目 录 1设计任务与要求 ........................................................ 1 1.1课程设计任务 .................................................... 1 1.2课程设计要求 .................................................... 1 2 设计方案 ............................................................. 3 2.1运料小车的运动分析 .............................................. 3 2.2设备控制要求 .................................................... 4 2.3整体方案论证 .................................................... 4 2.4系统资源分配 .................................................... 5 2.4.1 I\ O地址分配 ............................................ 5 2.4.2 数字量输入部分 ........................................... 5 2.4.3 数字量输出部分 ........................................... 6 3硬件电路设计 .......................................................... 7 4软件设计 .............................................................. 9 4.1.1 梯形图 ................................................... 9 4.1.2 指令表 .................................................. 12 5 调试过程 ............................................................ 14 5.1呼叫按钮 ....................................................... 14 5.2行程开关 ....................................................... 14 5.3比较 ........................................................... 15 5.4向左运动 ....................................................... 15 5.5向右运动 ....................................................... 15 5.6调试操作 ....................................................... 15 6 结论 ................................................................ 17 参考文献 .............................................................. 18 1设计任务与要求 1.1课程设计任务 任务描述 某自动生产线上运料小车的运动如图所示，运料小车由一台三相异步电动机拖动
电动机正转，小车右行，电机反转，小车左行。在生产线上有5个编码为1～5的站点供小车停靠，在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有5个呼叫开关（SB1～SB5）分别与5个停靠点相对应。
1.2课程设计要求 （1）按下启动按钮,系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作； （2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮SB的编码时，小车向右运行，运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止； （3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮SB的编码时，小车向左行，运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止； （4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮SB的编码时，小车保持不动； （5）呼叫按钮开关SB1～SB5应具有互锁功能，先按下者优先。 （6）设计PLC硬件电器连接图。 （7）设计PLC控制程序(梯形图或指令程序)。 2 设计方案
2.1运料小车的运动分析 某自动生产线上运料小车的运动如图2-1所示：
图2-1运料小车示意图 运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小向左行。电动机正反转图如图2所示：
图2-2三相异步电动机正反转主电路图
在生产线上有5个编号为l～5的站点供小车停靠，在每一个停靠站
自动化生产1号____2号4号3号站 5号站
运料小车 安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有5个呼叫按钮开关(SB1～SB5）分别与5个停靠站点相对应。
2.2设备控制要求 运料小车在自动化生产线上的控制要求如下； （1）按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作； （2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮HJ的编码时，小车向右运行，运行到呼叫按钮HJ所对应的停靠站时停止； （3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮HJ的编码时，小车向左运行，运行到呼叫按钮HJ所对应的停靠站时停止； （4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮HJ的编码时，小车保持不动； （5）呼叫按钮开关HJI～HJ5应具有互锁功能，先按下者优先。
2.3整体方案论证 按照设计要求，只是控制小车正转和反正，所以采用经验设计法。控制系统图如图2-3所示：
图2-3 运料小车控制系统图 根据系统控制要求，分析出如下系统控制流程图： 图 2-4 控制系统流程图 2.4系统资源分配 2.4.1 I\ O地址分配
由于CPU模块有14点数字量输入，10点数字量输出，所以不再需要输入＼输出模块。采用I＼O自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是I0.0~I1.3，输出端子对应的输出地址是 Q0.0~Q0.9
2.4.2 数字量输入部分
这个控制系统的输入有启动按钮开关、停止按钮开关、5个呼叫按钮开关、5个行程开关共12点输入。具体的输入分配如表3-4所示： 输入地址 对应的外部设备 I0.0 启动按钮开关 I0.1 停止按钮开关 I0.2 1号站呼叫按钮开关 I0.3 2号站呼叫按钮开关 I0.4 3号站呼叫按钮开关 I0.5 4号站呼叫按钮开关 I0.6 5号站呼叫按钮开关 I0.7 1号站行程开关 I1.0 2号站行程开关 I1.1 3号站行程开关 I1.2 4号站行程开关 I1.3 5号站行程开关 表2-1 输入地址分配
2.4.3 数字量输出部分
这个控制系统需要控制的外部设备只有控制小车运动的三相电动机。但是电机有正转和反转两种状态，分别对应正转继电器和反转继电器，所以输出点有2个。具体的输出分配表如表3-5所示：
输出地址 对应外部设备 Q0.0 电机反转继电器 Q0.1 电机正转继电器 表2-2 输出地址分配 3硬件电路设计 系统硬件接线图如图3-1、3-2所示：
M 图3-1 主电路
I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3MSB1L1L+M+
N1L
KM1SB7SB2SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SB3SB4SB5SB6KM2HLQ0.0Q0.2Q0.1
I1.4FR
LN
AC220
S7-200DC12V
图3-2系统接线图 图中KM1 和KM2 分别是控制电机正转运行（小车前进）和反转运行（小车后退）的交流接触器。用KM1 和KM2 的主触点改变进入电动机的三相电源的相序, 即可以改变电动机的旋转方向。图中KM1 的线圈串联了KM2 的辅助常闭触点,KM2 的线圈串联了KM1的辅助常闭触点,组成了硬件互锁电路。可以避免由于正反转（小车前进、后退）切换过程中电感的延时作用,导致原来接通的接触器的主触点还未断弧时, 另一个接触器的主触点已经合上而造成交流电源瞬间短路的故障。通过主电路与PLC 的控制电路的接线, 才能实现PLC 对系统的控制。 4软件设计 4.1.1 梯形图 写出送料小车的梯形图，如下图所示： 4.1.2 指令表 由系统总梯形图，我们写出送料小车的程序指令，如下图所示： 5 调试过程 5.1呼叫按钮 在该程序中，5个站的呼叫按钮分别用数字1-5来表示。当按下1号站呼叫按钮开关时，行程开关I0.2得电，数字1传送到VB0；当按下2号站呼叫按钮开关时，行程开关I0.3得电，数字2传送到VB0；依次类推，当按下5号站呼叫按钮开关时，行程开关I0.6得电，数字5传送到VB0。
5.2行程开关 在该程序中，5个站的行程开关分别用数字1-5来表示。当小车在1号站时，行程开关I0.7得电，将数字1传送到VB0；当小车在2号站时，行程开关I1.0得电，将数字2传送到VB0。依次类推，当小车在5号站时，行程开关I1.3得电，将数字5传送到VB1。