基于PLC的小车自动往返运动控制新版系统.doc

第一章 概述

1完成此次循环工作后，停止在最初位置。其运动路线示意图以下图1-1所表示。

图1-1 小车运动路线示意图

第二章 硬件设计

2.1 主电路图
图2-1为小车循环控制主电路原理图。该电路图利用两个接触器主触点KM1、KM2分别接至电机三相电源进线中，其中相对电源任意两相对调，即可实现电机正反转，也可达成小车左右运行目标。假设接通KM1为正转（小车右行），则接通KM2为反转（小车左行）。

图2-1小车循环控制主电路原理
2.2 I/O地址分配
如表2-1为小车循环运动PLC控制I/O分配表。在运行过程中，这些I/O口分别起到了控制各阶段输入和输出作用，而且也使小车控制过程更清楚明了，动作和结果显示愈加方便直接。
表2-1
输入
输出
I0.0
行程开关SQ1
Q0.0
右行
I0.1
行程开关SQ2
Q0.1
左行
I0.2
行程开关SQ3

I0.3
行程开关SQ4

I0.4
过载FR

I0.5
开启SB1

I0.6
停止SB2

2.3 I/O接线图
图2-2为小车循环运动PLC控制I/O接线图。在进行调试过程时，在PLC模块上，当I0.0有输入信号，即按下SQ1；当I0.1有输入信号，也即按下SQ2，以这类推，I/O接线图就是把实际开关信号变成调试时输入信号。同理，输出信号也是利用PLC模块把小车实际运动用Q0.0、Q0.1状态表现出来。

图2-2小车循环运动PLC控制I/O接线图
2.4 元件列表
如表2-2为小车循环运动PLC控制元件列表。在此次设计中就是利用这些元件，用若干导线连接起来组成了我们需要原理图、I/O接线图。
表2-2
序号
代号
名称
型号
数量
1
M
三相异步电机
J02-22-4,1.5kw 1410转/分，380V，3.49安
1
2
QS
空气开关
DZ47-3P
3
3
FR
热继电器
JR36-20
1
4
CPU
PLC处理器
CPU222
1
5
KM
交流接触器
CJX2-09
2
6
SB
按钮
ＬＡＹ８
2
7
SQ
行程开关
ＬＸＫ２
4
8
FU
熔断器
RT16-20
4
9
L
导线

若干
第三章 软件设计

3.1 程序步骤图
图3-1为小车循环运动PLC控制程序步骤图。小车在一个周期内运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下开启按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成此次循环工作后，停止在最初位置。
首先小车在初始位置，按下SB1开启后，小车向右行驶；当碰到行程开关SQ4，小车转向，向左行驶；碰到行程开关SQ2，小车再一次转向，向右行驶；碰到行程开关SQ3，小车又向左行驶，直到再次碰到SQ1，然后开始依次循环以上过程。若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动，若此时按下停止按钮SB2，小车又碰到行程开关SQ1，则小车回到初始位置。

图3-1小车循环运动PLC控制程序步骤图
3.2 梯形图
图3-2为小车循环运动PLC控制梯形图，此设计根据以下程序运行，以实现在生产流水线上一辆自动控制小车运动。其中，小车在一个周期内运动有4段组成。设小车最初在左端，当按下开启按钮，则小车自动循环工作，若按下停止按钮，则小车完成此次循环工作后，停在初始位置。

图3-2 小车循环运动PLC控制梯形图

3.3 STL指令
以下为图3-2梯形图对应指令程序：
Network 1
// 开启
LD I0.5
O M0.0
AN M1.0
AN I0.4
= M0.0
Network 2
// 左行
LD I0.0
O M0.1
O M0.3
AN I0.3
AN M0.5
= M0.1
Network 3
// 右行
LD I0.3
O M0.2
O M0.5
AN M0.3
AN I0.0
= M0.2
Network 4
// 循环
LD M0.0
LPS
AN Q0.1
AN M0.2
A M0.1
= Q0.0
LPP
AN Q0.0
A M0.2
AN M0.1
= Q0.1
Network 5
LD I0.1
A M0.4
= M0.3
Network 6
LD I0.3
O M0.4
AN M0.3
= M0.4
Network 7
LD I0.2
A M0.6
= M0.5
Network 8
LD I0.3
O M0.6
AN I0.0
= M0.6
Network 9
LD I0.6
O M0.7
AN M1.0
= M0.7
Network 10
LD M0.7
A I0.0
= M1.0

3.4 程序分析
运行过程：首先按下按下I0.5（即开启按钮SB1闭合），开启程序，中间继电器M0.0接通，常开触点闭合且实现自锁；接着按下I0.0(即小车碰到行程开关SQ1)，则网络2中，中间继电器M0.1接通，常开触点闭合且实现自锁，此时运行网络4（循环），则此时Q0.0有输出，状态指示灯亮，即小车向右行驶，因为网络4设置了互锁，此时向左行驶线路断开；接着按下I0.3(即小车碰到行程开关SQ4)，则网络3中，中间继电器M0.2接通，常开触点闭合且实现自锁，同时在网络6里中间继电器M0.4和网络8里中间继电器M0.6也得电，且全部实现自锁。此时运行网络4（循环），则此时Q0.1有输出，状态指示灯亮，即小车向左行驶，因为网络4设置了互锁，此时向右行驶线路断开；这时按下I0.1（即小车碰到行程开关SQ2），中间继电器M0.4常开触点已闭合，此时中间继电器M0.3线圈带电，常开触点闭合，在网络2中，使中间继电器M0.1线圈再次得电且自锁，再次运行至网络4，则此时Q0.0有输出（状态灯亮），小车向右行驶；当按下I0.2（即小车碰到行程开关SQ3），中间继电器M0.6常开触点已闭合，则此时中间继电器M0.5线圈带电，常开触点闭合，则程序运行至网络3，可再次实现中间继电器M0.2线圈带电且自锁，则程序再次运行至循环网络4，使Q0.1有输出，实现小车左行。依次进行如上循环，实现小车自动循环工作过程。若电机过载则热继电器常闭触点断开，即I0.4断开，此时程序中止，电机立即停止。
停止过程：当按下I0.6,即按下停止按钮SB2，程序运行至网络9，此时中间继电器M0.7线圈得电，并实现自锁，程序接着运行至网络10，若此时不按下I0.0（即小车不碰到行程开关SQ1），则小车并不停止运动，且继续之前路线，只有按下I0.0（即小车碰到行程开关SQ1），才能实现本程序停止，即小车停止在初始位置。也即实现了本设计所要实现功效，当按下停止按钮，小车完成此次循环工作后，停止在初始位置。