DOC《课程设计报告书》

课程设计报告书所属课程名称 机电传动控制(含PLC) 题目自动仓库的PLC控制系统 分院机电学院 专业、班级机械设计制造及其自动化 B0701 学号0612070131 学生姓名张彬 指导教师赵业平 2010年7月22日目录

一、总体设计

2 1.

自动仓库运输车的运动流程

2 2.控制工艺要求

3 3.控制系统构成图

3 4.选择PLC

3

二、硬件系统设计

4 1.电动机正反转接线图及中间继电器隔离电路图

4 2.PLC外部接线图

5

三、软件系统设计

6 1.I/O地址分配表

6 2.控制系统流程图

7 3.系统梯形图

7 4.指令语句表

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四、程序调试及结果分析

17 1.程序调试

17 2.结果分析

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五、总结

18 1.设计小结

18 2.个人小结

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六、参考文献

19 辽东学院

1 课程设计任务书课程设计题目: 自动仓库的PLC控制系统 课程设计时间: 两周 课程设计要求: 编制PLC控制一部运输车对6个仓库输送货物的程序,控制要求如下: 1.工作开始后,车停在某个仓库,若没有用车呼叫时,系统工作指示灯亮,表示各仓库可以呼车. 2.若某仓库呼车(按本仓位的呼车按钮)时,其指示灯亮,其余指示灯不亮,表示此后再呼车无效. 3.在停车位呼车则车不动,当呼车位号大于停车位号时,小车自动向高位行驶;

当呼车位号小于停车位号时,小车自动向低位行驶.当小车到达呼车位时自动停车. 4.小车到达呼车位时停留30秒供该位使用,不应立即被其它工位呼走. 学生签名: 年月日课程设计评阅意见 项目 课程设计态度评价 10% 出勤情况评价10% 任务难度 、量评价10% 创新性评价 10% 综合设计 能力评价15% 报告书写规范评价15% 口试 30% 成绩 综合评定等级 评阅教师: 2010年月日

一、总体设计 自动仓库是货储的重要组成部分,它是在不直接进行人工处理的情况下能自动地存储和取出物品的系统.在仓库进货过程中,使用运输车设备将物品存入仓库.主计算机与PLC之间以及PLC与PLC之间的通信可以及时地汇总信息,仓库计算机及时记录订货和到货时间,显示库存量,计划人员可以方便作出供货决策,管理人员随时掌握货源及需求. 1.自动仓库运输车的运动流程 图1-1 运输车运送货物示意图 图1-1是自动仓库运输车运送物品的示意图,整个运输系统有6仓库,由一个运输车来实现各个仓库之间的运送关系,用1台可编程序控制器进行控制.在每个仓库设置一个呼叫开关,并且在对应停车位置上设置一个限位开关,并分配给相应的输入地址,图中的编号是各停车位置的编号.在每个仓库上均设有一个指示灯以显示运输状态.运输车可以做前进(正转)、后退(反转)运动,以实现各个仓库之间的运输,系统设有用于起动和停机的按钮,这些均为PLC的输入元件.运输车用一台电动机拖动,电动机正转和反转各需要一个接触器,是PLC的输出执行元件.运输车运行的操作方法是当1―6号仓库任一个发出呼叫信号时运输车运行到该仓库然后停止,执行操作. 2.控制工艺要求 (1)工作开始后,车停在某个仓库,若没有用车呼叫时,系统工作指示灯亮,表示各仓库可以呼车. (2)若某仓库呼车(按本仓位的呼车按钮)时,其指示灯亮,其余指示灯不亮,表示此后再呼车无效. (3)在停车位呼车则车不动,当呼车位号大于停车位号时,小车自动向高位行驶;

当呼车位号小于停车位号时,小车自动向低位行驶.当小车到达呼车位时自动停车. (4)小车到达呼车位时停留30秒供该位使用,不应立即被其它工位呼走. 3.控制系统构成图 图1-2 控制系统构成图 4.选择PLC 根据控制系统要求,本自动仓库控制系统总共有14个输入量,9个输出量,选用西门子公司S7-200的CPU226整体式PLC.

二、硬件系统设计 1.电动机正反转接线图及中间继电器隔离电路图 通过两个继电器实现电动机的反转,其接线图如图2-1所示 图2-1电动机正反转主电路图 图2-2 直流继电器隔离电路图 图2-2 为直流继电器隔离电路图.直流继电器是自动控制电路中起控制与隔离作用. 由于电动机正、反转信号为220V电压,那么PLC输入模块必须要选择额定电压为220V的输入模块.在实际应用中,如果控制电动机正、反转信号的交流接触器直接接在PLC侧,其工作产生的交流信号将会对PLC产生干扰,当电流过大(冲击电流),很容易烧坏输入模块.因此在电路中加上直流继电器隔离.这样电动机正、反转的输入信号不是直接接入PLC输出模块,而是通过直流继电器KA

1、KA2进行隔离,由直流继电器触点送出一个24V信号到PLC输入模块,巧妙利用中间继电器的隔离作用,保护PLC输入模块不被烧坏,延长了PLC输入模块的使用寿命. 2.PLC外部接线图 运输车由一台电动机拖动,电机正转,小车向右行,电机反转,小向左行.小车控制系统的输入,输出设备与PLC的I/O端对应的外部接线图如2-2 图2-2 PLC的I/O端对应的外部接线图

三、软件系统设计 1.I/O地址分配表 此控制系统的输入有启动按钮开关、停止按钮开关、6个呼叫按钮开关、6个行程开关共14输入点.控制系统需要控制的外部设备只有7个指示灯和控制运输车运动的电动机一个,电机有正转和反转两个状态,分别都应正转继电器KM1和反转继电器KM2,所以输出点有9个.对应的地址分配表如表3-1所示 表3-1 I/O地址分配表 PLC的输入/输出地址 对应的外部设备 I0.0 启动按钮开关 I1.0 停止按钮开关 I0.1 1号仓库呼叫按钮开关 I0.2 2号仓库呼叫按钮开关 I0.3 3号仓库呼叫按钮开关 I0.4 4号仓库呼叫按钮开关 I0.5 5号仓库呼叫按钮开关 I0.6 6号仓库呼叫按钮开关 I1.1 1号仓库行程开关 I1.2 2号仓库行程开关 I1.3 3号仓库行程开关 I1.4 4号仓库行程开关 I1.5 5号仓库行程开关 I1.6 6号仓库行程开关 Q0.0 电动机正转(右行) Q0.7 电动机反转(左行) Q0.1 1号仓库呼叫指示灯 Q0.2 2号仓库呼叫指示灯 Q0.3 3号仓库呼叫指示灯 Q0.4 4号仓库呼叫指示灯 Q0.5 5号仓库呼叫指示灯 Q0.6 6号仓库呼叫指示灯 Q1.0 系统上电指示灯 2.控制系统流程图 图3-1 控制系统流程图 3.系统梯形图 根据系统控制功能编制控制系统的梯形图如下: (1)系统启停 按下启动按钮,I0.0得电时,M0.0得电并保持,Q0.0指示灯亮,表明系统处于待命状态. (2)仓库呼叫 ? 6个仓库呼叫分别用数字1-6表示,当一号仓库按下按钮呼叫时,I0.1得电,M0.1置位,并且将数字1传入变量存储器VB0,为后续比较环节做好准备.其中M0.

2、M0.

3、M0.

4、M0.

5、M0.6是实现自锁功能,即当1号仓库呼叫时2--6号仓库呼叫无效.2-6号呼叫时以此类推. (3)行程开关 6个行程开关用数字1-6表示.当小车到达1号时,I1.1得电,将数字1传入变量存储器VB1,为后续比较环节做好准备.到达2-6号仓库时以此类推 (4)比较 按下启动按钮和呼叫按钮之后,本环节开始对变量存储器VB0和变量存储器VB1中的数值进行比较,当呼叫仓库号码大于运输车所处仓库位置号码时,M1.0得电,小于时M1.1得,等于时M1.2得电. (5)运输车右行 M1.0得电时,Q0.0得电,电机正转,运输车右行 (6)运输车左行 M1.1得电时,Q1.0得电,电机反转,运输车左行 (7)延时环节 M1.2得电时,得电延时继电器得电,30s之后T37得电辅助继电器M0.

0、M0.

2、M0.

3、M0.

4、M0.

5、M0.6复位.保证小车到达呼车位时停留30秒供该位使用,不应立即被其它工位呼走. 4.指令语句表

四、程序调试及结果分析 1.程序调试 1) 按照图2-2 PLC的I/O端对应的外部接线图连接硬件电路,检查无误后实验装置上电. 2) 打开SIEMENS S7-200PLCz编程软件,键入所编程序.经编译检查无误后,下载该程序到编程软件中,然后执行该程序. 3)程序调试: 按下I0.0时,系统工作指示灯Q1.0亮,表明各仓库均可呼叫,先对系统进行初始化,使得运输车位于一号仓库,按下I0.2时二号仓库呼叫,Q0.2(二号仓库呼叫指示灯)和Q0.0(电机正传)均亮,此时由于呼叫仓库号码大于停车号码,因此电机正转,运输车向二号仓库运行,到达二号仓库时其行程开关被按下(手动代替)Q0.0立即熄灭,表示电机停转,由于此时呼叫仓库号码等于停车号码,得电延时定时器得电,延时30s(供仓库操作使用,此30s内其他仓库呼叫无效)之后Q0.2熄灭,表明其余仓库此时可以呼叫. 按下I0.1时一号仓库呼叫,Q0.1(一号仓库呼叫指示灯)和Q0.7(电机反传)均亮,此时由于呼叫仓库号码小于停车号码,因此电机反转,运输车向一号仓库运行,到达一号仓库时其行程开关被按下(手动代替)Q0.7立即熄灭,表示电机停转,由于此时呼叫仓库号码等于停车号码,得电延时定时器得电,延时30s(供仓库操作使用,此30s内其他仓库呼叫无效)之后Q0.2熄灭,表明其余仓库此时可以呼叫. 其余仓库呼叫均可实现其控制要求,这里仅以上述过程简明表述. 2.结果分析 本自动仓库控制程序基本实现了所要求的控制功能,但还有一些不足之处,比如系统上电后无法判断运输车位于哪个仓库以及当小车出故障之后无法判断其具体位置,因此有待于进一步改善.

五、总结 1.设计小结 在实际的运用过程中,为了便于智能化、无人化、远程化的操作,该自动仓库控制器还应该联网,让多台控制器组成局域网,构成一套网路系统,便于通讯和控制操作.若修改程序设计中的一些参数,此控制系统能在很多不同的场合适用,如大型养殖场的送料系统等. 2.个人小结 经过一周多的奋斗,课程设计终于完成了,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. 对于这次课程设计,我感受到这是一项自我工程实现的努力过程.由于PLC的学习只有8学时的课程,这使得我在做此次设计时遇到了很大的困难,所要用到的很多指令都是我以前没有见过的,这就使我不得不拿起书从头看起,将需要的指令吃透,当然这个过程中有收获的喜悦与成功的自豪.由于自己所编的程序的相对比较简单,所以对这个软件的认识也不是十分的深入,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.在这里我非常感谢我的指导老师赵老师,没有她在设计过程中对我的谆谆教导我不可能顺利的完成此次设计.尤其是在程序调试的过程中,由于实验室在正常时间要上课,赵老师牺牲了自己的午休时间和我在实验室调试程序,最终程序调试完毕,实现了要控制的功能,在调试过程中我又对程序进行了局部的修改,这使我深深的感受到了实践是检验真理的唯一办法. 这篇说明书我已经尽力完成了,但是我想肯定会有很多不足之处,希望老师能够给以指正.

六、参考文献 [1] 周万珍,高鸿宾. PLC分析与设计应用. 电子工业出版社,2004 [2] 求是科技. PLC应用开发技术与工程实践. 人民邮电出版社,2007 [3] 吴中俊,黄永红. 可编程序控制器原理及应用(第2版)机械工业出版社,2005 [4] 胡学林. 可编程控制器应用技术[M]. 高等教育出版社, 2003年[5] 戴冠秀.PLC在运料小车自动控制系统中的应用[J]. 工矿自动化. 2005年,6期:57~59 [6] 中国自动化网. 浅谈中间继电器的隔离作用http://www.ca800.com/products/plc/apply_detail.asp?id=46843 ........