小车往复运动PLC自动控制说明书

可编程控制器是一种为工业机械控制所设计的专用计算机，在各种自动控制系统中有着广泛的应用，它是在继电器控制和计算机控制基础上开发的产品，逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术，通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器在功能上只能进行逻辑控制，因而称为可编程程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC。

随着技术的发展，其控制功能不断增强，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。

PLC广泛用于自动化生产线上，有些生产机械工作台需要按一定顺序实现自动往返运动，有还要求某些位置有一定时间停留，以满足生产工艺要求。用PLC程序实现运料小车自动往返顺序控制，具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，程序设计方法多样，便于不同层次设计人员理解和掌握。

此次的课程设计我们设计的是小车往复运动PLC自动控制。用型号为西门子公司S7系列的S7-300的PLC实现小车在运输过程中装料、卸料的往复运动过程。通过I/O地址的分配，实现PLC与控制路线的接口连接。

关键词：可编程控制器（PLC）小车往复运动 S7系列S7-300

第一章方案概述 (3)

1.1 小车往复运动PLC自动控制设计 (3)

1.2 往复运动的实现要求 (3)

1.3 设计系统要求 (3)

第二章原理控制线路图 (5)

2.2 PLC I/O接线原理图 (6)

2.3 顺序功能图 (7)

2.4控制程序梯形图 (8)

第三章系统仿真与运行 (12)

3.1 组态 (12)

3.2 调用函数 (13)

3.3完成仿真 (13)

结束语 (14)

参考文献 (15)

附录 (16)

第一章方案概述

该方案的目的是实现运料小车的往复运动，在运送过程中，根据站点的不同进行往复，是按照顺序进行运送的设计，并通过对电机的控制实现一定的循环。热继电器(FR)用于电动机的过载保护，断相及电流不平衡运行保护。(FU)熔断器起电机主回路短路保护作用,而自锁起零压保护作用。

1.1 小车往复运动PLC自动控制设计

该设计主要实现自动化生产线上自动送料小车往复运动，它的整个过程如图1-1所示：

图1-1 运料小车自动往返顺序控制系统示意图

1.2 往复运动的实现要求

1）、按下启动按钮SB1，小车从原位A开始装料，10秒后小车前进驶向1号位，到达1号位后停8秒卸料并后退；

2）、小车后退到原位A继续装料，10秒后小车第二次前进驶向2号位，到达2号位后停8秒卸料并再次后退返回原位A，然后开始下一轮循环工作；

3）、若按下停止按钮SB2，需完成一个工作周期后才停止工作。

装料电机的控制线圈为YV1，卸料电机的控制线圈为YV2，小车前进电机的控制线圈为YM1，后退电机的控制线圈为YM2。

1.3 设计系统要求

1）、PLC型号：西门子公司S7系列，S7-300

2）、编程环境：SIMATIC Manager /Step7 V5.4或更高版本

3）、根据控制要求分配PLC I/O地址，画出PLC与控制对象的接线图，设计控制流程，按照模块化的方式设计程序，既可以采用LAD编程，也可以采用STL编程，还可以采用组合方式编程。

4）、编写的需要输入PLC，调试通过。

第二章原理控制线路图

2.1 电机主线路控制原理图

根据要求画出的主控制线路图如图2-1所示,其中FR热继电器用于电动机的过载保护，断相及电流不平衡运行保护。FU熔断器起电机主回路短路保护作用。

图2-1 电机主控制线路图

2.2 PLC I/O接线原理图

接线原理图如图2-2所示；

图2-2 控制系统PLC的I/O接线图

该图采用西门子s7-300的PLC来实现控制，各个接口根据其不同的功能，有的已进行标识。接入FR热继电器用于电动机的过载保护，断相及电流不平衡运行保护。以此来保护装料、卸料、前进和后退的电机。

对于线路图中各个接口功能的详细说明如表3-1所示：

表2-1 I/O口分配表列表

SB1 SB2 SQ1 SQ2 SQ3

输入

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4

YV1 YV2 YM1 YM2

输出

Q4.0 Q4.1 Q4.2 Q4.3

2.3 顺序功能图

如图3-3所示的顺序功能图，其中I0.0是一个启动信号，当给予PLC一个I0.0的信号时，PLC 就启动，沿着顺序一直往下执行。

图2-3 PLC控制的顺序功能图

2.4控制程序梯形图

Network:1 的主要作用是完成整个过程的装料驱动，并在装料的同时实现延时10s。

图2-4梯形图Network:1

Network:2的作用是在装料完成，定时时间到之后，向前移动。

图2-5梯形图Network:2

Network:3的作用是到达1号位或是2号位压下行程开关之后，前进停止，开始卸料，并对卸料时

间进行限时定时。

图2-6梯形图Network:3

Network:4的作用是定时时间到后，实现倒退，回到原位（A）处。

图2-7梯形图Network:4

Network:5的作用是实现周期性循环，并在按下停止按钮SB2之后仍然继续完成该周期的运行再停回原位（A）处。