布料小车程序设计

课程设计（说明书）

题目：布料小车程序设计

设计名称：机电传动控制

班级学号：12101231

学生姓名： 白鑫 

指导教师： 郭太君

2015年6月19日

 “机电传动控制”课程设计任务书

第十六组

1．设计题目：布料车程序设计

2．设计内容：

    1）完成《课程设计指导书》所要求的控制。

2）按停止按钮，完成当前循环后再停。

3）按复位按钮，立即返回原位停止。

4）要求可以实现手动、自动。

3．设计要求：

1）画出端子分配图和顺序功能图。

2）设计并调试PLC控制梯形图。

3）设计说明书

4．进度安排：

1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案。       1天

2）PLC梯形图设计与调试。                       3天

3）说明书撰写。                                 0.5天

4）答辩。                                       0.5天

指导教师：              

      专业负责人：

主管院长：               年   月   日

 0  前言

工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。

    我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。

众所周知，从20世纪60年代开始，西方国家就依靠技术进步（即新设备、新工艺以及计算机应用）开始对传统工业进行改造，使工业得到飞速发展。20世纪末世界上最大的变化就是全球市场的形成。全球市场导致竞争空前激烈，促使企业必须加快新产品投放市场时间（Time to Market）、改善质量（Quality）、降低成本（Cost）以及完善服务体系（Service），这就是企业的T.Q.C.S.。虽然计算机集成制造系统

（CIMS）结合信息集成和系统集成，追求更完善的T.Q.C.S.，使企业实现“在正确的时间，将正确的信息以正确的方式传给正确的人，以便作出正确的决策”，即“五个正确”。然而这种自动化需要投入大量的资金，是一种高投资、高效益同时是高风险的发展模式，很难为大多数中小企业所采用。在我国，中小型企业以及准大型企业走的还是低成本工业控制自动化的道路。

本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。

1、 课程设计的任务和要求

1.1   课程设计的任务

布料车的工作行程按照“进二退一”的方式往返行驶于八个光电开关之间。布料车由三相交流异步电机驱动。

1）完成“进料、布料车按照图示要求动作、”的控制循环。

2）按停止按钮，完成当前循环后再停。

3）按复位按钮，立即返回原位停止。

4）要求可以实现手动、自动。

  工艺流程图：

图1 布料车工作示意图

2、 总体设计

 2.1   PLC选型

   选择S7-200系列的PLC作为布料车程序设计控制的主机，选用CPU226 AC/DC/继电器。

   基本参数如下：

100—230V AC电源；

20.4至28V DC输入；

继电器输出；

本机集成24输入/16输出；

共24个数字量I/O点；

可连接7个扩展模块；

最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点；

13Ｋ字节程序和数据存储空间；

６个的30KHZ高数计数器；

2个的20KHZ高数脉冲输出；

具有PID控制器。

2.2   PLC端子接线

（1） 布料车程序设计总共有16个输入点，两个输出点。

（2） 启动：按下I0.1用于布料车的初始工作状态。

      停止：按下I1.7使布料车停止工作。

      复位：按下I1.4实现复位控制。

      手动：按下I1.1运行手动子程序，I1.5控制左行，I1.6控制右行。

      连续：I1.3控制程序连续运行，I1.2控制单周期运行

（3）I/O端口分配图

 图2    Ｉ/O端口分配图

3、  PLC程序设计

    3.1  设计思想

    本组是第十六组，设计题目是布料车程序设计。首先应确定输入输出元件，由此来选择PLC的总点数，以便于画出PLC的I/O端口分配图。

    由以上小车流程图知，小车需要往返于八个光电开关之间，其八个光电开关属于输入；右行和左行分别由电动机的正传和反转来控制，其电机的正传反转属于输出。

    除此之外，还需要对小车的启动和停止进行控制，分别用启动按钮SB1和停止按钮SB2来控制。

    要求按下停止按钮，小车完成当前循环以后再停止；按下复位按钮，小车立即停止在初始步，所以还需要加一个复位按钮。

    小车要满足手动、单周期、循环的控制要求，所以还需要一个旋钮开关。此旋钮开关打到手动时，按下手动按钮，小车完成当前步后停止，用以进行程序的调试；将旋钮开关打到单周期的位置，小车完成当前循环后返回到初始步；同样，当把旋钮开关打到连续循环处，小车周而复始的运行，直到按下停止按钮后，小车完成当前循环后再停止。

    由所给的顺序流程图，分析以上控制要求，画出顺序功能图，由功能图画出梯形图，需要指出的是，按停止按钮，复位按钮，手动程序在功能图中无法显示，需要在程序开始前或者结束后加以体现。由梯形图写出语句表程序

3.2   顺序功能图

图3  顺序功能图

3.3   PLC梯形图

             图4   主程序

图5   公用程序

图6  自动子程序

图7  复位子程序

                     图8  手动子程序

4、 程序调试说明

1） 自动运行：在仿真软件中装载程序，打开I0.0，I.01按钮，运行程序。打开I1.2控制单周期运行，输出Q0.0右行。到达I0.3位置输出Q0.1左行，到达I0.2位置，输出Q0.0右行。如此往复一周后，到达I0.1处停止。打开I1.3控制循环运行，过程同上，运行一周后，程序自动进入下一周期，往复循环，直到停止。

2)  手动运行：装载程序，打开I0.0，I0.1按钮，运行程序。打开I1.1手动按钮，按下I1.6，输出Q0.0右行，关闭I1.6。到达I0.3处停下。按下I1.5，输出Q0.1左行，关闭I1.5。到达I0.2处停下。如此反复运行。

3） 复位控制：在程序自动运行时，按下I1.4复位按钮，立刻输出左行，直到I0.1处时停下待机。

4） 停止控制：程序自动运行时，按下I1.7停止按钮，小车运行完当前周期回到I0.1处停下待机。

注： 限位开关I0.1—I1.0在仿真调试时，需要手动控制。

     手动左行，右行开关为按钮式，闭合一下就断开。

5、 课程设计总结

   两周的课程设计又部就这样结束了，通过这车课程设计使我又近一步了解机电传动的重要性，对着门课程的知识又学会了很多。特别对PLC的功能学会了很多，开始的的时候还不知道PLC怎么运行的现在都知道了。

    通过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

    通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。

    通过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。 

虽然本次课程设计是要求自己完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题

在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。

6、 参考文献

1 陈白宁,段智敏,刘文波. 《机电传动控制工程》 沈阳：东北大学出版社，2008

2 陈白宁,段智敏. 《机电传动控制》课程设计指导书

3 李序葆.  《电力电子器件及其应用》 北京：机械工业出版社，1996

4 李忠高.  《控制电机及其应用》 武汉：华中工学院出版社，1998

5 丁道宏.  《电力电子技术》 北京：人民邮电出版社，1999