毕业设计PLC控制运料小车的往返运动

毕业设计PLC控制运料小车的往返运动 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 摘要:本文介绍了一种采用PLC的电动机控制线路设计、安装、调试与检修的实 施 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，该方案采用了S7/200PLC(CPU226)芯片，在电动机正反转传统控制的基础 上，讨论了PLC控制的电气原理图，对应的I/O配置接线图，PLC梯形图，相应的程 序，并对原理进行了分析，得出了结论性的判断和最终 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 。 关键词:电动机正反转;PLC;功能图;梯形图 Abstract:In the positive and traditional motor control problems exist on the basis of discussions to improve the electrical control relay contacts schematics, the corresponding I / O configuration wiring diagram, PLC ladder, the corresponding procedures, and improved the principle The analysis, come to the conclusion of the judgement and the finally plant. Key words: the electric motor is reversing;PLC;ladder - 1 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 目 录 摘 要 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(6) 前 言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(8) 1 系统结构及功能介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (8) 1.1 系统工作原理概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (8) 1.2 系统的特点和使用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (9) 1.2.1 系统的特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (9) 1.2.2 系统使用说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (9) 2 设计方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (10) 2.1 方案比较„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (10) 2.1.1 整体方案 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(10) 2.2 最佳选用方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (14) 3 软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (14) 3.1 系统的硬件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (14) 3.1.1 主电路的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (14) 3.1.2 PLC选型和资源配置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(15) 3.2 系统硬件基本组成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (17) 4 软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (18) 4.1 概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (18) 4.2 系统的软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(18) 5 系统调试与仿真„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (29)5.1 系统安装„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (24) 5.2 系统调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (25) 5.3 系统检测„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (26) 5.3.1 热继电器是否接入PLC„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(26) 5.3.2 熔断器是否接入电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (27) 6 总 结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(30) 7 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (30) 8 致 谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(31) 9 附 录 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (32) 9.2 位置图和装配图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(32) 9.3 成品照片„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(33) - 2 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 前 言 1969年美国数据设备公司(DEC)为GM公司的生产流水线研制了世界上公认的第一台可编程控制器。当时的可编程序控制器只能用于执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能，所以被称为可编程序逻辑控制器(Programmable Logical Controller)，简称PLC。 可编程控制器(PLC)是一种以微机为基础发展起来的新型自动控制装置，它将传统的继电器—接触器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体，高可靠性，抗干扰能力强;适应性强，应用灵活;编程方便，易于使用;功能强，扩展能力强;PLC控制系统设计、安装、调试方便;PLC体积小、重量轻、易于机电一体化等优点。并被广泛应用于顺序控制;运动控制;过程控制;数据处理;通信和联网。根据I/O点数将PLC分为微型机、小型机、中型机和大型机。 从结构上看，PLC可分为整体式、模块式及分散式三种形式。近年来发展很快，功能越来越完善，已成为现代工业自动化的三大支柱之一。 另一方面电动机的正反转大量应用于工农业生产中。对三相异步电动机来讲，定子绕组通入三相交流电会产生旋转磁场。磁场的旋转方向取决三相交流电的相序，改变相序，就能改变磁场旋转的方向，从而改变电动机的转向。 1 系统结构及功能介绍 1.1 系统工作原理概述 本系统以SIEMENS公司生产的S7-200系列PLC可编程序控制器为中心，用交流接触器触点互锁原理来控制电机正反转状态，用热继电器和熔断器过载过流断电原理来保护线路及电源。主电路是电气线路中强电流通过的部分，即从电源经电源开关QA0，接触器QA1、QA2或QA3的主触头，热继电器FR的发热元件到电动机M(详见图3-12-2)。辅助电路包括电动机的控制线路和保护线路，由继电器和接触器线圈、继电器的触头、接触器的辅助触头、主令电器(主令控制、按钮)及其他电器元件组成.为了易与区别主电路和辅助电路，通过强电流的主电路为图3-12-2(a)，通过弱电流的辅助电路为图3-12-2(b)。电器原理图只表明电气线路的工作原理，因此电器在图中一般不表示其空间位置，同一电器各元件往往根据需要画在不同的位置。如图中的 - 3 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 接触器QA1，主触头画在主电路中，线圈和辅助触头画在控制电路中，而且对各对辅助触头可按需要画在不同的位置上，但同一电器的各元件都要用同一文字符号标出。这种展开式画法对于表达或通用电器线路原理都较为方便。 1.2 系统的特点和使用 1.2.1 系统的特点 1.2.1.1用户可以通过刀铡开关直接控制总电路。 1.2.1.2用户可以通过按钮来控制电动机的启动、停止和正反转运动。 停止按钮可以随时停止电动机的正反转运1.2.1.3系统启动采用降压启动模式， 动。 1.2.1.4小车可以自动往返运动，运动过程中由限位开关控制电动机的正反转。 1.2.2 系统使用说明 小车往返运动控制广泛应用于工业生产设备中。下图1.2.2是小车自动往复循环示意图和电路图，它利用行程开关实现往复运动控制的，通常叫做行程控制。 启动电源，系统开启并进入工作初始化状态，系统先自动读取存储器中的程序数据，然后按下相关按钮即可开始运行。系统中SF1 为停止按钮(红色)、SF2 为正转控制按钮(黄色)，SF3 为反转控制按钮(黑色)。QA1、QA2 常闭触点相互闭锁，当按下正向启动按钮，QA1接通，电阻降压正向启动;当电动机达到稳定工作状态时，线圈QA3接通，短路电阻，实现全压运转，小车右行;当小车运行到左边前臂碰到左边行程开关，QA2接通，电阻降压反向启动;当电动机达到稳定工作状态时，线圈QA3接通，实现全压运转，小车左行;按下停止按钮，QA1、QA3 断开，QA2接通，实现反接电阻制动，小车停止;当按下反向启动按钮，QA2接通，电阻降压反向启动;当电动机达到稳定工作状态时，线圈QA3接通，实现全压运转，小车左行;当小车运行到右边前臂碰到右边行程开关，QA1接通，电阻降压正向启动;当电动机达到稳定工作状态时，线圈QA3接通，短路电阻，实现全压运转，小车右行;按下停止按钮，QA2、QA3断开，QA1接通，实现反接电阻制动，小车停止; - 4 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 图1.2.2小车自动往返控制示意图 系统按钮说明 SF1(红) 停止按钮 SF2(黄) 正向启动按钮 SF3(黑) 反向启动按钮 SQ1 左边行程开关 SQ2 右行行程开关 2 设计方案 本项目要求通过对电动机控制线路设计、安装、调试与检修，电气线路安装，熟悉电器元件的选择方法;电气线路的安装步骤和安装工艺;电动机点动、制动及正反转控制原理与设计方法;电动机时间控制原则、行程控制原则;并选用电动机的常用保护，而电动机的正反转控制又是最基础且最重要的电机控制方式之一。 2.1 方案比较 2.1.1 整体方案 2.1.1.1方案一 方案一如图2.2.1所示，采用反接制动的方式，当电动机快速转动而需停转时，改变电源相序，使转子受一个与原转动方向相反的转矩而迅速停转。(注意，当转子 - 5 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 转速接近零时，应及时切断电源，以免电机反转)为了限制电流，对功率较大的电动机进行制动时必须在定子电路(鼠笼式)或转子电路(绕线式)中接入电阻。这种方法比较简单，制动力强，效果较好，但制动过程中的冲击也强烈，易损坏传动器件，且能量消耗较大，频繁反接制动会使电机过热。对有些中型车床和铣床的主轴的制动采用这种方法。 生产设备常常要求具有上下、左右、前后等正反方向的运动，这就要求电动机能正反向工作，对于交流感应电动机，一般借助接触器改变定子绕组相序来实现。常规继电控制线路如下图所示。 图2.2.1原理图 在该控制线路中，按下正向启动按钮SF2，中间继电器KF3线圈接通并自锁，其常闭触点打开，互锁中间继电器KF4线圈电路，KF3常开触点闭合，使接触器QA1线圈通电，QA1主触点闭合使定子绕阻经3个电阻接通正序三相电源，电动机M开始降压启动;当电动机转速上升到一定值时，速度继电器的正转使常开触点BS1闭合，使中间继电器KF1通电并自锁，这时由于KF1、KF3的常开触点闭合，接触器QA3线圈通电，于是3个电阻被短接，定子绕阻直接加以额定电压，电机转速上升到稳定工作转速。在电机正常运转过程中，若按下停止按钮SF1，则KF3、QA1、QA3三只线圈相继断电。由于此时电机转子的惯性转速仍然很高，使速度继电器的正转常开触点BS1尚未复原，中间继电器KF1仍处于工作状态，所以在接触器QA1常闭触点复位后，接触器QA2线圈便通电，其常开触点闭合，使定子绕组经3个电阻获得反相序三相电源， - 6 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 对电机进行反接制动，电动机转速迅速下降。当电动机转速低于速度继电器动作值时，速度继电器常开触点复位，KF1线圈断电，接触器QA2释放，反接制动过程结束。反之，电机反向启动和制动停车与正转时相同。 2.1.1.2 方案二 如图3-12-2所示，采用了PLC 控制电机正反转I/O 分配及硬件接线。按方案二 照控制线路的要求，将正转按纽、反转按纽和停止按纽接入PLC 的输入端，将正转继电器和反转继电器接入PLC 的输出端。注意正转、反转控制继电器必须有互锁。 编程和下载:在个人计算机运行编程软件STEP 7 Micro-WIN4.0，首先对电机正反转控制程序的I/O 及存储器进行分配和符号表的编辑，然后实现电机正反转控制程序的编制，并通过编程电缆传送到PLC 中。在STEP 7 Micro-WIN4.0 中，单击“查看”视图中的“符号表”，弹出图所示窗口，在符号栏中输入符号名称，中英文都可以，在地址栏中输入寄存器地址。 图符号表定义完符号地址后，在程序块中的主程序内输入如下图程序。注意当菜单“察看”中“?符号寻址”选项选中时，输入地址，程序中自动出现的是符号编址。若选中“查看”菜单的“符号信息表”选项，每一个网络中都有程序中相关符号信息。 - 7 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) - 8 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 程序监控与调试:通过个人计算机运行编程软件STEP 7 Micro-WIN4.0，在软件中应用程序监控功能和状态监视功能，监测PLC 中的各按纽的输入状态和继电器的输出状态。 电机的正反转控制项目结果分析表:注意在硬件接线中必须实现互锁～在PLC 的梯形图中也应实现互锁。 方案二中PLC电机控制电路采用了以S7/200PLC(CPU226)芯片为核心的控制的电路，PLC通常采用积木式结构，这便于用户检修和更换模板，同时在各模板上都设有故障检测电路，并用相应的指示器标志它的状态，使用户能迅速确定故障的位置。 2.2 最终选用方案 以上二个整体方案各有各的特点，经过比较看出，方案一是比较优秀的方案，但是考虑到方案一在要求电气高度自动化、小型化的今天显然不适用，所以选择了采用PLC的电机控制电路，即方案二。 3 软件设计 3.1 概述 整个系统的功能主要由硬件电路配合软件程序来实现的，当硬件电路基本定型后，软件程序的功能也基本确定下来了。从软件的功能不同可以分为两大类一是监控程序(主程序)，它是整个控制系统的核心，专门用来协调各执行模块和操作者的关系。二是执行软件(子程序)，它是用来完成各种实质性的功能，如输入、控制、采样、输出等。每一个执行软件也就是一个小的功能执行模块。各执行模块规划好后， - 9 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 就可以规划监控程序了。 .2 PLC 类型的选择 3 在选择PLC机型，主要考虑以下几个方面: 功能的选择。I/O点数的确定，统计被控系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充(一般加上10%-20%的备用量)，从而选择PLC的I/O点数和输出规格。 内存的估算:存储容量=开关量输入点x10+开关量输出点x8+模拟通道数x100+定时器/计数器数量x2+通信接口数x300+备用量 在本次设计中，所用到的I/O点数分别都为5个;内存的存储容量=5x10+5x8+0x100+16x2+1x300+2000=2412 B -200在对上述系统功能进行综合分析后，考虑输入输出端子决定采用西门子S7并且采用CPU 224 CN便能满足要求。 CPU 224 CN的大致技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 如下: 本机数字量I/O:14入/10出;扩展模块数量:7;用户程序区/KB: 8;数据存储区:8;用户数据存储区/B:8192;数据存储区/B:8192;RS-485通信口个数/个: 1，等等这些规范都达到了本次设计的要求。 3.3 程序原理 本程序设计的原理是利用PLC 的功能指令，使程序按照:数据输入?数据移位?小车执行工序?工序完成后复位的步骤进行的。 据剧小车运行要求，设计小车运行顺序功能图、梯形图与语句表如图4-2-1、表4-2-2和图4-2-3所示。设计小车初始位置时停在左边，限位开关I0.5为1状态。按下启动按钮I0.0后，电动机正向降压启动，小车准备向右运动，当电动机转速上升到稳定工作转速，小车向右运动(简称前进)，碰到限位开关使I0.6动作后，电动机反转制动，小车停在该处，当电动机转速上升到稳定工作速度时，小车向左运动(简称后退)，以此循环运动。当按下按钮I0.2后，电动机反转制动，直到电动机停止，小车停在该处。反之，反转启动同正转启动方法相同。根据Q0.1、Q0.2和Q0.3状态的变化，可以将一个工作周期分为左行、停止和右行三步，另外还应设置等待启动的初始步，分别用S0.0—S1.0来代替这四步。启动按钮I0.0、I0.1和限位开关I0.5、 - 10 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) I0.6的常开触点、I0.3速度继电器是各步之间的转换条件。 梯形图设计时，用LSCR(梯形图中为SCR)和SCRE指令表示SCR段的开始和结束。在SCR段中用SM0.0的常开触点来驱动在该步中应为1状态的输出点(Q)的线圈，并用转换条件对应的触点或电路来驱动转换到后续步的SCRT指令。 系统工作原理如下: 首先扫描时SM0.1的常开触点接通一个扫描周期，使顺序控制继电器S0.0置位，初始步变为活动步，只执行S0.0对应的SCR段。如果小车在最左边，I0.5为1状态，此时按下右启动按钮I0.0，使S0.1变为1状态，S0.0变为0状态，系统从初始步转换到右行步等待状态，执行S0.1对应的SCR段，在该段中，SM0.0的常开触点闭合，使Q0.1的线圈得电，电动机正向降压启动，当电动机速度达到稳态后，I0.3开关闭合，使程序S0.1转移到S0.2，使系统从右行步等待状态转换到右行步，执行S0.2对应的SCR段，在该段中，SM0.0的常开触点闭合，使Q0.3的线圈得电，电动机正转运行，小车右行。在操作系统没有执行S0.1对应的SCR段时，Q0.1的线圈不会通电。 右行碰到右限位开关时,I0.6常开触点闭合,将实现右行步S0.2到暂停步S0.3的转换。执行S0.3对应的SCR段，在该段中，SM0.0的常开触点闭合，使Q0.2的线圈得电，同时Q0.1、Q0.3的线圈失电，电动机反转制动，使系统从停止状态转向左行步等待状态，此过程中电动机的速度由正向速度逐渐转向停止然后紧接着转向反向速度，当电动机的反向速度达到稳定状态后，使程序由S0.6转移到S0.7，执行S0.7对应的SCR段，在该段中，SM0.0的常开触点闭合，使Q0.3的线圈得电,电动机反转运行,小车左行。整个行驶过程中当出现紧急情况(障碍物阻挡、过载断电)时，使系统直接转向执行S0.5或者S1.0状态，执行S0.5对应的SCR段，在该段中，SM0.0的常开触点闭合，使Q0.1、Q0.2、Q0.3相继断电复位，使系统返回初始步S0.0状态。 在顺序功能图的一个单流程中，一次只有一个状态被激活(为活动步)，被激活的状态有自动关闭前一个状态的功能。 3.4 PLC程序设计语言 在可编程控制器中有多种程序设计语言,它们是梯形图、语句表、功能块图等。 1.梯形图(Ladder Diagram)程序设计语言 用图形的方式进行逻辑运算、数据处理、数据的输入输出等达到控制目标的程序表现形式。 - 11 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 常开触点 常闭触点 a 触点 b 线圈 c 指令盒 2. 语句表(Statement List)程序设计语言 语句表程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。 (1) 采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆; 在编程器的键盘上采用助记符表示，具有便于操作的特点，可在无计算机的(2) 场合进行编程设计; (3) 用编程软件可以将语句表与梯形图可以相互转换。 3.功能块图(Function Block Diagram)程序设计语言 功能块图程序设计语言是采用逻辑门电路的编程语言。功能块图指令由输入、输出段及逻辑关系函数组成。 3.5 基本指令分析与应用 1. 逻辑取及线圈指令LD/LDN LD(load):对应梯形图为在左侧母线或线路分支点处初始装载一个常开触点。将触点对应的寄存器位的值读到PLC的逻辑运算器中来。常开触点逻辑运算的开始。 LDN(load not):对应梯形图则为在左侧母线或线路分支点处初始装载一个常闭触点。将触点对应的寄存器位的值读到PLC的逻辑运算器中来并进行取反。常闭触点是逻辑运算的开始。 =(OUT):输出指令，对应梯形图则为线圈驱动。 基本位操作指令 网络1 LD I0.0 //装载常开触点 = M1.5 //输出线圈 网络2 LDN M1.5 //装载常闭触点 = Q0.2 //输出线圈 - 12 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 2. 触点串联指令A(And)、AN(And Not) A(And):与操作，在梯形图中表示串联连接单个常开触点。取触点对应的寄存器位的值，并跟PLC逻辑运算器的原来的值进行与运算，结果存放在PLC的逻辑运算器中。 AN(And not):与非操作，在梯形图中表示串联连接单个常闭触点。取触点对应的寄存器位的值并且进行取反，再跟PLC逻辑运算器的原来的值进行与运算，结果存放在PLC的逻辑运算器中。 网络1 LD I0.0 A I0.1 = M0.0 网络2 LDN I1.1 A m10.1 AN M0.0 = Q0.0 A Q0.1 = Q0.7 3.触点并联指令:O(Or)/ON(Or not) O: 或操作，在梯形图中表示并联连接一个常开触点。取触点对应的寄存器位的值，并跟PLC逻辑运算器的原来的值进行或运算，结果存放在PLC的逻辑运算器中。 ON: 或非操作，在梯形图中表示并联连接一个常闭触点。取触点对应的寄存器位的值并且进行取反，再跟PLC逻辑运算器的原来的值进行或运算，结果存放在PLC的逻辑运算器中。 - 13 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 网络1 LD I0.0 O I0.1 = Q0.0 网络2 LDN I1.1 A Q0.1 ON M0.0 AN I0.2 O I0.3 = Q0.1 4.3 各模块子程序设计 4.电路块的串联指令ALD (1)指令功能 ALD:块“与”操作，用于串联连接多个并联电路组成的电路块。 ALD指令使用说明: 并联电路块与前面电路串联连接时，使用ALD指令。分支的起点用LD/LDN指令， 并联电路结束后使用ALD指令与前面电路串联。 ALDALD - 14 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 5.电路块的并联指令OLD OLD:块“或”操作，用于并联连接多个串联电路组成的电路块。 网络1 LD I0.0 //串联块1开始 A I0.1 AN I0.2 LD I0.3 //串联块2开始 A I0.4 OLD LDN I0.5 //串联块3开始 A I0.6 OLD = M0.1 6.置位/复位指令 S/R 置位指令S:设置从位地址bit开始的N 个寄存器位(线圈)的值为“1”并保持。 复位指令R:设置从位地址bit开始的N 个寄存器位(线圈)的值为“0”并保持。 网络1 LD I0.0 S Q0.0, 1 网络2 LD I0.1 R Q0.0, 1 8. 脉冲生成指令 EU/ED EU(Edge Up)指令:当EU指令的输入端的能流有一个上升沿时产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，驱动后面的输出线圈。 ED(Edge Down)指令:当ED指令的输入端能流有一个下降沿时产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，驱动其后的线圈。 - 15 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) I0.0 一个扫描周期宽度 M0.0 I0.1 M0.1 Q0.0 3.6 编程注意事项及编程技巧 1. 梯形图语言中的语法规定 (1)程序应按自上而下，从左至右的顺序编写。 (2)同一操作数的输出线圈在一个程序中不能使用两次，不同操 (3)线圈不能直接与左母线相连。如果需要，可以通过特殊内部标志位存储器SM0.0来连接。 (4)适当安排编程顺序，以减少程序的步数。 2. 串联触点支路并联时遵循 “上重下轻”的原则，即串联多的支路应尽量放在上部。 3. 并联电路块串联时遵循“左重右轻”的原则，即并联多的支路应靠近左母线. 定时器指令介绍 (1)通电延时定时器(TON)工作原理 程序及时序分析如图4-29所示。当I0.0接通时即使能端(IN)输入有效时，驱动T37开始计时，计数当前值从0开始递增，计时到设定值PT(5)时，T37 状态位置1，其常开触点T37接通，驱动Q0.0输出，其后当前值仍增加，但不影响状态位。当前值的最大值为32767。当I0.0分断时，使能端无效时，T37复位，当前值清0，状态位也清0，即回复原始状态。若I0.0接通时间未到设定值就断开，T37则立即复 - 16 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 位，Q0.0不会有输出。 通电延时定时器工作工程过程 时基脉冲 I0.065 4321 T37当前值0 Q0.0输出 (2)记忆型通电延时定时器(TONR)指令工作原理 使能端(IN)输入有效时(接通)，定时器开始计时，当前值递增，当前值大于或等于预置值PT(4)时，输出状态位置1。使能端输入无效(断开)时，当前值保持(记忆)，使能端(IN)再次接通有效时，在原记忆值的基础上递增计时。 时基脉冲 I0.0 54 3T6当前值21 00 I0.1 Q0.0输出 (3)断电延时型定时器(TOF)指令工作原理 断电延时型定时器用来在输入断开，延时一段时间后，才断开输出。使能端(IN)输入有效时，定时器输出状态位立即置1，当前值复位为0。使能端(IN)断开时，定时器开始计时，当前值从0递增，当前值达到预置值时，定时器状态位复位为0，并停止计时，当前值保持。 - 17 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 时基脉冲 I0.0 4 3T39当前值211 00 Q0.0输出 三种脉冲发生器 一个PLC扫描周期 时钟周期:1000ms - 18 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 3.7 系统顺序功能图 图4-7 小车运行顺序功能图 3.8 系统梯形图 - 19 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) - 20 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) - 21 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) - 22 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 4 硬件设计 4.1 系统的硬件设计 4.1.1 主电路的设计 主电路是反接制动电阻的可逆运行反接制动的主电路，由接触器QA1控制电动机正向降压启动，小车前进，由接触器QA2控制电动机反向降压启动，小车后退，由接触器QA3控制电动机全压运转，小车正常运行。具体工作过程如下: (1)按下正向启动按钮，QA1接通，电阻降压正向启动;当速度达到稳态后，QA3接通，短路电阻，实现全压运转，小车右行;当小车运行到左边前臂碰到左边行程开关，QA2接通，电阻降压反向启动;当速度达到稳态后，QA3接通，实现全压运转， - 23 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 小车左行;按下停止按钮，QA1、QA3 断开，QA2接通，实现反接电阻制动，小车停止; (2)按下反向启动按钮，QA2接通，电阻降压反向启动;当速度达到稳态后，QA3接通，实现全压运转，小车左行;当小车运行到右边前臂碰到右边行程开关，QA1接通，电阻降压正向启动;当速度达到稳态后，QA3接通，短路电阻，实现全压运转，小车右行;按下停止按钮，QA2、QA3断开，QA1接通，实现反接电阻制动，小车停止; 4.1.2 PLC外部接线 本次所采用的是S7-200系列中的224CN CPU它的具体技术规范如上介绍。 在PLC设计系统中，PLC与仿真试验台各模块的链接如下: 1、公共端V+要求与主机模块电源L+相连; 2、输出公共端COM要求与主机模块电源M相连; 3、1L、2L、3L、M四点链接在一起; 4、M1与V+(DC24V)相连; PLC外围接线图 - 24 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 4.2 系统硬件基本组成 PLC电机控制电路采用了以S7-200/CPU224芯片为核心的控制的电路，PLC通常采用积木式结构，这便于用户检修和更换模板，同时在各模板上都设有故障检测电路，并用相应的指示器标志它的状态，使用户能迅速确定故障的位置。并根据设计要求和性能指标制定装配线工艺规程的步骤如下图所示: 首先分析装配线上的产品原始资料;确定装配线的装配方法组织形式;划分装配单元;确定装配顺序;划分装配工序;编制装配工艺文件;制定产品检测与试验规范。 用PLC控制电机正反转电阻降压启动和制动控制设备、材料、工具 设备:3KW电动机一台;S7-200/CPU224主控芯片一个;热继电器若干;速度继电器;原控制柜一台(含操作按钮、电动机控制配电)。 材料:三相四线制铜芯线缆2.5mm2，控制线缆等，长度依据现场条件决定;接地线;绝缘胶布。 工具:电脑一台(操作系统Windows 2000、Windows XP、Vista，至少350M硬盘空间);万用表，测电笔，螺丝刀，扳手等常用工具。 表3.2.1 设备材料清单 代号 名称 型号 规格 数量 M 三相异步电动机 Y112M-4 4KW、380V、8.8A 1 FU 熔断器 RL1-60/25 15A配熔体2A 2 KM1、KM2 接触器 CJ10/20 20A、线圈电压380V 2 FR 热继电器 JR16-20/3 三级、20A、整数电流 1 8.8A SB~SB2 按纽 LA10-3H 保护式、按纽数3 3 XT 端子板 JDO-1020 380V、10A、20节 1 主电路导线 BVR-1.5 1.5m?(7mm×0.52mm) 若干 控制电路导线 BVR-1.0 1m?(7mm×0.43mm) 若干 按纽线 BVR-0.75 0.75m? 若干 接地线 BVR-1.5 1.5m? 若干 走线槽 18mm×25mm 若干 控制板 500mm×400mm×20mm 1 - 25 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 5 系统调试与仿真 .1 PLC程序功能验证 5 双击桌面上的STEP 7-Micro/WIN图标，打开编程软件，在程序区编辑3.5节的梯形图。 5.1.1 PLC与计算机通信设置 双击指令树的“通信”文件夹中的“设置PG/PC接口”图标，进入“设置PG/PC接口”对话框设置编程计算机的通信参数，具体如下: 1、选择通信硬件 打开“设置PG/PC接口”对话框后，在“已使用的接口参数分配”列表框中，选择通信协议，本设计使用PPI多主站电缆，选择“PC/PPI cable (PPI)”,在“应用程序访问点”列表框中，将出现“Micro/WIN-,PC/PPI cable (PPI)”。 2、设置PC/PPI电缆的PPI参数 在“设置PG/PC接口”对话框中单击“属性”按钮，将会出现“属性- PC/PPI cable (PPI)”对话框，对“站参数”设置:地址(A)设为0;超时(T)设为1S;对“网络参数”设置:传输率设为9.6kbps;最高站地址设为31。单击“本地连接”选项卡，选择连接PC/PPI电缆的计算机的RS-223C通信接口(COM口)。设置完成后点击“确定”按钮。 3、设置S7-200的波特率和站地址 双击指令树中“系统块”文件下的“通信端口”图标，将打开设置S7-200的通信参数的选项卡，设置如图5-2 图5-2 系统块中的通信端口设置 - 26 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 5.1.2 计算机与PLC在线连接的建立 -Micro/WIN中双击指令树中的“通讯”，将出现“通讯”对话框。双击在STEP 7 对话框中“双击刷新”旁边的蓝色箭头组成的图标，编程软件将自动搜索连接在网络上的S7-200地址，本设计中该地址为:2。点击“确定”完成连接。 5.1.3 下载程序 计算机与PLC建立起通信连接后，可以将程序下载到PLC中去。 执行菜单命令“文件”中的“下载”，将会出现下载对话框，在确定远程地址为:2时，点击“下载”按钮，开始下载数据。 注意:下载应在STOP模式进行，下载时可以将CPU自动切换到STOP模式，下载结束后可以自动切换带RUN模式。 5.1.4 运行和调试程序 下载程序后，将PLC的工作模式开关拨到RUN位置，“RUN”LED亮，此刻将小车运行开关拨到开启状态，程序开始运行，小车按照程序设定要求进行运行。运行情况可详见附录。 - 27 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 6 总结 通过这次仿真实验，验证了设计的PLC程序的正确性，对设计要求都能够顺利完成。在设计、仿真中，不仅对PLC理论知识进行了巩固加深，而且还对系统中PLC的外部接线和PLC与计算机的通信都有了掌握;更重要的是对以前接触比较少的STEP 7软件有了深入了解，掌握了定义画面、定义变量、动画连接以及运行仿真等。 在仿真过程中也遇到了问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 : 在PLC程序设计上如何实现小车的循环运行以及每次循环位置的起始/终止点, 解决方案:采用一个移位寄存器(SHRB)进行移位控制，即在首次扫描时，将指定的位存储器的高电平移入指定位存储器的最低位，而每一次移位仅在电动机进行正转时。这样不同的循环过程中，以指定位存储器的最低位后的地址值就不同，就可以通过这个位的高电平来进行循环设置。 本文以PLC小车运行控制为设计目标，针对PLC设计的特点，从系统综合分析，系统板块的PLC程序设计以及对整个系统的运行、仿真等几个方面设计了原始资料中的小车运行控制的电气部分。 1、对整个系统作了较深入的分析，研究了该系统所承担的运行情况以及运行要求的更改等情况。 2、在已知运行状况下，通过采用电子驱动和控制，取缔以往的继电器、限位开关等硬件，进而提高系统稳定性、可操作性以及可更改性，尽量地从公司的角度出发降低运行成本。 3、在PLC程序中做到了“精、简”要求，例如仅仅通过一个移位寄存器就实现循环系统的自动循环功能。采用STEP 7软件进行仿真，能够真实地可靠地实时监控改系统，对故障的分析度提高。 通过本次设计，培养了自己整体全面地看待问题的能力，树立了正确地设计意识。同时，设计过程中，系统地巩固了自己在整个大学阶段所学的专业课知识，在绘制相关图纸的过程中，有进一步加强了自己的AutoCAD 绘图能力以及对整个仿真的学习。可以说，本次设计我给自己的大学学习交了一份比较满意的答卷。 当然在肯定了本次设计所取得的成果的同时，我还很清楚地知道，世界是在 不断地日新月异地变化，PLC在改系统中的设计也是在不断地完善和发展。所有这些都需要我在以后的工作和学习中不断地获得，使自己能更上一层楼。 - 28 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 7 参考文献 [1] 徐本钊 《电动机及其控制电路》 1998(9) [2] 张爱玲 《电力拖动与控制》 2003(6) [3] 褚清震.常继东.曹立新 电气控制线路的故障排除[期刊论文]-燃料与化工 2005(3) [4] 宋保林 电动机控制线路的设计[期刊论文]-电气时代 2006(9) [5] 余立群 三相电机永不缺相启动和运行的控制线路[期刊论文]-设备管理与维修 2001(6) [6] 何存富.周龙.宋国荣 基于DSP的直流电机驱动控制电路设计 2007(1) [7] 刘启新.潘清明 三相异步电动机微机测试实验系统的研制[期刊论文]-实验技术与管理 2004(3) [8] 张立生.刘陆平 《电工技术基础》 2005(3) [9] 王永华 《现代电气控制及PLC应用技术》 2007(11) [10]刘小春.黄有全《电气控制与PLC技术应用》 2009(9) - 29 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 8 致谢 三年的学习生活即将结束，回顾三年的学习生活，感受颇深，收获丰厚。在论文的写作过程中，有很多困难，无论是在理论学习阶段，还是在论文的选题、资料查四询、开题、研究和撰写的每一个环节，无不得到导师的悉心指导和帮助。借此机会我向导师表示衷心的感谢～同时，我要感谢岳阳职业技术学院授课的各位老师，正是由于他们的传道、授业、解惑，让我学到了专业知识，并从他们身上学到了如何求知治学、如何为人处事。同时我也要感谢我的同学给予我的帮助，他们为我撰写论文提供了不少建议和帮助。我要感谢，非常感谢我的导师丁畅老师。她为人随和热情，治学严谨细心。在闲聊中他总是能像知心朋友一样鼓励你，在论文的写作和措辞等方面她也总会以“专业标准”严格要求你，从选题、定题开始，一直到最后论文的反复修改、润色，丁老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。正是丁老师的无私帮助与热忱鼓励，我的 毕业论文 毕业论文答辩ppt模板下载毕业论文ppt模板下载毕业论文ppt下载关于药学专业毕业论文临床本科毕业论文下载 才能够得以顺利完成，谢谢丁老师～本次毕业设计时间紧，任务急，能够顺利的完成了与其任务，余燎原老师在百忙之中也给予我耐心辅导以及很好的建议。在此我衷心地感谢余老师,谢谢你在百忙之中给予我的帮助、支持和关心。还要感谢三年的大学生活，感谢我的家人和那些永远也不能忘记的朋友，他们的支持与情感，是我永远的财富。 最后，衷心感谢于百忙之中评阅论文的各位老师专家、教授～ - 30 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 9 附录 10.1 位置图和装配图 - 31 - 岳阳职业技术学院毕业作品、毕业设计(论文) 10.2 成品照片 - 32 -