1、<p>　　課 程 設 計 說 明 書</p><p><b>　　題目：運料小車控制</b></p><p>　　系 、 部： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師：

2、 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級： </p><p><b>　　引言</b></p><p>　　可編程控制器（programmable logic contr

3、oller, PLC ）是一種以微型計算機為核心的通用工業(yè)控制器。它是繼承了繼電器控制器裝置的部分突出性能，并與現(xiàn)代的計算機技術(shù)和通行技術(shù)結(jié)合為一體，代表了當前電器控制技術(shù)的世界先進水平。本文闡述了運料小車的PLC控制，通過PLC發(fā)送脈沖控制步進電機運行，對特殊計數(shù)器D8170的控制實現(xiàn)小車控制的一些基本思路和方法，介紹了關(guān)于PLC工作特點及運行原理，以及介紹了信捷可編程控制器系列的XC系列 PLC控制器主要功能模塊及應用。XC不僅編

4、程簡單，通用性強，抗干擾能力強，可靠性高，而且具有易于操作及維護，設計、施工、調(diào)試周期短等優(yōu)點。 </p><p>　　設計要求及工作原理說明</p><p><b>　　1.1設計要求</b></p><p>　　通過PLC控制步進電機帶動絲桿實現(xiàn)以下效果：</p><p>　　運料小車從原點出發(fā)運料至工位1，到工位1

5、處停留5秒卸料，卸料料后返回原點，在原點停留3秒重新裝料，裝料完畢運行至工位2，到工位2后停留5秒卸料，卸料料后返回原點，在原點停留3秒，重復以上步驟 ，要求循環(huán)次數(shù)可以設定。小車運行不能至左限位左側(cè)和右限位右側(cè)位置。（在圖中只有左右限位及原點處有接近開關(guān)，給步進電機發(fā)60個脈沖小車前進3mm,各個工位間距均為90mm），按下啟動鍵小車自動回到原點，只按一次暫停小車停止，再按啟動小車繼續(xù)暫停前的動作，連續(xù)按下2次暫停小車返回原點停止，按

6、下停止小車完成當前循環(huán)返回原點停止。能夠通過手動靈活控制小車在工位之間運動。</p><p><b>　　1.2工作原理說明</b></p><p>　　用PLC產(chǎn)生固定的脈沖來控制步進電機運動，從而實現(xiàn)步進電機定向定位移的移動，使用定時器控制小車裝料和卸料時間，計數(shù)器控制小車運行的循環(huán)次數(shù)以及暫停鍵控制次數(shù)來判斷系統(tǒng)下一步動作，采用自鎖互鎖等控制實現(xiàn)小車按照設定方案

7、運行。</p><p><b>　　軟件與硬件選擇</b></p><p>　　軟件：信捷PLC編程軟件：XCPPro 3.3h</p><p>　　硬件：機信捷PLC，接近開關(guān)，按鈕，步進電機，步進驅(qū)動器，開關(guān)電源,絲桿和導線，觸摸屏。</p><p><b>　　2.1步進電機選型</b><

8、;/p><p>　　根據(jù)實現(xiàn)要求，供電電壓等各方面要求選著步進電機型號為：型號35HB26-076</p><p><b>　　圖2-1步進電機</b></p><p>　　2.2步進驅(qū)動器選型</p><p>　　根據(jù)驅(qū)動電機型號以及要實現(xiàn)的控制要求選著步進電機驅(qū)動器型號為：DP-153/DP-153-L</p>

9、;<p><b>　　2.3PLC選型</b></p><p>　　根據(jù)輸入輸出點數(shù)分配要求以及系統(tǒng)要實現(xiàn)的控制功能（能發(fā)出脈沖控制步進電機正反轉(zhuǎn)）要求選擇信捷PLC型號為：XC2-32R/T/RT-E/C</p><p><b>　　2.4接近開關(guān)選型</b></p><p>　　接近開關(guān)選擇型號為：E2K

10、-X</p><p><b>　　2.5按鈕選型</b></p><p>　　根據(jù)控制要求選著開關(guān)型號為：柱形塑料前圈自復按鈕塑料中座一常開觸點開關(guān)按鈕</p><p><b>　　2.6開關(guān)電源選型</b></p><p>　　根據(jù)輸入輸出電壓電流要求選著開關(guān)電源型號為:A-75M-24</

11、p><p><b>　　2.7 觸摸屏選型</b></p><p><b>　　三．主接線 </b></p><p>　　主接線如圖3-1所示</p><p><b>　　圖3-1 主接線</b></p><p><b>　　硬件控制思路：<

12、/b></p><p>　　由開關(guān)電源供電，通過按鈕和觸摸屏控制控制plc的輸入，通過plc的輸出端作為步進驅(qū)動器的輸入，步進驅(qū)動器控制步進電機動作。</p><p>　　四．PLC的I/O分配</p><p>　　plc的I/O分配如表4-1所示：</p><p>　　表4-1 I/O分配表</p><p>　

13、　五．PLC外部I/O接線</p><p>　　PLC外部I/O接線如圖5-1所示：</p><p><b>　　六．程序設計</b></p><p><b>　　6.1程序設計框圖</b></p><p><b>　　主框圖涉及程序：</b></p><p

14、>　?。ㄒ唬┰c回歸指令[ZRN]：</p><p>　　M0 S1 S 2 S3 D </p><p>　　沖輸出地址：一般為 Y0、Y1；XC5 系列為 Y0~Y3；3 軸為 Y0~Y2；10 軸為 Y0~Y11</p><p>　　S1 與 S2 的方向相同且 S1 的絕對值大于 S2</p><

15、p>　　驅(qū)動指令后，以原點回歸速度 S1 開始向近點信號 X3 移動。</p><p>　　當近點信號 X3 由 OFF 變?yōu)?ON 時，立即由原點回歸速減速到爬行速度 S2。</p><p>　　當近點信號 X3 由 ON 變?yōu)?OFF 時，經(jīng)過一個掃描周期，在停止脈沖輸出的同時，將數(shù)</p><p>　　值 0 向?qū)拇嫫鳎╕0:[D8171,D8170

16、]，Y1:[D8174,D8173]）中寫入（即將對應的寄存</p><p><b>　　器清零）。</b></p><p>　　剛執(zhí)行指令時無加速時間，脈沖頻率將會立即由 0Hz 跳變?yōu)樵c回歸速度 S1。</p><p>　　下降時間可由 D8230~D8239 指定</p><p>　　圖6-2 原點回歸指令圖&l

17、t;/p><p><b>　　回原點控制：</b></p><p>　　程序解釋：當上點回原點繼電器M0處于閉合狀態(tài)或者兩次暫停回原點繼電器M21處于閉合狀態(tài)，原點開關(guān)X2處于常閉狀態(tài)，左限位開關(guān)X1處于常閉狀態(tài)，右限位開關(guān)X5處于常閉狀態(tài)，回歸指令ZRN動作，控制小車向X2（原點）位置運行。</p><p>　?。ǘ?）絕對位置單段脈沖控制[DR

18、VA]：</p><p>　　M0 S1 S 2 D1 D2</p><p>　　脈沖輸出地址：一般為 Y0、Y1；XC5 系列為 Y0~Y3；3 軸為 Y0~Y2；10 軸為 Y0~Y11。</p><p>　　脈沖輸出方向：可指定任意 Y。</p><p>　　加減速時間：在寄存器

19、 D8230（單字，ms）中設定。</p><p>　　所謂絕對驅(qū)動方式，是指運行至由原點（0 點）為基點的對應位置方式（即目標位置相</p><p>　　對于原點的坐標位置）。</p><p>　　執(zhí)行指令前請確認當前位置對應的寄存器里面的值是否正確（ D8171、D8170[Y0]/</p><p>　　D8174、D8173[Y1] ?

20、?）。</p><p>　　圖 6-3絕對位置脈沖控制圖</p><p><b>　　向工位1運料控制：</b></p><p>　　程序解釋：當向工位1運料輔助繼電器M2產(chǎn)生一個上升沿脈沖則將3000賦值給D0，當向工位1運料輔助繼電器M2閉合，暫停輔助繼電器M20處于常閉狀態(tài)，左限位開關(guān)X1處于常閉狀態(tài)，右限位開關(guān)X5處于常閉狀態(tài)則絕對位置

21、指令DRVA運行，PLC產(chǎn)生3000個200HZ方向為正方向（向左）的脈沖控制小車由原點向工位1運料。</p><p>　?。ㄈ?shù)據(jù)比較[CMP]：</p><p><b>　　循環(huán)次數(shù)比較：</b></p><p>　　程序解釋：繼電器M8000處于運行常ON狀態(tài)，比較指令開始執(zhí)行拿D3中的數(shù)與1作比較，如果D3>1則繼電器M11得電

22、常開觸電閉合，繼電器M23被復位，從工位2回原點繼電器M8產(chǎn)生一個下降沿脈沖，啟動鍵輔助繼電器M10被復位，循環(huán)開始繼電器M30被置位。當D3=1時繼電器M12得電常開觸電閉合，繼電器M23被復位，循環(huán)結(jié)束繼電器M31被置位。當D3<1時繼電器M23被置位。</p><p>　?。ㄋ模┒〞r器控制T</p><p>　　T10 是以 100ms 為單位的定時器。將 100 指定為常數(shù)

23、，則 0.1s ×100=10s 的定時器工作。</p><p><b>　　原點裝料延時：</b></p><p>　　程序解釋：當原點裝料繼電器M5常開觸點閉合，暫停輔助繼電器M20常閉觸點處于閉合狀態(tài)，給第二次裝料定時器T303設置定時時間3S同時將從工位1回原點繼電器M4復位。</p><p><b>　　工位卸料

24、延時：</b></p><p>　　程序解釋：工位2卸料繼電器M7常開觸點閉合，暫停輔助繼電器M20觸點處于閉合狀態(tài)，給第二次卸料料定時器T304設置定時時間5S同時將向工位2運料繼電器M6復位。</p><p><b>　?。ㄎ澹┯嫈?shù)器C</b></p><p><b>　　暫停控制：</b></p&g

25、t;<p>　　程序解釋：當暫停輸入X10閉合，暫停輔助繼電器M20被置位，給兩次暫停計數(shù)器C0賦值2，兩次暫停計數(shù)器C0得電兩次暫?；卦c繼電器M21被置位，PLC輸出Y2被復位，特殊繼電器M8170產(chǎn)生一個下降沿脈沖，計數(shù)器C0被復位，啟動鍵輔助斷開繼電器M10 被復位。</p><p>　　（六）自減指令[DEC]</p><p><b>　　循環(huán)次數(shù)設定：&

26、lt;/b></p><p>　　程序解釋：當S1產(chǎn)生一個上升沿脈沖則將循環(huán)次數(shù)D2中的數(shù)放入D3中，同時將循環(huán)次數(shù)輸入繼電器M32復位，當從工位2 回原點輔助繼電器M8產(chǎn)生一個下降沿脈沖則D3中的數(shù)自減1。</p><p>　　（七）置位指令 [SET]</p><p>　　X10導通時Y0線圈得電并保持得電狀態(tài)</p><p>　　

27、（八）復位指令 [RST]</p><p>　　X17通時T250定時器恢復得電前的狀態(tài)停止計時</p><p>　　(九)頻率測量[FRQM]</p><p>　?。ㄊ└↑c運算指令[EDIV]</p><p>　　(十一)16位整數(shù)轉(zhuǎn)浮點數(shù)[FLT]</p><p><b>　　小車速度：</b&g

28、t;</p><p>　　程序解釋：單位脈沖繼電器M8013每秒產(chǎn)生0.5S脈沖,脈沖采樣指令FRQM工作，采集0.5S內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)，將脈沖數(shù)放入D100，運用浮點運算3/200放入D8中，置位繼電器M60，繼電器M60的常開觸點閉合將D100中的數(shù)浮點化放入D110中，1S時鐘脈沖繼電器M8013常閉觸點閉合執(zhí)行浮點數(shù)除法語句將D110/D8放入D200中，D200中的數(shù)即為小車當前速度值。</p>

29、;<p>　　6.2 暫停鍵運行框圖</p><p>　　6.3停止鍵運行框圖</p><p>　　圖6-5停止運行控制框圖</p><p><b>　　七.調(diào)試</b></p><p><b>　　7.1硬件調(diào)試</b></p><p>　　按照主接線連接好硬

30、件之后檢查PLC 接線有無問題，步進驅(qū)動以及步進電機接線是否正確。如果接線正確無誤則合上電源開關(guān)查看看硬件各項指示是否正常顯示，并用螺絲刀或小刀觸碰接近開關(guān)看是接近開關(guān)是否有指示。調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動細分以達到控制要求。</p><p><b>　　7.2軟件調(diào)試</b></p><p>　　按照圖5-1連接好I/O接線，將程序到如PLC進行運行看是否有錯誤，沖突產(chǎn)生，調(diào)試時

31、發(fā)現(xiàn)電機無法完成一個循環(huán)，經(jīng)過反復試驗發(fā)現(xiàn)觀察I/O 監(jiān)控面板發(fā)現(xiàn)D8170 中的數(shù)沒有在一步運行完畢后發(fā)生該變，通過在每一步執(zhí)行完畢后給D8170復位解決了上述問題，還有就是脈沖控制電機運轉(zhuǎn)控制絲桿動作給相同脈沖移動距離有細小的偏差，經(jīng)過檢查試驗發(fā)現(xiàn)時接近開關(guān)為題，由于接近開關(guān)控制原點信號，采用上升沿跟下降沿觸發(fā)電機停止時間有所不同導致小車在原點初始位置有所偏差，后來只采用下降沿觸發(fā)解決了上述問題。暫停鍵一次暫停之后就無法啟動，通過監(jiān)

32、控各觸點動作情況發(fā)現(xiàn)，按下暫停后將D8170給復位了，通過修改程序最終解決了這個問題。</p><p><b>　　八．小結(jié)</b></p><p>　　通過這次課程設計，我的動手能力得到了一定的提高，讓我對PLC的認識有了進一步的提高。使我比較系統(tǒng)地掌握有關(guān)PLC控制系統(tǒng)的設計思想和設計方法，主要對PLC的結(jié)構(gòu)、功能、內(nèi)部資源等了解并對其進行測試和加以應用的知識得到

33、學習。在軟件的編程方面得到更到的提高,對編程能力得到加強.同時對所學的知識得到很大的提高與鞏固。通過這個課題的設計我知道了步進電機控制的一些方法脈沖控制，學會了如何實現(xiàn)工作臺的往復運動，以及如何實現(xiàn)一次暫停跟兩次暫?；卦c的控制方法，對自鎖和互鎖有了進一步的認識。這次課程設計鍛煉了我的邏輯思考能力，面對各種沖突如何解決問題的邏輯思維。由于是第一次做PLC的設計，設計起來有一定難度，但后來通過去圖書館找相關(guān)書籍，上網(wǎng)找資料，請教老師和同學

34、等方法來獲取相關(guān)知識，通過一步步解決疑惑來完成我的設計，同時也大大提升了自己知識水平和能力。通過這次課程設計讓我們意識到書本上學到的知識一定要通過實踐去鞏固，而且這也是一種學習方法，只有這樣才能真正輕松的掌握一門學問。同時此次課程設計也讓我們對學習PLC更加熱情，我們認識到PLC的強大的功能和廣闊的應用領(lǐng)域。真正體會到了科技給我?guī)淼恼窈?。?lt;/p><p><b>　　九．參考文獻</b>

35、</p><p>　　DSP-828細分型兩相步進驅(qū)動器用戶手冊</p><p>　　XC系列可編程控制器用戶手冊[指令篇]</p><p>　　信捷plc編程手冊[1]</p><p>　　信捷PLC特殊指令篇</p><p>　　XC系列PLC編程軟件XCP Pro使用手冊</p><p>

36、<b>　　附錄</b></p><p><b>　　附錄1.實物圖</b></p><p>　　設備實物圖如圖A-1 ，A-2 所示：</p><p>　　圖A-1 設備實物圖</p><p>　　圖A-2 設備實物圖</p><p>　　附錄2．總設計程序T形圖</