小車定位系統(tǒng)PLC

小車定位系統(tǒng)的PLC控制PAGEPAGE1配料車控制系統(tǒng)程序設(shè)計目錄1、緒論 11.1小車定位系統(tǒng)的意義 11.2小車定位系統(tǒng)的概述 12、系統(tǒng)工作原理 23、小車定位系統(tǒng)的硬件配置 23.1PLC簡介 23.2CPU處理模塊 33.3小車定位系統(tǒng)的I/O分配 43.4小車定位系統(tǒng)的外部接線 54、小車定位系統(tǒng)軟件設(shè)計 64.1小車定位系統(tǒng)程序設(shè)計及分析 64.1.1程序的設(shè)計 64.1.2程序分析 75、小車定位系統(tǒng)監(jiān)控界面的設(shè)計 95.1組態(tài)軟件的概述 95.2定義數(shù)據(jù)詞典 105.3用戶界面的制作 115.4命令語言的編寫 146、程序調(diào)試 157、實驗體會 15參考文獻(xiàn) 16附錄Ⅰ程序梯形圖 16附錄Ⅱ小車定位系統(tǒng)程序的語句表 20 小車定位系統(tǒng)的PLC控制吳通沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院摘要：小車定位系統(tǒng)是一種用于定位控制小車和小車的位置實時控制系統(tǒng)。本文主要采用PLC實現(xiàn)對小車控制系統(tǒng)的下位機控制，并通過組態(tài)軟件對上位機進(jìn)行實時監(jiān)控。文中首先介紹了PLC和小車定位系統(tǒng)的工作原理，在設(shè)計硬件的基礎(chǔ)上，對軟件進(jìn)行設(shè)計，采用組態(tài)軟件建立人機監(jiān)控界面，包括組態(tài)界面的制作方案，功能語言的實現(xiàn)，最后對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，并給出相關(guān)的參考程序，使自動定位過程得以實現(xiàn)，并能實時的監(jiān)控定位過程。關(guān)鍵詞：小車定位；PLC；組態(tài)軟件；實時監(jiān)控1、緒論1.1設(shè)計小車定位系統(tǒng)的意義隨著智能機器人技術(shù)與汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于智能小車的研究也越來越多，備受關(guān)注。小車定位系統(tǒng)是現(xiàn)代許多行業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，近年來，隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展輸送機是現(xiàn)代許多行業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以工控機為核心的自動傳送可以按照設(shè)定配比和位置控制來確定小車，從而達(dá)到控制生產(chǎn)產(chǎn)量和效率的目的。同時由于該系統(tǒng)具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、配料速度快、精度高等優(yōu)點，被廣泛的應(yīng)用到水泥、化工、煤炭、糧食、造紙、飼料等行業(yè)。小車定位系統(tǒng)在飼料加工、食品加工、化工、冶煉、鑄造等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景，可以對這些行業(yè)提高勞動生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低消耗起到重要作用。例如在飼料行業(yè)，通常飼料中包括十幾種原料，以前采用人工輸送，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，配料的精度也不高，同時人工操作的損耗也較大。輸送的飼料質(zhì)量不穩(wěn)定，成本也較高。因此，本系統(tǒng)采用PLC對小車進(jìn)行控制，使各種物料的給料、卸料及其更多過程完全實現(xiàn)了自動化，上述問題都可以很好的解決?？梢詾樯a(chǎn)企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。1.2小車定位系統(tǒng)的概述隨著計算機技術(shù)與自動化技術(shù)的發(fā)展，自動傳送過程的相關(guān)技術(shù)也日益成熟，并以其計量準(zhǔn)確、安全可靠、自動化程度高、廣泛地應(yīng)用于化工、礦山、建材、食品、冶金、港I0.7SB11號位呼叫按鈕I1.0SB22號位呼叫按鈕I1.1SB33號位呼叫按鈕I1.2SB44號位呼叫按鈕Q0.1L11號位指示燈Q0.2L22號位指示燈Q0.3L33號位指示燈Q0.4L44號位指示燈Q1.0MZ電機正轉(zhuǎn)Q1.1MF電機反轉(zhuǎn)3.4小車定位系統(tǒng)的外部接線PLC輸入點與系統(tǒng)分為二部分相連接，系統(tǒng)的定位小車到位檢測分別與PLC輸入點I0.2～I(xiàn)0.5相連；各個位置對小車的呼叫按鈕分別與輸入點I0.7～I(xiàn)1.2相連接。PLC輸出點各個呼叫位置到位指示燈分別是Q0.1~Q0.4相連接。小車的左右行（即電機正反轉(zhuǎn)）分別與Q1.0和Q1.1相連接。外部接線圖如圖2所示。

圖2PLC外部接線圖4、小車定位系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1小車定位系統(tǒng)程序設(shè)計及分析4.1.1程序的設(shè)計本系統(tǒng)為一小車自動定位系統(tǒng)，該小車共有4個工位（S1,S3,S5,S7）。當(dāng)小車停在原始位置，別的工位均可以呼叫。依次從左往右的次序運行，逐一到達(dá)工位所需要求。按次序執(zhí)行貯存信號的工序，并要求在運行中有次序的運行，到達(dá)時該工位指示燈亮。程序流程圖如圖3所示。圖3小車定位系統(tǒng)流程圖4.1.2程序分析圖4小車組態(tài)畫面打開啟動開關(guān)K1，MZ是電動機進(jìn)行正轉(zhuǎn)的顯示信號；MF是電動機進(jìn)行正轉(zhuǎn)的顯示信號；S1、S3、S5、S7為小車在以上各個工位的控制顯示燈；SB1、SB2、SB3、SB4為每個工位的呼叫開關(guān)。SB2為小車正向運行在工位S1和小車反向運行在工位S3處的定位按鈕；以此類推。四個深綠色方塊為分別為S1、S3、S5、S7工位處的檢測元件發(fā)光二極管和光敏三極管的組合單元，其中兩紅色方塊和小車方塊上的一紅色條意為他們之間進(jìn)行交換的光束；在長方形塊中，藍(lán)色的方塊為運行的小車。圖5光電開關(guān)對應(yīng)的寄存器M0.0導(dǎo)通后，分別將S1、S3、S5、S7所對應(yīng)的光電開關(guān)首先放入寄存器VB100中，上圖僅為1號位置和2號位置所對應(yīng)的，3,、4號位置放入寄存器的方法類似。I0.2為1號位光電開關(guān)導(dǎo)通時，將1號位的值放入寄存器VB100。圖6按鈕位對應(yīng)的寄存器圖6為當(dāng)1、2號呼叫按鈕開關(guān)任一導(dǎo)通時，將所在呼叫位的值放入寄存器VB110，其他位置的呼叫也如同此法。例如，當(dāng)2號位發(fā)出呼叫請求時，I1.0導(dǎo)通，同時1、3、4的呼叫為所對應(yīng)的I0.7、I1.1、I1.2均為斷開，對于I0.7具有互鎖功能。圖7寄存器比較小車所在位存入寄存器VB100，呼叫按鈕位的呼叫信號存入寄存器VB110，利用比較指令將VB100與VB110進(jìn)行比較，如果VB110大于VB100則Q1.0啟動，即小車右行并到達(dá)所呼按鈕所在位并且所在位置的指示燈亮，如果VB110小于VB100則 Q1.1啟動，小車左行，同時到達(dá)所在位后該位指示燈亮。同樣，在此語句中Q1.0與Q1.1也具有互鎖功能。關(guān)閉“啟動”開關(guān)，自動輸送裝車的整個系統(tǒng)停止運行。自動裝車系統(tǒng)的梯形圖程序如附錄Ⅰ所示。5、小車定位系統(tǒng)監(jiān)控界面的設(shè)計5.1組態(tài)軟件的概述組態(tài)王6.5完全基于網(wǎng)絡(luò)的概念，支持用戶-服務(wù)器模式Internet/Internet瀏覽器技術(shù)，并且是一種可伸縮的柔性結(jié)構(gòu)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小，可將不同站點設(shè)計成I/O服務(wù)器、報警服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、登錄服務(wù)器、校時服務(wù)器、客戶機等，在系統(tǒng)擴展和變化通道冗余、雙設(shè)備冗余、雙網(wǎng)冗余、雙機冗余及雙系統(tǒng)冗余。組態(tài)王6.5設(shè)計成一個完全意義上的軟件平臺，允許用戶進(jìn)行功能擴展和發(fā)揮，它是一個ActiveX容器，無需編程即可將第三方控件直接連入組態(tài)王；組態(tài)王6.5不僅是OPC客戶端，還是OPC服務(wù)器，可向任意支持OPC客戶的軟件提供數(shù)據(jù)；組態(tài)王6.5中的報警信息可以直接輸出到帶ODBC接口數(shù)據(jù)庫中，像Access、SQL、Server等；提供了一套動態(tài)鏈接庫，允許用戶用VB、VC直接訪問組態(tài)王的數(shù)據(jù)庫，構(gòu)筑功能更加強大的工控系統(tǒng)；組態(tài)王6.5還可以和KingPLC1.0完全集起來，可以做到KingPLC1.0在后臺控制，組態(tài)王在前臺進(jìn)行人機界面顯示。5.1.2組態(tài)王的結(jié)構(gòu) 組態(tài)王6.5是運行于MicrosoftWindows98/200/NT中文平臺的中文界面的人機界面軟件，采用了多線程、COM組件等新技術(shù)，實現(xiàn)了實時多任務(wù)。組態(tài)王6.5軟件包由工程瀏覽器(TouchExplorer)、工程管理器(Projmanager)和畫面運行系統(tǒng)(TouchVew)三部分組成。在在工程瀏覽器中可以查看工程的各個組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫的構(gòu)造、定義外部設(shè)備等工作；工程管理器內(nèi)嵌畫面管理器系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理。畫面的開發(fā)和運行是由于工程管理器調(diào)用畫面制作系統(tǒng)(Touchmak)和工程運行系統(tǒng)(TouchVew)來完成的。Touchmak體先進(jìn)完善的圖形生產(chǎn)功能。用戶需要在這個環(huán)境中完成畫面設(shè)計、動畫連接等工作。數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)類型，能合理的提取控制對象的特性，對變量報警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能都有簡潔的操作方法。Projmanager是應(yīng)用程序的管理系統(tǒng)。Projmanager具有很強的管理功能，可用于新建工程的創(chuàng)建和刪除，并能對已有工程進(jìn)行搜索、備份及有效恢復(fù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出。TouchVew是組態(tài)王6.5軟件的實時運行環(huán)境，在應(yīng)用工程的開發(fā)環(huán)境中建立的圖形畫面只有在TouchVew中才能運行。TouchVew從控制設(shè)備中采集數(shù)據(jù)，并存于實時數(shù)據(jù)庫中。它還負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)的變化以動畫的形式形象地表示出來，同時可以完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并按實際需求記錄在歷史數(shù)據(jù)庫中。5.2定義數(shù)據(jù)詞典在系統(tǒng)中要先對不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行定義才能進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計。本系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的定義如表2所示。表2數(shù)據(jù)詞典的定義

5.3用戶界面的制作小車定位系統(tǒng)的組態(tài)畫面如下所示：圖8小車定位系統(tǒng)的登錄界面圖9小車控制系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面圖103號位到達(dá)時畫面圖11在3號位時的報表畫面5.4命令語言的編寫用戶界面制作完成后要與界面編制程序，程序是用戶界面的后臺支持。一方面程序使得用戶界面與下位機PLC實現(xiàn)通訊，使用戶界面可以控制系統(tǒng)的運行。另一方面程序建立了畫面中動畫和系統(tǒng)狀態(tài)的聯(lián)系，使用戶畫面中可以實時的反應(yīng)系統(tǒng)的運行情況。本系統(tǒng)編寫的命令語言如下：if(\\本站點\SB1==1&&\\本站點\X2<200)\\本站點\X2=\\本站點\X2+50;if(\\本站點\SB1==1&&\\本站點\X2>200)\\本站點\X2=\\本站點\X2-50;if(\\本站點\SB2==1&&\\本站點\X2<450)\\本站點\X2=\\本站點\X2+50;if(\\本站點\SB2==1&&\\本站點\X2>450)\\本站點\X2=\\本站點\X2-50;if(\\本站點\SB3==1&&\\本站點\X2<750)\\本站點\X2=\\本站點\X2+50;if(\\本站點\SB3==1&&\\本站點\X2>750)\\本站點\X2=\\本站點\X2-50;if(\\本站點\SB4==1&&\\本站點\X2<1000)\\本站點\X2=\\本站點\X2+50;if(\\本站點\SB4==1&&\\本站點\X2>1000)\\本站點\X2=\\本站點\X2-50;if(\\本站點\X2==200){\\本站點\L1=1;}else{\\本站點\L1=0;}if(\\本站點\X2==450){\\本站點\L2=1;}else{\\本站點\L2=0;}if(\\本站點\X2==750){\\本站點\L3=1;}else{\\本站點\L3=0;}if(\\本站點\X2==1000){\\本站點\L4=1;}else{\\本站點\L4=0;}6、程序調(diào)試通過這次仿真實驗，驗證了設(shè)計的PLC程序的正確性，對設(shè)計要求都能夠順利完成。在設(shè)計、仿真中，不僅對PLC理論知識進(jìn)行了鞏固加深，而且還對系統(tǒng)中PLC的外部接線和PLC與計算機的通信都有了掌握；更重要的是對以前接觸比較少的組態(tài)王軟件有了深入了解，掌握了定義畫面、定義變量、動畫連接以及運行仿真等。在仿真過程中也遇到了問題：例1：在PLC程序設(shè)計上如何實現(xiàn)小車的循環(huán)運行以及每次循環(huán)位置的起始/終止點？解決方案：采用一個移位寄存器（SHRB）進(jìn)行移位控制，即在首次掃描時，將指定的位存儲器的高電平移入指定位存儲器的最低位，而每一次移位僅在電動機進(jìn)行正轉(zhuǎn)時。這樣不同的循環(huán)過程中，以指定位存儲器的最低位后的地址值就不同，就可以通過這個位的高電平來進(jìn)行循環(huán)設(shè)置。例2：在進(jìn)行組態(tài)仿真時，總是不能實現(xiàn)組態(tài)軟件與PLC的通信，并“信息窗口”中顯示“通信端口COM1”解決方案：下載結(jié)束后，將PLC編程軟件關(guān)閉即可。在整個程序的設(shè)計調(diào)試中，還一直存在一個問題，我們在所有功能都實現(xiàn)后發(fā)現(xiàn)有一個IO輸入端為空。我們接入的一個I0.1觸點，由于開始時程序有問題，將它去掉，小車不運行，經(jīng)老師指導(dǎo)調(diào)試后，我們成功的把多余的觸點去掉，實現(xiàn)了小車的設(shè)計要求。7、實驗體會本次實驗為組態(tài)王在PLC小車運行控制為設(shè)計目標(biāo)，針對PLC設(shè)計和組態(tài)王設(shè)計的特點，分別從系統(tǒng)綜合分析，系統(tǒng)板塊的PLC程序設(shè)計，系統(tǒng)板塊的組態(tài)王仿真設(shè)計以及對整個系統(tǒng)的運行、仿真等幾個方面設(shè)計了原始資料中的小車運行控制的電氣部分。1、對整個系統(tǒng)作了較深入的分析，研究了該系統(tǒng)所承擔(dān)的運行情況以及運行要求的更改等情況。2、在已知運行狀況下，通過采用電子驅(qū)動和控制，取締以往的繼電器、限位開關(guān)等硬件，進(jìn)而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、可操作性以及可更改性，盡量地從公司的角度出發(fā)降低運行成本。3、在PLC程序中做到了“精、簡”要求，例如僅僅通過一個移位寄存器就實現(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)的自動循環(huán)功能。采用組態(tài)王進(jìn)行仿真，能夠真實地可靠地實時監(jiān)控改系統(tǒng)，對故障的分析度提高。組態(tài)王在PLC小車運行控制的設(shè)計雖說在PLC設(shè)計方面是比較傳統(tǒng)的領(lǐng)域，但是，它關(guān)系到用戶運行系統(tǒng)的的穩(wěn)定性和可靠性，所以它的設(shè)計的準(zhǔn)確性還是不容小視的。通過本次設(shè)計，培養(yǎng)了自己整體全面地看待問題的能力，樹立了正確地設(shè)計意識。同時，設(shè)計過程中，系統(tǒng)地鞏固了自己在整個大學(xué)階段所學(xué)的專業(yè)課知識，加強了對PLC的能力以及對整個組態(tài)王仿真的學(xué)習(xí)?？梢哉f，本次設(shè)計我給自己的大學(xué)學(xué)習(xí)交了一份比較滿意的答卷。本實驗是在李嬌老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。在課題的研究和設(shè)計過程中，李嬌老師耐心地為我講解課題中不明白的地方，為我提供了設(shè)計的方向，并為我們仔細(xì)介紹了復(fù)雜的PLC設(shè)計和組態(tài)王設(shè)計方法。老師不僅在我的學(xué)校生活中給予我學(xué)術(shù)上的指導(dǎo)，還讓我學(xué)到了做學(xué)問所必備的良好素質(zhì)，讓我受益匪淺。此外，在這次設(shè)計中，幫助和支持我的同學(xué)一并表示感謝當(dāng)然在肯定了本次設(shè)計所取得的成果的同時，我還很清楚地知道，世界是在不斷地日新月異地變化，PLC在改系統(tǒng)中的設(shè)計也是在不斷地完善和發(fā)展。所有這些都需要我在以后的工作和學(xué)習(xí)中不斷地獲得，使自己能更上一層樓。參考文獻(xiàn)[1]趙相賓.可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.機械工業(yè)出版社，2002，7[2]廖常初.PLC編程及應(yīng)用.機械工業(yè)出版社，2005，3[3]胡學(xué)林.可編程控制器原理及應(yīng)用.電子工業(yè)出版社，2007,1[4]梁延?xùn)|.電梯控制技術(shù).中國建筑工業(yè)出版社,2008:42-44[5]常曉玲.電器控制系統(tǒng)與可編程控制器.機械工業(yè)出版,2008:78-80附錄Ⅰ程序梯形圖小車定位系統(tǒng)梯形圖附錄Ⅱ小車定位系統(tǒng)程序的語句表TITLE=程序注釋Network1//網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題//網(wǎng)絡(luò)注釋LDI0.0OM0.0ANI0.1=M0.0Network2LDM0.0AI0.2MOVB1,VB100Network3LDI0.3MOVB2,VB100Network4LDI0.4MOVB3,VB100Network5LDI0.5MOVB4,VB100Network6LDI0.7ANI1.0ANI1.1ANI1.2MOVB1,VB110Network7LDI1.0ANI0.7ANI