1、 1 1 课程设计题目及要求 1.1 设计题目 运动小车PLC控制系统设计 1.2 控制要求 运动小车要求自动/手动两种控制方式: （1） 自动控制方式：根据上位机的监控界面，按下启动按钮，小车慢速左 行（右行），当到达左限位（右限位）时，小车延时1秒后，向相反的方向高速 运行，当到达限位时，再换向慢速运行，运行到中间位置，小车停止运行。小车 运行到任意位置，可随时停车。电机采用双速电机。 （2） 手动控制方式：根据上位机的监控界面，按下控制按钮，可选择小车 左右行；运行中可任意换向；运行中高速/低速转。 1.3 系统总体方案设计及步骤 （1） 控制要求分析 小车具有手动和自动两种控制模式。自
2、动运行时，小车慢速左行，当到达第 一个左限位时，小车延时 1 秒后，向相反的方向高速运行，当到达第一个右限位 时， 小车再延时 1 秒再换向慢速运行， 当到达第二个左限位时， 小车延时 1 秒后， 向相反即向右的方向高速运行，当到达第二个右限位时，再换向向左慢速运行， 运行到中间位置，小车停止运行。手动运行时，小车在运行中可以任意转换高、 低速，左、右行。 （2） 确定输入输出设备 实验采用三菱全系列PLC编程软件进行编程控制， 通过PLC设备与外设相连， 同时通过对 PLC 设备输入接口的开关控制接触器使之按照实验要求进行自动/手 动控制，高/低速控制，左行/右行控制。电机采用双速电机。 （
3、3） I/O 分配 设置 5 个输入量对 5 个接触器控制以实现电机进行高低速，左右行工作， 同时设置四个输出量，对电机进行实际控制。确定 I/O 分配，画出硬件接线图。 （4） PLC 程序设计 本实验采用顺序控制设计方法设计 PLC 程序， 一共采用 11 个状态对电机进 行状态控制， （5） 调试 调试过程分为自动调试和手动调试，也可分为前期的程序调试和后期的机 械调试，调试得出问题，并且分析调试问题，最后加以解决。 （6） 课程设计报告 2 根据任务书要求，规范设计报告格式，正确，认真书写课程设计报告及心 得体会。 2 PLC工作原理 2.1 PLC 简介 2.1.1 定义 可编程控制
4、器简称 PC（英文全称：Programmable Controller） ，它经 历了可编程序矩阵控制器 PMC、可编程序顺序控制器 PSC、可编程序逻辑控 制器 PLC（英文全称：Programmable Logic Controller）和可编程序控制 器 PC 几个不同时期。为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程 逻辑控制器这个老名字。 1987 年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁 布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了如下定义： “PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子 装置。它采用可以编制程序
5、的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、 顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟 式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设 备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而 设计。” 2.1.2 PLC 的特点 （1） 可靠性高，抗干扰能力强 PLC 用软件代替大量的中间继电器和时间继电器， 仅剩下与输入和输出 有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的 1/101/100，因触点接 触不良造成的故障大为减少。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由 于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采
6、取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均无故 障工作时间则更长。从 PLC 的机外电路来说，使用 PLC 构成控制系统，和 同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至 数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 带有硬件故障自我检测功能， 出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围 器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自 3 诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 （2） 硬件配套齐全，功能完善，适用性强 PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且 已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选 用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。 PLC 的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC 有较强的带 负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的 工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，
