plc課程設計---運料小車的控制設計

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著社會經濟的發(fā)展，為了提高勞動生產率，降低成本。減輕公認的勞動負擔，要求整個工藝生產過程全盤自動化，這就離不開控制系統(tǒng)。運料小車是基于PLC控制系統(tǒng)來設計的，控制系統(tǒng)的每一步動作都直接作用于運料小車的實際運行。運料小車是工業(yè)送料的主要設備之一。廣泛應用于自動生產線、冶金、有色金屬盒、煤礦、港口、碼頭等行業(yè)，各工序之間的物品常用

2、有軌小車來轉運。小車通常采用電動機驅動，電動機正轉小車前進，電動機反轉小車后退。</p><p>　　可編程控制器（PLC）是集計算機技術、自動化控制技術和通信技術于一體的新技術產品，因其具有功能完備、可操作性高、使用靈活方便的優(yōu)點，已成為工業(yè)及各相關領域中發(fā)展最快、應用最廣泛的控制裝置。</p><p>　　在此次《可編程控制器技術》的課程設計中是運料小車的控制設計,希望能通過這次課程設

3、計檢驗自己的所學知識，鍛煉自己分析問題解決問的能力。在整個課程設計報告中內容主要包括：背景；各種硬件介紹、I/O口的分配和PLC的外部接線圖；運料小車的程序設計。</p><p>　　前言…………………………………………………………………………1</p><p>　　背景…………………………………………………………………………3</p><p>　　2.1 PLC的

4、國內的發(fā)展情況…………………………………………………3</p><p>　　2.2 PLC的結構和特點………………………………………………………3</p><p>　　2.3 PLC的的應用領域………………………………………………………3</p><p>　　3、運料小車控制系統(tǒng)……………………………………………………………4</p><p>

5、;　　3.1 運料小車的設計要求……………………………………………………4</p><p>　　3.2PLC的選用………………………………………………………………5</p><p>　　3.3各種硬件介紹……………………………………………………………5</p><p>　　3.4 I/O分配…………………………………………………………………5</p>

6、<p>　　3.5 PLC的外部接線圖………………………………………………………5</p><p>　　4、程序設計…………………………………………………………………………6</p><p>　　5、總結……………………………………………………………………………10</p><p>　　5、參考文獻………………………………………………………………………12

7、</p><p><b>　　2、背景</b></p><p>　　2.1 PLC的國內的發(fā)展情況</p><p>　　作為通用工業(yè)控制計算機，30年來，可編程控制器從無到有，實現(xiàn)了工業(yè)控制領域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應用領域從小到大，實現(xiàn)了單體設備簡單控制到勝任運動控制、過程控制、及集散控制

8、等各種任務的跨越。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領域的主流控制設備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用。PLC是一種專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作系統(tǒng)。它采用可編程序的存儲器存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時計數(shù)及算術運算等操作指令，通過數(shù)字量、模擬量輸入與輸出，控制機械運動和生產過程。</p><p>　　可編程控制器的定義：可編程控制器，簡稱PLC（Programmable logic Controll

9、er）,是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義： “PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其

10、有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。”</p><p>　　我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產設備及產品中不斷擴大了PLC的應用。目前，我國自己已可以生產中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產的CF系列、大連機床電器廠生產的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產的S系列

11、、蘇州電子計算機廠生產的YZ系列等多種產品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產品中獲得了應用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產廠家?？梢灶A期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。</p><p>　　2.2 PLC的結構和特點</p><p>　　PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。PLC的特殊功能模塊用來完成某

12、些特殊的任務。PLC之所以越來越受到控制界人士的重視。是和它的優(yōu)點分不開的：</p><p>　　1）可靠性高，抗干擾能力強</p><p>　　2）配套齊全，功能完善，適用性強</p><p>　　3）易學易用，深受工程技術人員歡迎</p><p>　　4）系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造</p><p>

13、;　　5）體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　2.3 PLC的的應用領域</p><p>　　目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、大連、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化大連等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。</p><p>　　1）開關量的邏輯控制</p><p><b>　　2）模擬量

14、控制</b></p><p><b>　　3）運動控制</b></p><p><b>　　4）過程控制</b></p><p><b>　　5）數(shù)據(jù)處理</b></p><p><b>　　6）通信及聯(lián)網</b></p><

15、;p>　　3、運料小車控制系統(tǒng)</p><p>　　3.1 運料小車的設計要求</p><p>　　圖3-1 運料小車示意圖</p><p>　　系統(tǒng)設有手動、單步、單周期和連續(xù)4種工作方式，控制面板如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 操作面板</p><p>　　如圖3-1所示，系統(tǒng)啟動后，選擇

16、手動的方式，系統(tǒng)處于手動的工作方式，通過X11、X12、X13、X14四個開關的狀態(tài)決定小車的運行方式。裝料開關X13為ON，系統(tǒng)進入裝料狀態(tài)，裝料10s；裝料開關X13為OFF，左行開關X11為ON，小車左行；卸料開關X14為ON，小車進入卸料，卸料15s；卸料開關X14為OFF，右行開關X12為ON，小車右行。選擇自動方式，系統(tǒng)處于自動的工作方式，系統(tǒng)進入裝料（10s）→左行→卸料(15s)→右行裝料(10s)循環(huán)。選擇單周期方式，

17、小車運行來回一次。選擇單步方式，按一次啟動按鈕X7一次，小車運行一步。</p><p>　　3.2 PLC的選用</p><p>　　根據(jù)運料小車輸入輸出設備的分配，同時考慮到適當?shù)挠嗔浚赃x用型號的PLC。是FX系列中功能最強、速度最高的微型PLC。有多種特殊功能模塊或功能擴展板，可以實現(xiàn)多軸定位控制。</p><p><b>　　3.3各種硬件介紹&

18、lt;/b></p><p>　　在這個控制系統(tǒng)中，使用了限位開關、起停開關、型號的PLC、接觸器、熱繼電器和三相電動機。</p><p>　　限位開關：(1)用來控制機械設備和旅行限制保護。(2)固定在運動部件生產機械限位開關模塊墜毀極限開關觸點行動,實現(xiàn)電路交換。(3)是一個行程限位開關基于移動部件的位置的電氣切換電路、開關其作用原理類似(4)限位開關廣泛應用于各種型號的機床和起

19、重機械,用來控制行程時,限制保護。(6)限位開關還很便宜。</p><p>　　熱繼電器：它是由流入熱元件的電流產生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現(xiàn)電動機的過載保護。熱繼電器作為電動機的過載保護元件，以其體積小，結構簡單、成本低等優(yōu)點在生產中得到了廣泛應用。</p><p><b>

20、　　3.4 I/O分配</b></p><p>　　輸入、輸出設備I/O口分配如表3-3所示。</p><p>　　表3-3 PLC I/O點分配表</p><p>　　3.5 PLC的外部接線圖</p><p>　　運料小車是由一臺三相異步電動機驅動，電動機正轉 ，小車左行，電動機反轉，小車右行。小車控制系統(tǒng)的輸入，輸出設備

21、與PLC的I/O端對應接線圖如圖3-4所示。 </p><p>　　圖3-4 運料小車PLC外部接線圖</p><p><b>　　4、程序設計</b></p><p>　　根據(jù)小車運動的控制要求，畫出小車控制系統(tǒng)的程序的總體結構如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 運料小車控制系統(tǒng)程序總體結構</p&

22、gt;<p>　　公用程序：公用程序是為各個子程序做準備的，如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 公用程序</p><p>　　運料小車的手動子程序：對于運料小車的手動子程序，我采用經驗編程法。如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 手動子程序</p><p>　　圖4-3是手動子程序的梯形圖，手動操作時用

23、X11、X12、X13、X14對應的四個開關控制左行、右行、裝料和卸料。對于運料小車的自動子程序，我采用起保停電路的編程方法。如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 自動子程序</p><p>　　由4-4的梯形圖，可以畫出它的順序功能圖如圖4-5所示。</p><p>　　圖4-5 自動程序的順序功能圖</p><p>　　根據(jù)

24、整個程序的梯形圖，寫出與之對應的指令表：</p><p>　　表4-6 程序的指令表</p><p><b>　　5、總結</b></p><p>　　本學期我們對可編程控制器（PLC）進行了初步的學習，對可編程控制器（PLC）的工作原理、基本組成和基本指令的使用及應用進行了相關學習。學習結束我基本掌握了PLC編程的相關方法，并能根據(jù)實際的控

25、制要求編制相關的控制程序。為了檢驗我們對實際所學知識的掌握程度，加強我們的實際動手能力和分析問題解決問題的能力，我們進行了此次《可編程控制器技術》的課程設計。</p><p>　　隨著經濟的不斷發(fā)展，運料小車的應用也不斷擴大到各個領域，從手動到自動，逐漸形成了機械化、自動化。運料小車自動往返順序控制系統(tǒng)的四種PLC程序設計方法各有特點，在實際應用中，可根據(jù)實際情況選擇一種來設計程序，以適應不同場合的控制要求。實踐

26、證明，這些程序設計方法很容易被設計者接受和掌，用它們可以得心應手地設計出任意復雜的順序控制程序，從而提高設計的效率和縮短生產周期。</p><p>　　對于PLC的學習和FX-2N軟件的摸索，到認識，而由于自己的所編的程序比較簡單，所以對這個軟件的認識也不是很深入，但是通過這次的自我學習，也學到了許多的知識，至少學到很多獨立解決問題的方法和培養(yǎng)了這樣的能力。</p><p><b&g

27、t;　　參考文獻</b></p><p>　　1. 廖常初，2005.《FX系列PLC編程及應用》. 第一版.北京：機械工業(yè)出版社</p><p>　　2初航，2005.《零基礎學三菱FX系列PLC》. 第一版.北京：機械工業(yè)出版社</p><p>　　3John Bird, 2010. ‘Programming manual’ 2ed</p>