基于S7-200PLC的装卸料小车控制系统设计论文.doc

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1、学号 1151401137电气与PLC控制技术及应用课 程 设 计（ 2011级本科） 题 目：基于S7-200PLC的装卸料小车控制系统设计学 院： 物 理 与 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 作者姓名： 指导教师： 完成日期： 2014 年 7 月 4 日学生姓名邢波学号1151401137专业方向电气工程及其自动化班级111题目名称基于S7-200PLC的装卸料小车控制系统设计一、 设计的主要内容1.设计的目的和意义2.总体设计内容3.硬件设计4.软件设计5.程序调试6.设计总结二设计要求试利用s7-200plc进行装卸料小车控制系统设计。如下图在生产现场中，尤其是在一些自动

2、化生产线上，经常会遇到一台送料车在生产线上根据要求，多地点随机卸料；或是装料车多地点搜集成品。如果所按选择小车停车位置的按钮号与小车所压下的行程开关号相等时，按下起动按钮，小车停车。不想等则行驶致呼叫站呼叫号相等的行程开关处。三、设计进度安排设计各阶段名称起止日期熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料第一周周一查阅有关资料周二电器元件选择周三至周四绘制电器原理图周五画出I/O接口分配表周六梯形图、程序编写周日至第二周周一程序调试周二至周三打印整理课程设计资料周四答辩及成绩评定周五目录1.设计的目的和意义12.总体设计内容121课程设计要求分析12.2课程设计内容23.硬件设计43.1电器元件的

3、选择43.2电器原理图43.3主电路图54.软件设计74.1 I/O地址分配表74.2 I/O接线图85.软件设计96.程序调试157.设计总结19附录：图（表）录20参考文献211. 设计的目的和意义现代生产和科学技术的发展，台车呼叫控制系统已经被广泛应用于各种场合，属于物流自动化的一种，使其作业过程的设备和设施自动化，包括运输、装卸、包装、分拣、识别等作业过程，是工业生产的自动运输加工系统，例如台车炉，台车炉是属于周期式作业炉，炉膛不分区域。台车炉的结构：炉底为一可移动的台车。加热前，台车在炉外装料，加热件放在专用的垫铁上，然后由牵引机构将台车拉入炉内进行加热，加热之后再由牵引机构将台车拉

4、出炉外卸料，之后或用吊车将加热的工件吊到锻压设备上进行加工。从台车呼叫控制系统的发展趋势来看，台车呼叫控制系统已往节能，高效率发展，被应用于各种场合，有着广泛的发展前景，真正达到降低物流成本、提高物流效率，被生产企业所接受。2.总体设计内容21课程设计要求分析程序设计与调试分析生产过程，明确设计要求电器电路设计试运行 绘制系统原理图 选择软件型号总装调试图1 PLC的设计流程（1）确定方案： 被空对象环境较差，系统工艺复杂，考虑用PLC控制系统。控制很简单，可以考虑用继电器控制系统。用PLC控制，首先要了解系统的工作过程及所有功能要求，从而分析被控对象的控制过程，输入/输出量是开关量还是模拟量

5、，明确控制要求，绘制系统流程图。（2）选择PLC的机型：PLC的可靠性上是没有问题的，机型的选择主要是考虑功能上满足系统要求。机型的选择依据：控制对象的输入量，输出量工作电压输出功率现场对系统的响应速度要求控制室与现场的距离等。（3）选择I/O设备，列出I/O地址分配表：输入设备：控制按钮、行程开关、接近开关等。输出设备：接触器、电磁阀、信号灯等。确定输入/输出设备的型号和数量。分配I/O地址时注意以下几点：把所有按钮、行程开关等集中配置，按顺序分配I/O地址；每个I/O设备占用地址；同类型的I/O点应尽量安排在同一个区。（4）设计电气线路图：（5）程序设计与调试程序设计可以用经验设计或者功能

6、表图设计法，或两者结合使用。（6）总装调试：接好硬件线路，把程序输入PLC中，联机调试2.2课程设计内容试利用s7-200plc进行装卸料小车控制系统设计。在生产现场中，尤其是在一些自动化生产线上，经常会遇到一台送料车在生产线上根据要求，多地点随机卸料；或是装料车多地点搜集成品。图2 小车控制系统图一 自动过程 1. 如果小车停车位置的按钮号（SB1SB5）与小车到达的行程开关号相等时，按下起动按钮（SB6），小车停车进行装卸料。2. 如果小车停车位置的按钮号（SB1SB5）大于小车到达的行程开关号时，按下起动按钮（SB6），小车右行，直到两者相等时停车进行装卸料。3. 如果小车停车位置的按钮

7、号（SB1SB5）小于小车到达的行程开关号时，按下起动按钮（SB6），小车左行，直到两者相等时停车进行装卸料。二手动过程1.如果小车未在行程开关位置时，则按下手动控制按钮（SB8）进行手动控制。2.如果小车位置在右侧，则按下手动左行按钮（SB9），使其到指定位置。3.如果小车位置在左侧，则按下手动左行按钮（SB10），使其到指定位置。3硬件设计3.1电器元件的选择元件数量S7-200PLC CPU2261个开关按钮10个行程开关5个呼叫指示灯5个位置指示灯5个导线若干三相异步电动机1个继电器2个电源若干表1 元器件分配表3.2电器原理图在生产现场中，尤其是在一些自动化生产线上，经常会遇到一台送

8、料车在生产线上根据要求，多地点随机卸料；或是装料车多地点搜集成品。在图中的卸料小车，可根据要求在五个位置卸料，因此，它有三个状态：左行（电动机正转）、右行（电动机反转）、及停车。SQ1SQ5为五个停车位置的行程开关，小车压上时为ON,SB1SB5为选择小车停车位置的按钮。4图3 原理流程图3.3主电路图三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标号，电源开关之后的三相交流电源主电路分别标U、V、W下图为本设计的主电路原理图，如图2所示。该电路图有KM1和KM2两个接触器，通过分别PLC接通KM1和KM2来控制小车的正反转。假设接通KM1为正转，接通KM2为反转。图4 主电路图4. 软件设计4.1

9、I/O地址分配表输入输出名称代号分配点数名称代号分配点数启动SB6I0.0小车左行KM1Q0.0停止SB7I0.1小车右行KM2Q0.1自动/手动SB8I0.21号站呼叫指示Q0.4手动左行SB9I0.32号站呼叫指示Q0.5手动右行SB10I0.43号站呼叫指示Q0.61号站呼叫SB1I0.54号站呼叫指示Q0.72号站呼叫SB2I0.65号站呼叫指示Q1.03号站呼叫SB3I0.71号站位置指示Q1.14号站呼叫SB4I1.02号站位置指示Q1.25号站呼叫SB5I1.13号站位置指示Q1.3行程开关1SQ1I1.24号站位置指示Q1.4行程开关2SQ2I1.35号站位置指示Q1.5行程开

10、关3SQ3I1.4行程开关4SQ3I1.5行程开关5SQ5I1.6表2 I/O地址分配表4.2 I/O接线图图5 I/O接线图5.软件设计216.程序调试STEP7-Micro/WIN32是SIEMENS公司专为SIMATIC系列S7-200研制开发的编程软件，它是基于Windows平台的应用软件。STEP7-Micro/WIN32可以使用个人计算机作为图形编辑器，用于联机或脱机开发用户程序，并可在线实时监控用户程序的执行状态。打开s7-200仿真软件。装载导出的程序并运行程序。仿真并观察仿真结果。第一步：启动。按下I0.0。第二步:假设小车处在行程开关4位置处，则I1.5按下。且行程开关4处

11、指示灯点亮，即Q1.4亮第三步：小车左行，手动行车致行程开关2处。1. 按下手动开关I0.2。2. 按下手动左行I0.3，则小车KM1启动，即Q0.0亮。3. 开始左移，到达行程开关2处。4. 结束手动操作。第四步：延续以上操作，此刻2号呼叫站呼叫小车，而小车此刻也在2号行程开关处。其仿真结果如下第五步：当5号呼叫站呼叫小车，小车自动行驶致5号呼叫站。1. 当5号呼叫站呼叫，即I1.1按下，且指示灯Q1.0亮。此时小车启动右行电机KM1，即Q0.1亮。2. 小车右行，直到行程开关5处停车。第六步：小车左行同上操作。第七步：停止 按下I0.1则输出全部停止。7.设计总结这次课程设计使我懂得了理论

12、与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。通过这次课程设计，使我复习了电气主接线图的一些符号。并大概了解了VISIO这个画图软件的用法。并认识了CPU226的外部接线图及它的I/O接口的数量。巩固了梯形图的格式与相应的指令表格式。附录：图（表）录图1 PLC的设计流程.1图2 小车控制系统图3

13、表1 元器件分配表4图3 原理流程图5图4 主电路图.6表2 I/O地址分配表.7图5 I/O接线图.8参考文献1 张晓峰.张静. 电气与PLC控制技术及应用M.北京: 高等教育出版社, 2013 2 李明河. 可编程控制与应用M.合肥: 合肥大学出版社, 2009 3 郁汉琪. 郭建. 可编程控制器原理与应用M.北京: 中国电力出版社, 20044 于庆广. 可编程控制器原理与系统设计M.北京: 清华出版社, 20045 齐荣. 可编程计算机控制原理与应用M.西安: 西安工业出版, 20046 夏辛明, 黄宏, 高光. 可编程控制器技术及应用M.北京: 北京理工出版社, 20047 汪晓平.

14、 PLC可编程控制器系统开发实例导航M.北京: 人民邮电出版社, 20048 江秀汉. 杨楠. 可编程控制器原理与应用M.北京: 机械工业出版社, 19989 孙振强. 可编程控制器原理与应用教程M.北京: 清华大学出版社, 200510 李建兴. 可编程控制器件应用技术M.北京: 机械出版社, 200411 周美兰. 周封. 王岳宇.PLC电气控制与组态设计M.北京: 科学出版社, 200512 Daibida.geller. 可编程控制器原理与设计M.北京: 中侵华出版社, 200613 高欣和. 可编程控制器应用技术与设计实例M.北京: 人民邮电出版, 200414 张立科. PLC应用开发技术与工程实践M.北京: 人民邮电出版, 2005电气与PLC控制技术课程设计成绩评定表姓 名邢 波 学 号1151401137专业班级电气工程及其自动化111班 课程设计题目： 基于S7-200PLC的装卸料小车控制系统设计 成绩评定依据：评 定 项 目评 分 成 绩1.设计方案可行性及其选优（20分）2.设计过程及结果（40分）3.平时成绩（态度认真、遵守纪律）（10分）4.设计报告的规范性、参考文献（不少于5篇）（10分）5.答辩（20分）总 分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 年 月 日