二、控制目的和控制要求 控制目的
根据送料小车自动往返循环控制系统要求，设计一个控制系统，该系统应保证安全、可靠运行的情况，实现计算机的自动监控 控制要求
（1）通过对送料小车自动往返循环控制要求分析，采用PLC控制原理，设计出
总体控制原理图，画出硬件电路图
（2）采用西门子编程语言LAD、FBD或STL编制控制程序，完成起控制要 （3）利用INTOUCH组态监控界面，实现控制过程的动态监控 （4）控制系统实现自动控制 三、西门子系列PLC的简单介绍
PLC不仅能进行逻辑控制，在模拟量闭环控制、数字量的智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制系统方面都得到广泛的应用。如今，大、中型，甚至小型PLC都配有A/D、D/A转换及运算功能，有的还具有PID功能。这些功能使PLC在模拟量闭环控制、运动控制、速度控制等方面具有硬件基础。 1、PLC的用途：
（1）顺序控制：这是PLC最广泛应用的领域，用以取代传统的继电器顺序控制； （2）运动控制：PLC制造商目前已提供了拖动步进电机或多轴位置控制模块； （3）闭环过程控制：PLC能控制大量的物理参数；
（4）数据处理：在机械加工中，出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控
制设备紧密结合的趋向； 2、PLC的特点：
（1）可靠性高，抗干扰能力强； （2）适用性强，应用灵活； （3）编程方便，易于使用； （4）功能强，扩展能力强；
（5）PLC控制系统设计、安装、调试方便；
（6）维修方便，维修工作量少；
（7）PLC体积小，重量轻，易于实现机电一体化； 3、PLC的硬件组成：
硬件包括：中央处理器、存储器、输入输出接口、电源、扩展接口、智能I/O接口、编程工具、智能单元； 4、PLC的软件及应用程序编程语言：
（1）系统软件：第一部分为系统管理程序，它控制PLC的运行，使整个PLC按部就班地工作；第二部分为用户指令解释程序，通过用户指令解释程序，将PLC的编程语言变为机器语言指令；第三部分为标准程序模块与系统调用，包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序；
（2）编程语言：梯形图编程；指令表编程；状态流程图编程； 四、总体方案设计 控制要求
（1） 第一次按下送料按钮，预先装满的小车前进送料到达卸料处（SQ2）
自动停下来卸料
（2） 经过卸料所需设定时间t2延时后，车子则自动的返回到装料处（SQ1） （3） 经过装料所需设定的时间t1延时后，车子自动的再次前进送料，卸完
料后车子又自动返回装料，如此自动往返循环送料。
设计原则
（1） 最大限度的满足要求被控对象的要求。
（2） 满足控制要求的前提下，力求使控制系统操作简单，使用及维修方便。 （3） 控制系统安全可靠，具有足够的使用寿命。 （4） 在满足以上各点的情况下，尽量少花钱，多办事。
（5） 考虑到生产发展和工艺的改进，在选择控制系统设备时，设备能力应适当
留有裕量。 工作流程图
送料小车前进到卸料处 开始 送料小车卸料 送料小车后退到装料处 送料小车装料 1、PLC I\\0口分配
I0.0 启动 I0.1 停止 Q0.0 前进 Q0.1 卸料 Q0.2 后退 Q0.3 装料 2、硬件电路图
硬件电路图如下图所示：
图（1）硬件电路图
控制元件选择
控制元件选择
序号 名称 1 2 3 4 6 7 3、设计步骤
根据设计案例设计要求，此案例只有自动的运行过程，因此在设计过程中不必考虑手动环节，这就简化了程序的设计，在这个案例中，只要完成了送料小车的四个功能，就完成了设计要求，即送料小车的前进，卸料，后退和装料，循环往复，在软件设计过程中主要用到定时器来完成设计要求，T38定时10 s为小车前进的时间，T39定时1 s为小车卸料的过程，T40定时10 s
熔断器 刀开关 接触器 指示灯 PLC 主机 继电器 型号规格 NT00C RT16-000 HS 11 100319 LC1-D5011 XB2BVB3C FX2N-128MR SSR-D205W 数量 4 1 4 4 1 4 为小车后退的时间，T41定时为2 s为小车装料的时间，程序设计如下 PLC控制软件如下
Network 1 // 送料小车控制系统梯形图
// 网络注释 I0.0启动 I0.1停止 LD I0.0 O M0.0 AN I0.1 = M0.0 Network 2
// LDN T38 A M0.0 LD T41 O Q0.0 O I0.0 ALD
TON T38, 100 = Q0.0 Network 3
// LDN T39 A M0.0 LD T38 O Q0.1 ALD = Q0.1 TON T39, 10 Network 4
// Q0.0送料小车前进 Q0.1送料小车卸料 Q0.2送料小车后退
LDN T40 A M0.0 LD T39 O Q0.2 ALD = Q0.2 TON T40, 100 Network 5
// Q0.3送料小车装料 LDN T41 A M0.0 LD T40 O Q0.3 ALD = Q0.3 TON T41, 20 五、安装调试过程
（1）打开标记名字典，定义I00、I01、Q00、Q01、Q02、Q03；对应建立的访问名是CHEN，对应的项目分别是010001、010002、000001、000002、000003、000004；抓图如（2）（3）（4）（5）
（1）将编好的控制软件下载到PLC中，根据控制功能，运行调试，直到满足控制要求；然后关闭。
（2）启动MODBUS,定义topic。
（3）进入INTOUCH，设置访问名，应于MODBNS一置，选择DDE协议。设计标记名字典，逐个选择MODBUS里的I/O型标记名。运行INTOUCH程序，观察运行情况是否正常，如不正常，修改有关程序或设置，直至运行正常，性能良好。 （4）启动开始按钮。
（5）进入自动运行状态，首先送料小车前进，如图（2）所示。 （6）送料小车到达指定地点并卸料，如图（3）所示。
（7）送料小车卸完料后后退到装料处，如图（4）所示。 （8）送料小车开始装料，如图（5）所示。 （9）送料小车循环往复运行。
送料小车控制系统运行界面如下图
图 2 送料小车前进
图 3 卸料 图 4 后退到装料处 如图 5 送料小车开始装料
六、调试中遇到的问题及解决办法
在调试过程中，最开始的时候程序能够正常的运行，但是界面却不能够正常的反映程序运行的过程，检查MODBUS中topic，INTOUCH中的访问名，标记名字典中访问名是否一致，以及他们三个内部的设置是否正确。这样重新操作一次，但仍然没有解决问题，然后检查运行前PLC是否已经关闭，如没有关闭，将其关闭，重新操作一次，这样问题就解决了
注意操作步骤一定要正确，先下载程序到PLC，不运行。然后打开MODBUS,最后打开INTOUCH运行，注意观察MODBUS提示。 七、测试结果分析
这个控制系统没有手动的控制过程，直接是自动的环节，这样就减少了手动的过程，首先启动开始按钮，然后看小车的运行，首先装满料的小车前进到达卸料地点，然后卸料，然后小车后退到达装料地点并装料，循环往复，这样就完成了设计要求，在这个设计过程中完全满足设计要求。 八、心得体会
在这次培训过程中，让我们知道了自己还有许多欠缺的地方，同时理论知识也不扎实，动手实践的能力较差，在设计的过程中，让我知道在设计中首先对被控系统工作原理和工作要求的归纳、分析、理解，然后开始硬件的配置和程序的设计；通过这次培训考试，我明白了作为一个电气工作者，无论是在设计中或者是在工作中，一定要把安全放到第一位，特别是在设计的过程中，一定要考虑这个环节。在今后的工作中，一定要注意举一反三，通过自己所学的知识，再联系以前所做的设计，运用到工作环节，同时还有很多东西要学，充实自己，并运用到实践当中去。
PLC控制技能测试试题二
基于西门子PLC的送料车自动往返循环控制
一、控制目的
根据送料车自动往返循环控制系统要求，设计一控制系统，该系统应保证安全、可靠运行的情况，实现计算机自动监控。
二、工程原理
1、送料车自动循环控制系统的构成
送料车工作示意图如下图所示。车子由电动机拖动，电动机正转车子前进，电动机反转车子后退。
送料车工作示意图
2) 工作过程
（1） 第一次按下送料按钮，预先装满料的小车前进送料到达卸料处（SQ2）自动停下来卸料。
（2） 经过卸料所需设定的时间ｔ2延时后，车子则自动的返回到装料处（SQ1）。
（3）经过装料所需设定的时间ｔ1延时后，车子自动的再次前进送料，卸完料后车子又自动返回装料，如此自动往返循环送料。
三、测试要求
1、通过对送料车自动往返循环控制要求分析，采用PLC控制原理，设计出总体控制原理图，画出硬件电路图。
2、采用西门子编程语言LAD、FBD或STL 编制控制程序，完成其控制要求。 3、利用INTOUCH组态监控界面，实现控制过程的动态监控。 4、控制系统实现自动控制。
四、测试步骤
1、控制功能分析：根据控制要求，列出控制量统计表及实现功能，分析电信号的控制范围。
2、总体方案设计：根据控制功能分析，选择合适的控制元件，给出总体方案设计图。
3、画硬件电路图：根据总体方案，详细画出硬件电路图。
4、控制软件编制：根据动作流程，画出其流程图， 编写、修改控制程序。 5、监控界面设计：根据动作流程，利用INTOUCH组态设计出其监控界面。 6、软件调试：将编制好的软件下载到PLC中，根据控制功能，运行调试，直到满足控制要求。
五、测试设备
1、计算机 2、PLC控制屏
六、时间安排
测试时间：4小时
七、测试评估
测试评估有监考教师随测试过程同步进行，测评项目及评分标准如下。最终成绩由测试成绩+测试报告。
序号 测评内容 具体要求 列出控制量统计表及实现功能，少列一个5 控制量扣0.5分 1 控制功能分析 给出控制信号的控制范围，错一个控制信5 号的控制范围扣0.5分 选择出合适的控制元件，错一个控制元件5 2 总体方案设计 扣0.5分 画出总体方案设计图，错一处扣0.5分 15 15 分，最多扣分不超过10分 画流程图 4 5 6 控制软件编制 PLC控制软件编制，完成基本功能 20 20 10 最多10分。 5 分值 画出详细硬件电路图，错一处扣0.53 画硬件电路图 监控界面设计 软件调试 监控软件编制，完成监控功能 软件调试，试运行，完成一项功能给1分，八、测试报告要求
1、测试题目 2、控制目的与要求 3、总体方案设计 4、硬件设计 5、软件设计 6、组态界面设计 7、安装调试过程
8、调试中遇到的问题及解决办法 9、测试结果分析 10、心得体会
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