湖南工学院PLC课程设计

PLC课程设计 小车多方式运行的PLC控制 院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师： 董海兵 职称 讲师 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气本1104班 完成时间： 2015年5月 目录 1 引言 1 2 总体方案的选择 3 2.1 控制方案的选择 3 2.1.1 方案的比较 3 2.1.2 方案确定 3 3 主电路设计 4 4 控制系统硬件设计 5 4.1 I/O点的统计及PLC选型 5 4.1.1 I/O点统计 5 4.1.2 PLC选型 5 4.2 PLC的I/O口分配 5 4.3 PLC的I/O接线图 6 5 控制系统软件的设计 7 5.1 程序流程图 7 5.2 程序说明 7 5.3 程序的调试 8 设计总结 9 参考资料 10 致谢 11 附录一 PLC控制系统电路接线图 12 附录二 程序梯形图 13 1 引言 在中国，运料小车半自动化控制前景美好，在许多公司的装配车间得到广泛的运用。随着科技的发展，技术的不断更新，使得工业生产趋向于半自动化、自动化、无人工厂的方向发展，其中PLC技术的运用成为自动化技术的主流之一。 本次课程设计中，运料小车的PLC控制系统，它的控制过程属于双向控制，运料小车由一台直流电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小车向左行，在每一个停靠点安装一个检测传感器以监视小车是否到达该站点。该课程的运料小车控制系统利用三菱公司生产的FX系列24点的可编程控制器作为主要的控制装置，编写软件指令来实现其具体的控制要求，在设计程序部分利用了PLC的辅助继电器来实现自锁功能，在工作台上的工人通过按钮控制小车的运行方向。 该控制系统用于柔性制造系统中物料小车的自动控制、自动化仓库中物件存取小车的自动控制等，该控制系统价格低廉，体积小，能够安全可靠的进行生产，而且效率高，灵活性强，能够很好的适应变化和纠正错误，运行速度快，易管理。 控制要求: 小车系统由直流电机、继电器、小车和4个站台等组成，每个站台有检测传感器、指示灯和按钮。控制要求如下： 1.小车起始位置停在x（x=1～4）号站台，SYx传感器为ON; 2.假如y(y=1～4)号站台呼叫，如果： x﹥y，小车左行到呼叫站台停车； x﹤y，小车右行到呼叫站台停车； x=y，小车停止； 3.小车在SY1和SY4处要有可靠的保护功能，自动往返或准确停车，不能向外撞； 4.小车路过每个站台要有指示灯显示；但LB1和LB4灯要闪3次；
2 总体方案的选择 2.1 控制方案的选择 2.1.1 方案的比较 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，在小车多方式运行中应用PLC的优越性如下: （1)大大提高了操作速度，且能准确安全的控制小车; （2)利用PLC控制的小车多方式运行误差率很低; （3)小车多方式运行基本实现了无人化; （4)较少劳动力的输入，减少企业成本。 2.1.2 方案确定 虽然我们以前也学过单片机和EDA等课程，但是通过上一小节的分析，我选择用PLC来完成本次设计。 3 主电路设计 3.1 主电路图 本次课程设计的小车系统主电路中应包括两相刀开关，熔断器，直流接触器，两相热继电器和直流电机等元器件，其电路图如下图图1所示:
图1 主电路图 4 控制系统硬件的设计 4.1 I/O点的统计及PLC选型 4.1.1 I/O点统计 本设计共需要10个输入信号，其中开始/结束按钮占用两个输入接口，用以控制整个电路的启动和停止；每个站台处的呼叫开关SB1~SB4共占用4个输入接口，有小车的呼叫需要时只需按下相应的开关即可；每个站台处的检测传感器SY1~SY4共占用4个输入口，用来发出小车的位置信号和到达相应站台时自动停止的信号。 系统输出信号共有6个。其中控制直流电动机的正反转（即小车的左右移动）需要2个输出信号，另外4个用于控制指示灯LB1~LB4的亮灭。 4.1.2 PLC选型 根据上一小节I/O点统计可选择三菱FX2N系列PLC的FX2N-32MR。FX2N-32MR共有16个输入端口和16个输出端口，可以满足本次设计需求，且有适量冗余。 4.2 PLC的I/O口分配 I/O分配表如下表表1所示: 表1 I/O分配表 输入 功能说明 输出 功能说明 启/停按钮 X0/x1 启动/停止 KM1 Y0 右行 SB1 X2 呼叫站台1 KM2 Y1 左行 SB2 X3 呼叫站台2 LB1 Y2 第一个站台的指示灯 SB3 X4 呼叫站台3 LB2 Y3 第二个站台的指示灯 SB4 X5 呼叫站台4 LB3 Y4 第三个站台的指示灯 SY1 X6 检测传感器1 LB4 Y5 第四个站台的指示灯 SY2 X7 检测传感器2 SY3 X10 检测传感器3 SY4 X11 检测传感器4 4.3 PLC的I/O接线图 I/O接线图如下图图2所示:
图2 I/O接线图 5 控制系统软件的设计 5.1 程序流程图
   5.2 程序说明 按照程序流程图写出程序梯形图，第一个小部分是小车停靠在四个站台中的某一站台X，此时SYX接通并送数X给数据寄存器D0;
第二部分是某一站台Y呼叫,此时相应位置的按钮被按下，送数Y给数据寄存器D1;
第三部分是用一条比较指令CMP来比较站台号数的大小;
第四部分是比较的结果驱动直流电动机执行相应的动作，即左行或者右行到呼叫小车的站台;

第五部分是小车行进过程中站台指示灯的显示，其中经过1号和4号站台时指示灯应闪烁三次