小车行车方向电气控制PLC课设

1一、绪论课程设计是为本门课程课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。单片基控制系统设计时硬件和软件均要设计，抗干扰性能差，不通用，并且需要有接口电路与之配套，价格中等，制造较难。程序的设计中，分析控制交通的多种原理，用传统的方法实现难度较大，所以使用可编程控制器，其主要原因是因为PLC具有简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长等一系列的优点。二、PLC的介绍2.1PLC的基本知识2.1.1PLC产生和定义“可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则设计[3]。”2.1.2PLC的基本组成目前，可编程控制器的产品很多，不同的厂家生产的PLC以及同一家生产的不同型号的PLC其结构各不相同，但就其工作原理而言，是大致相同的。它们都是以微处理器为核心的结构，其功能的实现不仅基于硬件的作用，而更靠软件的支持。PLC的主机由微处理器（CPU）、存储器（EPROM、ROM）、输入/输出模块、外设I/O接口、通信接口及电源组成。下面分别介绍PLC各组成部分及作用[4]。22.1.3PLC的结构及基本工作原理PLC是一种存储程序的控制器。用户根据某一对象的具体控制要求，编好程序后，编程器将程序键入PLC的用户存储器中存储。PLC的控制功能就是运用用户程序来实现的。PLC运行程序的方式与微型机算计相比有较大的不同，微型计算机运行程序时，一旦执行到END指令，程序运行结束。而PLC从0000存储地址所存放的第一条拥护指令开始，在无中断或跳转的情况下，按存储地址好递增的方向顺序执行拥护程序，直到END指令结束。然后再从头开始，并周而复始的重复，直至到停机或运行（RUN）切换到停止（STOP）工作状态。我们把PLC这种执行程序的方式成为扫描工作方式。每扫描完一次程序就构成一个扫描周期。另外，PLC对输出，输出信号的处理与微型机算机不同。微型机算机对输出、输出信号实时处理。而PLC对输出、输出信号是集中批处理。PLC扫描工作方式分为三个阶段：输出采样、程序执行、输出刷新[5]。32.1.4PLC的特点PLC是综合继电器接触器控制的优点及计算机灵活、方便的特点而设计制造和发展的,这就使PLC具有许多其他控制器所无法相比的优点。1)可靠性高，抗干扰能力强2）通用性强，使用方便3)采用模块化结构，使系统组合灵活方便4)编程语言简单、易学，便于掌握5)系统设计周期短6)对生产工艺改变适应性强7)安装简单、调试方便、维护工作量小8）体积小、重量轻、功耗低2.2PLC的应用与前景为了适应市场的各方面的需求,各生产厂家对PLC不断进行改进,推出功能更加强大、结果更加完美的新产品。这些新产品总体来说，朝两个方向发展：一个向超小型、专用化和低价格的方向发展，以进行单机控制；另一个是向大型化、高速化、多功能化和分布式全自动网络化方向发展，以适应现代化的大型工厂、企业自动化的需要[6]。三、小车行车方向的电气控制3.1小车行车方向的电气控制的原理4四．设计任务和要求4．1、控制要求小车运行方向控制，就如同数控加工中心取刀机构的取刀控制，某车间有6个工作台，小车往返工作台之间运料。每个工作台设有一个到位开关（SQ）和一个呼叫按钮（SB）。具体如下：(1)小车初始时应停在6个工作台中任意一个到位开关位置上。(2)设小车现暂停于m号工作台，（此时SQm动作），这时n号工作台呼叫（即SBn动作）。若：1）mn，小车左行，直至SQn动作，到位停车;即当小车所停位置SQ的编号大于呼叫的SB编号时，小车往左运行至呼叫的SB位置后停止。2）mn，小车右行，直至SQn动作，到位停止；即当小车所停位置SQ的编号小于呼叫SB编号时，小车往右运行至呼叫的SB位置后停止。3）m=n，小车原地不动，即当小车位置SQ与呼叫SB编号相同时，小车不动作。4．2、设计任务和要求（1）根据动作要求，设计PLC控制小车的程序，同时画出I/O电气接口图。（2）小车在每个工位应该有灯指示。5（3）调试程序，模拟运行。4．3、提示输入输出X0：启动按钮PB7Y0：小车工作指示X1：停止按钮PB8Y1：小车右行接触器KM1X2-X7：6个工位按钮Y2：小车左行接触器KM2X10-X15：6个工位行程开关SQ1-SQ6Y3：到位显示五、主电路程序见附件六、设计准备6.1、I/O分配表PLCI/O资源配置表输入输出I0.0启动Q0.11号指示灯I0.1停止Q0.22号指示灯I0.21号停止工作位Q0.33号指示灯I0.32号停止工作位Q0.44号指示灯6I0.43号停止工作位Q0.55号指示灯I0.54号停止工作位Q0.66号指示灯I0.65号停止工作位Q1.0前进I0.76号停止工作位Q1.1后退I1.01号呼叫工作位I1.12号呼叫工作位I1.23号呼叫工作位I1.34号呼叫工作位I1.45号呼叫工作位I1.56号呼叫工作位6.2、控制程序的流程七、软件调试及结果分析7.1软件调试：打开电源，运行程序，按下启动按钮，小车开始工作Y0指示灯亮，初始状态小车暂停在第一个工位（即第一个开关X2处于ON），这时到位指示灯Y3亮并且第一个工位指示灯Y10亮。假如第五个工位呼叫（即按下按钮X14），小车右行（Y1亮），到位指示灯Y3灭同时Y10灭（即关闭第一个工位开关X2），与此同时若其他工位再呼叫，小车不会有任何反应，因为第五工位已取得优先权。然后小车就到达第五工位（即打开开关X6），到位指示灯Y3亮，第五工位指示灯Y14亮，右行指示灯Y1灭。若突然断电，小车会定在当前位置，来电后小车仍从当前位置继续运行。按下停止按钮X1，所有动作停止，此时小7车工作指示灯也会灭掉。7.2、结果分析：试验结果与预期效果存在一定的误差，可能是器件的选择还存在一些问题，也可能是测试的时候操作失误导致结果与预期效果存在偏差八、总结与思考经过十多天的独自思考与同类型题目同学讨论，课程设计终于完成了，我们时常保持着前进的同时思考一路过来的沉淀。欢欣喜悦辛劳愁苦是瞬时，留在记忆里的总是深刻的。这次课程设计，我觉得坚持不放弃才是我完成此次作业的动力。对于PLC的学习，三菱软件的熟悉，到熟练，当然由于自己所编的程序的相对比较简单，所以仍然对这个软件的认识不是很深入，但是通过的这次的自我学习，也学到了许多的知识，至少学到很多独立解决问题的方法和培养了这样的能力。学到了翻阅资料与搜索的能力，实践是掌握知识的最快捷的方法。8参考文献[1]齐占庆等.电气控制技术[J].机械工业出版社，2002。[2]余雷声等.电气控制与PLC应用[M].机械工业出版社，2001。[3]现代电气控制及PLC应用技术[M].北京航空航天大学出版社，2005。[4]PLC应用开发技术与工程实践[M]，人民邮电出版社[5]日本三菱公司.三菱可编程控制器操作手册[M]，1999