畢業(yè)設(shè)計(jì)裝卸料小車多方式運(yùn)行的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明

1、1 / 27裝卸料小車多方式運(yùn)行的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要早期運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)多為繼電器接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長、體積大、成本高等缺陷，無數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須有專人負(fù)責(zé)操作，將 PLC 應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，PLC 運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡單，控制速度快，可靠性和可維護(hù)性好，易于安裝、維修和改造等優(yōu)點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，運(yùn)料小車不斷擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域，從手動(dòng)到自動(dòng)，逐漸形成了機(jī)械化、自動(dòng)化。 將 PLC 應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。通信和數(shù)據(jù)連接功能選項(xiàng)使得 PL

2、C 在體積、通信和特殊功能模塊等重要的應(yīng)用方面非常完美。本課題主要包括：分析被控對(duì)象和明確系統(tǒng)控制要求、PLC 選型、確定系統(tǒng)的 I/O 設(shè)備的數(shù)量與種類、控制流程設(shè)計(jì)、控制程序設(shè)計(jì)。 PLC 在運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)在國外工程、工廠中得到實(shí)際應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，其智能化和自動(dòng)化的思路值得以后繼續(xù)深入研究和推廣。關(guān)鍵詞： PLC 運(yùn)料小車 控制系統(tǒng) I/O 點(diǎn)2 / 27AbstractAbstract：Early electric car control system of the transporter over the relay - contactor comple

3、x system composed of The system design cycle,there is a long,bulky,high cost,defects,no data processing and communications functions,must be hand operated,will be applied to transport materials car PLC electrical control system and can realize automatic control operation of the car,reducing the runn

4、ing costs of the system,PLC control system for electric car transporter with a simple connection to control speed,reliability and maintainability is good,easy to install,repair and improvement and so on.With economic development,transport materials to various areas of growing car,from manual to auto

5、matic,and gradually formed the mechanization and automation. PLC applied to transport materials to car electrical control system and can realize automatic control operation of the car and reduce system operating costs munications and data connectivity options make PLC in volume,communications and sp

6、ecial function modules such important applications perfectly. The topics include:analysis of plant and a clear system control requirements;PLC selection;determine the systems I / O device number and type;control process design;control programming. PLC control system in the car transporter in the app

7、lication,has been in domestic and international projects has been applied in the factory,with huge economic and social value,the intelligence and automation beyond the idea worthy of further research and extension. KeyKey wordswords： PLC transporter cart control system I/O points3 / 27目目 錄錄1 1 控制系統(tǒng)介

8、紹控制系統(tǒng)介紹 .1 11.11.1 控制系統(tǒng)在運(yùn)輸小車中的作用與地位控制系統(tǒng)在運(yùn)輸小車中的作用與地位 .1 11 1. .2 2 控制系統(tǒng)介紹控制系統(tǒng)介紹 1 12 2 運(yùn)輸小車系統(tǒng)方案的選擇運(yùn)輸小車系統(tǒng)方案的選擇 .3 32.12.1 可編程控制器可編程控制器 PLCPLC 的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn).3 32.22.2 小車運(yùn)輸系統(tǒng)方案的選擇小車運(yùn)輸系統(tǒng)方案的選擇 .4 43 3 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的方案論證運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的方案論證 .5 53.13.1 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制容與要求運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制容與要求 .5 53.1.13.1.1 運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng)流程運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng)流程 53.1.23.1

9、.2 設(shè)備控制要求設(shè)備控制要求 63.23.2 方案論證方案論證 .6 64 4 硬件的選擇和程序設(shè)計(jì)硬件的選擇和程序設(shè)計(jì) .7 74.14.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .7 74.1.14.1.1 PLCPLC 的選型的選型 74.1.24.1.2 S7-200S7-200 CPUCPU 226226 簡介簡介 74.24.2 系統(tǒng)變量定義與分配表系統(tǒng)變量定義與分配表 .7 74.34.3 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì) .8 84.44.4 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) .9 94.4.14.4.1 系統(tǒng)的起?？刂葡到y(tǒng)的起停控制 94.4.24.4.2 系統(tǒng)的呼車控制系統(tǒng)的呼車控制 1

10、04.4.34.4.3 系統(tǒng)的呼車反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的呼車反轉(zhuǎn)控制 124.4.44.4.4 系統(tǒng)的呼車正轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的呼車正轉(zhuǎn)控制 155 5 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 .19195.15.1 系統(tǒng)調(diào)試與解決的問題系統(tǒng)調(diào)試與解決的問題 .19195.25.2 結(jié)果分析結(jié)果分析 19195.35.3 小車的優(yōu)缺點(diǎn)分析小車的優(yōu)缺點(diǎn)分析 19195.45.4 設(shè)計(jì)的改進(jìn)與推廣設(shè)計(jì)的改進(jìn)與推廣 2020結(jié)束語結(jié)束語.2121 辭辭.2222文文 獻(xiàn)獻(xiàn).23231 / 271 1 控制系統(tǒng)介紹控制系統(tǒng)介紹1.11.1 控制系統(tǒng)在運(yùn)輸小車中的作用與地位控制系統(tǒng)在運(yùn)輸小車中的作用與地位在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)

11、中，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，要求整個(gè)工藝生產(chǎn)過程全盤自動(dòng)化，這就離不開控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)是整個(gè)生產(chǎn)線的靈魂，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線起著指揮的作用。一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進(jìn)行，重者甚至發(fā)生人身安全事故，這樣將給企業(yè)造成重大損失。運(yùn)輸小車是基于 PLC 控制系統(tǒng)來設(shè)計(jì)的，控制系統(tǒng)的每一步動(dòng)作都直接作用于運(yùn)輸小車的運(yùn)行，因此，運(yùn)輸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。運(yùn)輸小車能否正常運(yùn)行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。1 1. .2 2 控制系統(tǒng)介紹控制系統(tǒng)介紹本控制系統(tǒng)主要是用于控制運(yùn)輸小車的自動(dòng)運(yùn)輸。它既能減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度又能自動(dòng)準(zhǔn)確到達(dá)人不

12、能達(dá)到或很難到達(dá)的預(yù)定位置。圖 1-1 各工位的限位開關(guān)和呼車按鈕的布置確定輸入、輸出電器。每個(gè)工位應(yīng)設(shè)置一個(gè)限位開關(guān)和一個(gè)呼車按鈕，系統(tǒng)要有用于啟動(dòng) SB1 和停止 SB2 的按鈕，這些是 PLC 的輸入元件(I2.0，I2.1)；小車要用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)小車駛向高位，反轉(zhuǎn)時(shí)小車駛向低位，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)各需要一個(gè)接觸器，是 PLC 的執(zhí)行元件。另外各工位還要有指示燈作呼車顯示。因?yàn)樾≤嚨竭_(dá)每個(gè)工位要停止，所以每個(gè)工位要裝有限位開關(guān)，當(dāng)小車到達(dá)各個(gè)工位碰撞限位開關(guān)，限位開關(guān)給 PLC 一個(gè)信號(hào)使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，小車失去動(dòng)力停在這個(gè)呼車工位。電動(dòng)機(jī)和指示燈是 PLC 的控制對(duì)象。各工位

13、的限位開關(guān)和呼車按鈕的布置如圖 1-1 所示，圖中 ST 和 SB 的編號(hào)也是各工位的編號(hào)。ST 為滾輪式，可自動(dòng)復(fù)位。 用 PLC 對(duì)運(yùn)輸小車實(shí)現(xiàn)控制，其具體要求如下：2 / 27(1) PLC 得電后，車停在 1 到 8 某個(gè)加工點(diǎn)(稱為工位)，若沒有用車呼叫（稱為呼車)時(shí)，則呼車指示燈亮，表示 1 到 8 各工位可以呼車。(2)若某工位呼車(按本位的呼車按鈕)時(shí)，則呼車指示燈熄滅，表示此后呼車無效。(3)系統(tǒng)停止時(shí)，呼車無效。系統(tǒng)啟動(dòng)后，當(dāng)呼車位號(hào)大于停車位號(hào)時(shí)，小車自動(dòng)向高位行駛；當(dāng)呼車位號(hào)小于停車位號(hào)時(shí)，小車自動(dòng)向低位行駛；當(dāng)小車到達(dá)呼車位時(shí)，自動(dòng)停車。(4)在小車到達(dá)呼車位的30s

14、時(shí)間(僅供本車位使用)，呼車操作無效。只有當(dāng)30s 延時(shí)時(shí)間到以后，小車才能重新響應(yīng)呼車信號(hào)。(5)臨時(shí)停電后再復(fù)電，小車不會(huì)自行起動(dòng)。3 / 272 2 運(yùn)輸小車系統(tǒng)方案的選擇運(yùn)輸小車系統(tǒng)方案的選擇2.12.1 可編程控制器可編程控制器 PLCPLC 的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)可編程控制器 PLC 對(duì)用戶來說，是一種無觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的推廣應(yīng)用?？删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩舻膶Ｓ霉I(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有許多明顯的特點(diǎn)。（1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)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(yán)格的生產(chǎn)工藝

15、制造，部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如西門子公司生產(chǎn)的 S7 系列 PLC 平均無故障時(shí)間高達(dá) 30 萬小時(shí)。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長。從 PLC 的機(jī)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，電氣接線與開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可與時(shí)發(fā)出警報(bào)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，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路與設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。（2） 配套齊全，功能完善，適用

16、性強(qiáng)PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)與人機(jī)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，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)

17、量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。（4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC 用存儲(chǔ)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(jì)與建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同4 / 27一設(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(chǎng)合。（5） 體積小，重量輕，能耗低以超小型 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，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小，很容易裝入機(jī)械部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。2

18、.22.2 小車運(yùn)輸系統(tǒng)方案的選擇小車運(yùn)輸系統(tǒng)方案的選擇實(shí)現(xiàn)小車運(yùn)輸系統(tǒng)控制有很多方法來實(shí)現(xiàn)，可以用單片機(jī)、可編程控制器PLC 等元器件來實(shí)現(xiàn)。但在單片機(jī)控制系統(tǒng)電路中需要加入 A/D，D/A 轉(zhuǎn)換器，線路復(fù)雜，還要分配大量的中斷口地址。而且單片機(jī)控制電路易受外界環(huán)境的干擾，也具有不穩(wěn)定性。另外控制程序需要具有一定編程能力的人才能編譯出，在維修時(shí)也需要高技術(shù)的人員才能修復(fù)，所以在此也不易用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。而從 PLC 的特點(diǎn)了解可知，PLC 具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此我們歸納出：可編程控制器 PLC 具有很高的可靠性，通常的平均無故障時(shí)間都在 30 萬小時(shí)以上；安裝，操作和維護(hù)也較容易；編程簡單，PLC

19、 的基本指令不多，編程器使用比較方便，程序設(shè)計(jì)和產(chǎn)品調(diào)試周期短，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。此外 PLC 部定時(shí)、計(jì)數(shù)資源豐富，可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸小車的控制。因此，最終我選擇了用可編程控制器 PLC 來實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸小車系統(tǒng)的控制，完成本次的設(shè)計(jì)題目。5 / 273 3 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的方案論證運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的方案論證3.13.1 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制容與要求運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制容與要求3.1.13.1.1 運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng)流程運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng)流程某自動(dòng)生產(chǎn)線上運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng)如圖 3-1 所示： 低位 高位圖 3-1 運(yùn)輸小車示意圖運(yùn)料小車由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車向高位行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小

20、車向低位行。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路圖如圖 3-2 所示：圖 3-2 三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路圖6 / 27在生產(chǎn)線上有 8 個(gè)編號(hào)為 l8 的站點(diǎn)供小車?？浚诿恳粋€(gè)?？空景惭b一個(gè)行程開關(guān)以監(jiān)測(cè)小車是否到達(dá)該站點(diǎn)。對(duì)小車的控制除了啟動(dòng)按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有 8 個(gè)呼叫按鈕開關(guān)(SB1SB8）分別與 8 個(gè)停靠站點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。3.1.23.1.2 設(shè)備控制要求設(shè)備控制要求運(yùn)料小車在自動(dòng)化生產(chǎn)線上運(yùn)動(dòng)的控制要求如下：（1） 按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)等待 30 秒開始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作；（2 ）若某工位呼車(按本位的呼車按鈕)時(shí)，則呼車指示燈熄滅，表示此后呼車無效。（3 ）系統(tǒng)停止時(shí)，呼車無效

21、。系統(tǒng)啟動(dòng)后，當(dāng)呼車位號(hào)大于停車位號(hào)時(shí)，小車自動(dòng)向高位行駛；當(dāng)呼車位號(hào)小于停車位號(hào)時(shí)，小車自動(dòng)向低位行駛；當(dāng)小車到達(dá)呼車位時(shí)，自動(dòng)停車。（4） 在小車到達(dá)呼車位的30s時(shí)間(僅供本車位使用)，呼車操作無效。只有當(dāng)30s 延時(shí)時(shí)間到以后，小車才能重新響應(yīng)呼車信號(hào)。（5）臨時(shí)停電后再復(fù)電，小車不會(huì)自行起動(dòng)。3.23.2 方案論證方案論證早期運(yùn)輸小車電氣控制系統(tǒng)多為繼電器-接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長、體積大、成本高等缺陷，幾乎無數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須有專人負(fù)責(zé)操作。后來，單片機(jī)應(yīng)用到運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中。單片機(jī)有優(yōu)異的性能價(jià)格比、集成度高、體積小、有很高的可靠性、控制功能強(qiáng)、低功耗

22、、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品，外部總線增加了 IC 與 SPI，單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)編程方法復(fù)雜，不容易上手，使用于簡單應(yīng)用。將 PLC 應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。PLC 運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡單，控制速度快，精度高，可靠性和可維護(hù)性好，安裝、維修和改造方便等優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)構(gòu)成圖如 3-3 所示:7 / 27啟動(dòng)按鈕停止按鈕8 個(gè)呼叫按鈕8 個(gè)行程按鈕PLC三相異步電動(dòng)機(jī)圖 3-3 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)圖4 4 硬件的選擇和程序設(shè)計(jì)硬件的選擇和程序設(shè)計(jì)4.14.1 系統(tǒng)硬

23、件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1.14.1.1 PLCPLC 的選型的選型在 PLC 日益成為工廠自動(dòng)化基本技術(shù)平臺(tái)的時(shí)代，如何選用一部適合的PLC 即滿足技術(shù)要求，又能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)重要課題。PLC 本身強(qiáng)調(diào)的特色為：體積小、功能強(qiáng)、操作簡便、程序設(shè)計(jì)簡易、模塊擴(kuò)充性好、通信方便等，針對(duì)上述要求選擇 PLC 控制系統(tǒng)。西門子公司的 S7-200 系列 PLC 以其功能強(qiáng)、功能強(qiáng)大、性價(jià)比高等特點(diǎn)受到廣泛青睞。因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)需要 18 個(gè)輸入和11 個(gè)輸出故需要 CPU 有至少 18 個(gè)數(shù)字量輸入 PLC，故滿足這一技術(shù)要求的 S7-200 系列 PLC 的 CPU 類型有 224、224XP、22

24、6 等。PLC 的選型不但要滿足技術(shù)要求，還要考慮到經(jīng)濟(jì)性，因此這里選用 S7-200 系列的 226PLC。4.1.2S7-2004.1.2S7-200 CPUCPU 226226 簡介簡介CPU226 集成 24 輸入/24 輸出共 48 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)?？蛇B接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 168 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)。16K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6 個(gè)獨(dú)立的 30kHz 高速計(jì)數(shù)器，2 路獨(dú)立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有PID 控制器。1 個(gè) RS485 通訊/編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O 端子可

25、很容易地整體拆卸。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。4.24.2 系統(tǒng)變量定義與分配表系統(tǒng)變量定義與分配表根據(jù)控制要求，PLC 控制運(yùn)輸小車的輸入輸出(I0)地址編排如下表所示:表 4-1 I/O 地址分配輸入輸出I2.0起始按鈕 SB9Q0.0電動(dòng)機(jī)正傳 KM18 / 27I2.1停止按鈕 SB10Q0.1電動(dòng)機(jī)反傳 KM2I0.01 號(hào)工位呼車 SB1Q0.2呼車指示燈 HLI0.12 號(hào)工位呼車 SB2Q1.01 號(hào)工位成功呼車指示燈I0.23 號(hào)工位呼車 SB3Q1.12 號(hào)工位成功呼車指示燈I0.34 號(hào)工位呼車 SB4Q1.23 號(hào)工位成功呼車指示燈I0.45 號(hào)工位呼車 SB5Q1.3

26、4 號(hào)工位成功呼車指示燈I0.56 號(hào)工位呼車 SB6Q1.45 號(hào)工位成功呼車指示燈I0.67 號(hào)工位呼車 SB6Q1.56 號(hào)工位成功呼車指示燈I0.78 號(hào)工位呼車 SB7Q1.67 號(hào)工位成功呼車指示燈I1.01 號(hào)工位限位開關(guān) SQ1Q1.78 號(hào)工位成功呼車指示燈I1.12 號(hào)工位限位開關(guān) SQ2I1.23 號(hào)工位限位開關(guān) SQ3I1.34 號(hào)工位限位開關(guān) SQ4I0.45 號(hào)工位限位開關(guān) SQ5I1.56 號(hào)工位限位開關(guān) SQ6I1.67 號(hào)工位限位開關(guān) SQ7I1.78 號(hào)工位限位開關(guān) SQ84.34.3 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)PLC 型號(hào)的選擇：由于該系統(tǒng)是在原來 CP

27、U226 的基礎(chǔ)上改進(jìn)的設(shè)備，而現(xiàn)在共用了 18 個(gè)輸入，用直流 24V；11 個(gè)輸出，用交流電 220V，所以我選擇用S7-200 系列 CPU226。CPU226 的主要的技術(shù)參數(shù)：輸入 24VDC，24 點(diǎn)；輸出220VAC，16 點(diǎn)；電源電壓為 220V 50Hz。9 / 27圖 4-1 系統(tǒng)接線圖4.44.4 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)運(yùn)料小車控制系統(tǒng)流程圖如圖 4-2 所示:10 / 27系統(tǒng)啟動(dòng)傳送停車位信號(hào)傳送呼車位信號(hào)何處呼車車呼車信號(hào)封鎖小車駛向高位小車駛向低位小車到達(dá)呼車位停 30s有呼車解除呼叫信號(hào)封鎖有無高位呼低位呼圖 4-2 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)流程圖根據(jù)運(yùn)料小車

28、控制系統(tǒng)流程圖，可以確定本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)運(yùn)輸小車梯形圖分別如下所示。4.4.14.4.1 系統(tǒng)的起停控制系統(tǒng)的起?？刂瓢聪聠?dòng)按鈕 SB9 則輸入點(diǎn) I2.0 接通，M0.0 保持得電系統(tǒng)運(yùn)行。 M0.0 得電常開閉合定時(shí)器 T37 開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)器定時(shí)設(shè)置 30 秒，三十秒后 T37 的常開觸點(diǎn)閉合。三十秒后 T37 的常開觸點(diǎn)閉合工作指示燈 Q0.2 點(diǎn)亮,可以呼車。4.4.24.4.2 系統(tǒng)的呼車控制系統(tǒng)的呼車控制中間繼電器 M1.0-M1.7 各代表 1 號(hào)工位到 8 號(hào)工位呼車狀態(tài)，而 Q1.0-Q1.7 各代表呼車成功的狀態(tài)，如果此工位呼車成功，本工位小燈就點(diǎn)亮直到小11 / 27車

29、運(yùn)動(dòng)至本工位熄滅。12 / 2713 / 274.4.34.4.3 系統(tǒng)的呼車反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的呼車反轉(zhuǎn)控制當(dāng)呼車位號(hào)小于停車位號(hào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，小車自動(dòng)向低位行駛；中間繼電器 M4.0-M4.6 各代表 1 號(hào)工位到 7 號(hào)工位反轉(zhuǎn)向低位行駛的狀況 。14 / 2715 / 274.4.44.4.4 系統(tǒng)的呼車正轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的呼車正轉(zhuǎn)控制呼車位號(hào)大于停車位號(hào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)正傳，小車自動(dòng)向高位行車；中間繼電器 M3.0-M3.6 各代表 8 號(hào)工位到 2 號(hào)工位反轉(zhuǎn)向低位行駛的狀況 。16 / 2717 / 27電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，小車自動(dòng)向低位行駛，中間繼電器 M4.0-M4.6 并聯(lián)輸出Q0.1。18 /

30、27電動(dòng)機(jī)正傳，小車自動(dòng)向高位行駛，中間繼電器 M3.0-M3.6 并聯(lián)輸出Q0.0。19 / 275 5 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析5.15.1 系統(tǒng)調(diào)試與解決的問題系統(tǒng)調(diào)試與解決的問題本程序是用梯形圖所寫的，在調(diào)試時(shí)由于涉與 8 工位呼車，非常復(fù)雜所以在編寫編譯時(shí)，選擇各個(gè)擊破的方式。（1）先考慮安裝啟停按鈕，啟動(dòng)后呼車指示燈點(diǎn)亮。（2）然后考慮 8 工位呼車時(shí)，如有一方呼車，呼車指示燈熄滅，此后其它工位呼車無效。（3）再就考慮電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí) 1 到 8 工位呼車，怎么樣的情況小車滿足向低位行駛，還有就是電動(dòng)機(jī)正傳時(shí) 1 到 8 工位呼車，怎么樣的情況小車滿足向高位行駛，各個(gè)工位正

31、反轉(zhuǎn)分析。（4）最后考慮小車到達(dá)呼車位 30 秒后呼車才會(huì)有效。將系統(tǒng)梯形圖導(dǎo)入西門子仿真軟件進(jìn)行仿真。選擇 CPU 型號(hào)為 226 后裝載程序。檢查程序無誤后將仿真軟件切換到運(yùn)行狀態(tài)。按下啟動(dòng)開關(guān) SB9，I2.0所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，計(jì)時(shí)器 T37 開始計(jì)時(shí)，30S 后呼車指示燈 Q0.2 亮可以呼車，按下某工位呼車按鈕 I1.0-I1.7 所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，根據(jù)小車停止的位置，判斷小車即將是向高位行駛還是低位行駛，確定輸出正反轉(zhuǎn)繼電器 Q0.0 或 Q0.1對(duì)應(yīng)的指示燈也同時(shí)亮。表明小車正向被呼的工位運(yùn)行，此時(shí)手動(dòng)按下對(duì)應(yīng)的限位開關(guān)，I0.1-I0.7 對(duì)應(yīng)的燈也亮，表明小車到達(dá)被呼叫的工位

32、，此時(shí)定時(shí)器清零，開始新一輪的定時(shí) 30 秒。接著按下停止開關(guān) SB10,I2.1 對(duì)應(yīng)指示燈點(diǎn)亮。滿足控制要求。反復(fù)運(yùn)行此程序也均能達(dá)到控制要求。5.25.2 結(jié)果分析結(jié)果分析經(jīng)調(diào)試測(cè)試該設(shè)計(jì)滿足以下要求：（1）開始小車停留在 8 個(gè)工位中任意一個(gè)的工位上，PLC 上電后小車停在某工位 30 秒若沒有呼車時(shí)則呼車指示燈亮，表示各工位可以呼車。（2）若某工位呼車時(shí)，該工位成功呼車燈點(diǎn)亮表示該工位呼車成功，呼車指示燈滅，表示此后呼車無效。（3）若小車所停工位號(hào)等于呼車號(hào)時(shí)小車原地不動(dòng)；若小車所停工位號(hào)大于呼車號(hào)時(shí)，小車自動(dòng)向高位行駛；若小車所停工位號(hào)小于呼車號(hào)時(shí)，小車自動(dòng)向低位行駛；。當(dāng)小車達(dá)到

33、呼車位時(shí)自動(dòng)停車。（4）小車到達(dá)呼車位時(shí)應(yīng)停留 30s 供該工位使用。5.35.3 小車的優(yōu)缺點(diǎn)分析小車的優(yōu)缺點(diǎn)分析20 / 27本設(shè)計(jì)運(yùn)用的可編程控制器實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)運(yùn)料小車控制器，避開了以往繼電器接觸不良、開關(guān)易損壞等缺點(diǎn)，可靠性和穩(wěn)定性都有所提高。在檢測(cè)小車是否到達(dá)呼叫?？奎c(diǎn)的時(shí)候，運(yùn)用了行程開關(guān)，這樣的檢驗(yàn)系統(tǒng)讓小車的停靠位置更加準(zhǔn)確。與此同時(shí)，由于輸入輸出很明顯，不需要好多額外的外接電路，讓設(shè)計(jì)更簡潔。這也是采用了成熟的可編程控制器帶來的好處。即使在出現(xiàn)故障、緊急停止等環(huán)節(jié)中都能快捷操作。但設(shè)計(jì)過程中，只是基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求，沒有功能擴(kuò)展，讓系統(tǒng)顯得比較簡單。5.45.4 設(shè)計(jì)的改進(jìn)與

34、設(shè)計(jì)的改進(jìn)與推廣推廣在實(shí)際的運(yùn)用過程中，為了便于智能化、無人化、遠(yuǎn)程化的操作，該設(shè)計(jì)控制器還應(yīng)該聯(lián)網(wǎng)，讓多臺(tái)控制器組成局域網(wǎng)，構(gòu)成一套網(wǎng)路系統(tǒng)，便于通訊和控制操作。如修改軟件設(shè)計(jì)中的一些參數(shù)，能適合在不同的場(chǎng)合都能適合。在具體的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該還可以設(shè)計(jì)顯示功能，顯示運(yùn)輸小車到達(dá)指定的?？空緯r(shí)所需時(shí)間；還可以在小車底部安裝一個(gè)傳感器，用來檢測(cè)小車中的料是否卸完。這樣就可更好地控制小車的運(yùn)行，更加便于人們工作。此外，該運(yùn)輸小車控制器可以運(yùn)用于大型的養(yǎng)殖行業(yè)，便于送料和喂養(yǎng)。這樣就可以節(jié)約時(shí)間，提高效率。21 / 27結(jié)束語結(jié)束語隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過兩個(gè)月的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)