基于PLC的運(yùn)料小車設(shè)計(jì)

西安石油大學(xué)高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章緒論1.1研究背景可編程控制器是結(jié)合了一系列的較為先進(jìn)的技術(shù)，經(jīng)過不斷的摸索和實(shí)際的發(fā)展，最終呈現(xiàn)出來的一種結(jié)果，在具體的實(shí)施和執(zhí)行的過程中，對(duì)于我國(guó)的自動(dòng)化的進(jìn)程起到了較好的推動(dòng)作用，一開始是被稱之為可編程邏輯控制器，也就是所謂的PLC，現(xiàn)在，我們不難發(fā)現(xiàn)，這樣的一項(xiàng)技術(shù)在具體的實(shí)施和發(fā)展的過程中，不管是從宏觀的層面上，還是從微觀的層面上，都是得到了較大程度的發(fā)展，在具體發(fā)展的過程中，取得了豐碩的自動(dòng)化研究的成果。其實(shí)在一九六零年之前，汽車流水線在具體的實(shí)施和發(fā)展的過程中，其綜合的流水線控制系統(tǒng)采用的都是比較大眾化，同時(shí)也比較傳統(tǒng)的控制模式，那就是通過繼電器的形式來予以較好的管理和控制。在一九六九年的時(shí)候，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司可算是成功的研發(fā)出了世界上的首臺(tái)PLC設(shè)備，并針對(duì)其作出了系統(tǒng)的研究和管理。它能夠很好的對(duì)過往的那種繼電器設(shè)備進(jìn)行較好的替換，也能夠很好的彌補(bǔ)繼電器在具體的自動(dòng)控制過程中的不足。后來到了一九七四年的時(shí)候，中國(guó)也決定借鑒美國(guó)的這項(xiàng)PLC技術(shù)來開發(fā)只屬于自己的PLC，經(jīng)過三年的不懈努力，總算是生產(chǎn)除了首臺(tái)可以發(fā)揮實(shí)際作用的PLC設(shè)備。1.2研究意義對(duì)于現(xiàn)在的工業(yè)化生產(chǎn)過程而言，很多流水線都必須要一些自動(dòng)往復(fù)的裝置來完成相應(yīng)的功能。所以對(duì)于一些用料的小車進(jìn)行相應(yīng)的控制，是現(xiàn)在進(jìn)行可編程控制器研究的重點(diǎn)。運(yùn)用可編程控制器的方式，能夠很簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)。而且程序在編寫完成之后，其使用的方式也是非常簡(jiǎn)單方便的。所以，筆者在下文中將德國(guó)西門子企業(yè)所研發(fā)出來的一款S7-300當(dāng)做一個(gè)載體，然后專門針對(duì)運(yùn)料小車控制系統(tǒng)加以說明。1.3研究現(xiàn)狀現(xiàn)如今，因?yàn)閱纹瑱C(jī)以及相應(yīng)的可編程控制器都得到了非常好的發(fā)展，從而促進(jìn)生產(chǎn)線在自身的運(yùn)輸控制以及其生產(chǎn)率這個(gè)方面也變得更加高效，總的說起來，運(yùn)料小車控制一共是包括如下這些發(fā)展歷程：第一，手動(dòng)控制。大概在一九七零年的時(shí)候，就有很多工業(yè)在其生產(chǎn)制造的過程中，通過PLC技術(shù)以及相關(guān)單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用完成控制運(yùn)料小車的操作。只不過因?yàn)槟莻€(gè)時(shí)候的技術(shù)，不管是從哪個(gè)層面上來看，都是存在著較大的不完善地方，所以說，要想實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制器的管理以及其系統(tǒng)性的約束的話，那么就必須得是在人工的作用之下，手動(dòng)予以操作和完成的，但是根據(jù)之前的那些控制元件來看，幾乎都比較復(fù)雜，而且無論是從數(shù)據(jù)處理功能上來看，或者是從實(shí)際的通信功能上來看，都是一種比較差的狀態(tài)，所以只有讓專門的人負(fù)責(zé)，才能夠較好的完成相關(guān)工作。第二，自動(dòng)控制。到了一九八零年左右的時(shí)候，因?yàn)殡娔X的快速發(fā)展、以及其系統(tǒng)性的普及，促使其使用價(jià)格較之于從前，也是實(shí)現(xiàn)了較大程度的降低，在這樣的一種綜合的發(fā)展形勢(shì)之下，工業(yè)制造在具體的實(shí)施過程中，將單片機(jī)技術(shù)以及PLC技術(shù)較好的與電腦通信技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合，后來在當(dāng)前一系列較為前沿的發(fā)展技術(shù)的執(zhí)行之下，可算是讓單片機(jī)以及PLC技術(shù)在關(guān)于小車控制系統(tǒng)這個(gè)方面的自動(dòng)化功能得以順利完成。第三，全自動(dòng)控制。結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際情況來看，無論是單片機(jī)、或者是PLC技術(shù)，它們均具備非常高的性能以及數(shù)據(jù)處理效率，而且還擁有超級(jí)大的容量。所以說，如果可以把這兩項(xiàng)技術(shù)在相關(guān)的控制系統(tǒng)當(dāng)中加以充分利用，那么肯定有助于完成小車的全自動(dòng)化控制操作，并且還在很大程度上減少了系統(tǒng)的整體運(yùn)行成本，關(guān)鍵在于它就算是出現(xiàn)了一些故障，也是非常容易進(jìn)行檢修的。在當(dāng)前這樣的一種時(shí)代發(fā)展背景之下，企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模較之于過往，其實(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大幅度的發(fā)展以及系統(tǒng)性的提升，進(jìn)而讓自動(dòng)化控制功能在相關(guān)的物料輸送，以及整個(gè)生產(chǎn)制造過程當(dāng)中，都占據(jù)著至關(guān)重要的作用。而所謂的運(yùn)料小車就正好順應(yīng)了時(shí)代的主流發(fā)展。于是筆者在下文當(dāng)中以PLC技術(shù)為主要依據(jù)來展開相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作，并將它和一些自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合，從而實(shí)現(xiàn)更高的效率以及精確性，還有利于節(jié)省成本，并且充分保證整個(gè)系統(tǒng)在其運(yùn)行過程當(dāng)中的可靠性以及安全性。

第2章運(yùn)料小車系統(tǒng)分析2.1運(yùn)料小車系統(tǒng)分析在這篇文章當(dāng)中，筆者主要選擇了西門子企業(yè)所研發(fā)出來的S7-300這款可編程控制器來展開相應(yīng)的設(shè)計(jì)。因?yàn)樗钱?dāng)下使用較多的一種產(chǎn)品，而且對(duì)于小車運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)來說也較為合適。在設(shè)計(jì)的時(shí)候必須要達(dá)到的要求就是能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)操作，除此之外，小車在運(yùn)動(dòng)的過程中能夠遇到的情況也要有反應(yīng)。整個(gè)系統(tǒng)的組成形式是PLC和相應(yīng)的開關(guān)以及電機(jī)。其構(gòu)成的主要方式可見下圖2.1當(dāng)中所體現(xiàn)出來的。圖2.1方案流程在這次的設(shè)計(jì)過程中，重點(diǎn)運(yùn)用PLC實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，也就是小車的基本運(yùn)動(dòng)方式的變化。小車在運(yùn)送的過程中，一定要能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)等方面的運(yùn)送的需求。2.2系統(tǒng)的整體框圖及方案確定該系統(tǒng)主要是用來達(dá)成對(duì)運(yùn)料小車的調(diào)控，使之能夠開展自動(dòng)運(yùn)料。它既能減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度又能自動(dòng)準(zhǔn)確到達(dá)人不能達(dá)到或很難到達(dá)的預(yù)定位置。具體情況可見下圖2.2。推車機(jī)能夠順著軌道開展上下運(yùn)動(dòng)，最終去到特定位置。從實(shí)際情況來看，其如同一個(gè)小規(guī)模的泵站。經(jīng)由對(duì)電磁閥的調(diào)控，能夠?qū)崿F(xiàn)方向轉(zhuǎn)變。然后，就能控制油缸的伸縮，驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)轉(zhuǎn)起來。接著，相應(yīng)倉位就會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)要料的調(diào)控。從實(shí)際情況來看，要想利用PLC達(dá)成調(diào)控小車的目標(biāo)，如下條件必須滿足：首先是小車動(dòng)作條件。從小車1來看，其要擔(dān)負(fù)起四大料倉運(yùn)料的工作。在實(shí)際開展運(yùn)料的時(shí)候，其會(huì)自左往右經(jīng)過四大料倉。各料倉對(duì)應(yīng)SQ1到SQ4的位置開關(guān)。而SQ1到SQ4的檢測(cè)點(diǎn)則對(duì)應(yīng)著PLC的I0.0到I0.3。若是信號(hào)處在一的狀態(tài)下，就代表小車抵達(dá)了相應(yīng)位置。小車在兩大信號(hào)的作用下會(huì)開展行走。其中，控制其左行的Q0.4，右行則對(duì)應(yīng)Q0.5。此外，其能夠利用四大按鈕來實(shí)現(xiàn)要料。即SB1到SB4。當(dāng)SB1到SB2被按下后，對(duì)應(yīng)的PLC的I0.4到I0.7就會(huì)傳遞出相應(yīng)信號(hào)。此時(shí)，HL1到HL4就會(huì)亮起來。通常情況下，Q0.0到Q0.3負(fù)責(zé)控制HL1到HL4。從小車2來看，其也要擔(dān)負(fù)起四大料倉運(yùn)料的工作。在實(shí)際開展運(yùn)料的時(shí)候，其會(huì)自左往右經(jīng)過四大料倉。各料倉對(duì)應(yīng)SQ11到SQ14的位置開關(guān)。而SQ11到SQ14的檢測(cè)點(diǎn)則對(duì)應(yīng)著PLC的I1.0到I1.3。若是信號(hào)處在一的狀態(tài)下，就代表小車抵達(dá)了相應(yīng)位置。小車在兩大信號(hào)的作用下會(huì)開展行走。其中，控制其左行的Q1.4，右行則對(duì)應(yīng)Q1.5。此外，其能夠利用四大按鈕來實(shí)現(xiàn)要料。即SB11到SB14。當(dāng)SB11到SB14被按下后，對(duì)應(yīng)的PLC的I1.4到I1.7就會(huì)傳遞出相應(yīng)信號(hào)。此時(shí)，HL11到HL14就會(huì)亮起來。通常情況下，Q1.0到Q1.3負(fù)責(zé)控制HL11到HL14。其次是小車行走條件。從小車右行來看，當(dāng)小車處在一到三號(hào)倉位置的時(shí)候，要料的是四號(hào)倉。當(dāng)小車處在一二號(hào)倉位置的時(shí)候，要料的是三號(hào)倉。當(dāng)小車處在一號(hào)倉位置的時(shí)候，要料的是二號(hào)倉。從小車左行來看，當(dāng)小車處在四、三、二以及零號(hào)倉位置的時(shí)候，要料的是一號(hào)倉。當(dāng)小車處在四、三、零號(hào)倉位置的時(shí)候，要料的是二號(hào)倉。當(dāng)小車處在四、零號(hào)倉位置的時(shí)候，要料的是三號(hào)倉。檔小車處在零號(hào)倉位置的時(shí)候，要料的是四號(hào)倉。從小車停止來看，只有小車車位和要料倉保持一致的時(shí)候，才能停下來。從小車互鎖來看，小車不可以同時(shí)左行及右行。圖2.2系統(tǒng)的整體框圖2.3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2.3所示：圖2.3運(yùn)料小車示意圖該小車主要靠三相異步電機(jī)來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)處在正向轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的時(shí)候，小車右行。反之，則小車左行。具體來看，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)電路情況可見下圖2.4：圖2.4三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路圖在生產(chǎn)線上有3個(gè)編號(hào)為原位，l和2的站點(diǎn)供小車?？?，在每一個(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3個(gè)控制按鈕開關(guān)(SQ1~SQ2）分別與二個(gè)控制要求停靠站點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。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）每次送貨都按啟動(dòng)按鈕，而且裝有貨才能啟動(dòng)。小車到達(dá)指定貨位，卸貨延時(shí)3秒自動(dòng)返回原位停車。（2）可隨時(shí)使小車返回原位，也可以隨時(shí)使小車停止遠(yuǎn)行。（3）小車低速送貨，高速返回。（4）有三種工作方式選擇：①只送貨到貨位1。②只送貨到貨位2。③向兩個(gè)貨位輪流送貨。（5）要有電源，送貨，返回指示燈。

第3章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1PLC概述3.1.1PLC簡(jiǎn)介這里提到的PLC，它實(shí)際上就是一種可編程控制器，同時(shí)也屬于微處理器設(shè)備之一，而且是基于現(xiàn)在的一些電腦技術(shù)所研發(fā)出來的。這種設(shè)備最早是一種繼電器邏輯控制系統(tǒng)，通過這種控制系統(tǒng)做一些定時(shí)的技術(shù)或者計(jì)算。同時(shí)在信息處理的基礎(chǔ)上，還可以做回路調(diào)節(jié)等功能?？梢钥吹竭@種設(shè)備本身的可靠性較高在各種模塊上也能夠達(dá)到非常靈活的處理效果。針對(duì)于現(xiàn)在比較糟糕的工業(yè)環(huán)境，其使用的程度也越來越高。所以在現(xiàn)在的進(jìn)度控制當(dāng)中，這種控制的方式也成為現(xiàn)代工業(yè)的重點(diǎn)。3.1.2PLC的功能與應(yīng)用從當(dāng)前的相應(yīng)情況來看，PLC在電子信息以及機(jī)械制造等眾多領(lǐng)域應(yīng)用得極為廣泛。具體來看，其具有代表性的功能情況如下：第一，順序控制PLC得到最佳應(yīng)用的領(lǐng)域就是順序控制。其主要是對(duì)繼電器順序控制進(jìn)行相應(yīng)替代。一般而言，PLC還能在多機(jī)、單機(jī)以及生產(chǎn)線等相應(yīng)控制中得到使用。比如：印刷機(jī)械、組合機(jī)床以及電鍍流水線等。第二，過程控制PLC還可以對(duì)多種過程參數(shù)開展相應(yīng)控制。例如：溫度、液位以及流量等。其還具備了A/D以及D/A轉(zhuǎn)換等相應(yīng)模塊，有利于PLC在過程控制上達(dá)成模擬控制。第三，數(shù)據(jù)處理可編程控制器通常都配備了相應(yīng)的四者運(yùn)算指令，能夠極為便利地處理相應(yīng)生產(chǎn)資料以及數(shù)據(jù)。利用PLC構(gòu)建起監(jiān)控系統(tǒng)，能夠采集以及處理相應(yīng)數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程的掌控。該控制器要想達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)，就要配備相應(yīng)的位置控制模塊。將之用來調(diào)控步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，以便達(dá)成相應(yīng)位置控制。3.2西門子S7-300編程軟件概述西門子研發(fā)出來的S7-300實(shí)則屬于S7系列的可編程控制系統(tǒng)，它可以發(fā)揮很多強(qiáng)大的功能，而且其處理速度特別快。另外，也不會(huì)被槽位給阻礙。故而，其結(jié)構(gòu)形式非常方便后期加以延伸。其相當(dāng)于國(guó)內(nèi)現(xiàn)在最吸引人的的一款可編程控制器。中央處理單元，也就是所謂的CPU：其實(shí)每一種CPU所具備的性能都是完全不一樣的，比方說一些CPU集成中會(huì)存在輸出、或者是輸入點(diǎn)，但是同時(shí)也有一些CPU集成中會(huì)存在PROFIBUS-DP通訊接口。信號(hào)模塊：我們通常將其簡(jiǎn)稱為SM，它可以幫助實(shí)現(xiàn)數(shù)字量、以及模擬量的輸入/輸出功能。功能模塊：我們通常將其簡(jiǎn)稱為FM，主要功能是進(jìn)行飛快的運(yùn)算、計(jì)數(shù)，以及閉環(huán)活動(dòng)等。接口模塊：我們通常將其簡(jiǎn)稱為IM，只要是采取了非常多的機(jī)架配置過程中，通常都是使用IM來將主機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架給連接在一起。3.3PLCS7-300硬件及通訊配置、硬件配置根據(jù)這款SETP7編程軟件來看的話，它本身就屬于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)軟件包，同時(shí)也相當(dāng)于SIMATIC工業(yè)軟件當(dāng)中最為關(guān)鍵的一項(xiàng)內(nèi)容，我們可以通過它來實(shí)現(xiàn)非常多的功能，其具體的構(gòu)成情況可見下圖3-1當(dāng)中體現(xiàn)出來的：圖3.1SETP7組成結(jié)構(gòu)首先，需要通過SIMATICManager來增添一個(gè)項(xiàng)目。其次，點(diǎn)擊其項(xiàng)目名，并將SIMATIC300Station插入其中。最后，用鼠標(biāo)左鍵在Hardware上面點(diǎn)擊兩下。這樣就會(huì)立刻進(jìn)入HWCONFIG窗口，也就意味著我們能夠針對(duì)其中硬件來展開相應(yīng)的設(shè)定了。全部保存后，硬件配置完畢。設(shè)置完成的硬件圖如下圖3.2所示。圖3.2硬件配置組成圖（4）通訊配置。設(shè)置或添加PCAdapter（MPI），在SIMATICManager窗口中選擇SIMATIC300——選項(xiàng)——設(shè)置PG/PC接口。如下圖3.3，3.4所示：圖3.3設(shè)置或者添加MPI接口圖3.4形成組態(tài)3.4分配I/O地址表表3.1輸入輸出信號(hào)規(guī)定符號(hào)地址數(shù)據(jù)類注釋B1I2.0BOOL小車在原始位置B2I2.1BOOL小車在1#進(jìn)料位置B3I2.2BOOL小車在1#進(jìn)料位置K1Q4.5BOOL小車前進(jìn)K2Q4.6BOOL小車后退S1I0.0BOOL啟動(dòng)按鈕S1.H1Q4.3BOOL啟動(dòng)按鈕燈S2I0.1BOOL停止按鈕S2.H1Q4.4BOOL停止按鈕S3I0.4BOOL燈測(cè)試Y1Q4.0BOOL1#進(jìn)料閥Y2Q4.1BOOL2#進(jìn)料閥Y3Q4.2BOOL小車卸料閥根據(jù)輸入輸出信號(hào)規(guī)定，在SymbolEditor中編輯符號(hào)變量在塊Blocks中完成程序的設(shè)計(jì)，根據(jù)要求在CF1完成梯形圖的設(shè)計(jì)。圖3.5梯形圖窗口

第4章運(yùn)料小車軟件設(shè)計(jì)4.1運(yùn)料小車流程圖4.1運(yùn)料小車流程圖4.2運(yùn)料小車PLC程序設(shè)計(jì)只要我們先將硬件給落實(shí)到位，那么就能夠開始進(jìn)行程序編寫工作了。編寫程序時(shí)本系統(tǒng)采用順序結(jié)構(gòu)編寫。程序1為小車卸料后的繼續(xù)運(yùn)行程序，當(dāng)Y3從狀態(tài)1變成0時(shí)，M100.0為RLO下降沿檢測(cè)到后M20.1接通，小車卸料后繼續(xù)運(yùn)行，按照功能要求小車要循環(huán)三次才停止。程序2為運(yùn)料小車的啟動(dòng)條件，輸入端R表示小車是否循環(huán)了3次，若有三次則RS觸發(fā)器置0，小車不構(gòu)成啟動(dòng)條件；輸入端S顯示小車是否在運(yùn)行狀態(tài)中，為1則顯示為可以啟動(dòng)。程序3為小車離開0號(hào)位的程序，B1表示小車在0號(hào)位置，M887.0為上升沿檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到B1從0到1變化時(shí)，接通中間繼電器M886.1，小車離開0#程序4為小車離開1號(hào)位的程序，B2表示小車在1號(hào)位置，M887.1為下降沿檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到B2從1到0變化時(shí)，接通中間繼電器M886.2，小車離開1#。程序5為小車離開2號(hào)位的程序，B3表示小車在2號(hào)位置，M887.3為上升沿檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到B3從0到1變化時(shí)，接通中間繼電器M886.3，小車離開2#。程序10為閃燈程序，小車未運(yùn)行時(shí)，lamptest一直為閃爍的燈，當(dāng)小車啟動(dòng)時(shí)，即常開開關(guān)Ｍ1000.1閉合，接通S1.H1，小車燈常亮當(dāng)按動(dòng)停止按鈕S2時(shí)，且中間繼電器啟動(dòng)條件M1000.1閉合時(shí)，接通中間繼電器M20.5，M20.5自保，小車在完成一個(gè)循環(huán)后停在起始位置，等待下一次啟動(dòng)。程序圖13為小車的循環(huán)次數(shù)設(shè)計(jì)，PV端口為預(yù)設(shè)值，這里設(shè)置為3次，在CU端，若為1則計(jì)數(shù)器加1；在CD端，若為1則計(jì)數(shù)器減1，；C1計(jì)數(shù)器一直為1直到PV從3減到0為止；Q=0，循環(huán)停止。程序段14和程序段15為小車前進(jìn)程序，當(dāng)啟動(dòng)條件M1000.1接通，程序表示運(yùn)料小車如果不在0#，1#，2#位置；即小車在0#→1#，1#→2#的路徑時(shí)，小車處于可以前進(jìn)的狀態(tài)。，滿足以上條件后接通中間繼電器M888.0小車前進(jìn)，而程序段15為運(yùn)料小車的互鎖程序，前進(jìn)程序與后退開關(guān)K2構(gòu)成互鎖。程序段16表示小車1#的裝料時(shí)間，當(dāng)小車到達(dá)1#時(shí)，T0輸入端S從0→1，延時(shí)1秒后，輸出Q變?yōu)?；T1脈沖定時(shí)器開始定時(shí)，輸出為1，即卸料開始，10秒后輸出為0，卸料結(jié)束；T2為延時(shí)接通定時(shí)器，11秒后，輸出從0變?yōu)?，小車準(zhǔn)備離開程序段17和程序段18為1#裝料程序，M1000.1，M999.1常開開關(guān)閉合，T1接通10秒，中間繼電器M888.1接通10秒，Y1接通，小車一號(hào)閥打開，小車開始裝料。行程開關(guān)K1farword和K2backward為常閉開關(guān)，防止小車在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)裝料閥誤打開。程序段22，23表示運(yùn)料小車的后退，T5計(jì)時(shí)器延時(shí)后接通，M999.2接通（離開1#→2#），運(yùn)行條件M1000.1接通，中間繼電器M888.3準(zhǔn)備接通并自保。中間繼電器M888.3接通后，線圈K2得電，小車開始后退；常閉K1為保護(hù)運(yùn)料小車后退時(shí)誤觸前進(jìn)線圈。程序段25，26，27表示運(yùn)料小車的卸料，常開開關(guān)M999.3閉合，且運(yùn)料小車在homeposition的位置，延時(shí)定時(shí)器T6接通后1秒后，輸出Q變?yōu)?；T7脈沖計(jì)時(shí)器在T6接通后開始計(jì)時(shí)，輸出Q為1，持續(xù)30秒，即為卸料時(shí)間；T8定時(shí)器在T6接通后延時(shí)31秒輸出，小車?yán)^續(xù)運(yùn)行。M1000.1閉合后，T7接通30秒，并接通中間繼電器M888.4，M888.4得到電后M888.4常開接通，Y3得電，小車卸料閥打開，常閉K1，K2為保護(hù)運(yùn)料小車卸料時(shí)不在行駛狀態(tài)。4.3SETP7程序調(diào)試及仿真在開展調(diào)試的時(shí)候，一般都是要發(fā)揮視圖對(duì)象的作用。在這里的SETP7能夠?qū)Ρ姸鄬?duì)象開展供應(yīng)，其能用來達(dá)成對(duì)于眾多變量以及計(jì)數(shù)器等的監(jiān)控及改動(dòng)。具體來看，其需經(jīng)過如下流程：第一步，通過SETP7編程軟件來創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目，然后開始進(jìn)行程序的編寫工作。第二步，讓S7PLCSIM窗口處于開啟狀態(tài)，接下來在管理器的工具欄，用鼠標(biāo)左鍵去將仿真器圖標(biāo)給點(diǎn)擊一下，那么此時(shí)就會(huì)讓SETP7和仿真CPU之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)自動(dòng)連接行為。詳細(xì)情況見下圖4.2當(dāng)中所體現(xiàn)出來的：圖4.2S7PLCSIM仿真窗口第三步，借助管理器來將那些應(yīng)該進(jìn)行仿真的項(xiàng)目，只需要直接選中“SIMATIC300（1）”站，然后把全部的塊都給下載到仿真PLC里面。第四步，建立一個(gè)視圖對(duì)象，然后將S7PLCSIM窗口上面所顯示的那個(gè)工具圖標(biāo)用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊以下，之后一個(gè)完成的視圖對(duì)象就被創(chuàng)建出來了，詳細(xì)情況見下圖。第五步，保證S7PLCSIM是在一種運(yùn)行狀態(tài)中，同時(shí)通過視圖對(duì)象來仿照真正意義上的PLC輸入/輸出信號(hào)，然后嚴(yán)格監(jiān)控這一程序，認(rèn)真觀察其下載的用戶程序有沒有達(dá)標(biāo)。圖4.3S7PLCSIM仿真運(yùn)行情況圖4.4SETP7程序運(yùn)行情況

第5章監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)5.1WinCC軟件的介紹工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件是現(xiàn)在常用的一種進(jìn)行整體系統(tǒng)監(jiān)控的一種軟件。同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)界面之間的交互。這種軟件在自動(dòng)化領(lǐng)域當(dāng)中是常用的一種軟件的形式。在Windows系統(tǒng)當(dāng)中，這種軟件能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的控制。除此之外，工業(yè)組態(tài)軟件通常可以給可編程控制器進(jìn)行相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)。所以在可編程控制器當(dāng)中，這種軟件和STEP7共同使用，就能夠達(dá)到相應(yīng)的編程效果。在軟件的使用過程當(dāng)中變量表，也是能夠進(jìn)行直接使用和轉(zhuǎn)換的。工業(yè)組態(tài)軟件通常能夠?qū)崿F(xiàn)一定的開放性。也就是說，這種軟件在很多個(gè)人電腦上都可以使用。軟件整體的開發(fā)和拓展的系統(tǒng)也能夠達(dá)到后期的模塊等方面的持續(xù)設(shè)定。除此之外，在一些自動(dòng)化的環(huán)境當(dāng)中，這種組態(tài)軟件也能夠?qū)崿F(xiàn)一定的信息處理功能。5.2建立WinCC與可編程控制器之間的通訊當(dāng)WinCC準(zhǔn)備和相應(yīng)的SIMATICS7PLC之間實(shí)現(xiàn)通訊功能，那么此時(shí)的WinCC通常都會(huì)給予其賦有SIMATICS7PLCProtocolSuite之稱的這樣一款通訊驅(qū)動(dòng)程序。這種通信的方式在網(wǎng)絡(luò)中適應(yīng)很多相關(guān)的協(xié)議，但是在使用的時(shí)候，要充分的重視連接的方式和類型的不同。軟件在開啟的時(shí)候，就能夠?qū)⑾嚓P(guān)的工程建立。因此運(yùn)用這種方式在可編程控制器中使用，要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的通訊連接才能夠達(dá)到效果。通訊的方式多數(shù)都是通過通道的形式實(shí)現(xiàn)控制的效果。工業(yè)組態(tài)軟件一般都是在SIMATICS7的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)通信。在進(jìn)行通信的時(shí)候，具體的使用方式如下圖5.1當(dāng)中所體現(xiàn)出來的：圖5.1添加新的驅(qū)動(dòng)程序在相應(yīng)的對(duì)話框當(dāng)中進(jìn)行設(shè)置，首先得到SIMATICS7ProtocolSuite.chn的通道單元，也就是點(diǎn)擊“+”號(hào)進(jìn)而得到可用的方式。在這里最后選定的通道MPI的形式。在快捷菜單中選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序連接”菜單項(xiàng)。然后在屬性中將連接的名字設(shè)定為newconnnection。最后進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序的添加，也就是右擊MPI下的”newconnnection”握手連接，選擇新建變量在此建立過程變量并設(shè)置參數(shù)，具體如下圖5.2所示。圖5.2建立過程變量添加好驅(qū)動(dòng)程序以后建立過程變量。右擊MPI下的”newconnnection”握手連接，選擇新建變量在此建立過程變量并設(shè)置參數(shù)，具體如下圖：圖5.3變量屬性設(shè)置對(duì)話框5.3創(chuàng)建供料系統(tǒng)的過程畫在“圖形編輯器”中新建一個(gè)畫面，根據(jù)控制要求，可以在畫面中畫圖。本控制系統(tǒng)的整體畫面如下圖5.4所示：圖5.4整體畫面為了方便觀察生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行和參數(shù)變化情況，通常需要在監(jiān)控畫面連接相應(yīng)的過程控制量，將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)送入畫面顯示，讓畫面模擬現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況動(dòng)起來。為此，需要對(duì)被觀測(cè)變量進(jìn)行動(dòng)畫連接。動(dòng)畫連接屬性分為“屬性”和“事件”。前者是能夠針對(duì)畫面的動(dòng)態(tài)以及其表態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。后者主要是通過系統(tǒng)以及相關(guān)的操作員來為目標(biāo)對(duì)象提供信號(hào)。倘若其中涉及到一些工作，那么只要出現(xiàn)的事件，就會(huì)立刻啟動(dòng)與之相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，其詳細(xì)情況可見下圖5.5當(dāng)中所體現(xiàn)出來的：完成動(dòng)態(tài)連接后對(duì)畫面進(jìn)行全部保存，為此就完成了畫面的創(chuàng)建。若想通過畫面檢測(cè)過程的運(yùn)行情況，則直接將畫面激活即可。圖5.5動(dòng)態(tài)連接的對(duì)話框完成動(dòng)態(tài)連接后對(duì)畫面進(jìn)行全部保存，為此就完成了畫面的創(chuàng)建。若想通過畫面檢測(cè)過程的運(yùn)行情況，則直接將畫面激活即可。5.4程序調(diào)試第一，當(dāng)進(jìn)行程序調(diào)試的時(shí)候，只需要單擊SETP7的SIMATICManager工具條里面所自帶的“SimulationOn/Of”按鈕，那么此時(shí)的窗口就會(huì)彈出一個(gè)關(guān)于CPU的視圖對(duì)象，并且還會(huì)促進(jìn)SETP7與仿真CPU之間給連接起來。第二，下載一個(gè)硬件組態(tài)?？梢酝ㄟ^SIMATICManage來選擇相應(yīng)的項(xiàng)目，只需要達(dá)到PLC->Clear/Reset這個(gè)要求，那么就能夠?qū)⒅八械呐渲眯畔⒔o徹底清除掉。然后讓開關(guān)處于ST位置，隨后變換至RUN這個(gè)地方。則CPU開始運(yùn)行。在HW-CONFIG窗口中，選擇saveandcompile，選擇PLC->DownLoad。（3）將程序下載到PLC中。在SIMATICManager中，選中工程，選擇PLC->Clear/Reset，可以清除原來的配置信息，之后選擇PLC->Download，就可以將整個(gè)程序下載到PLC中了。（4）監(jiān)控程序的運(yùn)行。在把程序下載到PLC之后，為檢查程序運(yùn)行是否正確，看WinCC中的S7地址是否連接正確，具休如下圖5.6所示。圖5.6連接參數(shù)MPI在SIMATICManage中可以監(jiān)控程序的運(yùn)行，選擇工具欄上的監(jiān)控按鈕，就可以看見程序的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)可以看到程序運(yùn)行中數(shù)據(jù)的變化和傳遞。圖5.7監(jiān)控圖像圖5.8PLCSIM界面WinCC運(yùn)料小車運(yùn)行示意圖如下，首先，小車在0#，啟動(dòng)按鈕不斷閃爍。圖5.9運(yùn)料小車在原始位置按下小車啟動(dòng)按鈕，K1前進(jìn)按鈕開始閃爍，停止按鈕顯示常亮，表示可以按下。圖5.10運(yùn)料小車啟動(dòng)按下B1常閉，小車離開0#；小車前進(jìn)至1#位置，按下B2常開，如圖所示，B2變色。圖5.11運(yùn)料小車到達(dá)1#位置小車到達(dá)2#，開始裝料，1#料斗的下部變藍(lán)則說明開始裝料。圖5.12運(yùn)料小車在1#位置裝料按下B2常開，小車離開1#，按下B3常閉，小車來到2#料斗。圖5.13運(yùn)料小車到達(dá)2#位置小車開始第二次加料，如圖所示Y2開始變紅。圖5.142#料斗開始加料按動(dòng)B3常閉，小車開始后退，如圖所示，后退鍵K2開始閃爍圖5.15運(yùn)料小車開始后退按動(dòng)B1常閉，小車到達(dá)0#，小車開始卸料，如圖，小車卸料閥開始變色。圖5.16運(yùn)料到達(dá)原始位置卸料閥打開，最后，小車開始新一輪的循環(huán)，循環(huán)兩次；若在循環(huán)中按動(dòng)停止按鈕，則小車運(yùn)行一個(gè)循環(huán)后停止。

結(jié)語歷時(shí)三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作結(jié)束了。經(jīng)由此設(shè)計(jì)，筆者也對(duì)S7-200編程有了更深入的了解，并且清楚知道怎么樣通過仿真器來針對(duì)程序加以有效調(diào)試；借助上位機(jī)WinCC組態(tài)畫面，還可以讓W(xué)inCC直接和下位機(jī)程序之間實(shí)現(xiàn)通訊功能。并完成了本次設(shè)計(jì)的仿真設(shè)計(jì)。在這幾個(gè)月里，我從僅僅了解設(shè)計(jì)要求，到現(xiàn)在已經(jīng)能夠應(yīng)用Setp7和WinCC組態(tài)軟件針對(duì)設(shè)計(jì)要求，組態(tài)各種功能包括變量選擇控制、報(bào)表控制等。通過畫面中按鈕來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的起停以及故障處理等控制，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。通過整體掌控、局部取舍以及斟酌處理細(xì)節(jié)，我鍛煉了能力，豐富了經(jīng)驗(yàn)，并且在意志力以及抗壓能力等上得到了不同程度的提升。文中運(yùn)料小車實(shí)現(xiàn)了來回運(yùn)料卸料三次，并加入了一個(gè)停止按鈕，如果按動(dòng)按鈕，小車將在一次循環(huán)后停止。因?yàn)闀r(shí)間所限，這里沒有創(chuàng)造一個(gè)急停按鈕，讓運(yùn)料小車可以馬上停止；在速度方面，沒有對(duì)運(yùn)料小車的速度有所控制，而在實(shí)際