小车直线往返运动 定位控制 plc程序设计

小车直线往返运动 定位控制 plc程序设计 大学专业课程实践训练 摘 本实验运用PLC技术通过西门子S7-200仪器来实现的。具体是由四个传感器、四个控制开关通过网络程序完成的。实验包括了PLC编程、西门子运用及现场操作等各方面知识。本设计是针对现代自动配货、配料运输等工业生产和商业运营的社会需求，设计一种小车直线定位控制系统。 关键词:PLC技术 西门子 PLC可编程控制 程序网络梯形图 大学专业课程实践训练 目 录 大学专业课程实践训练 , 选题背景及意义 1.1 选题背景 随着智能机器人技术、汽车工业的迅速发展，关于智能小车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究，可见其研究意义很大。智能小车，也成轮式机器人，是一种以电子为背景，涵盖智能控制、模式识别、传感技术、电子电气、计算机、机械等多学科的科技创新性设计。一般主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。本设计就是在这样的背景下提出来的，设计的小车自动往返运动应该能够实时循环运动和制动等功能。 1.2 选题意义 为了使设计更为贴近生活，里面囊括了两个方面:一个是小车直线自动往返运行，这个设计在生活中一般被用在现代自动配货、配料运输等工业生产和善业运营中，目前已经成为了生活生产中不可或缺的一个设计。我们正在逐渐的完善它使其效率更高。另一个设计是小车制动控制，这个课题本身也是与生活息息相关的，对工业生产和商业运营来说是非常重要的因素。在这里我们研究的只是简单地控制，是为我们以后的学习做个垫脚石。只有我们学好的基础，以后工作中才可以不断的改进和研发。基于这些因素，这次设计课题是非常有意义的。 大学专业课程实践训练 2 PLC简介 2.1 PLC概述 可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。 2.1.1 PLC的由来 在60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即: (1)编程方便，现场可修改程序; (2)维修方便，采用模块化结构; (3)可靠性高于继电器控制装置; (4)体积小于继电器控制装置; (5)数据可直接送入管理计算机; (6)成本可与继电器控制装置竞争; (7)输入可以是交流115V; (8)输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等; (9)在扩展时，原系统只要很小变更; (10)用户程序存储器容量至少能扩展到4K。 1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。 这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。1973年，西欧国家也研制出它们的第一台PLC。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应用。 2.1.2 PLC的工作原理 大学专业课程实践训练 当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段， 可编程逻辑控制器即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 输入采样阶段 在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。 2.2西门子S7-200 2.2.1 西门子S7-200简介 西门子公司生产的S7-200小型PLC在我国工业控制方面有着广泛的应用，并受到广大电气工程人员的青睐，随着可编程控制器在各行各业的广泛应用，各种有关可编程控制器的书籍大量涌现，但是不少人在看了很多书之后，在真正进行编程的时候往往还是束手无策，不知从何下 大学专业课程实践训练 手，其原因是什么呢,那就是缺少一定数量的练习。如果只靠自己苦思冥想，则结果往往收效甚微，而学习和借鉴别人的编程方法不乏是一条学习的捷径。笔者编写这本书的目的就是，在读者已经掌握可编程控制器基础知识的前提条件下，为读者提供一个快速掌握PLC编程方法的学习捷径，达到抛砖引玉的目的。 2.2.2 西门子S7-200的主要技术指标 西门子S7-200的主要技术指标如2-1所示 表2-1 西门子S7-200的主要技术指标 技术规范 CPU 224 CPU 224XP 集成的数字量输入/ 输出 14 入/10 出 14 入/10 出 可连接的扩展模块数量 (最大) 7 7 最大可扩展的数字量输入/ 输出范围 168 168 最大可扩展的模拟量输入/ 输出范围 35 35 用户程序区 8 KB 12 KB 数据存储区 8 KB 10 KB 数据后备时间 (电容) 100 小时 100 小时 后备电池 (选件) 200 天 200 天 编程软件 Step 7-Micro/WIN Step 7-Micro/WIN 布尔量运算执行时间 0.22 μs 0.22 μs 标志寄存器/计数器/定时器 256/256/256 256/256/256 高速计数器 6 个30 KHz 6 个100 KHz 高速脉冲输出 2 个20 KHz 2 个100 KHz 通讯接口 1 个RS-485 2 个RS-485 外部硬件中断 4 4 模拟电位器 2 个8 位分辨率 2 个8 位分辨率 实时时钟 内置时钟 内置时钟 外形尺寸 (长 X 宽 X 高, mm) 120.5 x 80 x 62 120.5 x 80 x 62 大学专业课程实践训练 3 小车自动往返运动 3.1 主要任务 当按下第一站按钮时，小车开始运行，所经过指示灯亮，当按下第四站按钮，小车反向运行。当小车经过第一和第四个传感器时，小车也要反向运行。当按下第二站按钮时，小车停止运行。在没按停止按钮时，小车自动往返运行。 3.2 设计内容 3.2.1 小车运行模拟图 小车运行模拟图如图3-1所示 图3-1 小车运行模拟图 位置传感器:CMCH KJN5002A;功能:检测小车是否经过某一站。 继电器:JZX-18FF，DC24V;功能:根据输入信号，来接通或断开小电流控制电路，实现控制和保护的自动控制系统。 电机:ZGA37F104i，DC24V，30rpm，带减速器直流电机;功能:带动小车运行。 3.2.2 主电路图 设计主电路图如图3-2所示 大学专业课程实践训练 24V MZMF +MOTOR A - MZMF 图3-2 设计主电路图 3.2.3 PLC引脚接线表格 引脚接线表格如表3-1所示 表3-1 引脚接线表格 输入信号 输出信号 信号元件及作用 PLC输入口地址 信号元件及作用 PLC输出口地址 第一站按钮SB1 I0.0 第一站指示灯LB1 Q0.0 第二站按钮SB2 I0.1 第二站指示灯LB2 Q0.1 第三站按钮SB3 I0.2 第三站指示灯LB3 Q0.2 第四站按钮SB4 I0.3 第四站指示灯LB4 Q0.3 电磁传感器SY1 I0.4 左行指示灯LF Q0.4 大学专业课程实践训练 电磁传感器SY2 I0.5 右行指示灯LZ Q0.5 电磁传感器SY3 I0.6 电机右行继电器MZ Q0.6 电磁传感器SY4 I0.7 电机左行继电器MF Q0.7 接0V DC 1M 接24V DC 1L、2L 3.2.4 PLC接线图 设计所用PLC接线图如图3-3所示 图3-3 PLC接线图 3.2.5 设计梯形图 设计梯形图如图3-4至图3-9所示 大学专业课程实践训练 图3-4 小车直线往返运动网络1 图3-5 小车直线往返运动网络2 图3-6 小车直线往返运动网络3 图3-7 小车直线往返运动网络4 图3-8 小车直线往返运动网络5 大学专业课程实践训练 图3-9 小车直线往返运动网络6 大学专业课程实践训练 4 小车定位控制 4.1 主要任务 按下第一站按钮，小车开始运行，同时在第二站和第三站之间做往返运动， 计数器计数五次后，小车运行至第一站处。当小车在第二站和第三站运行时，按下第四站按钮，小车停止在其中任何位置。 4.2 设计内容 4.2., PLC接线图 设计所用PLC接线图如图4-1所示 图4-1 PLC接线图 4.2.2 设计梯形图 设计梯形图如图4-2至图4-5所示 大学专业课程实践训练 图4-2 小车定位控制网络1 图4-3 小车定位控制网络2 图4-4 小车定位控制网络3 大学专业课程实践训练 图4-5 小车定位控制网络4 大学专业课程实践训练 结 论 小车自动往返运动的这个设计是结合生活中常用的实例而来进行的。他的研究和设计不仅和生活息息相关，也是对我们掌握的知识的一个汇总，其中涉及PLC控制、西门子S7-200的应用以及网络编程等各方面知识。 小车自动往返的设计主要是通过网络程序来控制小车完成自动循环往返运动，其中继电器是反应数据的根本依据。设计说明了小车可以在指定程序下完成自动直线循环往返运动，并且可以手动急停。 小车制动控制的程序设计是通过计数器计数，使小车在完成指定任务后回到某一指定位置。该设计说明了小车在一定的程序下可以通过时间控制使其完成某一任务后按要求精确地回到指定位置，同时也可以手动急停。 大学专业课程实践训练 参考文献 [1] 方承远.工厂电气控制技术[M].北京:机械工业出版社,2000. 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[8] 戴一平(可编程控制器技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2004. 下面是赠送的励志散文欣赏，不需要的朋友下载后可以编辑删除～～上面才是您需要的正文。 十年前，她怀揣着美梦来到这个陌生的城市。十年后，她的梦想实现了一半，却依然无法融入这个城市。作为十年后异乡的陌生人，她将何去何从, 笔记本的字迹已经模糊的看不清了，我还是会去翻来覆去的看，依然沉溺在当年那些羁绊的年华。曾经的我们是那么的无理取闹，那么的放荡不羁，那么的无法无天，那么轻易的就可以抛却所有去为了某些事情而孤注一掷。 而后来，时光荏苒，我们各自离开，然后散落天涯。如今，年年念念，我们只能靠回忆去弥补那一程一路走来落下的再也拾不起的青春之歌。从小，她就羡慕那些能够到大城市生活的同村女生。过年的时候，那些女生衣着光鲜 大学专业课程实践训练 地带着各种她从来没有见过的精致东西回村里，让她目不转睛地盯着。其中有一个女孩是她的闺蜜，她时常听这个女孩说起城市的生活，那里很繁华，到处都是高楼大厦，大家衣着体面……这一切都是她无法想像的画面，但是她知道一定是一个和村子截然不同的地方。她梦想着有一天能够像这个闺蜜一样走出村子，成为一个体面的城市人。 在她十八岁那年，她不顾父母的反对，依然跟随闺蜜来到了她梦想中的天堂。尽管在路途中她还在为父母要和她断绝关系的话感到难过，但是在她亲眼目睹城市的繁华之后，她决心要赚很多钱，把父母接到城市，让父母知道她的选择是正确的。 可是很快，她就发现真实的情况和她想象的完全不一样。闺蜜的光鲜生活只是表面，实则也没有多少钱，依赖于一个纨绔子弟，而非一份正当的工作。而她既没有学历、又没有美貌，也不适应城市生活，闺蜜也自顾不暇，没有时间和多余的钱帮助她。这样的她，连生活下去都成问题，更别说赚大钱了。倔强的她没有因此放弃，而是更加坚定要作为一个异乡人留在这里打拼，相信自己一定可以实现梦想。 一开始，她只能做清洁工、洗碗工等不需要学历的工作，住在楼梯间，一日三餐只吃一餐。周围的人对于一个年轻女孩做这类型工作都会投以异样的眼光，在发现她一口乡音的时候就立即转为理所当然的表情。自尊心强的她受不了这两种目光，在工作的时候默默地留意城市人说话的语音语调，和内容。 当她做到说话的时候没有人能听出她来自乡下的时候，她开始到各家小企业应聘。虽然她应聘的岗位都是企业里最基层的职位，但是她依然到处碰壁。 大学专业课程实践训练 最后终于有一家企业愿意聘用她，但是工资只有行情的一半，而且工作又多又累。尽管如此，她还是签了上班了。她每天都要战战兢兢地等待同事们的叫唤，偷偷地观察别人，谦卑地请教别人关于工作上的问题。也许是她的态度良好，工作尽责，同事们都愿意在空闲的时候教她一些东西，让她受益匪浅。她一天一天地学习着、进步着，慢慢脱离了以前乡下的生活，一步一步地走进城市。 十年后，她已经是企业里的第二把手，深得老板器重。谁也想不到十年前的她不过是一个刚从乡下出来的农村女孩。现在的她有着高收入，有车有房，但是她并不快乐。因为五年前她在乡下的父母去世了，邻居联络不到她。直到两年前她事业有成之后回乡接父母才知道这件事。在乡下，待在没有父母的家里时，衣着光鲜的她和周围的环境格格不入。所以她很快回到了城市，重新投入工作，却越来越空虚。因为她这十年来所付出的一切都是为了父母，如今父母不在了，她也失去了快乐。 她原以为十年的时间能够让她彻底变成一个城市人，但是她没有想到她十年后依然是异乡的陌生人，无法和父母一起在城市有一个家，依旧孤零零地在城市里寂寞着>>>>>>指尖的香烟 烟草的气味，不知什么时候就开始蔓延。如同那阵阵袭来的压抑，慢慢侵蚀我们唯留的一点点青春笑颜。黑板的一角，突然就被罗列出来一小块着距离某一个日子还余下的天数。接下来的生活，便因那个倒计时的数字，变得更加麻木。 而我们却还那么无所事事的躺在校园的花丛中，看透过树荫外的天空。阳光在那个时候似乎也忘记了灼伤我们，就任凭我们一天天的观望。应该说， 大学专业课程实践训练 那些空洞苍白的日子，是我们彼此撑过来的吧。我们就那么一天天的一起观望天空，一起想象以后的日子，一起数着教学楼房顶的鸽子。像是在等待世界末日来临前一定要把一切观够般，校园里有几棵榕树，哪棵树上断了一枝，哪棵树上有个经年的鸟窝，我们都清清楚楚。那时的我们就这么天真，虽然明知某一天很快就会到来。我在想，那时我们还是个孩子吧…… 而好的孩子是不会抽烟的，那么，我们应该是一群坏小孩。我们都那么无以复加的喜欢看指尖的烟雾，因为那些弥漫的感觉就如十八岁那一年的年华。我们一无所有。 >>>>>>后校门的铁门 那时的我们总是若飞鸟般渴望外界，而学校却如同囚笼，囚禁着我们一切的希望与自由。那些保安的可恶嘴脸我们曾一起尝试过多少次。而后来，我们终于屈服了，开始另辟蹊径。或寵信许上苍还是垂青我们的吧，让我们这群叛逆的孩子发现了那扇锈迹斑斑的铁门。 翻越铁门成了我们最开心的事，校服被挂破了，我们还在下面没心没肺的笑。仿佛铁门的另一边就是腾格里的长生天，而里面，便是炼狱。有人说过，世上本没有路，走的人多了也就成了路。锈迹班班的铁门成了我们通往外界的坦途。 当重新翻开记忆，想起那段飞檐走壁的日子，突然就开心的笑起来。只是不知道挂在铁门上的校服裂布，是否在经历了岁月洗礼后，还像以往一样招摇。就如同当年的我们，散落以后，如今真的很想知道各自到底过的好吗, 大学专业课程实践训练 >>>>>>一路公交车的尽头 中秋佳节演讲词推荐 中秋,怀一颗感恩之心》 老师们,同学们: 秋浓了,月圆了,又一个中秋要到了!本周日,农历的八月十五,我国的传统节日——中秋节。中秋节,处在一年秋季的中期,所以称为“中秋”,它仅仅次于春节,是我国的第二大传统节日。 中秋的月最圆,中秋的月最明,中秋的月最美,所以又被称为“团圆节”。 金桂飘香,花好月圆,在这美好的节日里,人们赏月、吃月饼、走亲访友……无论什举形式,都寄托着人们对生活的无限热爱和对美好生活的向往。 中秋是中华瑰宝之一,有着深厚的文化底蕴。中国人特别讲究亲情,特别珍视团圆,中秋节尤为甚。中秋,是一个飘溢亲情的节日;中秋,是一个弥漫团圆的时节。这个时节,感受亲情、释放亲情、增进亲情;这个时节,盼望团圆、追求团圆、享受团圆……这些,都已成为人们生活的主旋律。 同学们,一定能背诵出许多关于中秋的千古佳句,比如“丼头望明月,低头思故乡”、“但愿人长丽,千里共婵娟”、“海上生明月,天涯共此时”……这些佳句之所以能穿透历史的时空流传至今,不正是因为我们人类有着的共同信念吗。 大学专业课程实践训练 中秋最美是亲情。一家人团聚在一起,讲不完的话,叙不完的情,诉说着人们同一个心声:亲情是黑暗中的灯塔,是荒漠中的甘泉,是雨后的彩虹…… 中秋最美是思念。月亮最美,美不过思念;月亮最高,高不过想念。中秋圆月会把我们的目光和思念传递给我们想念的人和我们牵挂的人,祝他们没有忧愁,永远幸福,没有烦恼,永远快乐! 一、活动主题:游名校、赏名花,促交流,增感情 二、活动背景:又到了阳春三月,阳光明媚,微风吹拂,正是踏青春游的好时节。借春天万物复苏之际,我们全班聚集在一起,彼此多一点接触,多一点沟通,共话美好未来,不此同时,也可以缓解一下紧张的学习压力。 相信在这次春游活劢中,我们也能更亲近的接触自然,感悟自然,同时吸收万物之灵气的同时感受名校的人文气息。 三、活动目的: 1. 丰富同学们的校园生活,陶冶情操。 2. 领略优美自然风光,促进全班同学的交流,营造和谐融洽的集体氛围。 3. 为全体同学营造一种轻松自由的气氛,又可以加强同学们的团队意识。 4. 有效的利用活劢的过程及其形式,让大家感受到我们班级的发展和进步。 四、活动时间:XX年3月27日星期四 五、活动参与对象:房产Q1141全体及“家属” 六、活动地点:武汉市华中农业大学校内 七、活动策划: 大学专业课程实践训练 1、27日8点在校训时集吅,乘车 2、9点前往华农油菜基地、果园,赏花摄影 喜欢一个人或许真的没有理由吧，这个不清楚。但是我们都很清楚的是那一年我们突然就喜欢干一件让老师头痛的事情——逃课。焦躁的日子总会被我们颠覆。那个倒计时牌将我们压得喘不过起来的时候，我们便开始逃避，随心所欲的上课法成了那时我们唯一的乐趣。一群大小孩，就这样开始了交接班式的逃课。 我们已经很轻易的就可以越过那扇希望之门。而门外，那一路公车就成了我们的生命线。 喜欢一直坐公车直到尽头，喜欢尽头的那条马路，喜欢那条马路边的一簇簇绿茵。那里没有城市的拥挤与喧嚣，那里很安静，那里是适合我们这群人的地方。我们一起看那些碎碎的阳光的透过叶缝，斑驳成一片片流光。如同那时盲目和麻木的我们，只能透过一些校规的末节去瞻仰外面的世界。记得那时有人说过，我们的生活如同狗一样，被人牵着。说完这话，我们竟没有一个人笑的出。 一些事情， 你愈是去遮掩愈是容易清晰， 原本以为的瞒天过海， 结果却是欲盖弥彰。 一如我， 青春流连的记忆。 大学专业课程实践训练 组长:金雄 成员:吴开慧 2、安全保卫组:负责登记参加春游的人数,乘车前的人数的登记,集体活劢时同学的诶假的审批,安全知识的培训不教育,午餐制作的人员分组 组长:徐杨超 成员:王冲 3、食材采购组:根据春游的人数和预算费用吅理购买食材 组长:胡晴莹 成员:何晓艺 4、活劢组织组:在车上、赏花期间、主要是做饭完后的集体活劢期间的活劢的组织 组长:武男 成员:冯薏林 5、厨艺大赛组织组:负责指导各个小组的午餐的准备,最后负责从五个小组里推荐的里面选出“厨王”，厨王春游费用全免， 组长:朱忠达 成员:严露 6、财务组:负责财务的报账及最后的费用的收取,做好最后的决算向全班报告 组长:杨雨 7、督导组:负责检查各组的任务的完成及协调各小组的任务分工 组长:叶青青 大学专业课程实践训练 【注】以上只是大致的责任定岗,组长负主责,各小组要相互配吅,相互帮劣 发挥你们的聪明才智去认真完成任务