1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書</p><p><b>　　題目：運(yùn)料小車控制</b></p><p>　　系 、 部： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)和通行技術(shù)結(jié)合為一體，代表了當(dāng)前電器控制技術(shù)的世界先進(jìn)水平。本文闡述了運(yùn)料小車的PLC控制，通過PLC發(fā)送脈沖控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，對特殊計(jì)數(shù)器D8170的控制實(shí)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(diǎn)及運(yùn)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(yīng)用。XC不僅編

4、程簡單，通用性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，而且具有易于操作及維護(hù)，設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　設(shè)計(jì)要求及工作原理說明</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　通過PLC控制步進(jìn)電機(jī)帶動絲桿實(shí)現(xiàn)以下效果：</p><p>　　運(yùn)料小車從原點(diǎn)出發(fā)運(yùn)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(diǎn)，在原點(diǎn)停留3秒重新裝料，裝料完畢運(yùn)行至工位2，到工位2后停留5秒卸料，卸料料后返回原點(diǎn)，在原點(diǎn)停留3秒，重復(fù)以上步驟 ，要求循環(huán)次數(shù)可以設(shè)定。小車運(yùn)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(diǎn)處有接近開關(guān)，給步進(jìn)電機(jī)發(fā)60個(gè)脈沖小車前進(jìn)3mm,各個(gè)工位間距均為90mm），按下啟動鍵小車自動回到原點(diǎn)，只按一次暫停小車停止，再按啟動小車?yán)^續(xù)暫停前的動作，連續(xù)按下2次暫停小車返回原點(diǎn)停止，按

6、下停止小車完成當(dāng)前循環(huán)返回原點(diǎn)停止。能夠通過手動靈活控制小車在工位之間運(yùn)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(jìn)電機(jī)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)定向定位移的移動，使用定時(shí)器控制小車裝料和卸料時(shí)間，計(jì)數(shù)器控制小車運(yùn)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(shí)現(xiàn)小車按照設(shè)定方案

7、運(yùn)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(jī)信捷PLC，接近開關(guān)，按鈕，步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)驅(qū)動器，開關(guān)電源,絲桿和導(dǎo)線，觸摸屏。</p><p><b>　　2.1步進(jìn)電機(jī)選型</b><

8、;/p><p>　　根據(jù)實(shí)現(xiàn)要求，供電電壓等各方面要求選著步進(jìn)電機(jī)型號為：型號35HB26-076</p><p><b>　　圖2-1步進(jìn)電機(jī)</b></p><p>　　2.2步進(jìn)驅(qū)動器選型</p><p>　　根據(jù)驅(qū)動電機(jī)型號以及要實(shí)現(xiàn)的控制要求選著步進(jìn)電機(jī)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(diǎn)數(shù)分配要求以及系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的控制功能（能發(fā)出脈沖控制步進(jìn)電機(jī)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(fù)按鈕塑料中座一常開觸點(diǎn)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(jìn)驅(qū)動器的輸入，步進(jìn)驅(qū)動器控制步進(jìn)電機(jī)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(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　6.1程序設(shè)計(jì)框圖</b></p><p><b>　　主框圖涉及程序：</b></p><p

14、>　?。ㄒ唬┰c(diǎn)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(diǎn)回歸速度 S1 開始向近點(diǎn)信號 X3 移動。</p><p>　　當(dāng)近點(diǎn)信號 X3 由 OFF 變?yōu)?ON 時(shí)，立即由原點(diǎn)回歸速減速到爬行速度 S2。</p><p>　　當(dāng)近點(diǎn)信號 X3 由 ON 變?yōu)?OFF 時(shí)，經(jīng)過一個(gè)掃描周期，在停止脈沖輸出的同時(shí)，將數(shù)</p><p>　　值 0 向?qū)?yīng)寄存器（Y0:[D8171,D8170

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

17、t;/p><p><b>　　回原點(diǎn)控制：</b></p><p>　　程序解釋：當(dāng)上點(diǎn)回原點(diǎn)繼電器M0處于閉合狀態(tài)或者兩次暫?；卦c(diǎn)繼電器M21處于閉合狀態(tài)，原點(diǎn)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(diǎn)）位置運(yùn)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(shí)間：在寄存器

19、 D8230（單字，ms）中設(shè)定。</p><p>　　所謂絕對驅(qū)動方式，是指運(yùn)行至由原點(diǎn)（0 點(diǎn)）為基點(diǎn)的對應(yīng)位置方式（即目標(biāo)位置相</p><p>　　對于原點(diǎn)的坐標(biāo)位置）。</p><p>　　執(zhí)行指令前請確認(rèn)當(dāng)前位置對應(yīng)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(yùn)料控制：</b></p><p>　　程序解釋：當(dāng)向工位1運(yùn)料輔助繼電器M2產(chǎn)生一個(gè)上升沿脈沖則將3000賦值給D0，當(dāng)向工位1運(yùn)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(yùn)行，PLC產(chǎn)生3000個(gè)200HZ方向?yàn)檎较颍ㄏ蜃螅┑拿}沖控制小車由原點(diǎn)向工位1運(yùn)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(yùn)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(fù)位，從工位2回原點(diǎn)繼電器M8產(chǎn)生一個(gè)下降沿脈沖，啟動鍵輔助繼電器M10被復(fù)位，循環(huán)開始繼電器M30被置位。當(dāng)D3=1時(shí)繼電器M12得電常開觸電閉合，繼電器M23被復(fù)位，循環(huán)結(jié)束繼電器M31被置位。當(dāng)D3<1時(shí)繼電器M23被置位。</p><p>　?。ㄋ模┒〞r(shí)器控制T</p><p>　　T10 是以 100ms 為單位的定時(shí)器。將 100 指定為常數(shù)

23、，則 0.1s ×100=10s 的定時(shí)器工作。</p><p><b>　　原點(diǎn)裝料延時(shí)：</b></p><p>　　程序解釋：當(dāng)原點(diǎn)裝料繼電器M5常開觸點(diǎn)閉合，暫停輔助繼電器M20常閉觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，給第二次裝料定時(shí)器T303設(shè)置定時(shí)時(shí)間3S同時(shí)將從工位1回原點(diǎn)繼電器M4復(fù)位。</p><p><b>　　工位卸料

24、延時(shí)：</b></p><p>　　程序解釋：工位2卸料繼電器M7常開觸點(diǎn)閉合，暫停輔助繼電器M20觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，給第二次卸料料定時(shí)器T304設(shè)置定時(shí)時(shí)間5S同時(shí)將向工位2運(yùn)料繼電器M6復(fù)位。</p><p><b>　?。ㄎ澹┯?jì)數(shù)器C</b></p><p><b>　　暫停控制：</b></p&g

25、t;<p>　　程序解釋：當(dāng)暫停輸入X10閉合，暫停輔助繼電器M20被置位，給兩次暫停計(jì)數(shù)器C0賦值2，兩次暫停計(jì)數(shù)器C0得電兩次暫?；卦c(diǎn)繼電器M21被置位，PLC輸出Y2被復(fù)位，特殊繼電器M8170產(chǎn)生一個(gè)下降沿脈沖，計(jì)數(shù)器C0被復(fù)位，啟動鍵輔助斷開繼電器M10 被復(fù)位。</p><p>　?。┳詼p指令[DEC]</p><p><b>　　循環(huán)次數(shù)設(shè)定：&

26、lt;/b></p><p>　　程序解釋：當(dāng)S1產(chǎn)生一個(gè)上升沿脈沖則將循環(huán)次數(shù)D2中的數(shù)放入D3中，同時(shí)將循環(huán)次數(shù)輸入繼電器M32復(fù)位，當(dāng)從工位2 回原點(diǎn)輔助繼電器M8產(chǎn)生一個(gè)下降沿脈沖則D3中的數(shù)自減1。</p><p>　?。ㄆ撸┲梦恢噶?[SET]</p><p>　　X10導(dǎo)通時(shí)Y0線圈得電并保持得電狀態(tài)</p><p>　　

27、（八）復(fù)位指令 [RST]</p><p>　　X17通時(shí)T250定時(shí)器恢復(fù)得電前的狀態(tài)停止計(jì)時(shí)</p><p>　　(九)頻率測量[FRQM]</p><p>　?。ㄊ└↑c(diǎn)運(yùn)算指令[EDIV]</p><p>　　(十一)16位整數(shù)轉(zhuǎn)浮點(diǎn)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(yùn)用浮點(diǎn)運(yùn)算3/200放入D8中，置位繼電器M60，繼電器M60的常開觸點(diǎn)閉合將D100中的數(shù)浮點(diǎn)化放入D110中，1S時(shí)鐘脈沖繼電器M8013常閉觸點(diǎn)閉合執(zhí)行浮點(diǎn)數(shù)除法語句將D110/D8放入D200中，D200中的數(shù)即為小車當(dāng)前速度值。</p>

29、;<p>　　6.2 暫停鍵運(yùn)行框圖</p><p>　　6.3停止鍵運(yùn)行框圖</p><p>　　圖6-5停止運(yùn)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(jìn)驅(qū)動以及步進(jìn)電機(jī)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(xiàng)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(xì)分以達(dá)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(jìn)行運(yùn)行看是否有錯(cuò)誤，沖突產(chǎn)生，調(diào)試時(shí)

31、發(fā)現(xiàn)電機(jī)無法完成一個(gè)循環(huán)，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)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(yùn)行完畢后發(fā)生該變，通過在每一步執(zhí)行完畢后給D8170復(fù)位解決了上述問題，還有就是脈沖控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制絲桿動作給相同脈沖移動距離有細(xì)小的偏差，經(jīng)過檢查試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)時(shí)接近開關(guān)為題，由于接近開關(guān)控制原點(diǎn)信號，采用上升沿跟下降沿觸發(fā)電機(jī)停止時(shí)間有所不同導(dǎo)致小車在原點(diǎn)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(diǎn)動作情況發(fā)現(xiàn)，按下暫停后將D8170給復(fù)位了，通過修改程序最終解決了這個(gè)問題。</p><p><b>　　八．小結(jié)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，我的動手能力得到了一定的提高，讓我對PLC的認(rèn)識有了進(jìn)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(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)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(jìn)行測試和加以應(yīng)用的知識得到

33、學(xué)習(xí)。在軟件的編程方面得到更到的提高,對編程能力得到加強(qiáng).同時(shí)對所學(xué)的知識得到很大的提高與鞏固。通過這個(gè)課題的設(shè)計(jì)我知道了步進(jìn)電機(jī)控制的一些方法脈沖控制，學(xué)會了如何實(shí)現(xiàn)工作臺的往復(fù)運(yùn)動，以及如何實(shí)現(xiàn)一次暫停跟兩次暫?；卦c(diǎn)的控制方法，對自鎖和互鎖有了進(jìn)一步的認(rèn)識。這次課程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)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(xué)

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(shè)計(jì)，同時(shí)也大大提升了自己知識水平和能力。通過這次課程設(shè)計(jì)讓我們意識到書本上學(xué)到的知識一定要通過實(shí)踐去鞏固，而且這也是一種學(xué)習(xí)方法，只有這樣才能真正輕松的掌握一門學(xué)問。同時(shí)此次課程設(shè)計(jì)也讓我們對學(xué)習(xí)PLC更加熱情，我們認(rèn)識到PLC的強(qiáng)大的功能和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。真正體會到了科技給我?guī)淼恼窈丁Ｗ?lt;/p><p><b>　　九．參考文獻(xiàn)</b>

35、</p><p>　　DSP-828細(xì)分型兩相步進(jìn)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(shí)物圖</b></p><p>　　設(shè)備實(shí)物圖如圖A-1 ，A-2 所示：</p><p>　　圖A-1 設(shè)備實(shí)物圖</p><p>　　圖A-2 設(shè)備實(shí)物圖</p><p>　　附錄2．總設(shè)計(jì)程序T形圖</