基于PLC的小车自动往返运动控制系统 2

第一章概述

1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

2.2 I/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SQ1 Q0.0 右行

I0.1行程开关SQ2 Q0.1 左行

I0.2行程开关SQ3

I0.3行程开关SQ4

I0.4过载FR

I0.5启动SB1

I0.6停止SB2

2.3 I/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

1

1 M 三相异步电机J02-22-4,1.5kw 1410转/分，

380V，3.49安

2 QS 空气开关DZ47-3P 3

3 FR 热继电器JR36-20 1

4 CPU PLC处理器CPU222 1

5 KM 交流接触器CJX2-09 2

6 SB 按钮ＬＡＹ８ 2

7 SQ 行程开关ＬＸＫ２ 4

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控制梯形图

3.3 STL指令

如下为图3-2梯形图对应的指令程序：

Network 1

// 启动

LD I0.5

O M0.0

AN M1.0

AN I0.4

= M0.0

Network 2

// 左行

LD I0.0

O M0.1

O M0.3

AN I0.3

AN M0.5

= M0.1

Network 3

// 右行

LD I0.3

O M0.2

O M0.5

AN M0.3

AN I0.0

= M0.2

Network 4

// 循环

LD M0.0

LPS

AN Q0.1 AN M0.2 A M0.1 = Q0.0 LPP

AN Q0.0 A M0.2 AN M0.1 = Q0.1 Network 5 LD I0.1 A M0.4 = M0.3 Network 6 LD I0.3 O M0.4 AN M0.3 = M0.4 Network 7 LD I0.2 A M0.6 = M0.5 Network 8 LD I0.3 O M0.6 AN I0.0 = M0.6 Network 9 LD I0.6 O M0.7 AN M1.0 = M0.7 Network 10 LD M0.7 A I0.0 = M1.0

3.4 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。