运料小车运动控制设计

运料小车运动控制系统的PLC程序设计

一、课程设计任务

用PLC实现小车的往返自动运行控制。

二、系统控制要求

运料小车控制系统，控制要求如下：小车初始停在左边，限位开关1接通。按下启动按钮SB1后，运料小车按图示方式运行，最后自动停在左边。

I0.1I0.3

三、题目分析

要实现小车的往返运动，就要通过电机的正反转来实现，小车到达左边、中间和右边分别由传感器传输信号使小车改变动作，用3个按钮来代表小车所在的三个位置做为输入信号。

本控制系统的难点有两处，第一处：小车第一次到达限位开关2位置时，不影响其继续前进，而第二次前进到限位开关2时，则要返回。这里我们可以使用中间继电器，对小车的第一次前进记忆，从而避开小车第一次走到限位开关2就返回的情况。第二处：限位开关1前两次接通都不能使小车停止，第三次接通便要使小车停止。为解决这个问题，我们采用了中间继电器和计时器，对各个限位开关的状态进行记忆，以及对中间继电器的通断电时间进行延时，最后很好地解决了这个难题。

四、硬件设计

1、PLC选型

西门子公司S7-200系列属于小型可编程控制器，可用于代替继电器的简单控制场合，也可用于复杂的自动控制系统。我们的控制系统所涉及的输入输出口比较少，考虑到成本问题，我们选择S7-200系列中型号为CPU222的PLC。

2、I/O口分配

输入信号I/O口

启动按钮SB1I0.0

停止及复位按钮SB2 I0.4

限位开关1 I0.1

限位开关2 I0.2

限位开关3 I0.3

输出信号I/O口

电机正转（前进）Q0.1

电机反转（后退）Q0.2

3、硬件接线图

五、软件设计

1、梯形图

// 第一次前进

// 第一次前进记忆

// 第一次回到左边记忆

// 计时2s

// 回到左边2s后启动M10.4

// 第二次前进，串入M10.4避免了小车回到左边时再次启动

// 前进

// 后退，串入M10.2使第二次走

到限位开关2时不再继续前进

2、STL语句表：网络1

LD I0.0

O M10.0

AN I0.3

AN I0.4

= M10.0

网络2

LD I0.3

O M10.2

AN I0.4

= M10.2

网络3

LD I0.1

A M10.2

O M10.3

AN I0.4

= M10.3

网络4

LD M10.3

AN M10.4 TON T37, +20 网络5

LD T37

O M10.4

AN I0.4

= M10.4

网络6

LD I0.1

AN M10.4

O M10.1

A M10.2

AN I0.2

AN I0.4

= M10.1

网络7

LD M10.0

O M10.1

AN Q0.2

AN I0.4

= Q0.1

网络8

LD I0.2

A M10.2

O I0.3

O Q0.2

AN I0.1

AN Q0.1

AN I0.4

= Q0.2

网络9

LD SM0.0

END

六、实验调试问题及分析

问题一：在程序编译的时候有错误提示“电流逆转错误”

解决方案：原因在与将梯形图的网络2和网络3合并在一起画时，使能流的方向变得复杂，从而出现了错误。将2个网络分开画出，则问题解决。

问题二：在实验调试期间，出现实验调试一次后再进行第二次调试时，程序运行出错。

解决方案：经检查发现程序结束后，有些元件的状态未恢复到初始状态，故在程序中添加全局停止按钮I0.4，使各元件状态都复位；同时也实现了小车在运行途中，任何时候都能停止的功能。

七、设计心得体会

通过这次设计实践，我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在没有做课程设计以前，我们所掌握的知识都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序应用到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加深，看到了实践与理论的差距。同时也要感谢在这次课程设计中，邹老师和同学们对我的帮助。

八、参考文献

1、电器与PLC控制技术/张万忠，刘明芹主编北京：化学工业出版社，2009.5