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1、 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院可編程控制器大作業(yè) 題 目： 運(yùn)料小車三位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)中心： 豐順奧鵬學(xué)習(xí)中心 層 次： 高起專 專 業(yè)： 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù) 年 級(jí) 2015秋 季 學(xué) 號(hào)： 151463224418 學(xué) 生： 陳海寧 題目三：運(yùn)料小車三位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)料小車控制示意圖如下圖所示，小車在初始狀態(tài)時(shí)停在中間，限位開關(guān)I0.0為ON，按下起動(dòng)按鈕I0.3，小車開始右行，并按圖所示的順序運(yùn)動(dòng)，最后返回并停在初始位置。設(shè)計(jì)要求：（1）首先對(duì)可編程序控制器（PLC）的產(chǎn)生與發(fā)展、主要性能指標(biāo)、分類、特點(diǎn)、功能與應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹；（2）設(shè)計(jì)選用西門子S7200 系列PLC，畫出控制系統(tǒng)的順序功
2、能圖，使用STEP7-MicroWIN編程軟件設(shè)計(jì)程序梯形圖（梯形圖截圖后放到作業(yè)中）；（3）總結(jié)：需要說明的問題以及設(shè)計(jì)的心得體會(huì)。一、PLC的產(chǎn)生和發(fā)展PLC是可編程序控制器的簡(jiǎn)稱,它是一種數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程的自動(dòng)控制中。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968年，美國(guó)最大的汽車制造商通用汽車制
3、造公司（GM），為適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷翻新，試圖尋找一種新型的工業(yè)控制器，以盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系統(tǒng)的硬件及接線、減少時(shí)間，降低成本。因而設(shè)想把計(jì)算機(jī)的完備功能、靈活及通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，制成一種適合于工業(yè)環(huán)境的通用控制裝置，并把計(jì)算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡(jiǎn)化，用“面向控制過程，面向?qū)ο蟆钡摹白匀徽Z言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller(PC
4、)。上世紀(jì)80年代至90年代中期是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。二、 PLC的主要性能指標(biāo)PLC的性能指標(biāo)一般從以下幾個(gè)方面考慮：（1）存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量是指用戶程序存儲(chǔ)器的容量。用戶程序存儲(chǔ)器的容量大，可以編制出復(fù)雜的程序。一般來說，小型PLC的用戶
5、存儲(chǔ)器容量為幾千字，而大型機(jī)的用戶存儲(chǔ)器容量為幾萬字。（2）I/O點(diǎn)數(shù)輸入/輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)是PLC可以接受的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的總和，是衡量PLC性能的重要指標(biāo)。I/O點(diǎn)數(shù)越多，外部可接的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備就越多，控制規(guī)模就越大。（3）掃描速度掃描速度是指PLC執(zhí)行用戶程序的速度，是衡量PLC性能的重要指標(biāo)。一般以掃描1K字用戶程序所需的時(shí)間來衡量掃描速度，通常以ms/K字為單位。PLC用戶手冊(cè)一般給出執(zhí)行各條指令所用的時(shí)間，可以通過比較各種PLC執(zhí)行相同的操作所用的時(shí)間，來衡量掃描速度的快慢。（4）指令的功能與數(shù)量指令功能的強(qiáng)弱、數(shù)量的多少也是衡量PLC性能的重要指標(biāo)。編程指令的功能越強(qiáng)
6、、數(shù)量越多，PLC的處理能力和控制能力也越強(qiáng)，用戶編程也越簡(jiǎn)單和方便，越容易完成復(fù)雜的控制任務(wù)。（5）內(nèi)部元件的種類與數(shù)量在編制PLC程序時(shí)，需要用到大量的內(nèi)部元件來存放變量、中間結(jié)果、保持?jǐn)?shù)據(jù)、定時(shí)計(jì)數(shù)、模塊設(shè)置和各種標(biāo)志位等信息。這些元件的種類與數(shù)量越多，表示PLC的存儲(chǔ)和處理各種信息的能力越強(qiáng)。（6）特殊功能單元特殊功能單元種類的多少與功能的強(qiáng)弱是衡量PLC產(chǎn)品的一個(gè)重要指標(biāo)。近年來各PLC廠商非常重視特殊功能單元的開發(fā)，特殊功能單元種類日益增多，功能越來越強(qiáng)，使PLC的控制功能日益擴(kuò)大（7）可擴(kuò)展能力PLC的可擴(kuò)展能力包括I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展、存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展、聯(lián)網(wǎng)功能的擴(kuò)展、各種功能模塊的
7、擴(kuò)展等。在選擇PLC時(shí)，經(jīng)常需要考慮PLC的可擴(kuò)展能力。三、 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用分類PLC主要有一下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2）編程簡(jiǎn)單、易學(xué)（3）功能完善 （4）通用性強(qiáng)（5）設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便（6）體積小，能耗低 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分
8、為如下幾類:（1）開關(guān)量的邏輯控制（2）模擬量控制（3）運(yùn)動(dòng)控制（4）過程控制（5）數(shù)據(jù)處理（6）通信及聯(lián)網(wǎng)四、控制系統(tǒng)順序功能圖本文設(shè)計(jì)選用西門子S7200 系列PLC-S7-222，八個(gè)數(shù)字量輸入，六個(gè)數(shù)字量輸出，能完全滿足本設(shè)計(jì)的需求?？刂葡到y(tǒng)的IO設(shè)計(jì)如下表2.1所示：表2.1 IO地址表輸入輸出I0.0 中間定位開關(guān)Q0.0 小車右移I0.1 右端定位開關(guān)Q0.1 小車左移I0.2 左端定位開關(guān)I0.3 啟動(dòng)開關(guān)控制系統(tǒng)順序功能圖如下圖2.1所示圖2.1 控制系統(tǒng)順序功能圖五、控制系統(tǒng)程序梯形圖本設(shè)計(jì)的PLC控制系統(tǒng)梯形圖使用STEP7-MicroWIN編程軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體梯形圖如圖2.2所示：圖2.2 控制系統(tǒng)程序梯形圖程序運(yùn)行過程：（1）小車在中間位置，I0.0為ON，按下啟動(dòng)開關(guān)，小車右移Q0.0為1.（2）小車運(yùn)行到右端點(diǎn)，I0.1為ON，小車開始左移，Q0.1為1.（3）小車運(yùn)行到左端點(diǎn)，I0.2為ON，小車開始左移，Q0.0為1.（4）小車運(yùn)行到中點(diǎn)，I0.0為ON，小車停止.設(shè)計(jì)心得通過本次電路的設(shè)計(jì)，我對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制系統(tǒng)原理有了進(jìn)一步的了解，對(duì)于PLC順序控制的設(shè)計(jì)和程序的編寫有了更進(jìn)一步的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，提高了本人對(duì)PLC的分析和運(yùn)用能力，由于本人水平有限，對(duì)其中的原理和實(shí)際操作方法有待深入的學(xué)習(xí)研究和提高。
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