小车定位系统PLC

小车定位系统的PLC控制

目 录

1、绪论 ..................................................................... 1

1.1 设计小车定位系统的意义 .............................................. 1 1.2 小车定位系统的概述 .................................................. 1 2、系统工作原理 ............................................................. 2 3、小车定位系统的硬件配置 ................................................... 2

3.1 PLC简介 ............................................................ 2 3.2 CPU处理模块 ........................................................ 3 3.3 小车定位系统的I/O分配 .............................................. 4 3.4 小车定位系统的外部接线 .............................................. 5 4、小车定位系统软件设计 ..................................................... 6

4.1小车定位系统程序设计及分析 .......................................... 6

4.1.1程序的设计 .................................................... 6 4.1.2程序分析 ...................................................... 7

5、小车定位系统监控界面的设计 ............................................... 9

5.1 组态软件的概述 ...................................................... 9

5.1.2 组态王的结构 ................................................ 11 5.2 定义数据词典 ....................................................... 12 5.3 用户界面的制作 ..................................................... 13 5.4命令语言的编写 ..................................................... 16 6、程序调试 ................................................................ 18 7、实验体会 ................................................................ 18 参考文献 ................................................................... 19 附录Ⅰ 程序梯形图 ......................................................... 19 附录Ⅱ 小车定位系统程序的语句表 ........................................... 22

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摘要：小车定位系统是一种用来定位控制小车和小车的位置点不同位置不同呼叫到不同的位置。本文主要采用PLC来实现对小车控制系统的走向控制，并通过组态软件对小车位置进行实时监控。文中首先介绍了PLC和小车定位系统的工作原理，然后经过自己掌握的知识和老师的辅导逐步完成这项课程设计。也希望从这次课程设计巩固PLC知识，等将来实际操控的时候了如指掌。 关键词：小车定位；走向控制；实时监控

1、绪论

1.1 设计小车定位系统的意义

制造这些小车工艺的研究也是工厂车间等操作系统的空间工人方便简单易于操作。随着汽车运输技术与汽车制造工业的迅速发展，关于运作的物料小车的研究也越来越多，受到广泛的期待。越来越多的企业都想用简便易行的，这样既省时省力又加快进程。小车定位系统是许多行业都能用到运作到的东西，近年来，随着计算机技术的迅速发展输送机是现代许多行业生产的关键环节，以工控机为核心的自动传送可以按照设定配比和位置控制来确定小车，从而达到控制生产产量和效率的目的。同时由于该系统具有体积小、结构简单、操作方便、配料速度快、精度高等优点。通过这些优点使企业管理显得比较有层次，有条有序，不断以创新，提高工作效率为基础，使得手动控制技术得以充分的发挥，小车定位也因此而体现出了它的实用价值，为了方便人类的更加便捷快速的服务，不断的开发新的便捷方案，来造福我们大众。以后升级版的小车定位系统可能有很多种，可能操控版以触摸式激光的，小车可换成其他位置类服务的东西。

1.2 小车定位系统的概述

用来用位置开关呼叫，呼叫后，小车到达位置点。如果到达了呼叫点，其他位置再呼叫，暂停四秒，然后到达呼叫点。如果过了呼叫点继续前行在前一个呼叫点呼叫了，那么小车会先到达下一个呼叫点再回到原来呼叫点的前一个。这样的简便方案在各大行业领域也有操作可行，比如物料，运送东西等，都是此项课程设计的升级版本，比如说物料车在一号位置，二号位置呼叫，那么小车启动四秒后奔向二号位置，到了二号位置后，四号位置开

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始呼叫，就在启动四秒后小车奔向四号位置的过程中，二号位置再次呼叫，则小车先到四号位置停止四秒后又自己自动奔向二号位置。若此时在一号位置，二号位置三号位置四号位置都同时呼叫，那么小车会过四秒到二号位置然后过四秒到三号位置然后过四秒到四号位置。这样就像现实中运货似的就不用人工的搬运了很省力还快速。所以此次课程设计的实用性还是很高的。

2、系统工作原理

这个课程设计的主要原理是利用PLC 的功能指令，使程序按照：数据输入→数据移位→小车执行工序→工序完成后复位的步骤进行，而显示部分程序则是与输入程序一样必须不断循环执行，以达到要求的标准。小车可在四个光电开关之间做正、反向直线运动，并可分别在四个光电开关处停止，四个光电开关对应四个按钮，小车停止位置由光电开关相对应的按钮决定。操作四个按钮，小车进行自动选向、自动定位运行，并具有锁存功能，例如：设小车停留在1号位置，如果4号位置发出呼叫，小车开始向右移动，若此时2号、3号位置也发出呼叫，则小车先到2号位置停车，延时4s，再到3号位置停车，再延时4s，最后到达4号位置。如果小车越过2号位置后，2号、3号位置才发出呼叫，则小车继续向右运行，在3号位置停车，延时4s，到达4号位置，再延时4s向左移动，最后到达2号位置。

3、小车定位系统的硬件配置 3.1 PLC简介

可编程序控制器，英文称Programmable Logic Controller，简称PLC。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。传统的继电器控制系统主要存在以下两个缺点，一是可靠性差，排除故障困难，因为它是接触控制，所以当触点发生磨损和断裂等损坏情况时很难做出相应处理；二是灵活性差，总体成本较高。继电器本身并不贵，但是控制柜内部的安装，接线工作量

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极大，工艺发生变化时相应的改动更是复杂。因此当市场需要适应新的变化时，PLC就应运而生了。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。可编程序控制器一直在发展中，所以至今尚未对其下最后的定义。国际电工学会（IEC）曾先后于1982年、1985年和1987年发布了可编程序控制器标准草案的第一，二，三稿，并在1987年2月对PLC作了如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、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。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

3.2 CPU处理模块

中央处理单元(CPU)：

CPU在PLC中的作用类似于人体的神经中枢，它是PLC的运算、控制中心。它按照系统程序所赋予的功能，完成以下任务:

(1) 接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；

(2) 诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程的语法错误; (3) 用扫描的方式接收输入信号，送入PLC的数据寄存器保存起来;

(4) PLC进入运行状态后，根据存放的先后顺序逐条读取用户程序，进行解释和执行，完成用户程序中规定的各种操作; (5) 将用户程序的执行结果送至输出端。 现代PLC使用的CPU主要有以下几种:

(1) 通用微处理器，如8080, 8088, Z80A, 8085等。通用微处理器的价格便宜，通用性强，还可以借用微机成熟的实时操作系统、丰富的软硬件资源。

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(2) 单片机，如8051等。单片机由于集成度高、体积小、价格低和可扩充性好，很适合在小型PLC上使用，也广泛地用于PLC的智能UO模块。

(3) 位片式微处理器，如AMD2900系列等。位片式微处理器是独立于微型机的另一分支。它主要追求运算速度快，它以4位为一片。用几个位片级联，可以组成任意字长的微处理器。改变微程序存储器的内容，可以改变计算机的指令系统。位片式结构可以使用多个微处理器，将控制任务划分为若干个可以并行处理的部分，几个微处理器同时进行处理。这种高运算速度与可以适应用户需要的指令系统相结合，很适合于以顺序扫描方式工作的PLC使用。

CPU224模块输入、输出单元的接线图如图1所示。

120/240 VAC1L0.00.10.20.32L0.40.50.60.71.03L1.11.21.31.41.51.61.7NL1AC10.00.10.20.30.40.50.60.71.01.11.21.31.4M21.51.61.72.02.12.22.32.42.52.62.7MML+24VDC

图1 CPU224模块输入、输出单元的接线图

3.3 小车定位系统的I/O分配

此次系统需要10个输入点和8个输出点。根据PLC的特点和系统设计的需要，输入信号包括启动按钮、定位小车到位检测、定位小车呼叫按钮等等。输出信号包括电机、定位小车到位指示等等。其I/O分配如表1所示。

表1 元件地址I/O分配

PLC地址（PLC端子） I0.0 I0.1 电气符号 （面板端子） K1 K2 功能说明 启动（K1） 停止（K2） 4

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I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q1.0 Q1.1 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SB1 SB2 SB3 SB4 L1 L2 L3 L4 MZ MF 1号位置 2号位置 3号位置 4号位置 1号位呼叫按钮 2号位呼叫按钮 3号位呼叫按钮 4号位呼叫按钮 1号位指示灯 2号位指示灯 3号位指示灯 4号位指示灯 电机正转 电机反转 3.4 小车定位系统的外部接线

PLC输入点与系统分为二部分相连接，系统的定位小车到位检测分别与PLC输入点I0.2～I0.5相连；各个位置对小车的呼叫按钮分别与输入点I0.7～I1.2相连接。

PLC输出点各个呼叫位置到位指示灯分别是Q0.1~Q0.4相连接。小车的左右行（即电机正反转）分别与Q1.0和Q1.1相连接。外部接线图如图2所示。

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图2 PLC外部接线图

4、小车定位系统软件设计

4.1小车定位系统程序设计及分析 4.1.1程序的设计

此次系统为一小车自动定位系统，该小车共有4个工位（S1,S3,S5,S7）。当小车停在原始位置，别的工位均可以呼叫。依次从左往右的次序运行，逐一到达工位所需要求。按次序执行贮存信号的工序，并要求在运行中有次序的运行，到达时该工位指示灯亮。程序流程图如图3所示。

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图3 小车定位系统流程图

4.1.2程序分析

图4 小车组态画面

打开启动开关K1，MZ是电动机进行正转的显示信号；MF是电动机进行正转的显示信

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号；S1、S3、S5、S7为小车在以上各个工位的控制显示灯；SB1、SB2、SB3、SB4为每个工位的呼叫开关。SB2为小车正向运行在工位S1和小车反向运行在工位S3处的定位按钮；以此类推。四个深绿色方块为分别为S1、S3、S5、S7工位处的检测元件发光二极管和光敏三极管的组合单元，其中两红色方块和小车方块上的一红色条意为他们之间进行交换的光束；在长方形块中，蓝色的方块为运行的小车。

图5 光电开关对应的寄存器

M0.0导通后，分别将S1、S3、S5、S7所对应的光电开关首先放入寄存器VB100中，

上图仅为1号位置和2号位置所对应的，3,、4号位置放入寄存器的方法类似。I0.2为1号位光电开关导通时，将1号位的值放入寄存器VB100。

图6 按钮位对应的寄存器

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图6为当1、2号呼叫按钮开关任一导通时，将所在呼叫位的值放入寄存器VB110，其他位置的呼叫也如同此法。例如，当2号位发出呼叫请求时，I1.0导通，同时1、3、4的呼叫为所对应的I0.7、I1.1、I1.2均为断开，对于I0.7具有互锁功能。

图7 寄存器比较

小车所在位存入寄存器VB100，呼叫按钮位的呼叫信号存入寄存器VB110，利用比较指令将VB100与VB110进行比较，如果VB110大于VB100则Q1.0启动，即小车右行并到达所呼按钮所在位并且所在位置的指示灯亮，如果VB110小于VB100则 Q1.1启动，小车左行，同时到达所在位后该位指示灯亮。同样，在此语句中Q1.0与Q1.1也具有互锁功能。

关闭“启动”开关，自动输送装车的整个系统停止运行。自动装车系统的梯形图程序如附录Ⅰ所示

5、小车定位系统监控界面的设计 5.1 组态软件的概述

(1)方便实用的工程管理 组态王6.53提供方便实用的管理工具——工程管理器。工程管理器是一个独立的可执行文件，用来管理本机的所有组态王工程，可以实现工程的压缩备份，备份恢复，数据词典的导出导入，实现开发和运行系统的切换等。

(2).集成的开发环境 最新设计的组态王工程浏览器为用户提供了便利的集成开发环境。工程设计者可以在工程浏览器中查看工程的各个部分，可以查看画面、数据库、配置通讯驱动程序、设计报表；可以完成系统的大部分配置。 工程浏览器采用树形结构，操作简单方便，容易接受。在工程浏览器中，用户也可以方便地切换到组态王开发环境和运行环境。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8lif.html