【正文】 A。元件列表如下：表32序號 代號 名稱 型號 數(shù)量1 M 三相異步電動機(jī) J02224 12 QS 空氣開關(guān) DZ473P 33 FR 熱繼電器 R2016 14 CPU PLC處理器 CPU224 15 KM 交流接觸器 CJ20 26 SB 按鈕 LAY8 37 ST 限位開關(guān) LXK2 28 FU 熔斷器 RT1420 19 L 導(dǎo)線 若干 PLC機(jī)型的選擇 （1）CPU 性能PLC的 CPU性能主要涉及處理器的“位數(shù)” 、運(yùn)算速度、用戶存儲器的容量、編程能力、軟件開發(fā)能力、通信能力等方面。（2）I/O 點(diǎn)數(shù)PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)是 PLC的基本參數(shù)之一。（3）開關(guān)量輸入模塊的選擇選擇三相交流輸入電源 AC380V，采用直流匯點(diǎn)輸入接線方式。（6）I/O 地址分配方式采用 I/O 自動分配方式，地址連續(xù)、有序。裝料指示燈 L1，卸料指示燈 L2，其中輸入為：SBSBSBSTST2；輸出為：KMKMLL將以上 PLC的輸入、輸出匯總，可以統(tǒng)計如下：PLC的輸點(diǎn)總計：5 個。PLC輸出點(diǎn)總計：4 個。4 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計4．1 系統(tǒng)主回路與控制回路的設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分，PLC具有靈活 、通用的特點(diǎn)，幾乎全部的控制都是通過軟件來控制的，雖然如此硬件設(shè)計也并不是PLC與I/O信號間簡單的連線，它直接關(guān)系到控制系統(tǒng)的安全性、可靠性與生產(chǎn)成本等諸多問題，而且硬件設(shè)計一旦完成，不可以隨時隨地進(jìn)行修改，因此，它是決定控制系統(tǒng)設(shè)計成敗的關(guān)鍵問題，在硬件設(shè)計階段應(yīng)高度重視。 （2）電源總開關(guān)根據(jù)EN602041標(biāo)注規(guī)定，為了使正的控制系統(tǒng)與電網(wǎng)隔離，機(jī)械設(shè)備的電氣控制裝置必須安裝電源總開關(guān)，在本次設(shè)計的控制系統(tǒng)中，設(shè)有空氣開關(guān)作為電源總開關(guān)，可斷開回路中的所有用電設(shè)備電源。所以，在主回路中裝設(shè)有熔斷器，它的主要用做短路保護(hù)和嚴(yán)重過載保護(hù)；熱繼電器FR，是一類實(shí)現(xiàn)自動斷電功能的裝置，主要用做過電流、漏電、欠壓、過熱等故障的保護(hù)。 控制主回路見附錄2 系統(tǒng)控制回路設(shè)計在機(jī)械運(yùn)料小車的控制回路主要由通電延時時間繼電器KTKT2；接觸器KMKM2；停止按鈕，啟動按鈕，限位開關(guān)等構(gòu)成。在電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制接觸器同時動作時，可能引起電源短路、機(jī)械部件損壞，為保證控制系統(tǒng)工作可靠性，在繼電器接觸器控制系統(tǒng)中，通過觸點(diǎn)進(jìn)行電氣“互鎖” ，互鎖環(huán)節(jié)具有禁止功能，在線路中起安全保護(hù)作用。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器 KM1線圈通電動作后，KM1的輔助常閉觸點(diǎn)斷開 KM2線圈回路，若使 KM1得電吸合，必須先使KM2斷電釋放，其輔助常閉觸頭復(fù)位，這就防止了 KMKM2 同時吸合造成相間短路，這一線路環(huán)節(jié)稱為互鎖環(huán)節(jié)。總體電路圖見附錄 1 機(jī)械運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理根據(jù)設(shè)計的總體電路圖和機(jī)械運(yùn)料小車的控制要求可知，控制運(yùn)料小車的電動機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種工作方式，需要兩個線圈KM1和KM2，通過改變相序來改變電動機(jī)的工作方式，接觸器KM1和KM2的主觸點(diǎn)對應(yīng)主電路圖中的KM1和KM2。（1）按下電動機(jī)正轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB1，接觸器線圈 KM1通電，與 SB1并聯(lián)的 KM1的輔助常開觸點(diǎn)閉合，形成自鎖，以保證 KM1線圈持續(xù)通電，同時串聯(lián)在電機(jī)主回路中的 KM1的主觸點(diǎn)閉合，接通電動機(jī) M，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，機(jī)械運(yùn)料小車前進(jìn)；（2）當(dāng)行駛至限位開關(guān) ST1處，ST1 的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，使 KM1線圈失電，電機(jī)停轉(zhuǎn)，機(jī)械運(yùn)料小車停止，同時通電延時繼電器 KT1的線圈接通，其輔助常開觸點(diǎn)閉合，裝料指示燈 L1變亮；（3）延時 10S后,時間繼電器的延時閉合常開觸點(diǎn) KT1閉合，接觸器KM2線圈通電并自鎖，兩個常閉觸點(diǎn) KM2斷開，指示燈 L1熄滅，同時使 KM1線圈失電，然后電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行，機(jī)械運(yùn)料小車后退；（4）當(dāng)行駛至 ST2處，其常開觸點(diǎn)閉合，時間繼電器 KT2線圈帶電，KT2常開觸點(diǎn)閉合，卸料指示燈 L2變亮；（5）延時 8S后，線圈 KT2的常開觸點(diǎn)閉合，回到電動機(jī)的正轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)。 PLC的外部接線圖根據(jù)機(jī)械運(yùn)料小車的工作原理和I/O地址分配表畫出PLC的外部接線圖，如下:圖42 PLC的外部接線圖圖中，正反轉(zhuǎn)啟動按鈕 SBSB2，分配輸入信號地址、停止按鈕 SB3:，,兩個限位開關(guān) STST2 的輸入信號地址為 、。繼電器電路中的時間繼電器的功能用 PLC內(nèi)部的定時器來完成，它們與 PLC的輸入位、輸出位無關(guān)，KTI 和 KT2分別用 T37和 T38來完成相應(yīng)的延時功能，F(xiàn)R 熱繼電器的動斷觸點(diǎn)具有鎖存功能，在繼電器電路中只出現(xiàn)一次，并且與 PLC的負(fù)載串聯(lián)，不必將其作為 PLC的輸入信號，將它放在 PLC的輸出回路中，與相應(yīng)的外部負(fù)載串聯(lián)。5 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 S7程序設(shè)計的基本步驟首先根據(jù)控制對象與選擇的S7200PLC的型號CPU224，選擇PLC程序的框架進(jìn)行程序設(shè)計，程序設(shè)計與控制系統(tǒng)硬件設(shè)計、調(diào)試密切相關(guān)；而程序的輸入與編輯、程序檢查，程序的調(diào)試等工作都在此階段完成。 。（1）選擇程序結(jié)構(gòu)由于控制系統(tǒng)選用的是S7200系列的PLC,接運(yùn)料小車的控制要求較簡單，所以程序用線性化結(jié)構(gòu)進(jìn)行編寫，可以省略程序塊、數(shù)據(jù)塊的編寫。當(dāng)系統(tǒng)處于初始步時， 為“1” ，步 ，系統(tǒng)由初始步到 ， 成為活動步。運(yùn)料小車停止，同時繼電器 T37開始計時，裝料指示的亮，控制程序這樣一步一步工作。 控制系統(tǒng)的梯形圖運(yùn)料小車的流程圖如 52所示， 開始按下電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕 S B 1行駛至 S T 1 處 ， 裝料指示燈 L 1 亮 ， 延時 1 0 S 時間到電機(jī)反轉(zhuǎn) ， 機(jī)械運(yùn)料小車后退行駛至 S T 2 處 ， 卸料指示燈 L 2亮 ， 延時 8 S 時間到按下停止按鈕 S B 3結(jié)束運(yùn)料小車前進(jìn)否否否是是是圖52 流程圖根據(jù)控制系統(tǒng)的順序功能圖和運(yùn)料小車的流程圖編寫梯形圖7 STEP7Micro/WIN編程軟件的應(yīng)用 軟件的功能簡介 STEP7編程軟件是用于 SIEMENS公司 S7系列 PLC的工具軟件，它包括了用于 S7200 PLC 的 STEP7Micro/WIN與用于 S7300/400 PLC的 SIEP7兩種基本工具軟件。 STEP7Micro/WIN編程軟件有多種版本，目前常用的為 STEP7Micro/(STEP7Micro/ WIN32)，可以使用中文、英文、德文等多種文字。編程軟件可以用于帶有集成式 S7200的數(shù)控系統(tǒng)，如SIEMENS SINUMERIK 802等。 通過軟件可以進(jìn)行程序編輯、狀態(tài)監(jiān)視以及強(qiáng)制改變輸入、輸出狀態(tài)等操作，以滿足 PLC控制系統(tǒng)在編程、調(diào)試、運(yùn)行和在線診斷等方面的需要。其中，SIMATIC 指令系統(tǒng)的功能較豐富，可以使用非 IEC 611313標(biāo)準(zhǔn)指令，以實(shí)現(xiàn)特殊的 PLC功能。 當(dāng)采用 IEC 611313指令系統(tǒng)時，STEP7Micro/WIN 軟件只能采用梯形圖、邏輯功能塊圖進(jìn)行 編程，但無法轉(zhuǎn)換成指令表，同時，某些特殊的功能指令在采用 IEC 611313指令系統(tǒng)時也無法正常使用。 對于以上兩種情況，STEP7Micro/WIN 軟件可以根據(jù)所選擇的指令系統(tǒng)與 CPU模塊的型號進(jìn)行自動識別。 2．安裝與啟動 （1）軟件配置要求 STEP7Micro/WIN編程軟件可以在個人計算機(jī)(PC)或西門子專用編程器(PG)上使用，軟件運(yùn)行的硬件要求如下： CPU: PII處理器，運(yùn)算速度在 400MHz以上； 內(nèi)存要求：不低于 32MB。 （2）軟件安裝步驟 ——將 STEP7 MICRO WIN安裝光盤插入 CD/DVD ROM。 在安裝過程中，會彈出相應(yīng)的安裝指示信息，可以選擇安裝目錄、語言、PG/PC 接口參數(shù)設(shè)置對話框Setting PG/PC Interface等信息。 即使安裝過程中出現(xiàn)選擇錯誤，也無須重新啟動安裝過程，在安裝軟件完成后，還可以進(jìn)行必要的調(diào)整。 ——軟件安裝完成后，在計算機(jī)的開始菜單中選擇Simatic子菜單，并選擇STEP7MicroWIN32選項，即可啟動 STEP7Micro/WIN軟件。畢業(yè)論文即將完成，回想起做畢業(yè)設(shè)計的經(jīng)過，讓我感觸頗深：(1)“每天早晨叫醒我的不再是鬧鐘，而是畢業(yè)設(shè)計” 。（2） “不逼自己一把，你就不知道自己有多優(yōu)秀” 。例如，西門子S7200系列的PLC，因?yàn)橹皼]有接觸過，在學(xué)習(xí)階段遇到的難題，經(jīng)過自己的努力，熟悉了并掌握一些知識，所以說努力之后，會有收獲。這句話從楊俊起老師那里才體會到的。畢業(yè)設(shè)計是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會，也讓我收獲很多：通過這次比較完整的設(shè)計出機(jī)械運(yùn)料小車的PLC控制系統(tǒng)，使我擺脫了單純的理論知識和不求甚解的學(xué)習(xí)狀態(tài)；鍛煉了我綜合運(yùn)用所專業(yè)基礎(chǔ)知識和解決實(shí)際問題的能力；提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范、電腦繪圖和使用S7200軟件等專業(yè)能力水平。 雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多，過程繁瑣，使我的收獲更加豐富。我的能力也得到了提高，正是這一次設(shè)計讓我積累無數(shù)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。 致 謝首先，我要感謝河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院，感謝電氣系對我的培養(yǎng)，讓我學(xué)到了許許多多的知識，感謝各位學(xué)科老師在學(xué)習(xí)中對我的關(guān)懷與照顧，在此致以我深深的謝意。雖然只是短短的幾個月，楊老師卻讓我受益匪淺，不只是知識，更重要的還有對工作的態(tài)度。本論文從選題到最后定稿成文，楊俊起老師都給予了悉心的指導(dǎo)，楊老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)，廣博深邃的洞察力，孜孜不倦的開拓精神和敬業(yè)精神令我深受啟迪和教益，謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師楊俊起老師致以我最真摯的謝意。由于筆者水平有限，在理論的描述、資料的運(yùn)用等方面難免有不當(dāng)、不深，不周之處，有些觀點(diǎn)也尚欠成熟，敬請各位老師批評指正。你們的鼓勵和幫助永遠(yuǎn)是我前進(jìn)的不懈動