課程設(shè)計(jì)---可編程控制器關(guān)于配料車控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，人們已經(jīng)對(duì)越來(lái)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)習(xí)的知識(shí)也越來(lái)越多的和先進(jìn)科技接軌了。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)正是基于此種情況，其目的為了實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)取料功能。首先確定本次課程設(shè)計(jì)的I/O分配，然后應(yīng)用PL

2、C軟件選址進(jìn)行編程，通過(guò)串口通訊編譯下載，在實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行調(diào)試，通過(guò)開關(guān)控制程序，使小車按要求運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)小車配料控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：I/O分配；配料；PLC；通訊</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1、緒論1</b></p><p>　　2、

3、系統(tǒng)工作原理1</p><p>　　3、系統(tǒng)的硬件配置2</p><p>　　3.1、PLC簡(jiǎn)介2</p><p>　　3.2、編程元件地址分配2</p><p>　　3.2.1、任務(wù)一編程元件分配地址2</p><p>　　3.2.2、任務(wù)二編程元件分配地址3</p><p>　　

4、3.3、輸入輸出接線圖4</p><p>　　3.3.1、任務(wù)一輸入輸出接線圖4</p><p>　　3.3.2、任務(wù)二輸入輸出接線圖5</p><p>　　4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5</p><p>　　4.1、編程軟件介紹5</p><p>　　4.2、系統(tǒng)程序說(shuō)明及梯形圖6</p><p&

5、gt;　　4.2.1、任務(wù)一程序說(shuō)明及梯形圖6</p><p>　　4.2.2、任務(wù)二程序說(shuō)明及梯形圖8</p><p><b>　　5、程序調(diào)試11</b></p><p><b>　　6、實(shí)驗(yàn)體會(huì)11</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b><

6、;/p><p><b>　　1、緒論</b></p><p>　　隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們已經(jīng)對(duì)越來(lái)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(chǔ)倉(cāng)庫(kù)的產(chǎn)生等等，一改往日以前人們?nèi)×蠒r(shí)間長(zhǎng)、難度大、效率低等缺點(diǎn)。</p><p>　　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

7、生的。運(yùn)用所學(xué)的可編程控制器的相關(guān)知識(shí)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(zhǎng)、難度大、效率低的缺點(diǎn)。提高工作效率，節(jié)省人力資源。</p><p><b>　　2、系統(tǒng)工作原理</b></p><p>　　配料車控制系統(tǒng)的工作原理如圖1所示。</p><p>　　圖1 配料車控制系統(tǒng)</p><p>　　

8、1、按下啟動(dòng)按鈕SB1后，配料車到A處取料，送回配料罐。到A處取料次數(shù)由計(jì)數(shù)器C0決定。然后到B處取料。在B處取料次數(shù)由計(jì)數(shù)器C1決定。最后配料車停在配料罐處。</p><p>　　2、按下A處取料啟動(dòng)按鈕SB2，配料車到A處取料，在A處取料次數(shù)由計(jì)數(shù)器C0決定，取完料后回到配料罐處停止；按下B處取料啟動(dòng)SB3，配料車到B處取料，在B處取料次數(shù)由計(jì)數(shù)器C1決定，取料完成回到配料罐處停止。運(yùn)行中的配料車可以有停止按

9、鈕SB4停止運(yùn)行。</p><p><b>　　3、系統(tǒng)的硬件配置</b></p><p><b>　　3.1、PLC簡(jiǎn)介</b></p><p>　　現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求做出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量,多品種，多規(guī)格，低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一需求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性

10、，可編程序控制器（PLC，Programmable Logic Controller） 也正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，他是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。</p><p>　　它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作，來(lái)控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程

11、要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過(guò)程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，程序從起始步（步序號(hào)為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來(lái)處理，16位（也有32位的）為一個(gè)模擬量。大型PLC使用另外一個(gè)CPU來(lái)完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制器。</p><p>　　3.2、編程元件地址分配</p>

12、<p>　　3.2.1、任務(wù)一編程元件分配地址</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的控制任務(wù)一：按下啟動(dòng)按鈕SB1后，配料車到A處取料，送回配料罐，然后到B處取料，最后配料車停在配料罐處，確定其I/O分配為表1所示。</p><p>　　表1 任務(wù)一I /O分配</p><p>　　3.2.2、任務(wù)二編程元件分配地址</p><p>

13、　　根據(jù)系統(tǒng)的控制任務(wù)二：按下A處取料啟動(dòng)按鈕SB2，配料車到A處取料，在A處取料次數(shù)由計(jì)數(shù)器C0決定，取完料后回到配料罐處停止；按下B處取料啟動(dòng)SB3，配料車到B處取料，在B處取料次數(shù)由計(jì)數(shù)器C1決定，取料完成回到配料罐處停止。確定其I/O分配為表2所示。</p><p>　　表2 任務(wù)二I /O分配</p><p>　　3.3、輸入輸出接線圖</p><p>

14、　　3.3.1、任務(wù)一輸入輸出接線圖</p><p>　　圖2 任務(wù)一輸入輸出接線圖</p><p>　　3.3.2、任務(wù)二輸入輸出接線圖</p><p>　　圖3 任務(wù)二輸入輸出接線圖</p><p><b>　　4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1、編程軟件介紹</p&g

15、t;<p>　　STEP7-Micro/WIN 4.0是西門子公司專為SIMATIC S7-200系列可編程序控制器研制開發(fā)的編程軟件，它是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可用于開發(fā)用戶程序，又可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件的開發(fā)，其主要實(shí)現(xiàn)以下功能：</p><p>　　1）在脫機(jī)（離線）方式下創(chuàng)建用戶程序，修改和

16、編輯原有的用戶程序。在脫機(jī)方式時(shí)，計(jì)算機(jī)與PLC斷開連接，此時(shí)能完成大部分的基本功能，如編程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的程序和參數(shù)都只能存放在計(jì)算機(jī)的磁盤上。</p><p>　　2）在聯(lián)機(jī)（在線）方式下可以對(duì)與計(jì)算機(jī)建立通信關(guān)系的PLC直接進(jìn)行各種操作，如上載、下載用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)等。</p><p>　　3）在編輯程序的過(guò)程中進(jìn)行語(yǔ)法檢查，可以避免一些語(yǔ)法錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)類型方面的錯(cuò)

17、誤。經(jīng)語(yǔ)法檢查后，梯形圖中錯(cuò)誤處的下方自動(dòng)加紅色波浪線，語(yǔ)句表的錯(cuò)誤行前自動(dòng)畫上紅色叉，且在錯(cuò)誤處加上紅色波浪線。</p><p>　　4）對(duì)用戶程序進(jìn)行文檔管理，加密處理等。</p><p>　　5）設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控等。</p><p>　　4.2、系統(tǒng)程序說(shuō)明及梯形圖</p><p>　　4.2.1、任務(wù)一程序說(shuō)明及梯

18、形圖</p><p>　　采用起保停電路來(lái)控制小車電動(dòng)機(jī)的左行和右行。給定輸入信號(hào)后，正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕I0.0常開觸點(diǎn)接通，由低電位變?yōu)楦唠娢?，中間繼電器M0.0變?yōu)楦唠娢徊⒆员３?。?dāng)給定輸入信號(hào)后，計(jì)數(shù)器C2計(jì)數(shù)，因?yàn)樵O(shè)定值為1，防止小車在O點(diǎn)處未接受到輸入信號(hào)而碰觸到O點(diǎn)限位開關(guān)而自動(dòng)運(yùn)行。M0.0導(dǎo)通后，Q0.0由低電位變?yōu)楦唠娢?，小車開始向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小車行駛到A點(diǎn)時(shí)，A點(diǎn)限位開關(guān)I0.3由低電位變?yōu)楦唠娢?，?/p>

19、時(shí)計(jì)數(shù)器C0開始計(jì)數(shù)。I0.3導(dǎo)通后，網(wǎng)絡(luò)二導(dǎo)通，即Q0.1由低電位變?yōu)楦唠娢?，小車開始向左運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小車運(yùn)行到O處時(shí)， O點(diǎn)限位開關(guān)I0.0再次進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，則網(wǎng)絡(luò)一導(dǎo)通，小車又開始向右運(yùn)行，按照以上過(guò)程反復(fù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)錄數(shù)值達(dá)到設(shè)定值3后，小車運(yùn)行到O點(diǎn)，按照設(shè)定繼續(xù)向右運(yùn)行，因C0計(jì)數(shù)已經(jīng)完畢，所以小車不再受C0控制，當(dāng)小車向右運(yùn)行至B點(diǎn)時(shí)，B點(diǎn)限位開關(guān)I0.4由低電位變?yōu)楦唠娢?，?jì)數(shù)器C1開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器C0被復(fù)位，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)二導(dǎo)通

20、，小車向左運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小車運(yùn)行到O點(diǎn)后，I0.2由低電位變?yōu)楦唠娢?，網(wǎng)絡(luò)三導(dǎo)通，中間繼電器M0.2由低電位變?yōu)楦唠娢唬琎0.0動(dòng)作，小車?yán)^續(xù)向右運(yùn)動(dòng)。按照以上過(guò)程反復(fù)，當(dāng)計(jì)數(shù)</p><p>　　4.2.2、任務(wù)二程序說(shuō)明及梯形圖</p><p>　　采用起保停電路來(lái)控制小車電動(dòng)機(jī)的左行和右行。給定輸入信號(hào)后，右行至A處啟動(dòng)按鈕I0.0常開觸點(diǎn)接通，由低電位變?yōu)楦唠娢?，中間繼電器M0.0變?yōu)楦?/p>

21、電位并自保持。當(dāng)給定輸入信號(hào)后，計(jì)數(shù)器C2計(jì)數(shù)，因?yàn)樵O(shè)定值為1，防止小車在O點(diǎn)處未接受到輸入信號(hào)而碰觸到O點(diǎn)限位開關(guān)而自動(dòng)運(yùn)行。M0.0導(dǎo)通后，Q0.0由低電位變?yōu)楦唠娢?，小車開始向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小車行駛到A點(diǎn)時(shí)，A點(diǎn)限位開關(guān)I0.3由低電位變?yōu)楦唠娢?，同時(shí)計(jì)數(shù)器C0開始計(jì)數(shù)。I0.3導(dǎo)通后，網(wǎng)絡(luò)二導(dǎo)通，即中間繼電器M0.1由低電位變?yōu)楦唠娢?，則Q0.1導(dǎo)通，小車開始向左運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小車運(yùn)行到O處時(shí)，O點(diǎn)限位開關(guān)I0.0再次進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，則網(wǎng)絡(luò)

22、一導(dǎo)通，小車又開始向右運(yùn)行，按照以上過(guò)程反復(fù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器C0計(jì)錄數(shù)值達(dá)到設(shè)定值3后，再次給進(jìn)輸入信號(hào)，計(jì)數(shù)器C1開始計(jì)數(shù)后計(jì)數(shù)器C0被復(fù)位。</p><p>　　再次給定輸入信號(hào)后，左行至B處啟動(dòng)按鈕I1.1常開觸點(diǎn)接通，由低電位變?yōu)楦唠娢唬虚g繼電器M0.2變?yōu)楦唠娢徊⒆员３?。?dāng)給定輸入信號(hào)后，計(jì)數(shù)器C3計(jì)數(shù)，因?yàn)樵O(shè)定值為1，防止小車在O點(diǎn)處未接受到輸入信號(hào)而碰觸到O點(diǎn)限位開關(guān)而自動(dòng)運(yùn)行。M0.2導(dǎo)通后，Q0.0

23、由低電位變?yōu)楦唠娢?，小車開始向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小車行駛到B點(diǎn)時(shí)，B點(diǎn)限位開關(guān)I0.4由低電位變?yōu)楦唠娢?，同時(shí)計(jì)數(shù)器C1開始計(jì)數(shù)。I0.4導(dǎo)通后，網(wǎng)絡(luò)四導(dǎo)通，即中間繼電器M0.3由低電位變?yōu)楦唠娢?，則Q0.1導(dǎo)通，小車開始向左運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小車運(yùn)行到O處時(shí)，O點(diǎn)限位開關(guān)I0.0再次進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，則網(wǎng)絡(luò)三導(dǎo)通，小車又開始向右運(yùn)行，按照以上過(guò)程反復(fù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器C1計(jì)錄數(shù)值達(dá)到設(shè)定值3后，計(jì)數(shù)器C1被復(fù)位。小車回到O點(diǎn)后則自動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)。</p>

24、<p>　　在小車運(yùn)行過(guò)程中，隨時(shí)按動(dòng)按鈕I1.2則小車停止運(yùn)動(dòng)。在給入輸入信號(hào)后，小車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)題目要求中對(duì)配料車的控制系統(tǒng)的要求。</p><p><b>　　5、程序調(diào)試</b></p><p>　　在本次課設(shè)初期，想用順序功能實(shí)現(xiàn)對(duì)小車取料的控制，但是經(jīng)編譯發(fā)現(xiàn)順序功能只適用于單次循環(huán)系統(tǒng)中，所以改用經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行編程。</p>&

25、lt;p>　　在第一個(gè)任務(wù)的程序調(diào)試初期，小車不用接收輸入信號(hào)便自動(dòng)從O點(diǎn)運(yùn)行進(jìn)行取料，經(jīng)研究在右行輸入信號(hào)處加入一個(gè)計(jì)數(shù)器，設(shè)定計(jì)數(shù)器值為1，當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定之后，觸發(fā)開關(guān)。這樣就能控制輸入開關(guān)，使小車不能自動(dòng)運(yùn)行。</p><p>　　程序設(shè)計(jì)出來(lái)后，我們只能實(shí)現(xiàn)小車的單步運(yùn)行，即只能運(yùn)行到A點(diǎn)便停止運(yùn)動(dòng)。經(jīng)調(diào)試研究，我們能在網(wǎng)絡(luò)三加入計(jì)數(shù)器C0進(jìn)行控制，即當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定之后網(wǎng)絡(luò)三導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)小車向B處

26、取料的功能。</p><p>　　在開始設(shè)置復(fù)位開關(guān)的時(shí)候，我們選擇的是I0.6，即實(shí)行手動(dòng)復(fù)位。這樣既浪費(fèi)人力，又浪費(fèi)資源。在大家共同研討及調(diào)試下，我們將計(jì)數(shù)器的復(fù)位端接入兩個(gè)計(jì)數(shù)器，既節(jié)省了I/O端口，又對(duì)連個(gè)計(jì)數(shù)器進(jìn)行了互鎖，達(dá)到我們的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　在第二個(gè)程序設(shè)計(jì)調(diào)試初期，我們?nèi)允遣捎檬謩?dòng)復(fù)位，但調(diào)試后出現(xiàn)如下兩個(gè)問題：1.如果按照先A后B的順序能正常運(yùn)行，如果先

27、到B后到A則到到達(dá)B點(diǎn)后必須進(jìn)行復(fù)位才能在到A點(diǎn)取料。2.在小車到A到B后，如果在去A處取料則A處計(jì)數(shù)器失去作用。經(jīng)調(diào)試研究，我們將手動(dòng)復(fù)位按鈕改成計(jì)數(shù)器控制復(fù)位，這樣既實(shí)現(xiàn)了可隨意改變小車運(yùn)行先后順序的功能，有實(shí)現(xiàn)了計(jì)數(shù)器的自動(dòng)復(fù)位。</p><p>　　在整個(gè)程序的設(shè)計(jì)調(diào)試中，還一直存在一個(gè)問題，我們?cè)谒泄δ芏紝?shí)現(xiàn)后發(fā)現(xiàn)有一個(gè)IO輸入端為空。我們接入的一個(gè)I0.1觸點(diǎn)，由于開始時(shí)程序有問題，將它去掉，小車不

28、運(yùn)行，經(jīng)老師指導(dǎo)調(diào)試后，我們成功的把多余的觸點(diǎn)去掉，實(shí)現(xiàn)了小車取料的設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　6、實(shí)驗(yàn)體會(huì)</b></p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，讓我更深一步的學(xué)習(xí)PLC編程方法，并學(xué)會(huì)了使用S7—200編程軟件。本次課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)開關(guān)控制小車取料的功能。在設(shè)計(jì)之初，曾經(jīng)走入誤區(qū)，也曾將茫然過(guò)，可是在老師與同組成員的幫助下，我順利的解決了遇到

29、的問題，并達(dá)到了預(yù)想的效果。</p><p>　　在此，要特別感謝我的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師xx老師，還要特別感謝與我同組***三名同學(xué)。課設(shè)結(jié)束了，但是我深知，我所學(xué)習(xí)的知道還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，通過(guò)課程設(shè)計(jì)也讓我增強(qiáng)了學(xué)習(xí)PLC的興趣。在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會(huì)把這種專研精神繼續(xù)發(fā)揚(yáng)下去，爭(zhēng)取學(xué)到更多有用的知識(shí)，不斷豐富自己。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b><