基于PLC的小车自动往返运动控制系统

1、摘要可编程控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。本设计是基于PLC编程的生产流水线小车循环运动控制设计。论述了小车控制系统的软、硬件设计方案及其控制原理。采用的是步进指令，因而比较简洁。关键词：PLC步进指令循环控制目录摘要...........................................................................................I第一章概述.............................................................................11.1设计背景及意义..........................................................1第二章硬件设计......................................。

2、...............................32.1主电路图.......................................................................32.2I/O地址分配.................................................................42.3I/O接线图.....................................................................42.4元件列表......................................................................5第三章软件设计.....................................................................63.1程序流程图..................................................................63.2梯。

3、形图...........................................................................73.3STL指令........................................................................113.4程序分析.......................................................................12第四章程序调试.....................................................................144.1程序流程图..................................................................14设计感想...................................................................................16参考文献.............。

4、......................................................................17第一章概述1.1设计背景及意义传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器控制有着接线繁多、故障率高且维修不易等缺点，PLC作为目前国内市场的主流控制器，在技术、行业影响等方面有重要作用。利用PLC控制代替继电器控制已经是大势所趋。由于PLC的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产率的不断提高，小车自动控制系统经历了以下几个阶段：（1）手动控制：但是由于当时的技术还不够成熟，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。（2）自动控制：通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在小车自动控制系统在自动方面的应用。（3）全自动控制：PLC大多采用多CPU结构，不断向高性能、高速度和大容量方向发展。现代企业为提高生产车间物流自动化水平,实现生产环节间的运输自动化,使厂房内的物料搬运全自动化,许多企业在生产车间广泛使用无人小车,小车在车间工作台或生产线之间自动往返装料卸料。由于小车自动往。

5、返的实际意义,随着不同企业不同的要求,控制的难度可以不同。本文介绍了一种基于西门子PLC控制的生产流水线自动控制小车系统设计方案。将PLC运用到小车自动控制系统，可实现小车的全自动控制，降低系统的运行费用。PLC小车自动控制系统具有连线简单控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，维修和改造方便等优点。利用PLC控制技术，可实现小车相关运动，小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。其运动路线示意图如下图1-1所示。如图1-1小车运动路线示意图第二章硬件设计2.1主电路图如图2-1为小车循环控制的主电路原理图。该电路图利用两个接触器的主触点KM1、KM2分别接至电机的三相电源进线中，其中相对电源的任意两相对调，即可实现电机的正反转，也可达到小车左右运行的目的。假设接通KM1为正转（小车右行），则接通KM2为反转（小车左行）。图2-1小车循环控制的主电路原理2.2I/O地址分配如表2-1为小车循环运动PLC控制的I/O分配表。在运行过程中，这些I/O口分别起到了控制各阶段的输入和输出的。

6、作用，并且也使小车的控制过程更清晰明了，动作与结果显示更加方便直接。表2-1输入输出I0.0行程开关SQ1Q0.0右行I0.1行程开关SQ2Q0.1左行I0.2行程开关SQ3I0.3行程开关SQ4I0.4过载FRI0.5启动SB1I0.6停止SB22.3I/O接线图如图2-2为小车循环运动PLC控制的I/O接线图。在进行调试过程时，在PLC模块上，当I0.0有输入信号，即按下SQ1；当I0.1有输入信号，也即按下SQ2，以此类推，I/O接线图就是把实际的开关信号变成调试时的输入信号。同理，输出信号也是利用PLC模块把小车的实际运动用Q0.0、Q0.1的状态表现出来。图2-2小车循环运动PLC控制的I/O接线图2.4元件列表如表2-2为小车循环运动PLC控制的元件列表。在本次设计中就是利用这些元件，用若干导线连接起来组成了我们需要的原理图、I/O接线图。表2-2序号代号名称型号数量1M三相异步电机J02-22-4,1.5kw1410转/分，380V，3.49安12QS空气开关DZ47-3P33FR热继电器JR36-2014CPUPLC处理器CPU22215KM交流接触器CJX2-0926。

7、SB按钮ＬＡＹ８27SQ行程开关ＬＸＫ２48FU熔断器RT16-2049L导线若干第三章软件设计3.1程序流程图如图3-1为小车循环运动PLC控制的程序流程图。小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。首先小车位于初始位置，按下SB1启动后，小车向右行驶；当碰到行程开关SQ4，小车转向，向左行驶；碰到行程开关SQ2，小车再一次转向，向右行驶；碰到行程开关SQ3，小车又向左行驶，直到再次碰到SQ1，然后开始依次循环以上过程。若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动，若此时按下停止按钮SB2，小车又碰到行程开关SQ1，则小车回到初始位置。图3-1小车循环运动PLC控制的程序流程图3.2梯形图如图3-2为小车循环运动PLC控制的梯形图，此设计按照以下程序运行，以实现在生产流水线上的一辆自动控制小车的运动。其中，小车在一个周期内的运动有4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环的工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停在初始位置。图3-2小车循环运动PLC控制。

8、梯形图3.3STL指令如下为图3-2梯形图对应的指令程序：Network1//启动LDI0.5OM0.0ANM1.0ANI0.4=M0.0Network2//左行LDI0.0OM0.1OM0.3ANI0.3ANM0.5=M0.1Network3//右行LDI0.3OM0.2OM0.5ANM0.3ANI0.0=M0.2Network4//循环LDM0.0LPSANQ0.1ANM0.2AM0.1=Q0.0LPPANQ0.0AM0.2ANM0.1=Q0.1Network5LDI0.1AM0.4=M0.3Network6LDI0.3OM0.4ANM0.3=M0.4Network7LDI0.2AM0.6=M0.5Network8LDI0.3OM0.6ANI0.0=M0.6Network9LDI0.6OM0.7ANM1.0=M0.7Network10LDM0.7AI0.0=M1.03.4程序分析运行过程：首先按下按下I0.5（即启动按钮SB1闭合），启动程序，中间继电器M0.0接通，常开触点闭合且实现自锁；接着按下I0.0(即小车碰到行程开关SQ1)，则网络2中，中间继电器M0.1接通，常开触点闭。

9、合且实现自锁，此时运行网络4（循环），则此时Q0.0有输出，状态指示灯亮，即小车向右行驶，由于网络4设置了互锁，此时向左行驶的线路断开；接着按下I0.3(即小车碰到行程开关SQ4)，则网络3中，中间继电器M0.2接通，常开触点闭合且实现自锁，同时在网络6里中间继电器M0.4和网络8里中间继电器M0.6也得电，且都实现自锁。此时运行网络4（循环），则此时Q0.1有输出，状态指示灯亮，即小车向左行驶，由于网络4设置了互锁，此时向右行驶的线路断开；这时按下I0.1（即小车碰到行程开关SQ2），中间继电器M0.4的常开触点已闭合，此时中间继电器M0.3线圈带电，常开触点闭合，在网络2中，使中间继电器M0.1线圈再次得电且自锁，再次运行至网络4，则此时Q0.0有输出（状态灯亮），小车向右行驶；当按下I0.2（即小车碰到行程开关SQ3），中间继电器M0.6常开触点已闭合，则此时中间继电器M0.5线圈带电，常开触点闭合，则程序运行至网络3，可再次实现中间继电器M0.2线圈带电且自锁，则程序再次运行至循环网络4，使Q0.1有输出，实现小车左行。依次进行如上循环，实现小车的自动循环工作过程。若电机过载则。

10、热继电器的常闭触点断开，即I0.4断开，此时程序中断，电机立即停止。停止过程：当按下I0.6,即按下停止按钮SB2，程序运行至网络9，此时中间继电器M0.7线圈得电，并实现自锁，程序接着运行至网络10，若此时不按下I0.0（即小车不碰到行程开关SQ1），则小车并不停止运动，且继续之前的路线，只有按下I0.0（即小车碰到行程开关SQ1），才能实现本程序停止，即小车停止在初始位置。也即实现了本设计所要实现的功能，当按下停止按钮，小车完成本次循环工作后，停止在初始位置。第四章程序调试4.1程序调试先将系统梯形图导入西门子仿真软件进行仿真。首先将PLC主机的电源开关拨到关状态，严格按图2-2所示接线，注意12V和24V电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏PLC触点。将电源线插进PLC主机表面的电源孔中，再将另一端插到220V电源插板。将PLC主机上的电源开关拨到开状态，并且必须将PLC串口置于STOP状态，然后通过计算机或编程器将程序下载到PLC中，下载完后，再将PLC串口置于RUN状态。此时可以开始进行程序的调试。在调试过程中我遇到了以下问题，但通过老师的指导，再经过自己的反复思考和修。