自动往返小车控制系统plc解析

中州大学毕业设计

学号： 201025090206 设计题目：自动往返小汽车的控制系统的设计

学院：工程技术学院

专业：机电一体化

班级： 10级对口2班

姓名：杨丽丽

指导教师：上官同英

日期： 2013 年 3 月 5 日

诚信声明

本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

毕业设计（论文）作者签名：指导导师签名：

签字日期：签字日期：

毕业设计任务书

班级： 10机电对口2班学生：杨丽丽学号 201025090206

设计题目：自动往返小汽车的控制系统的设计

摘要：设计一个能自动往返于起跑线与终点线之间的小汽车的控制系统。但不能用人工遥控（包括有线和无线）。跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的A、B、C、D各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度与下图所示：

设计内容及要求：

1.设计完成的功能要求：

1）、车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。

2）、BC间为限速区，车辆往返均要求低速通过，但不允许在限速区内停车。

3）、在往返过程中随时显示当前行车时间和路程，直接回到终点。（显示装置应安装在小车上面。）

2.设计内容要求

（1）根据设计要求确定系统中输入/输出信号的种类、数量和特点。

（2）确定CPU的选型与硬件接口等的配置。

（3）进行硬件设计，主要是整个系统的电路原理图的绘制。

（4）进行软件设计，根据控制要求编写控制系统的控制程序和监控程序。

（5）撰写毕业设计说明书。

3. 设计说明书的要求：

1）、分析控制要求、控制对象，确定控制方案；

3）、根据控制要求选择单片机及相关控制元件的型号；

3）、画出该控制系统的总体硬件原理图；4）、画出程序流程图；

5）、源程序清单，并加注释； 6）、其它按照毕业设计指导所述要求。

指导老师（签字）：2012年12月17日

随着电子技术的发展，可编程控制器不断更新、发展，可编程控制器在中低频电器开关控制领域应用十分广泛。这是因为, 它与传统的继电器控制相比具有不可比拟的优点: 它结构紧凑, 编程容易, 强弱电并用, 控制速度快, 抗干扰性能强, 故障率低, 与外围电路的连接简单等。

PLC控制是自动控制中最常见控制方式之一，小车自动往返与定位控制就是控制应用的一个典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理小车自动往返与定位控制以及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此运用PLC 来设计小车自动往返与定位运动越来越普遍。

随着技术的发展，其控制功能也不断增强，可编程程序控制器还可以进行算术运算，模拟量控制、顺序控制、定时、计数等，并通过数字，模拟的输入、输出控制各种类型的机械生产过程。长期以来，PLC及其网络控制系统始终战斗在工业自动化控制行业的主战场，其提供的安全和完善的解决方案，为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用，在电力、冶金、化工、机械等行业发挥了重大作用，被公认为现代工业自动化三大支柱之一。

随着生产自动化程度的增加，单一的逻辑控制功能显然不能满足现代生产的要求，而PLC新增加的这些功能正好适应了生产发展的需求。相信在未来的自动化生产控制中，PLC及其网络必将得到更加广泛的。

可编程序控制器（Programmable controller）简称PLC，可编程控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

本文介绍了一种基于PLC控制的生产流水线自动控制小车系统设计方案，论述了小车控制系统的软、硬件设计方案及其控制原理。将PLC运用到小车自动控制系统，可实现小车的全自动控制，降低系统的运行费用。

PLC小车自动控制系统具有连线简单控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，维修和改造方便等优点。

关键词：PLC 循环控制往返小车程序设计

目录

前言 (4)

摘要 (5)

第一章编程控制器（PLC）概况 (7)

1.1 PLC的定义 (7)

1.2 PLC的发展 (7)

1.3 PLC的特点 (8)

1.4 PLC的基本组成及各部分作用 (8)

1.5 PLC的应用领域 (10)

1.6 PLC的选择 (11)

1.7 设计背景及意义 (13)

第二章硬件设计 (14)

2.1 主电路图 (14)

2.2 I/O地址分配 (14)

2.3 I/O接线图 (15)

2.4 元件列表 (16)

第三章软件设计 (16)

3.1程序流程图 (16)

3.2 梯形图 (17)

3.3 STL指令 (20)

3.4 程序分析 (22)

第四章程序调试 (22)

第五章设计总结 (23)

致谢 (24)

参考文献 (25)

第一章可编程控制器（PLC）概况

1.1PLC的定义

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计算和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制系统相似，甚至与之无异。可编程序控制器主要由CPU(中央处理单元)存储器(RAM和EPROM),输入/输出模块(简称为I/O模块)、编程器和电源五大部分组成。近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。它按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子器件，逐步形成了具有特色的各种系列产品。

1.2 PLC的发展

1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，并公开招标提出十项标准:

(1)编程方便，现场可修改程序；

(2)维修方便，采用模块化结构；

(3)可靠性高于继电器控制装置；

(4)体积小于继电器控制装置；

(5)数据可直接送入管理计算机；

(6)成本可与继电器控制装置竞争；

(7)输入可以是交流115V；

(8)输出为交流115V, 2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；

(9)在扩展时，原系统只要很小变更；

(10)用户程序存储器容量至少能扩展到4K。

1969年，美国数字公司(DEC)研制出了第一台可编程序控制器，满足了GM 公司装配线的要求。这种新型的工业控制装置简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长，很快在美国其它工业领域推广使用。随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有了第五代PLC产品。