適用自動化專業
編者柏豔紅
2012-12-6
設計plc控制系統，實現由步進電機驅動直線滑台的勻速執行控制。
1.1 系統介紹
步進電機通過皮帶傳送機構驅動滑塊在滑台上做直線運動，滑台上裝有限位開關和接近開關，見圖1。系統硬體主要包括：
a、cpu 224xp s7-200plc一台
b、td400c 1 臺
c、按鈕4個
d、步進電機驅動器
e、步進電機
f、滑台
g、接近開關2 個
h、限位開關2個
圖1 滑台結構示意圖
1.2 控制要求
（1）按下啟動按鈕，滑台開始向上或向下執行，按下停止按鈕則停止執行；
（2）按下方向按鈕則改變執行方向；
（3）在人機介面td400c中設定往返運動的位移和速度，且能控制滑台執行。（可選）
1） 查閱相關資料，了解步進電機的相關知識，掌握步進電機驅動器的使用。
2） 根據任務所給硬體條件，設計硬體系統，畫出plc端子分配表及系統接線原理圖。
3） 設計plc程式，實現任務要求的控制功能。
4） 實驗除錯，修改完善所程式設計序，實現系統功能。
5） 編寫設計說明書。
說明書必須包括以下內容，內容次序自行組織安排。
1）設計任務說明；
2）硬體系統設計，包括系統硬體組成部件介紹、plc端子分配表、plc和步進電機驅動器接線原理圖等；
3）plc程式設計，包括設計思路、實現的關鍵技術、源程式、程式說明；
4）系統除錯，包括控制功能除錯過程。
1）接線原理圖示例
原理圖中僅畫出本設計用到的plc端子。
圖2 plc和步進電機驅動器接線原理圖
2）程式設計指導
分析控制要求，從最基本的功能實現入手，進行程式設計除錯，逐步增加功能，直到實現系統要求的所有功能。
以下為本課題程式設計步驟的乙個示例：
輸出固定週期的pto脈衝
控制要求：輸出30個週期為1000ms的pto脈衝。由常開按鈕啟動pto輸出；在pto脈衝數未輸完時，常閉按鈕停止pto輸出，實現急停功能。
接線：在plc輸入端接入按鈕，plc輸出端不接線。
程式設計除錯：應用高速脈衝輸出指令，通過相關特殊暫存器的設定實現要求功能。
滑台單方向執行控制的實現
控制要求：按下啟動按鈕，滑台開始向上或向下執行，按下停止按鈕則停止執行；按下方向按鈕則改變執行方向。
接線：按設計的接線原理圖，plc輸出端與步進電機驅動器連線。
程式設計：在上述程式基礎上，增加執行方向控制，按步進電機啟動要求，修改相關特殊暫存器值。
除錯：修改完善程式，調節執行速度，直到滑台能夠向上或向下穩步執行，實現要求的功能。
td400c對滑台執行監控功能的實現
系統功能的修改完善
設計plc控制系統，實現由步進電機驅動直線滑台的加速-勻速-減速執行控制。
1.3 系統介紹
1.4 控制要求
（1）按下啟動按鈕，滑台開始向上或向下做加速-勻速-減速執行，執行設定位移量後停止；
（2）執行過程中，按下停止按鈕則停止執行；
（3）按下方向按鈕則改變執行方向；
（4）在人機介面td400c中設定往返運動的位移和速度，且能控制滑台執行。（可選）
1）接線原理圖示例
2）程式設計指導
以下為本課題程式設計步驟的乙個示例：
輸出變週期的pto脈衝
控制要求：輸出週期由2000ms減小到500ms，再由500ms增加個2000ms的pto脈衝。由常開按鈕啟動pto輸出；在pto脈衝數未輸完時，常閉按鈕可以停止pto輸出，實現急停功能。
接線：在plc輸入端接入按鈕，plc輸出端不接線。
程式設計除錯：應用高速脈衝輸出指令的pto多段管線模式，通過包絡表及相關特殊暫存器的設定實現要求功能。
滑台單方向執行控制的實現
控制要求：見1.2節內容。
接線：按設計的接線原理圖，plc輸出端與步進電機驅動器連線。
程式設計：在上述程式基礎上，增加執行方向控制，按步進電機啟動和執行要求，修改相關特殊暫存器值及包絡表。
除錯：修改完善程式，調節執行速度、加速度和位移，直到實現要求的功能。
td400c對滑台執行監控功能的實現
系統功能的修改完善
設計plc控制系統，實現由步進電機驅動直線滑台的勻速往復執行控制。
1.5 系統介紹
1.6 控制要求
（方案1）
（1）按下找零按鈕，滑塊勻速向下執行，直到滑台下端部位，按下停止按鈕停止下行，以該位為零位；
（2）在零位時，按下啟動按鈕，滑塊向上勻速執行設定位移，到位後停止2s，然後勻速下行，下行到位後，停止1s，然後上行，如此往復執行；（上下行位移保證相同，否則會跑離滑台）
（3）在滑塊運動過程中按下停止按鈕，滑塊停止執行；
（4）當滑塊碰到上、下限位開關時停止執行；
（5）在人機介面td400c中設定往返運動的位移和速度，且能控制滑台執行。（可選）
（方案2）
（1）按下啟動按鈕，滑塊先向下執行至下接近開關停止，實現找零；然後向上執行設定位移，到位後停止2s，然後下行至接近開關停止1s，然後上行，如此往復執行；
（2）在滑塊運動過程中按下停止按鈕，滑塊停止執行；
（3）當滑塊碰到上、下限位開關時停止執行；
（4）在人機介面td400c中設定往返運動的位移和速度，且能控制滑台執行。（可選）
（方案3）
（1）按下啟動按鈕，滑塊先向下執行至下接近開關停止，實現找零；然後開始在上下接近開關之間往返執行，在上位停2s，在下位停1s；
（2）在滑塊運動過程中按下停止按鈕，滑塊停止執行；
（3）當滑塊碰到上、下限位開關時停止執行；
（4）在人機介面td400c中設定往返運動的速度，且能控制滑台執行。（可選）
1）接線原理圖示例
2）程式設計指導
分析控制要求，從最基本的功能實現入手，進行程式設計除錯，逐步增加功能，直到實現系統要求的所有功能。
以下為本課題程式設計步驟的乙個示例：
輸出固定週期的pto脈衝
控制要求：輸出30個週期為1000ms的pto脈衝。由常開按鈕啟動pto輸出；在pto脈衝數未輸完時，常閉按鈕停止pto輸出，實現急停功能。
接線：在plc輸入端接入按鈕，plc輸出端不接線。
程式設計除錯：應用高速脈衝輸出指令，通過相關特殊暫存器的設定實現要求功能。
滑台單方向執行控制的實現
控制要求：按下啟動按鈕，滑台開始向上或向下執行，按下停止按鈕則停止執行；按下方向按鈕則改變執行方向。
接線：按設計的接線原理圖，plc輸出端與步進電機驅動器連線。
程式設計：在上述程式基礎上，增加執行方向控制，按步進電機啟動要求，修改相關特殊暫存器值。
除錯：修改完善程式，直到滑台能夠向上或向下穩步執行，實現要求的功能。
滑台往復執行控制中找零功能（復位）實現
控制要求：按下找零按鈕，滑台開始向下執行至原點位置停止執行。
接線：plc輸入端接入找零（復位）按鈕和接近開關（方案1不需要）。
程式設計除錯：在上述程式基礎上，增加找零執行控制程式。
滑台往復執行控制的實現
控制要求：在滑台處於原點位置時，按下啟動按鈕，滑台開始往復執行，按下停止按鈕則停止執行。
接線：plc輸入端去掉外部方向控制按鈕。
程式設計：滑台往復執行控制屬於順序控制系統，可以畫出順序控制功能圖，按此圖程式設計。
除錯：修改完善程式，直到實現要求的功能。
td400c對滑台執行監控功能的實現
系統功能的修改完善
設計plc控制系統，實現由步進電機驅動直線滑台的變速往復執行控制。
1.7 系統介紹
1.8 控制要求
（方案1）（無接近開關）
（1）按下找零按鈕，滑塊勻速向下執行，直到滑台下端部位，按下停止按鈕停止下行，以該位為零位；
（2）在零位時，按下啟動按鈕，滑塊向上做加速-勻速-減速執行，執行設定位移量後停止2s，然後向下做加速-勻速-減速執行，執行設定位移量（與上行位移相同）後停1s，然後上行，如此往復執行；（上下行位移保證相同，否則會跑離滑台）
（3）在滑塊運動過程中按下停止按鈕，滑塊停止執行；
（4）當滑塊碰到上、下限位開關時停止執行；
（5）當滑塊碰到上接近開關時，停止2s，然後下行執行；當滑塊碰到下接近開關時，停止1s，然後上行執行；
（6）在人機介面td400c中設定往返運動的位移和速度，且能控制滑台執行。（可選）
（方案2）
（1）按下啟動按鈕，滑塊先向下執行至下接近開關停止，實現找零；然後滑塊向上做加速-勻速-減速執行，執行設定位移量後停止2s，然後變速下行至接近開關停止1s，然後上行，如此往復執行；
（2）在滑塊運動過程中按下停止按鈕，滑塊停止執行；
（3）當滑塊碰到上、下限位開關時停止執行；
（5）當滑塊碰到上接近開關時，停止2s，然後下行執行；當滑塊碰到下接近開關時，停止1s，然後上行執行；
（6）在人機介面td400c中設定往返運動的位移和速度，且能控制滑台執行。（可選）
1）接線原理圖示例
2）程式設計指導
以下為本課題程式設計步驟的乙個示例：
輸出變週期的pto脈衝
控制要求：輸出週期由2000ms減小到500ms，再由500ms增加個2000ms的pto脈衝。由常開按鈕啟動pto輸出；在pto脈衝數未輸完時，常閉按鈕可以停止pto輸出，實現急停功能。
接線：在plc輸入端接入按鈕，plc輸出端不接線。
程式設計除錯：應用高速脈衝輸出指令的pto多段管線模式，通過包絡表及相關特殊暫存器的設定實現要求功能。
滑台單方向執行控制的實現
控制要求：按下啟動按鈕，滑台開始向上或向下執行設定位移；按下方向按鈕則改變執行方向；按下停止按鈕則停止執行。
接線：按設計的接線原理圖，plc輸出端與步進電機驅動器連線。
程式設計：在上述程式基礎上，增加執行方向控制，按步進電機啟動和執行要求，修改相關特殊暫存器值及包絡表。
除錯：修改完善程式，直到滑台能夠向上或向下執行設定的位移量，實現要求的功能。
滑台往復執行控制中找零功能（復位）實現
控制要求：按下找零按鈕，滑台開始勻速向下執行至原點位置停止執行。
接線：plc輸入端接入找零（復位）按鈕和接近開關（方案1不需要）。
程式設計除錯：在上述程式基礎上，增加找零執行控制程式。
滑台往復執行控制的實現
plc課程設計
電氣控制與plc 課程設計 題目七段碼數字鐘設計 院系名稱電氣工程學院 目錄1 系統概述1 2 方案論證1 3 硬體設計1 3.1系統的原理方框圖略 3.2 主電路 3.3 i o分配 3.3 i o接線圖 3.4 元器件選型 4 軟體設計1 4.1主流程 4.2梯形圖 5 系統除錯 設計心得 參考...
plc課程設計實驗指導書
可程式設計控制器原理及應用 plc及電氣控制 課程設計實驗指導書 電氣教研室 課程設計的目的 要求 任務及方法 plc是電氣專業與測控與儀器專業的一門重要專業課程，是現代工業自動化控制領域的一門嶄新學科。本課程設計主要以本校的西門子s7 200 plc為背景，對某些實際的自動化系統及裝置進行模擬設計...
PLC課程設計報告
學院 電氣資訊工程學院 班級 自動化1103 姓名 卜曉薇 學號 3110502057 指導老師 刁小燕 題目 飲料灌裝生產流水線plc控制 花樣噴水池裝置的plc控制 目錄1 飲料灌裝生產流水線plc控制2 1.1背景介紹2 1.2設計任務2 1.3程式流程圖3 1.4電氣控制主電路圖4 1.5i...