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自动小车PLC控制

 

1设计任务与要求

1.1课程设计任务

任务描述

某自动生产线上运料小车的运动如图所示,运料小车由一台三相异步电动机拖动电动机正转,小车右行,电机反转,小车左行。

在生产线上有5个编码为1~5的站点供小车停靠,在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。

对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外,还设有5个呼叫开关(SB1~SB5)分别与5个停靠点相对应.

1。

2课程设计要求

(1)按下启动按钮,系统开始工作,按下停止按钮,系统停止工作;

(2)当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮SB的编码时,小车向右运行,运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止;

(3)当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮SB的编码时,小车向左行,运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止;

(4)当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮SB的编码时,小车保持不动;

(5)呼叫按钮开关SB1~SB5应具有互锁功能,先按下者优先。

(6)设计PLC硬件电器连接图。

(7)设计PLC控制程序(梯形图或指令程序)。

 

2设计方案

2。

1运料小车的运动分析

某自动生产线上运料小车的运动如图2—1所示:

图2—1运料小车示意图

运料小车由一台三相异步电动机拖动,电机正转,小车向右行,电机反转,小向左行。

电动机正反转图如图2所示:

图2-2三相异步电动机正反转主电路图

在生产线上有5个编号为l~5的站点供小车停靠,在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点.对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外,还设有5个呼叫按钮开关(SB1~SB5)分别与5个停靠站点相对应。

2.2设备控制要求

运料小车在自动化生产线上的控制要求如下;

(1)按下启动按钮,系统开始工作,按下停止按钮,系统停止工作;

(2)当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮HJ的编码时,小车向右运行,运行到呼叫按钮HJ所对应的停靠站时停止;

(3)当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮HJ的编码时,小车向左运行,运行到呼叫按钮HJ所对应的停靠站时停止;

(4)当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮HJ的编码时,小车保持不动;

(5)呼叫按钮开关HJI~HJ5应具有互锁功能,先按下者优先。

2.3整体方案论证

按照设计要求,只是控制小车正转和反正,所以采用经验设计法.控制系统图如图2-3所示:

图2—3运料小车控制系统图

根据系统控制要求,分析出如下系统控制流程图:

图2-4控制系统流程图

2.4系统资源分配

2。

4.1I\O地址分配

由于CPU模块有14点数字量输入,10点数字量输出,所以不再需要输入\输出模块.采用I\O自动分配方式,模块上的输入端子对应的输入地址是I0.0~I1.3,输出端子对应的输出地址是Q0.0~Q0。

9

2.4。

2数字量输入部分

这个控制系统的输入有启动按钮开关、停止按钮开关、5个呼叫按钮开关、5个行程开关共12点输入.具体的输入分配如表3-4所示:

输入地址

对应的外部设备

I0.0

启动按钮开关

I0。

1

停止按钮开关

I0。

2

1号站呼叫按钮开关

I0。

3

2号站呼叫按钮开关

I0.4

3号站呼叫按钮开关

I0。

5

4号站呼叫按钮开关

I0.6

5号站呼叫按钮开关

I0.7

1号站行程开关

I1.0

2号站行程开关

I1.1

3号站行程开关

I1。

2

4号站行程开关

I1。

3

5号站行程开关

表2—1输入地址分配

2.4。

3数字量输出部分

这个控制系统需要控制的外部设备只有控制小车运动的三相电动机。

但是电机有正转和反转两种状态,分别对应正转继电器和反转继电器,所以输出点有2个。

具体的输出分配表如表3-5所示:

输出地址

对应外部设备

Q0。

0

电机反转继电器

Q0。

1

电机正转继电器

表2-2输出地址分配

3硬件电路设计

系统硬件接线图如图3—1、3-2所示:

图3-1主电路

图3-2系统接线图

图中KM1和KM2分别是控制电机正转运行(小车前进)和反转运行(小车后退)的交流接触器。

用KM1和KM2的主触点改变进入电动机的三相电源的相序,即可以改变电动机的旋转方向。

图中KM1的线圈串联了KM2的辅助常闭触点,KM2的线圈串联了KM1的辅助常闭触点,组成了硬件互锁电路。

可以避免由于正反转(小车前进、后退)切换过程中电感的延时作用,导致原来接通的接触器的主触点还未断弧时,另一个接触器的主触点已经合上而造成交流电源瞬间短路的故障。

通过主电路与PLC的控制电路的接线,才能实现PLC对系统的控制。

 

4软件设计

4.1.1梯形图

写出送料小车的梯形图,如下图所示:

4.1。

2指令表

由系统总梯形图,我们写出送料小车的程序指令,如下图所示:

 

5调试过程

5。

1呼叫按钮

在该程序中,5个站的呼叫按钮分别用数字1—5来表示。

当按下1号站呼叫按钮开关时,行程开关I0。

2得电,数字1传送到VB0;当按下2号站呼叫按钮开关时,行程开关I0.3得电,数字2传送到VB0;依次类推,当按下5号站呼叫按钮开关时,行程开关I0.6得电,数字5传送到VB0。

5.2行程开关

在该程序中,5个站的行程开关分别用数字1—5来表示。

当小车在1号站时,行程开关I0.7得电,将数字1传送到VB0;当小车在2号站时,行程开关I1.0得电,将数字2传送到VB0。

依次类推,当小车在5号站时,行程开关I1.3得电,将数字5传送到VB1。

5。

3比较

按下启动按钮和呼叫按钮后,开始对行程开关VB0和呼叫按钮VB1中的数据进行比较。

当VB1〉VB0时,即小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮的编码时,小车向左运行;当VB1=VB0时,即小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮的编码时,小车不动;当VB1

5.4向左运动

小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮的编码时,小车向左运行,运行到呼叫按钮所对应的停靠站时停止.

5。

5向右运动

小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮的编码时,小车向右运行,运行呼叫按钮所对应的停靠站时停止.

5.6调试操作

先按接线图接好线,打开电脑中的“PLC在运料小车控制系统中应用"的程序,在下载到S7—200中。

开始调试:

按下启动按钮I0。

0,假定小车初始位置在1号位置,按下行程开关I0.7。

现在开始呼叫:

1号位置呼叫,按下I0.2,Q0。

0和Q0。

1都不亮,说明电机不转小车停止,拨回I0。

2;

2号位置呼叫,按下I0。

3,Q0.1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0。

3;

3号位置呼叫,按下I0.4,Q0。

1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0。

4;

4号位置呼叫,按下I0。

5,Q0。

1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0。

5;

5号位置呼叫,按下I0.6,Q0.1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0。

6;

拨回I0.7。

假定小车初始位置在2号位置,按下行程开关I1.0。

现在开始呼叫:

1号位置呼叫,按下I0。

2,Q0.0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0.2;

2号位置呼叫,按下I0。

3,Q0.0和Q0.1都不亮,说明电机不转小车停止,拨回I0.3;

3号位置呼叫,按下I0.4,Q0。

1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0.4;

4号位置呼叫,按下I0。

5,Q0。

1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0。

5;

5号位置呼叫,按下I0.6,Q0。

1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0。

6;

拨回I1.0。

假定小车初始位置在3号位置,按下行程开关I1.1。

现在开始呼叫:

1号位置呼叫,按下I0.2,Q0。

0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0。

2;

2号位置呼叫,按下I0.3,Q0。

0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0。

3;

3号位置呼叫,按下I0.4,Q0。

0和Q0.1都不亮,说明电机不转小车停止,拨回I0.4;

4号位置呼叫,按下I0。

5,Q0.1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0。

5;

5号位置呼叫,按下I0。

6,Q0.1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0。

6;

拨回I1.1.

假定小车初始位置在4号位置,按下行程开关I1。

2。

现在开始呼叫:

1号位置呼叫,按下I0。

2,Q0.0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0.2;

2号位置呼叫,按下I0.3,Q0.0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0.3;

3号位置呼叫,按下I0。

4,Q0。

0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0.4;

4号位置呼叫,按下I0.5,Q0。

0和Q0.1都不亮,说明电机不转小车停止,拨回I0。

5;

5号位置呼叫,按下I0.6,Q0。

1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0。

6;

拨回I1。

2.

假定小车初始位置在5号位置,按下行程开关I1。

3。

现在开始呼叫:

1号位置呼叫,按下I0.2,Q0.0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0.2;

2号位置呼叫,按下I0。

3,Q0。

0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0。

3;

3号位置呼叫,按下I0.4,Q0。

0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0。

4;

4号位置呼叫,按下I0.5,Q0。

0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0.5;

5号位置呼叫,按下I0。

6,Q0。

0和Q0。

1都不亮,说明电机不转小车停止,拨回I0。

6;

拨回I1.2.

按下停止按钮I0。

1,拨回I0。

1,I0.0,调试结束。

备注:

由于实验箱按钮只有I0。

0~I0。

7,实验中I1.0~I1。

3都用接线到I0.0的方式来代替的。

 

6结论

通过这次设计实践。

我学会了PLC的基本编程方法,对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中,提高了我们的工程素质,在没有做实践设计以前,我们对知道的撑握都是思想上的,对一些细节不加重视,当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候,问题出现了,不是不能运行,就是运行的结果和要求的结果不相符合。

能过解决一个个在调试中出现的问题,我们对PLC的理解得到加强,看到了实践与理论的差距. 

通过合作,我们的合作意识得到加强。

合作能力得到提高。

上大学后,很多同学都没有过深入的交流,在设计的过程中,我们用了分工与合作的方式,每个人互责一定的部分,同时在一定的阶段共同讨论,以解决分工中个人不能解决的问题,在交流中大家积极发言,和提出意见,同时我们还向别的同学请教。

在此过程中,每个人都想自己的方案得到实现,积极向同学说明自己的想法。

能过比较选出最好的方案。

在这过程也提高了我们的表过能力

与几位同学的共同学习﹑配合﹑努力的过程也很愉快,另外还要感谢老师的耐心辅导。

 

参考文献

[1]廖常初.可编程序控制器的编程方法与工程应用[M]。

重庆:

重庆大学出版社

[2]万太福.可编程序控制器及其应用[M]。

重庆:

重庆大学出版社

[3]刘祖润。

毕业设计指导。

北京:

机械工业出版社

[4]谢桂林.电力拖动与控制.北京:

中国矿业大学出版社

[5]工厂常用电气设备手册编写组.工厂常用电气设备手册.北京:

水利电力出版社

指导教师评语:

 

成绩:

指导教师签字:

年月日

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