5.项目五 工作台自动往返PLC控制系统
plc课程设计-自动往返工作台控制设计
PLC的自动往返工作台控制设计本文基于自动往返工作台的PLC程序设计，提出一种PLC程序设计方法，包括PLC控制模块，速度和位置反馈模块以及安全控制模块等，对整个控制设计作了全面的阐述和归纳总结，并提出改进的设想。
在自动化生产线上，有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动，并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留，以满足生产工艺要求。
用PLC程序实现工作台自动往返顺序控制，不仅具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，而且程序设计方法多样，便于不同层次设计人员的理解和掌握。
2、关键词：PLC，自动往返，工作台，控制，梯形图，指令一、总体方案的确定1. PLC 输出低电压、低电流的信号不能实现对步进电机的驱动，需要进行功率放大，再者，PLC 生成的脉冲要完成驱动步进电机必须要有环形脉冲分配，而这些功能可以用步进驱动器来实现。
因此确定总体方案如图所示：2.控制原理图：X轴Y轴二.机械部分设计1.传动方式为了保证一定的传动精度和平稳性以及结构的紧凑，采用滚珠丝杠螺母传动副。
由于工作台的运动部件重量和工作载荷不大，故选用滚动直线导轨副，从而减小工作台的摩擦系数，提高运动平稳性。
考虑到电机步距角和丝杠导程只能按标准选用，为了达到分辨率要求，以及步进电机的负载匹配，采用齿轮减速传动。
2.工作台外形及重量初步估计设工作台的长度800mm,宽600mm,工作台纵向位移 400mm, 工作台横向位移 300mm,工作台重量：300kgs3.滚珠丝杠计算、选型4.步进电机选型选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。
而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。
在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。
一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。
选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。
项目5 送料小车自动往返的PLC控制
4
元件功能及地址分配
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❖3. 内部标志位存储器（中间继电器）M
❖ 内部标志位存储器，用来保存控制继电器的 中间操作状态，其作用相当于继电器控制中 的中间继电器，内部标志位存储器在PLC中 没有输入/输出端与之对应，其线圈的通断 状态只能在程序内部用指令驱动，其触点不 能直接驱动外部负载，只能在程序内部驱动 输出继电器的线圈，再用输出继电器的触点 去驱动外部负载
控制程序设计调试方法等 基本知识和技能。
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5.2
通用PLC识别
31
PLC概述
2
PLC基本组成
3
输入输出接口
4
编程器
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31
PLC概述
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❖ 西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、 S7-300、S7-200三个系列，分别为S7系列 的大、中、小型可编程控制器系统。S7200系列可编程控制器有CPU21X系列， CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器 提供了4个不同的基本型号，常见的有 CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基 本型号。
❖ SM0.3：开机进入RUN时，接通一个扫描周期，可 用在启动操作之前，给设备提前预热。
❖ SM0.4：输出占空比为50%的时钟脉冲。当PLC处 于运行状态时，产生周期为1min的时钟脉冲，若将 时钟脉冲信号送入计数器作为计数信号，可起到定时 器的作用。
电气控制与PLC应用 工作台自动往返PLC控制系统共76页文档
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11、越是，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
电气控制与PLC应用 工作台自动往返 PLC控制系统
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
机床工作台往返自动循环的PLC控制
机床工作台往返自动循环的PLC控制一、 PLC结构及工作原理1、PLC结构PLC，即可编程逻辑控制器，主要由中央处理器、输出及输入单元、储存器、通信接口、扩展接口以及电源等部件组成。
其中，可编程逻辑控制器的核心部件为中央处理器，在输入、输出设备以及中央处理器之间连接有输入单元以及输出单元，与外部设置（例如编程器）以及上位计算机连接则是通过通信接口实现的。
一个部件划分为整体式以及模块式两种类型。
其中，整体式PLC是将全部零部件集中安装于一个机壳中，而模块式PLC则是对不同的零部件进行独立封装之后，将其安装在导轨或者是机架上，再借助总线实现相互间的连接。
可编程逻辑控制器对系统工作进行指挥的主要依据是系统程序，在每个扫描周期中需要进行输入处理、程序执行、输出处理等工作，此外还需要对相关外部设备发出的工作请求进行处理。
电源的主要作用是对外部输入的交流电进行整流、滤波以及稳压等处理，进而得到可编程逻辑控制器内部工作所支持的直流电源电路或者是电源模块，对于系统的有效运行而言，电源发挥着不容忽视的关键作用。
通常情况下，如果交流电压的波动幅度不超过10%，便可以直接将可编程逻辑控制器与交流电网进行连接。
存储器包括用户程序存储器以及功能存储器两部分，前者的主要作用是对用户借助编程器输入的相关程序进行保存，后者的主要作用是对用户数据进行保存。
I/O接口电路主要包括光耦合电路以及微机的输入接口电路两部分，其主要作用是充当连接可编程逻辑控制器和现场输入及输出设备的接口或模块；输出接口电路的主要作用是向输出端执行元件传输经过中央处理单元处理的输出信号。
通信接口的主要作用是支持与打印机或者是监视器等相关设备的连接，以确保相应功能的有效实现。
2、PLC的基本工作原理PLC正常工作过程大致可以划分为输入采样、用户程序执行以及输出刷新等三大阶段，此三个阶段构成一个扫描周期。
在PLC的运行过程中，其中央处理单元可以按照既定的速度对该三阶段进行重复执行。
实验2.9 PLC控制的工作台自动往返循环控制
实验2.9 PLC 控制的工作台自动往返循环控制SQ4SQ3SQ2SQ1电动机工作台后退前进V12KM2KM1KM1KM2SB2KM2SQ1SQ2KM1SB1SQ3SQ4SB3FRU12L2L3L1QS上图为电工实训实验指导书中工作台自动往返循环控制线路。
图中SQ1、SQ2装在机床床身上，用来控制工作台的自动往返，SQ3和SQ4用来作终端保护，即限制工作台的极限位置；在工作台的梯形槽中装有挡块，当挡块碰撞行程开关后，能使工作台停止和换向，工作台就能实现往返运动。
工作台行程可通过移动挡块位置来调节，以适应加工不同的工件。
可编程控制器控制系统可代替继电器控制系统实现相同的控制任务。
其输入设备和输出设备与继电器控制系统相同，但他们是直接接到可编程控制器的输入端和输出端的。
控制程序是通过一个编程器写道可编程控制器的程序存储器中。
每个程序语句确定一个顺序，运行时依次读取存储器中的程序语句，对它们的内容进行解释并加以执行，执行结果用以接通输出设备，控制被控对象的工作。
在存储器控制系统中，控制程序的修改不需要通过改变控制系统的接线（即硬件），而只需要通过编程器改变程序存储器中某些语句的内容。
一、实验目的1、了解继电器控制系统和PLC 控制系统的不同点和相同点。
2、掌握工作台自动往返控制主回路的接线。
3、学会用可编程控制器实现工作台自动往返的编程方法。
二、实验内容QSL1L3L2(b)FX系列PLC上图（a ）为PLC 控制系统主回路接线图；图（b ）为本实验的PLC 主机接线图。
按钮SB1、SB2分别为正转、反转起动控制按钮，按钮SB3为急停控制按钮，SQ1、SQ2为左、右两侧的行程开关，SQ3、SQ4为左、右两侧的终端保护开关，FR 为热继电器，QS 为低压断路器。
要实现以下的工作要求，按SB1，观察并调正电动机M 为正转（模拟工作台向右移动），用手代替挡块按压SQ1，电动机先停转再反转，即可使SQ1自动复位（反转模拟工作台向左移动）；用手代替接块按压SQ2再使其自动复位，则电动先停转再正转。
电气控制及PLC试题库及答案
习题及答案《电气控制及PLC应用》第一部分电气控制部分2．鼠笼型异步电动机是如何改变旋转方向的？答：改变电动机三相电源的相序即可改变电动机的旋转方向，而改变三相电源的相序只需任意调换电源的两根进线3．什么是互锁（联锁）？什么是自锁？试举例说明各自的作用。
答：自锁：典型的应用是用自己的常开触点与开启按钮并联，锁定回路。
即使开启按钮弹开了，由于有自锁触点的连接，仍可形成回路。
这种接法就叫做“自锁”。
互锁：典型的应用是将继电器A的常闭触点串联在其他回路当中，而其他回路中继电器B的常闭触电串联在继电器A的回路中。
当继电器A的线圈先得电时，它的常闭触电会断开继电器B的回路。
相反，如果继电器B的线圈先得电时，它的常闭触电会断开继电器A的回路。
这样互相牵制，起到一定的逻辑作用。
这种接法就叫“互锁”。
4．低压电器的电磁机构由哪几部分组成?答：电磁系统主要由线圈、铁芯（静铁芯）和衔铁（动铁芯）3部分组成5．熔断器有哪几种类型？试写出各种熔断器的型号。
熔断器在电路中的作用是什么？答：熔断器按结构形式分为半封闭插入式、无填料封闭管式、有填料封闭管式、螺旋自复式熔断器等。
其中，有填料封闭管式熔断器又分为刀形触点熔断器、螺栓连接熔断器和圆筒形帽熔断器。
6．熔断器有哪些主要参数？熔断器的额定电流与熔体的额定电流是不是一样？（1）额定电压（2）额定电流（3）分断能力（4）时间—电流特性不一样，熔断器的额定电流与熔体的额定电流是两个不同的概念，通常一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流。
8．交流接触器主要由哪几部分组成？简述其工作原理。
答：1）电磁机构电磁机构由线圈、动铁心(衔铁)和静铁心组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作。
（2）触点系统包括主触点和辅助触点。
主触点用于通断主电路，通常为三对常开触点。
辅助触点用于控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触点，一般常开、常闭各两对。
电气控制与PLC习题与答案解析
习题及答案《电气控制及PLC应用》第一部分电气控制部分项目一电动机正反转控制线路1．电路中FU、KM、KA、FR和SB分别是什么电器元件的文字符号答：熔断器、接触器、继电器、热继电器、按钮2．鼠笼型异步电动机是如何改变旋转方向的答：改变电动机三相电源的相序即可改变电动机的旋转方向，而改变三相电源的相序只需任意调换电源的两根进线3．什么是互锁（联锁）什么是自锁试举例说明各自的作用。
答：自锁：典型的应用是用自己的常开触点与开启按钮并联，锁定回路。
即使开启按钮弹开了，由于有自锁触点的连接，仍可形成回路。
这种接法就叫做“自锁”。
互锁：典型的应用是将继电器A的常闭触点串联在其他回路当中，而其他回路中继电器B的常闭触电串联在继电器A的回路中。
当继电器A的线圈先得电时，它的常闭触电会断开继电器B的回路。
相反，如果继电器B的线圈先得电时，它的常闭触电会断开继电器A的回路。
这样互相牵制，起到一定的逻辑作用。
这种接法就叫“互锁”。
4．低压电器的电磁机构由哪几部分组成答：电磁系统主要由线圈、铁芯（静铁芯）和衔铁（动铁芯）3部分组成5．熔断器有哪几种类型试写出各种熔断器的型号。
熔断器在电路中的作用是什么答：熔断器按结构形式分为半封闭插入式、无填料封闭管式、有填料封闭管式、螺旋自复式熔断器等。
其中，有填料封闭管式熔断器又分为刀形触点熔断器、螺栓连接熔断器和圆筒形帽熔断器。
瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS熔断器的作用：熔断器是在控制系统中主要用作短路保护的电器，使用时串联在被保护的电路中，当电路发生短路故障，通过熔断器的电流达到或超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动分断电路，起到保护作用。
6．熔断器有哪些主要参数熔断器的额定电流与熔体的额定电流是不是一样（1）额定电压（2）额定电流（3）分断能力（4）时间—电流特性不一样，熔断器的额定电流与熔体的额定电流是两个不同的概念，通常一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流。
(整理)PLC控制的自动往返工作台.
课程设计书课程名称：现代电气控制及PLC应用技术设计题目：P L C控制的自动往返工作台所在学院：工学院专业班级：07机械制造与工艺教育学生姓名：叶兵学号：2 0 0 7 1 8 0 4 3 1指导老师：黄秀祥设计时间：2011年2月份自动往返工作台——PLC控制摘要：我国工业企业的自动化程度普遍较低，PLC产品有很大的应用空间，如机械行业80%以上的设备仍采用传统的继电器和接触器进行控制。
因此，PLC在我国的应用潜力远没有得到充分发挥。
我国大中型企业普遍采用了先进的自动化系统对生产过程进行控制，但绝大部分小型企业尚未应用自动化系统和产品对生产过程进行控制。
随着竞争的日益加剧，越来越多的小型企业将采用经济、实用的自动化产品对生产过程进行控制，以提高企业的经济效益和竞争实力。
在自动化生产线上，有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动，并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留，以满足生产工艺要求。
用PLC程序实现运料工作台自动往返顺序控制，不仅具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，而且程序设计方法多样，便于不同层次设计人员的理解和掌握。
关键字：PLC 自动化顺序控制一、总体要求1使用PLC可编程序控制器实现工作台往返循环工作的控制。
2工作台前进及后退由步进电动机通过丝杠拖动。
3点动控制：能分别实现工作台前进和后退的点动控制。
4自动循环控制：重复循环运行，工作台前进及后退1次1个循环，每碰到换向行程开关时停止3秒后再反向运行。
5采用光栅尺实现工作台位置检测。
6自动循环控制线路：为了使步进电动机的正反转控制与工作台的左右运动相配合,在控制线路中设置了四个位置开关SQ1、SQ2、SQ3和SQ4,并把它们安装在工作台需限位的地方。
其中SQ1、SQ2被用来自动换接电动机正反转控制电路,实现工作台的自动往返行程控制;SQ3、SQ4被用来作终端保护,以防止SQ1、SQ2失灵,工作台越过限定位置而造成事故。
PLC控制工作台的自动往返循环说课稿
PLC控制工作台的自动往返循环说课稿各位领导、老师们，你们好！今天我要进行说课的内容是：PLC控制工作台的自动往返循环：首先，我对本节内容进行分析：本节内容是可编程控制器的学习和应用中不可忽视的重要内容。
通过本节内容进一步的掌握可编程控制器基本指令的应用，定时器，计数器有关知识一、说教材的地位和作用《》是人教版教材高二生物必修本第单元第节内容。
在此之前，学生们已经学习了 ,这为过渡到本节内容的学习起到了铺垫的作用。
因此，本节内容在中具有不容忽视的重要的地位。
本节内容前面承接本教材的内容，后面是本教材的这部分内容，所以学好这个内容为学好以后的生物知识打下牢固的理论基础，而且它在整个教材中也起到了承上启下的作用。
本内容包含的一些知识，是以后生物学习中不可缺少的部分，也是今后高考的必考内容。
二、说教学目标根据本教材的结构和内容分析，结合着高二年级学生他们的认知结构及其心理特征，我制定了以下的教学目标：1、认知目标：识记：理解2、能力目标3、情感、态度、价值观目标三、说教学的重、难点本着高二新课程标准，在吃透教材基础上，我确定了以下的教学重点和难点教学重点：重点的依据：只有掌握了，才能理解和掌握教学难点：难点的依据：较抽象；学生没有这方面的基础知识。
为了讲清教材的重、难点，使学生能够达到本节内容设定的教学目标，我再从教法和学法上谈谈：四、说教法我们都知道生物是一门培养人的实践能力的重要学科。
因此，在教学过程中，不仅要使学生“知其然”，还要使学生“知其所以然”。
我们在以师生既为主体，又为客体的原则下，展现获取理论知识、解决实际问题方法的思维过程。
考虑到我校高二年级学生的现状，我主要采取学生活动的教学方法，让学生真正的参与活动，而且在活动中得到认识和体验，产生践行的愿望。
培养学生将课堂教学和自己的行动结合起来，充分引导学生全面的看待发生在身边的现象，发展思辩能力，注重学生的心理状况。
当然教师自身也是非常重要的教学资源。
工作台自动往返控制电路图及工作原理
⼯作台⾃动往返控制电路图及⼯作原理在⽣产过程中，⼀些⾃动或半⾃动的⽣产机械要求运动部件的⾏程或位置受到限制，或者在⼀定范围内⾃动往返循环⼯作，以⽅便对⼯件进⾏连续加⼯，提⾼⽣产效率。
在实际⽣产中，⼀般采⽤在运⾏路线的两头各安装⼀个⾏程开关实现位置控制，如下图所⽰：⾏程开关安装时，安装位置要准确，安装要牢固；滚轮⽅向不能装反，挡铁与撞块位置应符合控制线路的要求，并确保能可靠地与挡铁碰撞。
1、电路原理图2、电路组成电路由断路器 QS；熔断器 FU1和 FU2；热继电器 FR；按钮 SB1、SB2、SB3；交流接触器 KM1 和 KM2；⾏程开关SQ1、SQ2；电动机 M 组成。
3、技术要求按下启动按钮 SB2，电机运转，带动⼯作台左移，当运动到设计位置压动 SQ1 限位开关时，电机反转，带动⼯作台右移，当运动到设计位置压动 SQ2 限位开关时电动机正转，… … 如此往复。
按下停⽌按钮 SB1，电动机⽆论正向、反向运⾏都能停车。
4、⼯作原理（1）合上电源开关 QS，电源引⼊。
（2）左移按下 SB2→KM1 线圈得电→→KM1 动断触点先断开→使 KM2 线圈断电→接触器互锁。
→KM1 主触头后闭合→电动机 M 启动连续正转→⼯作台左移。
→KM1 动合触点后闭合→实现⾃锁。
⾄限定位置，撞块碰限位开关 SQ2 挡铁→SQ2 动断触点先断开→使 KM1 线圈断电→KM1 主触头分断，电动机 M 断电停转，⼯作台停⽌左移；KM1 动合触头分断解除⾃锁；KM1 动断触点闭合解除互锁。
（3）右移SQ2 动合触点后闭合→使 KM2线圈得电→→KM2 动断触点断开→实现互锁。
→KM2 主触头后闭合→电动机 M 启动连续反转→⼯作台右移。
→KM2 ⾃锁触点闭合→实现⾃锁。
（4）停⽌时只需按下 SB3 即可。
6.工作台自动往返PLC控制系统
3．可编程控制器的分类
（1）按PLC I/O点数分： （2）按PLC结构分： (3)按PLC功能：
4．可编程控制器的应用和发展
1） PLC应用： 用于逻辑控制：顺序控制 最基本用途： 运动控制：机器人、电梯、机械手 闭环控制：工业自动化过程控制： 数据处理：加减乘除 通信联网： （2）发展：
速度、容量、组网 超小型和大型
3．触点并联指令O（Or）和ON（Or Not）
O：单个常开触点并联。 ON：单个常闭触点并联。 梯形图指令： 说明：（1）LD、LDN指令不仅可以用于公共母线相连 的触点，还可以与块指令OLD、ALD配合，用于分支回 路的起点。 （2）=指令不能用于驱动输入继电器线圈。 （3）=指令可连续使用若干次，相当于线圈并联。
数据类型范围
数据长度、 类型
字节（8位）
无符号整数
有符号整数
0～255（十进制） −128～+127（十进制）
0 ～ FF （ 十 六进 制 ）80～7F（十六进制）
实数（单精度）
字（16位）
0 ～ 65535 （ 十 进 制 ）−制3）2768～ +32767 （十进
0～FFFF （十 六进 制）
226：0.0－15.7
2．S7-200系列PLC的内部元器件简介
（3）辅助继电器 M 相当于中间继电器（中间状态的暂存作用，也称内部标 志位）CPU 226：
M 0.0～M 31.7 “字节、位 编址方式 ” 4、变量寄存器 V 编号：CPU 226为：V 0.0～V 5119.7 5、特殊辅助继电器SM（特殊标志位）
（二）PLC的基本结构、编程语言、工作原理
1．硬件组成 以微处理器为核心的结构：硬件和软件
PLC实现工作台自动往返控制
A PPLICATION技术与应用144ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2016 01PLC实现工作台自动往返控制文／冯丛丛摘 要：《可编程控制技术》作为一体化教材，现已成为各类职业院校机电一体化专业学生的必修课。
由于工作台自动往返在各种机床应用中具有实际意义，因此在教学中都将工作台自动往返控制作为典型案例分析。
本文就如何完成用ＰＬＣ程序来实现工作台的自动往返控制进行分析论述。
关键词：ＰＬＣ 工作台自动往返控制 任务驱动 创新随着PLC 产品在工业生产各个领域的广泛使用，它已成为工业控制的支柱产品,《可编程控制技术》作为一体化教材也应运而生，现已成为各类职业院校机电一体化专业学生的必修课。
由于工作台自动往返在各种数控车床、铣床中均有应用，具有实际意义，并且随着不同企业的不同要求，工作难度可以不同，因此将工作台自动往返控制作为典型案例分析。
该节设计任务是如何应用PLC 技术来代替传统继电器控制，实现工作台的自动往返控制，首先有必要对PLC 的工作原理进行了解；其次要进行PLC 的选型及对编程软件的了解；然后进行硬件部分的设计，包括步骤的确定和流程的确定；最后是程序设计，包括I/O 口地址分配和每个步骤的梯形图程序设计。
下面就如何完成用PLC 程序来实现工作台的自动往返控制浅谈几点。
一、任务提出用PLC 程序来实现工作台的自动往返控制（见图1）。
图1 工作台往返示意图控制要求：①自动循环工作；②点动控制（供调试用）；③单循环运行。
为了帮助学生理解，利用课件动画的直观性描述控制要求。
二、任务分析这一环节，采用头脑风暴法教学，让学生分组讨论、大胆探究，归纳总结出工作台的自动往返运行可划分为自动往返、点动/连续控制、单循环控制三个独立简单运动。
工作台前进与后退通过电动机正、反转来控制，所以完成这一动作可采用电动机正反转控制基本程序。
工作台的工作方式有点动和自动连续运行两种方式，可采用选择开关S 1来转换。
设开关S 1闭合时，工作台点动，S 1断开时，工作台自动连续运行。
基于PLC控制步进电机的自动往返工作台设计
PLC原理及应用课程设计题目（中文）：基于PLC控制步进电机的自动往返工作台设计（英文）：The design of automatic round table based on PLC-controlled stepper motor姓名龙天学号2007180院（系）工学院机械系专业、年级0 级机械制造与工艺教育指导教师黄秀祥二○一一年二月目录摘要------------------------------------------------------------------------------2一、绪论-----------------------------------------------------------------------3二、总体方案的确定--------------------------------------------------------4 、总体要求----------------------------------------------------------------4、操作要求----------------------------------------------------------------5、整体方案----------------------------------------------------------------5 三、设计、选型---------------------------------------------------------------7 、机械部分参数选择----------------------------------------------------7、确定步进电机的型号------------------------------------------------7、光栅的参数选择-------------------------------------------------------9、PLC控制部分-----------------------------------------------------------10四、附录---------------------------------------------------------------------15五、参考文献-----------------------------------------------------------------16六、结论- -------------------------------------------------------------- ------18七、致谢-----------------------------------------------------------------------18基于PLC控制的步进电机的自动往返工作台摘要:长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。
plc课程设计-自动往返工作台控制设计
PLC的自动往返工作台控制设计本文基于自动往返工作台的PLC程序设计，提出一种PLC程序设计方法，包括PLC控制模块，速度和位置反馈模块以及安全控制模块等，对整个控制设计作了全面的阐述和归纳总结，并提出改进的设想。
在自动化生产线上，有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动，并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留，以满足生产工艺要求。
用PLC程序实现工作台自动往返顺序控制，不仅具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，而且程序设计方法多样，便于不同层次设计人员的理解和掌握。
2、关键词：PLC，自动往返，工作台，控制，梯形图，指令一、总体方案的确定1. PLC 输出低电压、低电流的信号不能实现对步进电机的驱动，需要进行功率放大，再者，PLC 生成的脉冲要完成驱动步进电机必须要有环形脉冲分配，而这些功能可以用步进驱动器来实现。
因此确定总体方案如图所示：2.控制原理图：X轴Y轴二.机械部分设计1.传动方式为了保证一定的传动精度和平稳性以及结构的紧凑，采用滚珠丝杠螺母传动副。
由于工作台的运动部件重量和工作载荷不大，故选用滚动直线导轨副，从而减小工作台的摩擦系数，提高运动平稳性。
考虑到电机步距角和丝杠导程只能按标准选用，为了达到分辨率要求，以及步进电机的负载匹配，采用齿轮减速传动。
2.工作台外形及重量初步估计设工作台的长度800mm,宽600mm,工作台纵向位移 400mm, 工作台横向位移 300mm,工作台重量：300kgs3.滚珠丝杠计算、选型4.步进电机选型选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。
而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。
在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。
一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。
选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。
5.项目五 工作台自动往返PLC控制系统
2．S7-200系列PLC的内部元器件简介
SM 0.0：运行监控，当PLC运行，SM0.0接通 SM 0.1：初始化脉冲：PLC运行开始发一单脉冲 SM 0.2：当RAM中保存的数据丢失时，SM 0.2 ON一个扫 描周期 SM 0.3：PLC上电进入RON状态时，SM 0.3 ON一个扫描周 期 SM 0.4分脉冲：占空比为50%，周期1 min的脉冲串 SM 0.5秒脉冲：占空比为50%，周期1 s的脉冲串
2．可编程控制器的特点
1）可靠性高、抗干扰能力强 2）编程简单，使用方便：梯形图 3）功能强、 速度快，精度高，有逻辑运算，定时，计 数等功能， 4） 通用性好：许多PC制成模块式，可灵活组合 5）V小，G轻，功能强，消耗底，环境适应性强，不需专 门机房和空调 但：目前PLC价格还较高，高、中档PLC使用需具有一定 计算机知识—价廉—应用—是实现机
项目五 工作台自动往返PLC控制系统
一
项目导入
二
相关知识
三
应用举例
项目五 工作台自动往返PLC控制系统
【学习目标】
了解可编程控制器的产生过程、特点、应用领域及发展 熟悉PLC的基本结构、工作原理和常用的编程语言 掌握S7-200系列PLC的软元件、基本指令和主要技术指标 能根据系统要求正确选择PLC型号及参数 会熟练使用S7-200系列PLC的STEP-Micro/WIN编程软件进行程
8．脉冲生成指令EU/ED
EU：上沿微分，输入信号上升沿产生脉冲输出，前沿微分 ED：下沿微分，输入信号下降沿产生脉冲输出 EU：在对应上升沿时产生一个宽度为一个 扫描周期的脉冲，驱动其后面的输出线
出、晶闸管输出。图5-8为PLC的3种输出电路图。
（2）输出单元。
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5．并联电路块的串联指令ALD （And Load）
ALD：与块指令，将一个并联电路块与前面的电路串联， 用于分支电路串联。
ALD指令应用由图说明
案例
6．逻辑堆栈的操作
LPS:进栈,将连接点先储存 LRD:读栈 LPP:出栈
7．置位/复位指令S/R
S:置位指令，使动作保持 R:复位指令，使操作保持复位 •说明：
通过CPU的周期性的循环扫描的作方式。
3．基本工作原理
1、输入处理： 2、程序执行： 3、输出处理： • 特点：集中采样，集中输出工作方式。串行工作方式。
优：从根本上提高了系统的抗干扰能力，系统可靠性 增强
缺：一定程度降低了系统响应速度，既存在I/O滞后 现象
3．基本工作原理
（三）S7-200系列PLC的内部元器件
100 ms
T 5～T 31、T 69～T 95
延时通定时器：
1 ms
T 32、T 96
10 ms
T 33～T 36、T 97～T 100
100 ms
T 37～T 63、T 101～T 255
（7）计数器 C
作用：主要用来累计输入脉冲的个数，其设定值：程序
定当计数器当前值大于等于设定值时，状态位置1
8000～7FFF（十六进制）
0～4294967295 −2147483648
～ +1.175495E−38 ～
（十进制）
+2147483647 （ 十 进 制 ）+3.402823E+38 （ 正
双 字 （ 32 位 ） 0～FFFFFFFF（十
80000000 ～ 7FFFFFFF
数） − 1.175495E−38 ～
（4）A、AN、O、ON指令可多次重复使用。
案例：
4．串联电路块并联指令 OLD（Or Load）
OLD：或块指令，将一个串联电路块与前面的电路并联， 用于分支电路并联。 OLD指令应用如图5-17所示。 OLD指令使用说明如下。 （1）编程原则：先组块，后连接。 （2）几个串联支路并联时，支路的起点以LD（LDN） 开始，支路终点用OLD指令。 （3）若需将多个支路并联，从第二条支路开始，在每一 条支路后面加OLD指令，用这种方法编程，对并联的支 路个数没有限制。 （4）OLD指令没有操作数。
3．可编程控制器的分类
（1）按PLC I/O点数分： （2）按PLC结构分：
(3)按PLC功能：
4．可编程控制器的应用和发展
1） PLC应用： 用于逻辑控制：顺序控制 最基本用途： 运动控制：机器人、电梯、机械手 闭环控制：工业自动化过程控制： 数据处理：加减乘除 通信联网： （2）发展：
速度、容量、组网 超小型和大型
SM：是用户程序与系统程序之间的界面，为用户提供 一些特殊的控制
CPU 216： SM 0.0～SM 179.7
2．S7-200系列PLC的内部元器件简介
SM 0.0：运行监控，当PLC运行，SM0.0接通 SM 0.1：初始化脉冲：PLC运行开始发一单脉冲 SM 0.2：当RAM中保存的数据丢失时，SM 0.2 ON一个扫 描周期 SM 0.3：PLC上电进入RON状态时，SM 0.3 ON一个扫描周 期 SM 0.4分脉冲：占空比为50%，周期1 min的脉冲串
2．软件系统
（1）软件分类：系统软件和应用软件 （2）应用软件常用的编程语言 梯形图、指令表、功能图以及高级语言 PLC梯形图中是一种以图形符号及图形符号在图中相互 关系表示控制关系的编程语言。由继电器控制电路演变 过来。
指令表语言
与汇编语言类似
用一系列操作指令组成的语句表将控制流程描绘出来。
序号 操作码 操作数
226：0.0－15.7
2．S7-200系列PLC的内部元器件简介
（3）辅助继电器 M 相当于中间继电器（中间状态的暂存作用，也称内部标 志位）CPU 226：
M 0.0～M 31.7 “字节、位 编址方式 ” 4、变量寄存器 V
编号：CPU 226为：V 0.0～V 5119.7 5、特殊辅助继电器SM（特殊标志位）
3．触点并联指令O（Or）和ON（Or Not）
O：单个常开触点并联。 ON：单个常闭触点并联。 梯形图指令： 说明：（1）LD、LDN指令不仅可以用于公共母线相连 的触点，还可以与块指令OLD、ALD配合，用于分支回 路的起点。 （2）=指令不能用于驱动输入继电器线圈。 （3）=指令可连续使用若干次，相当于线圈并联。
8．脉冲生成指令EU/ED
EU：上沿微分，输入信号上升沿产生脉冲输出，前沿微分 ED：下沿微分，输入信号下降沿产生脉冲输出 EU：在对应上升沿时产生一个宽度为一个 扫描周期的脉冲，驱动其后面的输出线
案例
9．定时器
案例
定时器使用案例
案例
10．计数器-增计数器使用案例
SM 0.5秒脉冲：占空比为50%，周期1 s的脉冲串
特殊标志位
（6）定时器：
相当与时间继电器，用于延时控制，是对内部时钟累计
时间
有16 bit的当前值寄存器以及一个状态位bit（T-bit）
型号
CPU 226
定时器
T 0～T 255
保持型延时通：
1 ms
T 0、T 64
10 ms
T 1～T 4、T 65～T 68
序的编辑，上传、下载程序及运行、监控程序
能使用S7-200基本逻辑指令完成工作台自动往返PLC的软硬件设
计和系统安装调试
能使用S7-200基本逻辑指令完成异步电动机的Y—△降压启动、
自动门等其他PLC控制系统的软硬件设计和安装调试
一、项目导入
案例：工作台自动往返PLC控制
硬件设计
软件设计：梯形图
总结
输入I： I0.0－15.7 输出Q： Q0.0－Q15.7 位存储器M： SM0.0－31.7 特殊存储器SM: SM0.0－SM179.7 定时器T:T0－T255：接通延时：100ms:T37－ T63 计数器：C0－C255 顺序控制：S0.0－31.7 累加器：AC0－C3
（五）S7-200系列PLC常用基本逻辑指令
二、相关知识
（一）PLC基础知识 1．可编程控制器的产生 60年代末，美国汽车制造业竞争，各厂家生产汽车型号 不断更新—加 工线也改变—重新配置控制系统，68年，美国最大的汽车制造商—通用 汽车公司（GM）设想： 计算机功能完善、灵活、通用 继电器简单、方便；且编程和输入简单化——取代原继电器控制装置。 69年，美国数字设备公司（DEC），研制出第一台PLC，并在通用汽车公 司（GM）生产线上装配试用—成功—很快发展。 9171年——日本生产PLC 1973年——德、英、法
（2）输出单元。
三种输出方式： 继电器输出：a)
线圈与触头已完全分离，故不再需要隔离措施，用于开 关速度要求不高且又需要大电流输出 2A负载能力，响应 10ms 晶体管输出：b)
使用光电偶合器驱动开关晶体管要求快速开断或动作频 繁，响应0.2ms。 晶闸管输出：
（2）输出单元
三种输出方式：
三种输出方式：
（二）PLC的基本结构、编程语言、工作原理
1．硬件组成 以微处理器为核心的结构：硬件和软件
（1）输入单元
作用：是连接可编程控制器与其它外设之间的桥梁。对 输入信号进行滤波、隔离、电平转换等，把输入信号安 全、可靠地传送给CPU。 生产设备的控制信号通过输入模块传送给CPU。
常用的输入信号：按钮、位置开关、开关或电位器、传 感器、变送器
原理 按SB—发光二极管导通（LED灯亮）—在发光激 励下，光电二极管导通—驱动内部电路通断
采用了滤波和光电隔离 RC滤波 一个输入单元—一个输入继电器—一个输入点
（1）输入单元
（2）输出单元。
开关量输出单元用于连接继电器、接触器、电磁阀线圈， 是PLC的主要输出口，是连接PLC与控制设备的桥梁。 CPU运算的结果通过输出单元模块输出。输出单元模块 通过将CPU运算的结果进行隔离和功率放大后来驱动外 部执行元件。输出单元类型很多，但是它们的基本原理 是相似的。PLC有3种输出方式：继电器输出、晶体管输 出、晶闸管输出。图5-8为PLC的3种输出电路图。
项目五 工作台自动往返PLC控制系统
一
项目导入
二
相关知识
三
应用举例
项目五 工作台自动往返PLC控制系统
【学习目标】
了解可编程控制器的产生过程、特点、应用领域及发展 熟悉PLC的基本结构、工作原理和常用的编程语言 掌握S7-200系列PLC的软元件、基本指令和主要技术指标 能根据系统要求正确选择PLC型号及参数 会熟练使用S7-200系列PLC的STEP-C 0～C 255
(8)高速计数器 HSC
一般计数器的计数频率受扫描周期的影响，不可以太高，
高频信号的计数可用指定的HSC
CPU 212：有一个高速计数器HC 0
CPU 226：6个，HC 0～HC 5
(9)累加器 AC
S7 200系列PLC提供4个32 bit累加器，AC 0～AC 3 累加器支持字节（B）、字（W）和双字（D）的存取 以字节或字为单位存取累加器时：访问累加器的低8位或 低16位。 (10)状态元件 S CPU 226：S 0.0～S 31.7 (11)模拟量输入/输出 （AIW/AQW） AIW 0、2、4…… AQW 范围：AIW 0～AIW 62 AQW 0～AQW 62