任务3.1智能小车多点巡检控制系统的实现

任务3.1智能小车多点巡检控制系统的实现

3.1.1任务描述

智能小车可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。现使用PLC控制器来完成一套智能小车巡检控制系统，如图3-1-1所示，系统控制过程如下所示：

1．小车运行前应处在初始位置（A点），若未在初始位置，则可按下复位按钮SB3，使小车立即复位至初始位置，到达初始位置后，指示灯HL1以1HZ的频率闪亮；

2．在初始位置时，按下启动按钮SB1，初始位置指示灯HL1熄灭，小车开始按照设定的方式进行巡检，即以A→B→A→C→A→D→A的巡检路径对B、C、D各进行一次巡检，巡检完成后返回到A点，以等待下一次的巡检工作，在巡检过程中，若按下停止按钮SB2，小车直接返回之初始位置；

3．为确保巡检设备的安全，每当小车的运行方向发生改变时，均需暂停运行0.5S； 4．在小车的巡检工作时，系统可能发生意外，这时须立即系统急停按钮SB4，使小车立即停止运行，同时指示灯HL2以5HZ的频率快闪报警，表示设备已处在意外情况。

5．故障修复后，松开紧急停止按钮SB4后，指示灯HL2熄灭，停止报警，再次按下启动按钮SB1，小车按急停前的状态继续运行。

图3-1-1 智能小车多点巡检控制系统

3.1.2任务目标

1．能根据控制要求分配PLC的输入输出端口； 2．会根据输入输出端口完成线路的连接；

3．能分别采用基本指令、功能指令和SFC程序完成控制程序的编写； 4．会上电调试程序功能。

3.1.3任务分析与实施

一、硬件线路

1．系统输入输出信号分析

根据上述任务描述可知，系统的输入信号由两部分组成：第一部分是系统控制信号，分别是SB1、SB2、SB3和SB4；第二部分是检测小车位置的4个限位信号，分别是在A点、B点、C点和D点的SQ1、SQ2、SQ3和SQ4。

系统的输出信号由两部分组成，第一部分是控制小车正反转运行的2只继电器，分别为KA2和KA3；第二部分用于显示是2只工作指示灯HL1和HL2。

根据上述分析，PLC的I/O端口分配如表3-1-1所示。

表3-1-1 I/O端口分配表

输入信号 功能类型 名称 A点限位 B点限位 限位 C点限位 D点限位 启动按键 停止按键 控制 复位按键 急停按键 SB3 SB4 X006 X007 SQ3 SQ4 SB1 SB2 X002 执行 X003 X004 X005 反转继电器 KA3 Y003 正转继电器 KA2 Y002 符号 输入地址 功能类型 SQ1 SQ2 X000 显示 X001 故障信号 HL2 Y001 输出信号 名称 初始位置信号 符号 HL1 输出地址 Y000 2．PLC外部接线

PLC外部接线包括输入电路和输出电路两个部分，如图3-1-2所示。

PELNCOMSQ1SQ2SQ3SQ4SB1SB2SB3X0X1X2X3X4X5X6QSX7X10LN24VCOM三菱FX2N—48MRCOM1Y0Y1Y2Y3COM2Y4Y5Y6Y7COM3Y10Y11Y12+24VHL1HL2KA2KA3KA3KA20V图3-1-2 智能小车多点巡检控制线路图

二、控制程序 1．PLC程序编写

（1）基本指令方法1（A→B→A→C→A→D→A的六个运行过程分别用M10～M15表示） //A→B的标志位M10

//B→A的标志位M11接通，M10关闭

//同样的从M11到M15的切换程序

//D→A完成后，关闭D→A的标志位M15及运行标志位M4

//在初始位置启动，接通启动运行标志位M4

//运行时停止，关闭启动运行标志位M4，接通停止运行标志位M5

/*停止运行时，关闭A→B→A→C→A→D→A的六个运行过程的标志位M10～M15，到达X0，停止完成，关闭停止标志位*/

//运行前，不在初始位置时的复位，回到初始位置复位完成，其中M6为复位标志位

//启动运行前，初始位置信号显示

//小车启动运行和停止运行过程中的急停，M7为急停标志位

//急停结束

//小车右行标志位M0

//小车左行标志位M1（程序原理和小车右行标志位M0类似，只是进行了逻辑变换）

//运行方向变换时的延时

//运行信号输出

（2）基本指令方法2 //小车右行标志位M10

//小车B点、C点记忆标志位M1、M2

//小车左行标志位M11

//小车方向改变延时及运行信号输出

//启动运行时复位的标志位

//启动运行前，初始位置信号显示

//启动运行的标志位M4，停止运行的标志位M5

//小车启动运行和停止运行过程中的急停，M7为急停标志位

//急停结束

（3）采用功能指令 //未运行标志位M3

//A→B→A→C→A→D→A六个运行过程标志位M10～M15之间的切换

//启动运行结束，关闭启动运行标志位M4

//后续程序与基本指令方法1程序步34及之后的程序一致

（4）SFC程序（以梯形图程序类型展示，可在指令输入后改变程序类型为SFC程序） //初始脉冲启动S0

//复位

//复位完成进入S10

//停止复位，初始位置显示，T250和T251提供正反转切换延时

//按下启动时关闭状态S10，同时进入S11和S18（并行性分支），其中S11之后为正常流程，S18设备运行期间状态表示

//右行

//到B点或按下停止信号切断S11，进入S12

//运行期间的急停信号M7的开启与关闭，急停时的显示

//S16关闭表示运行结束，关闭运行状态

//延时后左行

//回到A点或按下停止信号切断S12，进入S13

//延时后右行

//到C点或按下停止信号切断S13，进入S14

//延时后左行

//回到A点或按下停止信号切断S14，进入S15

//延时后右行

//到C点或按下停止信号切断S15，进入S16

//延时后左行

//回到A点后，切断S16并跳转到S10，等待再次启动

//步进结束

2．PLC程序调试

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