第一章工业铲车的介绍
1.1工业铲车的概述
工业铲车又叫装载车，是在动力机械的基础上，采用液压控制铲斗升降和翻转，从而实现对砂石、水泥、粮食、土、煤等散装物料的铲运及装载。 铲车也可进行轻度的铲掘工作，通过换装相应的工作装置，还可进行推土、起重、装卸木料及钢管等作业。广泛应用于建筑工程、筑路工程、农田水利工程、环卫垃圾、砖窑厂、煤厂、沙石厂，用于砂石、水泥、粮食、土、煤等散装物料的铲运及装载。 铲车种类很多，根据发动机功率可分为小型（功率小于74千瓦）、中型（功率在74～147千瓦间）、大型（功率在147～515千瓦间）和特大型（功率大于515千瓦）铲车4种。
1.2工业铲车结构示意图
图1.1
1.3基于PLC自动控制的工业铲车
基于PLC自动控制的工业铲车 自动控制的工业铲车就是在非自动控制的铲车基础上进行改装，即安装PLC、外部电路和驱动电路等等。按既定要求编写程序并写入PLC，得以实现对工业铲车的自动控制，能够完成非自动控制铲车的基本的、简单的操作。
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第二章PLC概述
2.1PLC 的定义
PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它是随着时代发展和技术应用而发展起来的，相比传统的继电器控制系统，PLC可以使电气控制工作更可靠，更容易维修，更能适应经常变换的生产工艺要求。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。1969年，美国研制出世界第一台PDP-14，1974年，中国研制出第一台PLC，20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。PLC具有的网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。
2.2PLC 的特点及功能
特点：（一）用性强，使用方便
（二）功能强，适应面广（三）可靠性高，抗干扰能力强
（四）控制程序可变具有很好的柔性 （五）编程方法简单，容易掌握
（六）PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作少.极为方便控制程序变化方便.具有很好的柔性
（七）体积小、重量轻、功耗低
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第三章方案设计
3.1PLC的选型
本设计采用西门子公司的S7-200系列整体式PLC实现工业铲车（模型）的自动控制。由上面分析可以知道，系统共有开关量输入点17个、开关输出点6个；故CPU模块采用CPU226(AC/DC/继电器）模块，该模块采用交流220V供电。 CPU226简介：
集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
3.2PLC的基本单元构成及作用
PLC实质上是一种工业控制计算机，只不过他比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言，故 PLC与计算机的组成十分相似。从硬件结构看，它也有中央处理器（CPU）,存储器，输入/输出(I/O)接口、电源等。 各部分的作用：
CPU：(1)将各种输入信号取入存储器。
(2)编译、执行指令。 (3)把结果送到输出端。 (4)响应各种外部设备的请求。
存储器：RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。
ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。
输入接口：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。输出接口：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。
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3.3设计任务与要求
设铲车可将货物铲起或放下，并能作前进、后退、左转、右转的操作，要求动作过程如下：
铲起 → 向前 0.5米 → 左转 90度后向前 0.5米 → 右转 90度后向前 0.5米 →右转 90度后后退 0.5米 → 放下。
第四章软件设计
4.1工业铲车流程图
图4.1
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4.2输入输出编址
工业铲车输入输出端在PLC中的I/O编址如表1所示。
表1 输入信号 名称 M1正启动按扭 M1反启动按扭 停止按扭 热继电器 停止按扭 M2正启动按扭 M2反启动按扭 热继电器 左转按钮 M2正启动按扭 M2反启动按扭 热继电器 停止按扭 右转按钮 后退按钮 总停按钮 复位按钮 代号 SB1 SB2 SB3 FR1 SB4 SB5 SB6 FR2 SB7 SB8 SB9 FR2 SB10 SB11 SB12 SB13 SB14 输入点编号 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I2.0 I2.1 名称 M1正转接触器 M1反转接触器 M2正转接触器 M2反转接触器 M3正转接触器 M3反转接触器 输出信号 代号 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 输出点编号 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
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