基于S7—200 PLC小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計

薛俐清

摘 要：可編程控制器（PLC）以其可靠性高、速度快、處理能力強(qiáng)、電磁兼容性良好等特點(diǎn)，受到越來越廣泛的應(yīng)用，因此，用可編程控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制小車運(yùn)動系統(tǒng)成為社會發(fā)展的一個方向。文章通過用可編程控制器（S7-200 PLC）控制小車運(yùn)動模型工作，詳細(xì)敘述了小車運(yùn)動PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，主要介紹了小車運(yùn)動PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，列出了具體的輸入輸出地址，并給出了系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計。該P(yáng)LC控制程序在對小車運(yùn)動的模型控制中取得了良好的效果，完全滿足本系統(tǒng)提出的控制要求。

關(guān)鍵詞：S7-200 PLC；小車運(yùn)動；程序

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0009-03

1 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)模型介紹

1.1 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)概述

本小車運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模型（如圖1所示）由運(yùn)動小車、同步帶輪傳動機(jī)構(gòu)、直流電機(jī)、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關(guān)等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動距離測量、傳動控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、點(diǎn)動控制、位置顯示控制等，能實(shí)現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕，能滿足大中專院校可編程控制器技術(shù)的教學(xué)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。

1.2 系統(tǒng)配置

小車運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模型如圖1所示。

①安裝底板：用于安裝各種執(zhí)行器及控制器的支撐體。

②導(dǎo)軌：用于固定同步帶/輪，牽曳滑塊小車運(yùn)動及定義滑塊小車的運(yùn)行軌跡。

③小車滑塊（如圖2所示）：整套系統(tǒng)的被控對象。

④直流減速電機(jī)：整套系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于帶動被控對象小車。

⑤操作盒（如圖3所示）：安裝有各種控制輸入及輸出顯示機(jī)構(gòu)。

⑥傳感器機(jī)構(gòu)：安裝有各種傳感器，例如電感式、電容式、光電式等，用于檢測控制對象的位置信息。

2 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計要求

2.1 控制要求

①系統(tǒng)啟動，小車復(fù)位運(yùn)行至位置4處。

②當(dāng)選擇“手動運(yùn)行”時，系統(tǒng)調(diào)用“手動子程序”，進(jìn)入手動運(yùn)行狀態(tài)，小車按手動方式運(yùn)行。控制要求如下：

系統(tǒng)啟動，進(jìn)入手動狀態(tài)，點(diǎn)動“1、2、3、4”定位按鈕時，小車能運(yùn)動至指定位置。如：當(dāng)小車停止在3號位置右側(cè)時，點(diǎn)動“3”號定位按鈕，小車左行至3號位置；當(dāng)小車停止在3號位置左側(cè)時，點(diǎn)動“3”號定位按鈕，小車右行至3號位置。

③當(dāng)選擇“自動運(yùn)行”時，系統(tǒng)調(diào)用“自動子程序”，進(jìn)入自動運(yùn)行狀態(tài)，小車按自動方式運(yùn)行?？刂埔笕缦拢?/p>

系統(tǒng)啟動，進(jìn)入自動狀態(tài)，小車以下列方式運(yùn)行，如圖4所示。

小車在快速運(yùn)行時，系統(tǒng)報警。

④位置顯示單元實(shí)時顯示當(dāng)前小車所處位置。

2.2 程序流程圖

程序流程圖如圖5所示。

3 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 可編程控制器選擇

本系統(tǒng)采用西門子可編程控制器（PLC）作為控制機(jī)構(gòu)元器件，產(chǎn)品規(guī)格為：S7-200系列是一類小型可編程控制器，它負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)輸入、輸出信息的處理和儲存、控制。它驗(yàn)證不同的系統(tǒng)控制信息（啟動/停止、手動/自動等）從而使系統(tǒng)以不同的控制模式運(yùn)行；另外，它還接受系統(tǒng)各種請求信息，并根據(jù)不同的請求信息進(jìn)行不同的響應(yīng)等。

3.2 可編程控制器I/O地址分配

該西門子模塊為CPU226型，輸入地址有24個，輸出地址16個，能夠滿足小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計要求。確定I/O地址是整個PLC小車運(yùn)動控制系統(tǒng)首要解決的問題，決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計，也是系統(tǒng)軟件編程的前提。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，分別定義了輸入地址I0.0～I(xiàn)1.1共10個，輸出地址Q0.0～Q0.7共8個，具體輸入、輸出地址定義見表1。

3.3 梯形圖的設(shè)計

3.3.1 小車運(yùn)動主程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)4、網(wǎng)絡(luò)5-網(wǎng)絡(luò)10，如圖6～7所示。

3.3.2 小車手動運(yùn)行子程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)4、網(wǎng)絡(luò)5-網(wǎng)絡(luò)1、網(wǎng)絡(luò)12-網(wǎng)絡(luò)21，如圖8～10所示。

3.3.3 小車自動運(yùn)行子程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)11、網(wǎng)絡(luò)12-網(wǎng)絡(luò)15，如圖11～12所示。

4 結(jié) 語

本文通過用可編程控制器（S7-200PLC）控制小車運(yùn)動系統(tǒng)工作，實(shí)踐證明該方案可行。另外，無論在實(shí)際小車運(yùn)動控制的使用中還是大中專院校的實(shí)訓(xùn)教學(xué)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中，只要對控制要求或軟件上相對應(yīng)的參數(shù)設(shè)置加以改進(jìn)，就能滿足各種不同場合對小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的使用要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 廖常初.S7-200 PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

摘 要：可編程控制器（PLC）以其可靠性高、速度快、處理能力強(qiáng)、電磁兼容性良好等特點(diǎn)，受到越來越廣泛的應(yīng)用，因此，用可編程控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制小車運(yùn)動系統(tǒng)成為社會發(fā)展的一個方向。文章通過用可編程控制器（S7-200 PLC）控制小車運(yùn)動模型工作，詳細(xì)敘述了小車運(yùn)動PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，主要介紹了小車運(yùn)動PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，列出了具體的輸入輸出地址，并給出了系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計。該P(yáng)LC控制程序在對小車運(yùn)動的模型控制中取得了良好的效果，完全滿足本系統(tǒng)提出的控制要求。

關(guān)鍵詞：S7-200 PLC；小車運(yùn)動；程序

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0009-03

1 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)模型介紹

1.1 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)概述

本小車運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模型（如圖1所示）由運(yùn)動小車、同步帶輪傳動機(jī)構(gòu)、直流電機(jī)、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關(guān)等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動距離測量、傳動控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、點(diǎn)動控制、位置顯示控制等，能實(shí)現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕，能滿足大中專院?？删幊炭刂破骷夹g(shù)的教學(xué)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。

1.2 系統(tǒng)配置

小車運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模型如圖1所示。

①安裝底板：用于安裝各種執(zhí)行器及控制器的支撐體。

②導(dǎo)軌：用于固定同步帶/輪，牽曳滑塊小車運(yùn)動及定義滑塊小車的運(yùn)行軌跡。

③小車滑塊（如圖2所示）：整套系統(tǒng)的被控對象。

④直流減速電機(jī)：整套系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于帶動被控對象小車。

⑤操作盒（如圖3所示）：安裝有各種控制輸入及輸出顯示機(jī)構(gòu)。

⑥傳感器機(jī)構(gòu)：安裝有各種傳感器，例如電感式、電容式、光電式等，用于檢測控制對象的位置信息。

2 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計要求

2.1 控制要求

①系統(tǒng)啟動，小車復(fù)位運(yùn)行至位置4處。

②當(dāng)選擇“手動運(yùn)行”時，系統(tǒng)調(diào)用“手動子程序”，進(jìn)入手動運(yùn)行狀態(tài)，小車按手動方式運(yùn)行?？刂埔笕缦拢?/p>

系統(tǒng)啟動，進(jìn)入手動狀態(tài)，點(diǎn)動“1、2、3、4”定位按鈕時，小車能運(yùn)動至指定位置。如：當(dāng)小車停止在3號位置右側(cè)時，點(diǎn)動“3”號定位按鈕，小車左行至3號位置；當(dāng)小車停止在3號位置左側(cè)時，點(diǎn)動“3”號定位按鈕，小車右行至3號位置。

③當(dāng)選擇“自動運(yùn)行”時，系統(tǒng)調(diào)用“自動子程序”，進(jìn)入自動運(yùn)行狀態(tài)，小車按自動方式運(yùn)行。控制要求如下：

系統(tǒng)啟動，進(jìn)入自動狀態(tài)，小車以下列方式運(yùn)行，如圖4所示。

小車在快速運(yùn)行時，系統(tǒng)報警。

④位置顯示單元實(shí)時顯示當(dāng)前小車所處位置。

2.2 程序流程圖

程序流程圖如圖5所示。

3 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 可編程控制器選擇

本系統(tǒng)采用西門子可編程控制器（PLC）作為控制機(jī)構(gòu)元器件，產(chǎn)品規(guī)格為：S7-200系列是一類小型可編程控制器，它負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)輸入、輸出信息的處理和儲存、控制。它驗(yàn)證不同的系統(tǒng)控制信息（啟動/停止、手動/自動等）從而使系統(tǒng)以不同的控制模式運(yùn)行；另外，它還接受系統(tǒng)各種請求信息，并根據(jù)不同的請求信息進(jìn)行不同的響應(yīng)等。

3.2 可編程控制器I/O地址分配

該西門子模塊為CPU226型，輸入地址有24個，輸出地址16個，能夠滿足小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計要求。確定I/O地址是整個PLC小車運(yùn)動控制系統(tǒng)首要解決的問題，決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計，也是系統(tǒng)軟件編程的前提。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，分別定義了輸入地址I0.0～I(xiàn)1.1共10個，輸出地址Q0.0～Q0.7共8個，具體輸入、輸出地址定義見表1。

3.3 梯形圖的設(shè)計

3.3.1 小車運(yùn)動主程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)4、網(wǎng)絡(luò)5-網(wǎng)絡(luò)10，如圖6～7所示。

3.3.2 小車手動運(yùn)行子程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)4、網(wǎng)絡(luò)5-網(wǎng)絡(luò)1、網(wǎng)絡(luò)12-網(wǎng)絡(luò)21，如圖8～10所示。

3.3.3 小車自動運(yùn)行子程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)11、網(wǎng)絡(luò)12-網(wǎng)絡(luò)15，如圖11～12所示。

4 結(jié) 語

本文通過用可編程控制器（S7-200PLC）控制小車運(yùn)動系統(tǒng)工作，實(shí)踐證明該方案可行。另外，無論在實(shí)際小車運(yùn)動控制的使用中還是大中專院校的實(shí)訓(xùn)教學(xué)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中，只要對控制要求或軟件上相對應(yīng)的參數(shù)設(shè)置加以改進(jìn)，就能滿足各種不同場合對小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的使用要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 廖常初.S7-200 PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

摘 要：可編程控制器（PLC）以其可靠性高、速度快、處理能力強(qiáng)、電磁兼容性良好等特點(diǎn)，受到越來越廣泛的應(yīng)用，因此，用可編程控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制小車運(yùn)動系統(tǒng)成為社會發(fā)展的一個方向。文章通過用可編程控制器（S7-200 PLC）控制小車運(yùn)動模型工作，詳細(xì)敘述了小車運(yùn)動PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，主要介紹了小車運(yùn)動PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，列出了具體的輸入輸出地址，并給出了系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計。該P(yáng)LC控制程序在對小車運(yùn)動的模型控制中取得了良好的效果，完全滿足本系統(tǒng)提出的控制要求。

關(guān)鍵詞：S7-200 PLC；小車運(yùn)動；程序

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0009-03

1 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)模型介紹

1.1 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)概述

本小車運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模型（如圖1所示）由運(yùn)動小車、同步帶輪傳動機(jī)構(gòu)、直流電機(jī)、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關(guān)等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動距離測量、傳動控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、點(diǎn)動控制、位置顯示控制等，能實(shí)現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕，能滿足大中專院?？删幊炭刂破骷夹g(shù)的教學(xué)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。

1.2 系統(tǒng)配置

小車運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模型如圖1所示。

①安裝底板：用于安裝各種執(zhí)行器及控制器的支撐體。

②導(dǎo)軌：用于固定同步帶/輪，牽曳滑塊小車運(yùn)動及定義滑塊小車的運(yùn)行軌跡。

③小車滑塊（如圖2所示）：整套系統(tǒng)的被控對象。

④直流減速電機(jī)：整套系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于帶動被控對象小車。

⑤操作盒（如圖3所示）：安裝有各種控制輸入及輸出顯示機(jī)構(gòu)。

⑥傳感器機(jī)構(gòu)：安裝有各種傳感器，例如電感式、電容式、光電式等，用于檢測控制對象的位置信息。

2 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計要求

2.1 控制要求

①系統(tǒng)啟動，小車復(fù)位運(yùn)行至位置4處。

②當(dāng)選擇“手動運(yùn)行”時，系統(tǒng)調(diào)用“手動子程序”，進(jìn)入手動運(yùn)行狀態(tài)，小車按手動方式運(yùn)行?？刂埔笕缦拢?/p>

系統(tǒng)啟動，進(jìn)入手動狀態(tài)，點(diǎn)動“1、2、3、4”定位按鈕時，小車能運(yùn)動至指定位置。如：當(dāng)小車停止在3號位置右側(cè)時，點(diǎn)動“3”號定位按鈕，小車左行至3號位置；當(dāng)小車停止在3號位置左側(cè)時，點(diǎn)動“3”號定位按鈕，小車右行至3號位置。

③當(dāng)選擇“自動運(yùn)行”時，系統(tǒng)調(diào)用“自動子程序”，進(jìn)入自動運(yùn)行狀態(tài)，小車按自動方式運(yùn)行?？刂埔笕缦拢?/p>

系統(tǒng)啟動，進(jìn)入自動狀態(tài)，小車以下列方式運(yùn)行，如圖4所示。

小車在快速運(yùn)行時，系統(tǒng)報警。

④位置顯示單元實(shí)時顯示當(dāng)前小車所處位置。

2.2 程序流程圖

程序流程圖如圖5所示。

3 小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 可編程控制器選擇

本系統(tǒng)采用西門子可編程控制器（PLC）作為控制機(jī)構(gòu)元器件，產(chǎn)品規(guī)格為：S7-200系列是一類小型可編程控制器，它負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)輸入、輸出信息的處理和儲存、控制。它驗(yàn)證不同的系統(tǒng)控制信息（啟動/停止、手動/自動等）從而使系統(tǒng)以不同的控制模式運(yùn)行；另外，它還接受系統(tǒng)各種請求信息，并根據(jù)不同的請求信息進(jìn)行不同的響應(yīng)等。

3.2 可編程控制器I/O地址分配

該西門子模塊為CPU226型，輸入地址有24個，輸出地址16個，能夠滿足小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計要求。確定I/O地址是整個PLC小車運(yùn)動控制系統(tǒng)首要解決的問題，決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計，也是系統(tǒng)軟件編程的前提。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，分別定義了輸入地址I0.0～I(xiàn)1.1共10個，輸出地址Q0.0～Q0.7共8個，具體輸入、輸出地址定義見表1。

3.3 梯形圖的設(shè)計

3.3.1 小車運(yùn)動主程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)4、網(wǎng)絡(luò)5-網(wǎng)絡(luò)10，如圖6～7所示。

3.3.2 小車手動運(yùn)行子程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)4、網(wǎng)絡(luò)5-網(wǎng)絡(luò)1、網(wǎng)絡(luò)12-網(wǎng)絡(luò)21，如圖8～10所示。

3.3.3 小車自動運(yùn)行子程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)11、網(wǎng)絡(luò)12-網(wǎng)絡(luò)15，如圖11～12所示。

4 結(jié) 語

本文通過用可編程控制器（S7-200PLC）控制小車運(yùn)動系統(tǒng)工作，實(shí)踐證明該方案可行。另外，無論在實(shí)際小車運(yùn)動控制的使用中還是大中專院校的實(shí)訓(xùn)教學(xué)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中，只要對控制要求或軟件上相對應(yīng)的參數(shù)設(shè)置加以改進(jìn)，就能滿足各種不同場合對小車運(yùn)動控制系統(tǒng)的使用要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 廖常初.S7-200 PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.