擇小車的單動、聯(lián)動控制，小車 1 單動時把單動/聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)到單動檔位 SA3，兩小車聯(lián)動時旋轉(zhuǎn)到聯(lián)動檔位 SA4，小車 2 單動時旋轉(zhuǎn)到單動檔位 SA5，這時按下起動按鈕 SB5，油缸推動小車左行，按下停止按鈕 SB6，油缸就縮回。選擇自動模式時，按下起動按鈕，推車機開始執(zhí)行上行動作，碰到上限行程開關(guān)時就停下動作。小車碰到左行程開關(guān) SQ5、SQ10 時，說明小車到位，各倉就可以向小車要料，這時兩缸自動縮回，碰到右行程開關(guān) SQ8、SQ9 時，推車機自動下行，下行到位后停車。只有再次按下起動按鈕 SB5，才能再次運行。3.5 系統(tǒng)總梯形圖設(shè)計泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）22圖 11 送料小車梯形圖（a）泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）23圖 12 送料小車的梯形圖（b）泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）24圖 13 送料小車的梯形圖（c）泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）25圖 14 送料小車的梯形圖（d）泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）26