送料小车往返运动的控制系统设计

送料小车往返运动的控制系统设计

二、控制目的和控制要求

控制目的

根据送料小车自动往返循环控制系统要求，设计一个控制系统，该系统应保证安全、可靠运行的情况，实现计算机的自动监控

控制要求

（1）通过对送料小车自动往返循环控制要求分析，采用PLC控制原理，设计出总体控制原理图，画出硬件电路图

（2）采用西门子编程语言LAD、FBD或STL编制控制程序，完成起控制要（3）利用INTOUCH组态监控界面，实现控制过程的动态监控

（4）控制系统实现自动控制

三、西门子系列PLC的简单介绍

PLC不仅能进行逻辑控制，在模拟量闭环控制、数字量的智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制系统方面都得到广泛的应用。如今，大、中型，甚至小型PLC都配有A/D、D/A转换及运算功能，有的还具有PID功能。这些功能使PLC在模拟量闭环控制、运动控制、速度控制等方面具有硬件基础。

1、PLC的用途：

（1）顺序控制：这是PLC最广泛应用的领域，用以取代传统的继电器顺序控制；（2）运动控制：PLC制造商目前已提供了拖动步进电机或多轴位置控制模块；（3）闭环过程控制：PLC能控制大量的物理参数；

（4）数据处理：在机械加工中，出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控制设备紧密结合的趋向；

2、PLC的特点：

（1）可靠性高，抗干扰能力强；

（2）适用性强，应用灵活；

（3）编程方便，易于使用；

（4）功能强，扩展能力强；

（5）PLC控制系统设计、安装、调试方便；

（6）维修方便，维修工作量少；

（7）PLC体积小，重量轻，易于实现机电一体化；

3、PLC的硬件组成：

硬件包括：中央处理器、存储器、输入输出接口、电源、扩展接口、智能I/O 接口、编程工具、智能单元；

4、PLC的软件及应用程序编程语言：

（1）系统软件：第一部分为系统管理程序，它控制PLC的运行，使整个PLC按部就班地工作；第二部分为用户指令解释程序，通过用户指令解释程序，将PLC 的编程语言变为机器语言指令；第三部分为标准程序模块与系统调用，包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序；

（2）编程语言：梯形图编程；指令表编程；状态流程图编程；

四、总体方案设计

控制要求

（1）第一次按下送料按钮，预先装满的小车前进送料到达卸料处（SQ2）自动停下来卸料

（2）经过卸料所需设定时间t2延时后，车子则自动的返回到装料处（SQ1）（3）经过装料所需设定的时间t1延时后，车子自动的再次前进送料，卸完料后车子又自动返回装料，如此自动往返循环送料。

设计原则

（1）最大限度的满足要求被控对象的要求。

（2）满足控制要求的前提下，力求使控制系统操作简单，使用及维修方便。（3）控制系统安全可靠，具有足够的使用寿命。

（4）在满足以上各点的情况下，尽量少花钱，多办事。

（5）考虑到生产发展和工艺的改进，在选择控制系统设备时，设备能力应适当留有裕量。

工作流程图

1、PLC I\0口分配

I0.0 启动

I0.1 停止

Q0.0 前进

Q0.1 卸料

Q0.2 后退

Q0.3 装料

2、硬件电路图

硬件电路图如下图所示：

图（1）硬件电路图

控制元件选择

控制元件选择

3、设计步骤

根据设计案例设计要求，此案例只有自动的运行过程，因此在设计过程中不必考虑手动环节，这就简化了程序的设计，在这个案例中，只要完成了送料小车的四个功能，就完成了设计要求，即送料小车的前进，卸料，后退和装料，循环往复，在软件设计过程中主要用到定时器来完成设计要求，T38定时10 s为小车前进的时间，T39定时1 s为小车卸料的过程，T40定时10 s

为小车后退的时间，T41定时为2 s为小车装料的时间，程序设计如下PLC控制软件如下

Network 1 // 送料小车控制系统梯形图

// 网络注释I0.0启动I0.1停止

LD I0.0

O M0.0

AN I0.1

= M0.0

Network 2

// Q0.0送料小车前进

LDN T38

A M0.0

LD T41

O Q0.0

O I0.0

ALD

TON T38, 100

= Q0.0

Network 3

// Q0.1送料小车卸料

LDN T39

A M0.0

LD T38

O Q0.1

ALD

= Q0.1

TON T39, 10

Network 4

// Q0.2送料小车后退

LDN T40

A M0.0

LD T39

O Q0.2

ALD

= Q0.2

TON T40, 100

Network 5

// Q0.3送料小车装料

LDN T41

A M0.0

LD T40

O Q0.3

ALD

= Q0.3

TON T41, 20

五、安装调试过程

（1）打开标记名字典，定义I00、I01、Q00、Q01、Q02、Q03；对应建立的访问名是CHEN，对应的项目分别是010001、010002、000001、000002、000003、000004；抓图如（2）（3）（4）（5）

（1）将编好的控制软件下载到PLC中，根据控制功能，运行调试，直到满足控制要求；然后关闭。

（2）启动MODBUS,定义topic。

（3）进入INTOUCH，设置访问名，应于MODBNS一置，选择DDE协议。设计标记名字典，逐个选择MODBUS里的I/O型标记名。运行INTOUCH程序，观察运行情况是否正常，如不正常，修改有关程序或设置，直至运行正常，性能良好。

（4）启动开始按钮。

（5）进入自动运行状态，首先送料小车前进，如图（2）所示。

（6）送料小车到达指定地点并卸料，如图（3）所示。