plc自动送料系统控制器设计【字数：7959】
本文主要以自动送料装车系统作为研究对象，采用S7-200可编程控制器，设计了一款对自动化生产线上的货物进行定点装货和卸货等功能的自动运行小车。在工作过程中使用者可以通过该系统，实现对小车的定点呼叫、自动形式、呼叫优先权的判断，以及定点停车等功能。在硬件系统框架上主要采用了经典的S7-200型号的可编程控制器来实现对周围功能模块的驱动，通过外部呼叫按钮、驱动电机等主要模块电路的连接，构建了自动装卸料小车的硬件电路。在软件上主要通过梯形图语言来构建底层驱动代码，实现了对主控器件的驱动，完成整个控制过程。经过多方的测试，这款控制系统表现出稳定的工作特定，能够高效的运行在自动化生产线上。
目 录
一、 概述 1
二、 控制系统设计 3
（一） 自动送料车的运动分析 3
（二） 设备控制要求 3
三、 小车运动分析 5
（一） 自动送料车控制系统的PLC选型和资源配置 6
（二） 系统资源分配 7
1. I/O地址分配 7
2. 数字量输入部分 7
3. 数字量输出部分 8
四、 系统软件源程序设计 10
（一） 小车启停辅助继电器 10
（二） 呼叫按钮 10
（三） 行程开关 11
（四） 行驶方向判断 13
1. 向左运动 13
2. 向右运动 14
五、 控制系统的调试 15
（一） 程序的下载、安装和调试 15
（二） 仿真调试 15
总 结 19
致 谢 20
参考文献 21
附录 程序代码 22
一、概述
为了下文能够更加清晰的对可编程控制器在本自动送料装车控制系统中的工作原理进行清晰的介绍，这里首先对可编程控制器的内部结构及各个功能模块之间的数据交互原理进行简要介绍，绝大多数的可编程控制器内部架构都是由中央处理器、数据存储器、输入输出接口以及电源管理等重要部分组成的。
中央处理器在可编程控制器中的核心地位不言而喻，它的主要功能是执行用户编写的程序代码并实现对数据进行快速的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
逻辑运算，从而生成处理结果，实现对其他功能模块的控制。本课题选用的这款S7200型可编程控制器内部的中央处理器有多种选型，用户较长使用的则是CPU221、CPU222、CPU224以及CPU226这四种，这四款型号较为类似的中央处理器在功能指标方面逐渐递长，主要表现在程序存储空间、计数器、计时器等重要模块的数量越来越多。可编程控制器的中央处理器是整个系统的数据运算核心部分，而运算过程中的一个重要参数不容被忽视，那就是对逻辑运算的处理速度，众所周知CPU的研发技术在上个世纪六七十年代就已经开始，那时候的CPU还停留在四位机甚至更低，而今天市面上的CPU已经到了六十四位机的现状，也就是说在单位时间内能够从过去只能够对四位二进制数据进行处理的速度提升到了单位时间内能够对六十四位二进制数据进行运算处理，可以看出CPU在对数据的运算速度方面实现了质的飞跃，得益于CPU研发技术的飞速发展，可编程控制器内部的中央处理器的性能也在不断被提升。在中央处理器的硬件电路方面，为了提升可编程控制器的稳定性，因此它与外部功能模块之间通过光耦或者电磁器件进行数据的交互，并且具有一定的自锁功能，实现了对通信数据的保护。
电源部分是可编程控制器内部结构中不可或缺的一部分，它的作用不单单是为内部各个功能模块供电那么简单，一个高性能的可编程控制器在工业系统中，可以直接连接到电网中进行供电，实现正常工作，不需要考虑到电网中复杂的干扰信号带来的影响，这就是可编程控制器内部优秀的电源处理模块的功劳，它能够极大程度的抑制电网电压带来的扰动，实现稳定的电压输出，使得可编程控制器内部各个功能模块正常工作。
可编程控制器的存储器部分是一个较为重要的功能模块，它主要用于实现对用户程序代码、数据以及系统程序进行存储，通常由FLASH以及EEPROM等类型的存储器构成，本自动送料装车控制系统使用的这款S7200型可编程控制器可以选用的中央处理器主要有CPU221、CPU222、CPU224以及CPU226这四种，这四款中央处理器的存储空间大小分别为2k字节和4k字节，可以看出存储空间都非常小，这主要是因为S7200型可编程控制器是一款较为经典的控制器，研发出来的时间比较早，当时的可编程控制器研发水平还没有现在这么高，而工业系统对于可编程控制器所能实现的功能也没有今天那么多，所以这个存储空间能够适用于大多数中小型系统。另外存储器的数据读写速度也是影响可编程控制器性能指标的一个重要因素，因为程序代码和用户数据都是保存在存储空间中的，中央处理器在执行程序代码时需要不断的在存储器中读取出指令代码和数据，所以对于读写的速度来说，也会在一定程度上影响着可编程控制器的运算速度等指标。可编程控制器的输入输出接口是指它的对外功能管脚接口，这些管脚能够实现对可编程控制器系统外部的数据进行读取和输出，可编程控制器不同于其他微处理器模块，它具有高强的抗干扰措施，所以输入输出接口的软硬件控制电路也要比单片机等微处理器更加复杂和稳定，通常大多数可编程控制器的输入输出管脚都采用光电耦合器或者电磁模块来实现与外部功能电路的连接，这样带来的优点就是能够在硬件上隔断可编程控制器与外部功能模块的直接联系，从根源上降低了外部功能模块短路造成对可编程控制器内部电路的损坏。
二、控制系统设计
自动送料车的运动分析
在对自动送料装车系统进行软硬件系统设计之前，这里首先对这款控制系统的运行过程进行设计分析，通过Visio软件绘制了图1中的自动送料车工作示意图，将整条工作线路绘制成一条直线，小车将沿着这条线路运行，可以看到在线路上有五个固定位置ST1～ST5，这五个位置分别被配置了一个限位开关，当小车运行到某个位置时能够快速检测到限位开关的存在，从而能够实现小车的停车和启动等动作判断，举个例子，当小车当前处于ST2位置时，如果ST5位置处有人呼叫小车，那么可编程控制器将立即驱动电机使得小车向前移动，驶向位置ST5，在此过程中由于ST3和ST4不是目标位置，因此这里的限位开关不会对小车造成响应，直到运行到ST5后，小车检测到该位置的限位开关后，逐渐降速停车到该位置。
目 录
一、 概述 1
二、 控制系统设计 3
（一） 自动送料车的运动分析 3
（二） 设备控制要求 3
三、 小车运动分析 5
（一） 自动送料车控制系统的PLC选型和资源配置 6
（二） 系统资源分配 7
1. I/O地址分配 7
2. 数字量输入部分 7
3. 数字量输出部分 8
四、 系统软件源程序设计 10
（一） 小车启停辅助继电器 10
（二） 呼叫按钮 10
（三） 行程开关 11
（四） 行驶方向判断 13
1. 向左运动 13
2. 向右运动 14
五、 控制系统的调试 15
（一） 程序的下载、安装和调试 15
（二） 仿真调试 15
总 结 19
致 谢 20
参考文献 21
附录 程序代码 22
一、概述
为了下文能够更加清晰的对可编程控制器在本自动送料装车控制系统中的工作原理进行清晰的介绍，这里首先对可编程控制器的内部结构及各个功能模块之间的数据交互原理进行简要介绍，绝大多数的可编程控制器内部架构都是由中央处理器、数据存储器、输入输出接口以及电源管理等重要部分组成的。
中央处理器在可编程控制器中的核心地位不言而喻，它的主要功能是执行用户编写的程序代码并实现对数据进行快速的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
逻辑运算，从而生成处理结果，实现对其他功能模块的控制。本课题选用的这款S7200型可编程控制器内部的中央处理器有多种选型，用户较长使用的则是CPU221、CPU222、CPU224以及CPU226这四种，这四款型号较为类似的中央处理器在功能指标方面逐渐递长，主要表现在程序存储空间、计数器、计时器等重要模块的数量越来越多。可编程控制器的中央处理器是整个系统的数据运算核心部分，而运算过程中的一个重要参数不容被忽视，那就是对逻辑运算的处理速度，众所周知CPU的研发技术在上个世纪六七十年代就已经开始，那时候的CPU还停留在四位机甚至更低，而今天市面上的CPU已经到了六十四位机的现状，也就是说在单位时间内能够从过去只能够对四位二进制数据进行处理的速度提升到了单位时间内能够对六十四位二进制数据进行运算处理，可以看出CPU在对数据的运算速度方面实现了质的飞跃，得益于CPU研发技术的飞速发展，可编程控制器内部的中央处理器的性能也在不断被提升。在中央处理器的硬件电路方面，为了提升可编程控制器的稳定性，因此它与外部功能模块之间通过光耦或者电磁器件进行数据的交互，并且具有一定的自锁功能，实现了对通信数据的保护。
电源部分是可编程控制器内部结构中不可或缺的一部分，它的作用不单单是为内部各个功能模块供电那么简单，一个高性能的可编程控制器在工业系统中，可以直接连接到电网中进行供电，实现正常工作，不需要考虑到电网中复杂的干扰信号带来的影响，这就是可编程控制器内部优秀的电源处理模块的功劳，它能够极大程度的抑制电网电压带来的扰动，实现稳定的电压输出，使得可编程控制器内部各个功能模块正常工作。
可编程控制器的存储器部分是一个较为重要的功能模块，它主要用于实现对用户程序代码、数据以及系统程序进行存储，通常由FLASH以及EEPROM等类型的存储器构成，本自动送料装车控制系统使用的这款S7200型可编程控制器可以选用的中央处理器主要有CPU221、CPU222、CPU224以及CPU226这四种，这四款中央处理器的存储空间大小分别为2k字节和4k字节，可以看出存储空间都非常小，这主要是因为S7200型可编程控制器是一款较为经典的控制器，研发出来的时间比较早，当时的可编程控制器研发水平还没有现在这么高，而工业系统对于可编程控制器所能实现的功能也没有今天那么多，所以这个存储空间能够适用于大多数中小型系统。另外存储器的数据读写速度也是影响可编程控制器性能指标的一个重要因素，因为程序代码和用户数据都是保存在存储空间中的，中央处理器在执行程序代码时需要不断的在存储器中读取出指令代码和数据，所以对于读写的速度来说，也会在一定程度上影响着可编程控制器的运算速度等指标。可编程控制器的输入输出接口是指它的对外功能管脚接口，这些管脚能够实现对可编程控制器系统外部的数据进行读取和输出，可编程控制器不同于其他微处理器模块，它具有高强的抗干扰措施，所以输入输出接口的软硬件控制电路也要比单片机等微处理器更加复杂和稳定，通常大多数可编程控制器的输入输出管脚都采用光电耦合器或者电磁模块来实现与外部功能电路的连接，这样带来的优点就是能够在硬件上隔断可编程控制器与外部功能模块的直接联系，从根源上降低了外部功能模块短路造成对可编程控制器内部电路的损坏。
二、控制系统设计
自动送料车的运动分析
在对自动送料装车系统进行软硬件系统设计之前，这里首先对这款控制系统的运行过程进行设计分析，通过Visio软件绘制了图1中的自动送料车工作示意图，将整条工作线路绘制成一条直线，小车将沿着这条线路运行，可以看到在线路上有五个固定位置ST1～ST5，这五个位置分别被配置了一个限位开关，当小车运行到某个位置时能够快速检测到限位开关的存在，从而能够实现小车的停车和启动等动作判断，举个例子，当小车当前处于ST2位置时，如果ST5位置处有人呼叫小车，那么可编程控制器将立即驱动电机使得小车向前移动，驶向位置ST5，在此过程中由于ST3和ST4不是目标位置，因此这里的限位开关不会对小车造成响应，直到运行到ST5后，小车检测到该位置的限位开关后，逐渐降速停车到该位置。
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