基于S7—200 PLC小车运动控制系统的设计
2014-10-30薛俐清
薛俐清
摘 要：可编程控制器（PLC）以其可靠性高、速度快、处理能力强、电磁兼容性良好等特点，受到越来越广泛的应用，因此，用可编程控制器代替传统的继电器控制小车运动系统成为社会发展的一个方向。文章通过用可编程控制器（S7-200 PLC）控制小车运动模型工作，详细叙述了小车运动PLC控制系统的设计方法，主要介绍了小车运动PLC控制系统的设计要求，列出了具体的输入输出地址，并给出了系统梯形图的设计。该PLC控制程序在对小车运动的模型控制中取得了良好的效果，完全满足本系统提出的控制要求。
关键词：S7-200 PLC；小车运动；程序
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）29-0009-03
1 小车运动控制系统实训模型介绍
1.1 小车运动控制系统概述
本小车运动控制系统实训教学模型（如图1所示）由运动小车、同步带轮传动机构、直流电机、光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、行程开关等组成，通过传感检测、PLC编程，实现运动距离测量、传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、定位控制、点动控制、位置显示控制等，能实现小车的精确定位。该系统外观精美，体积紧凑，重量轻，能满足大中专院校可编程控制器技术的教学、课程设计和毕业设计。
1.2 系统配置
小车运动控制系统实训教学模型如图1所示。
①安装底板：用于安装各种执行器及控制器的支撑体。
②导轨：用于固定同步带/轮，牵曳滑块小车运动及定义滑块小车的运行轨迹。
③小车滑块（如图2所示）：整套系统的被控对象。
④直流减速电机：整套系统的执行机构，用于带动被控对象小车。
⑤操作盒（如图3所示）：安装有各种控制输入及输出显示机构。
⑥传感器机构：安装有各种传感器，例如电感式、电容式、光电式等，用于检测控制对象的位置信息。
2 小车运动控制系统的设计要求
2.1 控制要求
①系统启动，小车复位运行至位置4处。
②当选择“手动运行”时，系统调用“手动子程序”，进入手动运行状态，小车按手动方式运行。控制要求如下：
系统启动，进入手动状态，点动“1、2、3、4”定位按钮时，小车能运动至指定位置。如：当小车停止在3号位置右侧时，点动“3”号定位按钮，小车左行至3号位置；当小车停止在3号位置左侧时，点动“3”号定位按钮，小车右行至3号位置。
③当选择“自动运行”时，系统调用“自动子程序”，进入自动运行状态，小车按自动方式运行。控制要求如下：
系统启动，进入自动状态，小车以下列方式运行，如图4所示。
小车在快速运行时，系统报警。
④位置显示单元实时显示当前小车所处位置。
2.2 程序流程图
程序流程图如图5所示。
3 小车运动控制系统的设计
3.1 可编程控制器选择
本系统采用西门子可编程控制器（PLC）作为控制机构元器件，产品规格为：S7-200系列是一类小型可编程控制器，它负责整个系统输入、输出信息的处理和储存、控制。它验证不同的系统控制信息（启动/停止、手动/自动等）从而使系统以不同的控制模式运行；另外，它还接受系统各种请求信息，并根据不同的请求信息进行不同的响应等。
3.2 可编程控制器I/O地址分配
该西门子模块为CPU226型，输入地址有24个，输出地址16个，能够满足小车运动控制系统的设计要求。确定I/O地址是整个PLC小车运动控制系统首要解决的问题，决定着系统硬件部分的设计，也是系统软件编程的前提。根据系统的设计要求，分别定义了输入地址I0.0～I1.1共10个，输出地址Q0.0～Q0.7共8个，具体输入、输出地址定义见表1。
3.3 梯形图的设计
3.3.1 小车运动主程序
网络1-网络4、网络5-网络10，如图6～7所示。
3.3.2 小车手动运行子程序
网络1-网络4、网络5-网络1、网络12-网络21，如图8～10所示。
3.3.3 小车自动运行子程序
网络1-网络11、网络12-网络15，如图11～12所示。
4 结 语
本文通过用可编程控制器（S7-200PLC）控制小车运动系统工作，实践证明该方案可行。另外，无论在实际小车运动控制的使用中还是大中专院校的实训教学、课程设计和毕业设计中，只要对控制要求或软件上相对应的参数设置加以改进，就能满足各种不同场合对小车运动控制系统的使用要求。
参考文献：
[1] 廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2007.
摘 要：可编程控制器（PLC）以其可靠性高、速度快、处理能力强、电磁兼容性良好等特点，受到越来越广泛的应用，因此，用可编程控制器代替传统的继电器控制小车运动系统成为社会发展的一个方向。文章通过用可编程控制器（S7-200 PLC）控制小车运动模型工作，详细叙述了小车运动PLC控制系统的设计方法，主要介绍了小车运动PLC控制系统的设计要求，列出了具体的输入输出地址，并给出了系统梯形图的设计。该PLC控制程序在对小车运动的模型控制中取得了良好的效果，完全满足本系统提出的控制要求。
关键词：S7-200 PLC；小车运动；程序
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）29-0009-03
1 小车运动控制系统实训模型介绍
1.1 小车运动控制系统概述
本小车运动控制系统实训教学模型（如图1所示）由运动小车、同步带轮传动机构、直流电机、光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、行程开关等组成，通过传感检测、PLC编程，实现运动距离测量、传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、定位控制、点动控制、位置显示控制等，能实现小车的精确定位。该系统外观精美，体积紧凑，重量轻，能满足大中专院校可编程控制器技术的教学、课程设计和毕业设计。
1.2 系统配置
小车运动控制系统实训教学模型如图1所示。
①安装底板：用于安装各种执行器及控制器的支撑体。
②导轨：用于固定同步带/轮，牵曳滑块小车运动及定义滑块小车的运行轨迹。
③小车滑块（如图2所示）：整套系统的被控对象。
④直流减速电机：整套系统的执行机构，用于带动被控对象小车。
⑤操作盒（如图3所示）：安装有各种控制输入及输出显示机构。
⑥传感器机构：安装有各种传感器，例如电感式、电容式、光电式等，用于检测控制对象的位置信息。
2 小车运动控制系统的设计要求
2.1 控制要求
①系统启动，小车复位运行至位置4处。
②当选择“手动运行”时，系统调用“手动子程序”，进入手动运行状态，小车按手动方式运行。控制要求如下：
系统启动，进入手动状态，点动“1、2、3、4”定位按钮时，小车能运动至指定位置。如：当小车停止在3号位置右侧时，点动“3”号定位按钮，小车左行至3号位置；当小车停止在3号位置左侧时，点动“3”号定位按钮，小车右行至3号位置。
③当选择“自动运行”时，系统调用“自动子程序”，进入自动运行状态，小车按自动方式运行。控制要求如下：
系统启动，进入自动状态，小车以下列方式运行，如图4所示。
小车在快速运行时，系统报警。
④位置显示单元实时显示当前小车所处位置。
2.2 程序流程图
程序流程图如图5所示。
3 小车运动控制系统的设计
3.1 可编程控制器选择
本系统采用西门子可编程控制器（PLC）作为控制机构元器件，产品规格为：S7-200系列是一类小型可编程控制器，它负责整个系统输入、输出信息的处理和储存、控制。它验证不同的系统控制信息（启动/停止、手动/自动等）从而使系统以不同的控制模式运行；另外，它还接受系统各种请求信息，并根据不同的请求信息进行不同的响应等。
3.2 可编程控制器I/O地址分配
该西门子模块为CPU226型，输入地址有24个，输出地址16个，能够满足小车运动控制系统的设计要求。确定I/O地址是整个PLC小车运动控制系统首要解决的问题，决定着系统硬件部分的设计，也是系统软件编程的前提。根据系统的设计要求，分别定义了输入地址I0.0～I1.1共10个，输出地址Q0.0～Q0.7共8个，具体输入、输出地址定义见表1。
3.3 梯形图的设计
3.3.1 小车运动主程序
网络1-网络4、网络5-网络10，如图6～7所示。
3.3.2 小车手动运行子程序
网络1-网络4、网络5-网络1、网络12-网络21，如图8～10所示。
3.3.3 小车自动运行子程序
网络1-网络11、网络12-网络15，如图11～12所示。
4 结 语
本文通过用可编程控制器（S7-200PLC）控制小车运动系统工作，实践证明该方案可行。另外，无论在实际小车运动控制的使用中还是大中专院校的实训教学、课程设计和毕业设计中，只要对控制要求或软件上相对应的参数设置加以改进，就能满足各种不同场合对小车运动控制系统的使用要求。
参考文献：
[1] 廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2007.
摘 要：可编程控制器（PLC）以其可靠性高、速度快、处理能力强、电磁兼容性良好等特点，受到越来越广泛的应用，因此，用可编程控制器代替传统的继电器控制小车运动系统成为社会发展的一个方向。文章通过用可编程控制器（S7-200 PLC）控制小车运动模型工作，详细叙述了小车运动PLC控制系统的设计方法，主要介绍了小车运动PLC控制系统的设计要求，列出了具体的输入输出地址，并给出了系统梯形图的设计。该PLC控制程序在对小车运动的模型控制中取得了良好的效果，完全满足本系统提出的控制要求。
关键词：S7-200 PLC；小车运动；程序
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）29-0009-03
1 小车运动控制系统实训模型介绍
1.1 小车运动控制系统概述
本小车运动控制系统实训教学模型（如图1所示）由运动小车、同步带轮传动机构、直流电机、光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、行程开关等组成，通过传感检测、PLC编程，实现运动距离测量、传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、定位控制、点动控制、位置显示控制等，能实现小车的精确定位。该系统外观精美，体积紧凑，重量轻，能满足大中专院校可编程控制器技术的教学、课程设计和毕业设计。
1.2 系统配置
小车运动控制系统实训教学模型如图1所示。
①安装底板：用于安装各种执行器及控制器的支撑体。
②导轨：用于固定同步带/轮，牵曳滑块小车运动及定义滑块小车的运行轨迹。
③小车滑块（如图2所示）：整套系统的被控对象。
④直流减速电机：整套系统的执行机构，用于带动被控对象小车。
⑤操作盒（如图3所示）：安装有各种控制输入及输出显示机构。
⑥传感器机构：安装有各种传感器，例如电感式、电容式、光电式等，用于检测控制对象的位置信息。
2 小车运动控制系统的设计要求
2.1 控制要求
①系统启动，小车复位运行至位置4处。
②当选择“手动运行”时，系统调用“手动子程序”，进入手动运行状态，小车按手动方式运行。控制要求如下：
系统启动，进入手动状态，点动“1、2、3、4”定位按钮时，小车能运动至指定位置。如：当小车停止在3号位置右侧时，点动“3”号定位按钮，小车左行至3号位置；当小车停止在3号位置左侧时，点动“3”号定位按钮，小车右行至3号位置。
③当选择“自动运行”时，系统调用“自动子程序”，进入自动运行状态，小车按自动方式运行。控制要求如下：
系统启动，进入自动状态，小车以下列方式运行，如图4所示。
小车在快速运行时，系统报警。
④位置显示单元实时显示当前小车所处位置。
2.2 程序流程图
程序流程图如图5所示。
3 小车运动控制系统的设计
3.1 可编程控制器选择
本系统采用西门子可编程控制器（PLC）作为控制机构元器件，产品规格为：S7-200系列是一类小型可编程控制器，它负责整个系统输入、输出信息的处理和储存、控制。它验证不同的系统控制信息（启动/停止、手动/自动等）从而使系统以不同的控制模式运行；另外，它还接受系统各种请求信息，并根据不同的请求信息进行不同的响应等。
3.2 可编程控制器I/O地址分配
该西门子模块为CPU226型，输入地址有24个，输出地址16个，能够满足小车运动控制系统的设计要求。确定I/O地址是整个PLC小车运动控制系统首要解决的问题，决定着系统硬件部分的设计，也是系统软件编程的前提。根据系统的设计要求，分别定义了输入地址I0.0～I1.1共10个，输出地址Q0.0～Q0.7共8个，具体输入、输出地址定义见表1。
3.3 梯形图的设计
3.3.1 小车运动主程序
网络1-网络4、网络5-网络10，如图6～7所示。
3.3.2 小车手动运行子程序
网络1-网络4、网络5-网络1、网络12-网络21，如图8～10所示。
3.3.3 小车自动运行子程序
网络1-网络11、网络12-网络15，如图11～12所示。
4 结 语
本文通过用可编程控制器（S7-200PLC）控制小车运动系统工作，实践证明该方案可行。另外，无论在实际小车运动控制的使用中还是大中专院校的实训教学、课程设计和毕业设计中，只要对控制要求或软件上相对应的参数设置加以改进，就能满足各种不同场合对小车运动控制系统的使用要求。
参考文献：
[1] 廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2007.
