基于西门子S7―200PLC的小车自动往返运动系统分析
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摘 要： 在日常生活中的生产车间由于工作台的面积有限，这就要求有一运料的小车能及时的将成品运到指定的成品车间，由于操作工人对工作的熟练程度不同等原因，将会使工作台上的成品数量不同，这就要求操作工根据自己的需要及时呼来装料小车将成品运走。小车需要将每个工作台上的成品都及时运走，这就要求小车在每个工作台的限时限量的装货。但由于每个工作台的呼叫都是随机的，因此，小车运行及停靠应该是根据工作台的呼叫而决定的，而不是按预先设定的顺序依次运行，这样就提高了小车的效率。实现了一定的车间智能化，提高了系统的可靠性，节约了一定的人力资源。
中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）09-0275-01
一、控制任务及要求
1.每个工作台都有一个呼叫按扭。当需要小车过来装袋时，按一下按扭，系统接到呼叫信号就登记下来，同时通过点亮记忆灯来表示呼叫信号已接到。智能运料小车就会通过程序判断自己的闲忙程度来确定到来的具体时间。原则是谁先登记先接谁，不能截车。
2.封装打包时有以下基本要求。每次最多装20袋，每次最多停留10秒，如果不到10秒种就把20袋都装完了，这时如果有其他工作呼叫，我们就控制小车运行。如用尽10秒时间到小车仍然装不到20袋。此时如果出现或者早已有呼叫信号，小车也会立即运行离开。
3.如果20袋货物已经装完了，等待10秒钟的时间也到了，此时如果没有其他的工作台呼叫小车，本个工作台可以继续装运货物，注意一旦有其他的工作台呼叫小车，小车立运行到达呼叫的工作台。
4.本系统增加数码指示，可以实时监测用数码管显示小车的停止位置。
5.呼叫信号要遵从先呼先去原则。不能顺向截车，只要车上的货物达到60袋，小车此时直接到达卸料区，不再响应其他工作台的呼叫，但是小车要存储他们的呼叫顺序直到小车卸完料后再按顺序工作装料。
6.本系统设有一个启动按钮，一个停止按钮。
7.工作台和工作台之间的距离通过旋转编码器测量小车运行距离。设定每4个工作台加一个成品装卸库。根据小车和小车之间、小车和成品库间的距离来确定编码器发送脉冲的个数。
8.运料小车每次都到成品库卸料，每次需要10秒钟，默认只要时间到PLC就判断是完成卸料。
二、设计方案
1.呼叫按钮给出的信号要能记忆，同时要有指示灯显示。小车在站台停止时，信号才能消失。灯才能灭，还需遵从先呼先去原则，不能顺相截车。
2.本客体的逻辑关系较复杂，必须考虑到所有的可能。特别是呼叫信号登记的先后关系。
3.工作台间距定位要使用高数计数器指令。
4.停靠位置指示灯由七段数码管负责。
三、设计内容
1.综合设计的流程图（如图1所示）
2.据控制任务要求及现场安装的实际情况进行输入/输出口分配和PLC硬件接线
3.具体程序设计：（所用系统的软硬件配置）
本系统程序大致可分为以下功能模块，如下：
3.1启动程序和停止程序：
I0.4为启动按钮，按下后M0.0得电自锁，程序可以运行，直到按下I0.5后，程序停止运行。
3.2呼叫信号登记程序：
当呼叫按钮I1.1、 I1.2、 I1.3、 I1.4有按下时，对应的信号灯点亮，自锁保持.I0.7、 M4.2、 M4.3、 M4.4分别为位置开关，并联Q0.4、 Q0.5的常开触点，以保证运行通过位置开关时不致于把信号灯撞灭，直到停在该位置时，信号灯才灭，十秒或装满二十袋后，该中间继电器才能失电。
3.3记忆按钮按下顺序模块
本模块利用中间继电器的两两互锁功能实现记忆顺序，第一个按下的按钮可将其线路中的三个连续常开触点全部闭合，形成通路运行，第二个按下的按钮由于第一个的互锁，只能闭合两个常开触点，不能形成通路，第三个按下的按钮由于第一和第二个的互锁，只能闭合一个常开，由此，第四个按下的按钮不能闭合前三个按钮互锁的全部常开，按下后只能点亮信号灯。
当小车停靠在第一个按下按钮的站，装料到时间或到数量时，失电释放三个常开触点，分别由其他按下的按钮反过来各互锁一个，此时，原第二个按下的按钮使三个常开全都闭合，形成通路运行，成为顺序中的第一，第三成为第二，第四成为第三，再次按下原第一个按下的按钮，则为第四，由此实现顺序功能。
3.4高速计数器定位站号程序
启动运行后，当小车到终点装料站撞上位置开关I0.7后，I0.7同时作为高速计数器的基站校准开关，执行子程序初始化计数，以减小旋转编码器多次运行造成的误差，高速计数器每计1000个码显示一个站号.由于高速计数器过快的计数脉冲，应用“==D”比较指令往往不能保证给数码显示指令使能端置位，致使站号显示有误.此时可使用>=D与
3.5高速计数器定位行程开关程序
同样使用>=D与
3.6小车往返运行控制程序
按钮作为起始接通，定时器触头和计数器比较指令作为定时定量接通，M0.5、 M0.6、 M0.7、 M1.0常开作为顺序接通，高速计数器比较指令作为判断方向接通，Q0.4、 Q0.5互锁作为保护，C0动作时一律右行至成品库卸料。
3.7定时定量程序
当小车停靠在某个站时，接通该站的位置开关，对应的定时器开始计时，同时给计数器提供计数条件，离开时断开定时器，将计数器复位。当小车在成品库停10秒后，T41动作将C0复位，同时为呼叫信号提供通路。
3.8左、右行小方向指示程序
运用接通的顺序，对小车的运行方向进行指示，运行时指示正在运行的方向，停止时指示下站的运行方向。
参考文献
[1]汪晓光.可编程控制器原理及应用.北京：机械工业出版社.1997
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