毕业设计装卸料小车多方式运行的PLC控制系统设计.doc

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毕业设计论文

装卸料小车多方式运行的PLC控制系统设计

【摘要】

早期运料小车电气控制系统多为继电器—接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作，将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用，PLC运料小车电气控制系统具有连线简单，控制速度快，可靠性和可维护性好，易于安装、维修和改造等优点。

随着经济的发展，运料小车不断扩大到各个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化、自动化。

将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。

通信和数据连接功能选项使得PLC在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面非常完美。

本课题主要包括：

分析被控对象和明确系统控制要求、PLC选型、确定系统的I/O设备的数量及种类、控制流程设计、控制程序设计。

PLC在运料小车控制系统中的应用，已经在国内外工程、工厂中得到实际应用，具有巨大的经济和社会价值，其智能化和自动化的思路值得以后继续深入研究和推广。

关键词：

PLC运料小车控制系统I/O点

Abstract：

Earlyelectriccarcontrolsystemofthetransporterovertherelay-contactorcomplexsystemcomposedofThesystemdesigncycle,thereisalong,bulky,highcost,defects,nodataprocessingandcommunicationsfunctions,mustbehandoperated,willbeappliedtotransportmaterialscarPLCelectricalcontrolsystemandcanrealizeautomaticcontroloperationofthecar,reducingtherunningcostsofthesystem,PLCcontrolsystemforelectriccartransporterwithasimpleconnectiontocontrolspeed,reliabilityandmaintainabilityisgood,easytoinstall,repairandimprovementandsoon.Witheconomicdevelopment,transportmaterialstovariousareasofgrowingcar,frommanualtoautomatic,andgraduallyformedthemechanizationandautomation.

PLCappliedtotransportmaterialstocarelectricalcontrolsystemandcanrealizeautomaticcontroloperationofthecarandreducesystemoperatingcosts.CommunicationsanddataconnectivityoptionsmakePLCinvolume,communicationsandspecialfunctionmodulessuchimportantapplicationsperfectly.Thetopicsinclude:

analysisofplantandaclearsystemcontrolrequirements;PLCselection;determinethesystem'sI/Odevicenumberandtype;controlprocessdesign;controlprogramming.

PLCcontrolsysteminthecartransporterintheapplication,hasbeenindomesticandinternationalprojectshasbeenappliedinthefactory,withhugeeconomicandsocialvalue,theintelligenceandautomationbeyondtheideaworthyoffurtherresearchandextension.

Keywords：

PLCtransportercartcontrolsystemI/Opoints

目录

1控制系统介绍 1

1.1控制系统在运输小车中的作用与地位 1

1.2控制系统介绍 1

2运输小车系统方案的选择 3

2.1可编程控制器PLC的优点 3

2.2小车运输系统方案的选择 4

3运料小车控制系统的方案论证 5

3.1运料小车控制系统的控制内容与要求 5

3.1.1运料小车的运动流程 5

3.1.2设备控制要求 6

3.2方案论证 6

4硬件的选择和程序设计 7

4.1系统硬件设计 7

4.1.1PLC的选型 7

4.1.2S7-200CPU226简介 7

4.2系统变量定义及分配表 7

4.3系统接线图设计 8

4.4控制系统程序设计 9

4.4.1系统的起停控制 9

4.4.2系统的呼车控制 10

4.4.3系统的呼车反转控制 12

4.4.4系统的呼车正转控制 15

5系统调试及结果分析 19

5.1系统调试及解决的问题 19

5.2结果分析 19

5.3小车的优缺点分析 19

5.4设计的改进及推广 20

结束语 21

谢辞 22

文献 23

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西安航空职业技术学院毕业设计论文

1控制系统介绍

1.1控制系统在运输小车中的作用与地位

在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。

控制系统是整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。

一旦控制系统出现故障，轻者影响生产线的继续进行，重者甚至发生人身安全事故，这样将给企业造成重大损失。

运输小车是基于PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步动作都直接作用于运输小车的运行，因此，运输小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。

运输小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。

1.2控制系统介绍

本控制系统主要是用于控制运输小车的自动运输。

它既能减轻人的劳动强度又能自动准确到达人不能达到或很难到达的预定位置。

图1-1各工位的限位开关和呼车按钮的布置

确定输入、输出电器。

每个工位应设置一个限位开关和一个呼车按钮，系统要有用于启动SB1和停止SB2的按钮，这些是PLC的输入元件（I2.0，I2.1）；小车要用一台电动机拖动，电动机正转时小车驶向高位，反转时小车驶向低位，电动机正转反转各需要一个接触器，是PLC的执行元件。

另外各工位还要有指示灯作呼车显示。

因为小车到达每个工位要停止，所以每个工位要装有限位开关，当小车到达各个工位碰撞限位开关，限位开关给PLC一个信号使电机停止转动，小车失去动力停在这个呼车工位。

电动机和指示灯是PLC的控制对象。

各工位的限位开关和呼车按钮的布置如图1-1所示，图中ST和SB的编号也是各工位的编号。

ST为滚轮式，可自动复位。

用PLC对运输小车实现控制，其具体要求如下：

（1）PLC得电后，车停在1到8某个加工点（称为工位），若没有用车呼叫（称为呼车）时，则呼车指示灯亮，表示1到8各工位可以呼车。

（2）若某工位呼车（按本位的呼车按钮）时，则呼车指示灯熄灭，表示此后呼车无效。

（3）系统停止时，呼车无效。

系统启动后，当呼车位号大于停车位号时，小车自动向高位行驶；当呼车位号小于停车位号时，小车自动向低位行驶；当小车到达呼车位时，自动停车。

（4）在小车到达呼车位的30s时间内（仅供本车位使用），呼车操作无效。

只有当30s延时时间到以后，小车才能重新响应呼车信号。

（5）临时停电后再复电，小车不会自行起动。

2运输小车系统方案的选择

2.1可编程控制器PLC的优点

可编程控制器PLC对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。

目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的推广应用。

可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。

（1）可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。

PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

例如西门子公司生产的S7系列PLC平均无故障时间高达30万小时。

一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。

从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。

此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。

在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。

这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

（2）配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。

可以用于各种规模的工业控制场合。

除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。

近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。

加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。

它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。

为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。

更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。

这很适合多品种、小批量的生产场合。

（5）体积小，重量轻，能耗低

以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。

由于体积小，很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

2.2小车运输系统方案的选择

实现小车运输系统控制有很多方法来实现，可以用单片机、可编程控制器PLC等元器件来