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基于PLC的运料小车控制系统设计
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理工大学课程设计
1.1 PLC的基本概念
在PLC的发展过程中，美国电器制造商协会（NEMA）经过四年的调查，于1980年把这种新型的控制器正式命名为可编程控制器（Programmable Controller）,英文缩写为PC，并且作如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的是的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它使用可编程序的存储器来存储指令，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，计数，计时和算术运算等操作的指令。并且通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”
定义强调了PLC应直接应用于工业环境，它必须有很强的抗干扰能力，广泛的适应能力和应用范围。这是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。
1.2 PLC的发展
PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美，德，日等工业发达的国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升，生产厂家不断涌现，品种不断翻新，产量产值大幅度上升而价格不断下降。
目前，世界上有200多个厂家，较有名的公司有美国：AB通用电气，莫迪康公司；日本：三菱，富士，欧姆龙，松下电工等：德国：西门子公司；法国：TE施耐德公司；韩国：三星，LG公司等。
1.3 PLC的发展趋势
（一）大型化
为适应大规模控制系统的要求，大型PLC向着大存储容量，高速度，高性能，增加I|O点数的发展方向。主要表现在以下几个方面：
1.增强网络通信功能：；
2.发展智能模块；
3.外部故障诊断功能；
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基于PLC的机械小车运料自动控制系统设计毕业设计
导读：现代企业为提高生产车间物流自动化水平,实现生产环节间的运输自动化,使厂房内的物料，由于运料小车自动往返的实际意义,可实现运料小车的全自动控制，降低系统的运行费用，1.2设计取得的成果，本文介绍了一种基于西门子S7-200PLC控制的自动控制运料小车系统设计方案，将PLC运用到运料小车自动控制系统，可实现小车的全自动控制，PLC运料小车自动控制系统具有连线简单控制速度快，利用PLC控制技术，可实
大容量方向发展。
现代企业为提高生产车间物流自动化水平,实现生产环节间的运输自动化,使厂房内的物料搬运全自动化,许多企业在生产车间广泛使用无人小车,运料小车在车间工作台或生产线之间自动往返装料卸料。由于运料小车自动往返的实际意义, 可实现运料小车的全自动控制，降低系统的运行费用。
1.2 设计取得的成果
本文介绍了一种基于西门子S7-200 PLC控制的自动控制运料小车系统设计方案。将PLC运用到运料小车自动控制系统，可实现小车的全自动控制，降低系统的运行费用。PLC运料小车自动控制系统具有连线简单控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，维修和改造方便等优点。利用PLC 控制技术，可实现运料小车的相关运动，运料小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。
本设计的控制系统是采用PLC的编程语言――梯形图，梯形图是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能、使用灵活的指令，使得逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制，定时、计数和算术等操作的指令，并采用模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。
2.1 PLC的产生与定义
2.1.1 PLC的产生
最初的电气自动控制装置是继电-接触器控制系统，它是一种以继电器、接触器、按钮、开关等为主要器件组成的逻辑控制系统，它具有结构简单、生产成本低、抗干扰能力强、故障检修直观方便、适用范围广的特点。它不仅可以实现生产设备、生产过程的自动控制，而且还可以满足大容量、远距离、集中控制的要求。因此，直至今日“继电-接触器控制系统”仍是工业自动控制领域最基本的控制系统之一。
但是，由于“继电-接触器控制系统”的控制元件均为独立元件，它决定了系统的“逻辑控制”与“顺序控制”功能只能通过控制元件间的不同连接实现，因此，不可避免地存在以下不足：①通用性、灵活性差；②运行费用高、噪声大；③体积大，材料消耗多；④功能局限性大；⑤可靠性低，使用寿命短；⑥不具备现代工业控制所需要的数据通信、网络控制功能。
为了解决“继电-接触器控制系统”存在的通用性、灵活性差、功能局限性大与通信、网络方面欠缺的问题。1968年，美国最大的汽车制造商―通用汽车公司（GM公司）提出了一种新颖控制器的十大技术要求，并面向社会进行招标。由此，PLC应运而生。
2.1.2 PLC的定义
1969年美国GOULD公司首先将PLC技术进行商品化并推向市场；1971年，在引进美国技术后，日本研制出了自己的第一台PLC；1973年德国
SIEMENS公司研制出欧洲第一台PLC；1974年，法国随之研制出了PLC。到了20世纪70年代中期，PLC开始采用微处理器。1980年，美国电气制造商协会（National Electronic Manufacture Assciation,简称NEMA）将其可编程控制器进行如下定义：
可编程控制器（Progranmmable Logic Controller,简称PLC）是一种带有指令存储器，数字或模拟输入/输出接口；以位运算为主；能完成逻辑、顺序、定时、计时和算术运算功能；面向机器或生产过程的自动控制装置。
2.2 PLC的发展及趋势
PLC自从产生至今，虽然不到40年，但它具有使用灵活、编程方便、可靠性高、体积小、性能价格比高等优点，使其在机械、冶金、化工、轻工、纺织等部门得到广泛的应用。同时，微电子技术、信息技术的高速发展，为PLC的发展提供了技术保证，从而使得PLC的结构、性能等都与传统意义上的PLC具有较大的区别。
PLC的发展过程可分为四个阶段。
（1）年：PLC的结构定型阶段。
在这一阶段，由于PLC诞生，各种类型的顺序控制器不断产生，但被迅速淘汰。最终以微处理器为核心的现有PLC结构形式取得市场的认可，并迅速得到发展和推广。
本阶段为PLC原理、结构、软件、硬件趋向成熟的阶段，PLC的应用领域也开始向机床、生产线领域拓展。
（2）年：PLC普及及系列化阶段。
在这一阶段，PLC生产规模日益扩大、价格不断下降，PLC被迅速普及。各PLC生产厂家产品的规格，并且形成了固定I/O点型、基本单元加扩展模块型、模块化结构型的基本结构模式。
本阶段，SIEMENS公司以最早的S3系列PLC产品为主；1978年后逐步被S5系列替代。
（3）年：PLC高性能及小型化阶段。
在这一阶段，随着微电子技术的发展，PLC的功能日益增强，PLC的CPU运算速度上升、位数不断增加，使得使用各种特殊控制的功能的模块不断开发，PLC由单一的顺序控制向现场控制发展。
本阶段，性能被提高的同时，PLC的体积被大幅度缩小，出现各种小型化、微型化PLC。SIEMENS公司的PLC产品开始从S5系列向S7系列过渡，1995年后推出S7-200/300/400等小、中、大型PLC系列产品。
（4）2000年至今：PLC功能开发与网络化阶段。
在本阶段，为了适应信息技术的发展与工业自动化的需要，PLC的各种功能不断开发和完善。一方面，PLC在不断提高速度、位数的同时，开发了适用于过程控制、运动控制的特殊功能与模块，使得PLC的应用范围涉及工业自动化的全部领域。与此同时，PLC的网络与通信功能得到迅速发展，PLC不仅可以连接传统的编程与通用输入/输出设备，还可以通过各种总线构成网络系统，为工厂自动化奠定了基础。
本阶段，SIEMENS公司的PLC产品仍然以S7-200、S7-300、S7-400为主要产品，只是性能不断完善和提高，也陆续有新的CPU模块型号推出。
作为PLC发展趋势，仍然主要体现在体积的缩小与性能的提高两个方面。
（1）体积的小型化
电子产品体积的小型化是微电子技术发展的必然结果。与早期的PLC相比，现代的PLC的内部组成元件有很大的不同，PLC的体积被大幅度缩小。例如，SIEMENS公司的S5-115与S7-300PLC在宽度、高度、厚度
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学生毕业设计（论文） 题
基于PLC的运料小车控制系统设计
能源工程学院
业 电气工程及其自动化
指导教师 张涛
答辩日期 2011 年 5 月
毕业设计（论文）诚信责任书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。
论文作者签名:
早期运料小车电气控制系统多为继电器―接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作，将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用，PLC运料小车电气控制系统具有连线简单，控制速度快，可靠性和可维护性好，易于安装、维修和改造等优点。随着经济的发展，运料小车不断扩大到各个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化、自动化。
将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。通信和数据连接功能选项使
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