基于PLC控制的运料小车系统设计毕业论文.docx

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基于PLC控制的运料小车系统设计毕业论文

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要

20世纪60年代以来，随着科学技术的进步和微电子行业的快速发展，可编程控制技术也处于快速发展阶段，在工业自动化控制领域中得到了广泛的运用。

可编程控制器（PLC）拥有可靠性高和操作简便等特点，已经成为了工控领域重要的，也是不可或缺的一部分。

运料小车系统作为具有代表性的PLC控制系统，普遍存在于现代化的工业生产中。

传统的运料小车系统非常落后，大多都是运用继电器来进行控制，众所周知，继电器控制有着很多的缺点，如故障率高、接线复杂、维护维修难度大等。

PLC已经成为目前国际控制市场上的主流产品，并且在市场、技术等方面较继电器有很大的优势，继电器控制逐渐被PLC控制所替代已是一种趋势。

运料小车的电气控制系统若与PLC控制技术相结合，可以很容易地实现运料小车的全自动运行，不仅降低了系统的运行成本，更重要的是工业生产效率得到了显著的提高。

现阶段，PLC的功能不仅仅局限于能实现继电器的逻辑控制功能，还具有数字量和模拟量的采集和转化、以太网通信、PID算法调节、DCS生产监控及故障自诊断等功能。

本文以信捷电气股份有限公司生产的信捷XC系列PLC为基础，通过两周的自学，按照控制要求设计出了一套完整的运料小车控制方案，具体内容如下：

首先，介绍了运料小车控制系统的研究背景，发展状况，概括了它的发展趋势和应用前景。

并初步分析了控制思路，明确实验的目的。

其次，对实验中所要用到的PLC、触摸屏、变频器等硬件进行进一步的研究，了解其硬件结构、参数设置和软件编程。

详细分析了控制要求，并能根据控制需要选择合适的硬件。

成功构建了运料小车模拟系统，为接下来的编程调试阶段打下基础。

最后，根据构建的模拟系统进行相应主程序的编写，主程序大致无误之后，适当加入一些监控程序，包括速度监控、位置监控和状态监控。

由于需要配合触摸屏的使用，一些中间标志位也是必不可少的。

考虑到实际工程项目中可能会出现的问题，对程序进行了进一步的完善，提高了系统稳定性和安全性。

关键词：

PLC；运料小车；控制系统

ABSTRACT

Sincethe1960s,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnologyandtherapiddevelopmentofmicroelectronicsindustry,programmablecontroltechnologyisalsoinarapiddevelopmentstage,inthefieldofindustrialautomationandcontrolhasbeenwidelyused.Programmablecontroller（PLC）hasthecharacteristicsofhighreliabilityandeasyoperation,whichhasbecomeanimportantandindispensablepartofindustrialcontrolfield.Thetransportcarsystemisprevalentinmodernindustrialproduction.Mostofthetraditionaltransportcarsystemistheuseofrelaystocontrol,andrelaycontrolhasalotofshortcomings,suchashighfailurerate,wiringcomplex,maintenanceandrepairdifficult.ThePLCasthecurrentinternationalcontrolofthemainstreammarketcontroller,inthemarket,technologyandotheraspectsofagreatadvantage,relaycontrolisgraduallyreplacedbyPLCcontrolisthetrendofthetimes.

ThePLCcontroltechnologywillbeappliedtotheelectricalcontrolsystemofthetransportcar,whichcanrealizetheautomaticoperationofthefreightcar.Itnotonlyreducestherunningcostofthesystem,butalsoimprovestheworkefficiency.Now,PLCcannotonlyrealizethelogiccontrolfunctionoftherelay,butalsohasthedigitalandanalogacquisitionandtransformation,communicationnetworking,PIDregulation,DCSproductionmonitoringandfaultself-diagnosisandotherfunctions.BasedontheletterXCseriesPLCproducedbyXinjieElectricCo.,Ltd.,thispaperhasdesignedacompletesetofcontrolmeasuresfortransportingvehiclesaccordingtothecontrolrequirements.Thespecificcontentsareasfollows:

Firstly,itintroducestheresearchbackgroundanddevelopmentofthecontrolsystem,andsummarizesitsdevelopmenttrendandapplicationprospect.Andtheinitialanalysisofthecontrolideas,clearthepurposeoftheexperiment.

Second,theexperimenttousethePLC,touchscreen,inverterandotherhardwareforfurtherstudy,tounderstanditshardwarestructure,parametersettingsandsoftwareprogramming.Detailedanalysisofthecontrolrequirements,andaccordingtothecontrolneedstoselecttheappropriatehardware.Successfullybuiltatransportcarsimulationsystemforthenextstageofprogrammingdebuggingtolaythefoundation.

Finally,accordingtotheconstructionofthesimulationsystemforthepreparationofthecorrespondingmainprogram,themainprogramisgenerallycorrect,theappropriateaccesstosomemonitoringprocedures,includingspeedmonitoring,locationmonitoringandstatusmonitoring.Duetotheneedtocooperatewiththeuseoftouchscreen,someintermediatesignsarealsoessential.Takingintoaccounttheactualprojectmayoccurintheproblem,theprogramhasbeenfurtherimprovedtoimprovethesystemstabilityandsecurity.

Keywords：

PLC；Materialtransporttrolley；controlsystem

第一章绪论

1.1研究背景

可编程控制器（PLC），是一种从20世纪60年代开始发展起来的，以微处理器为核心工业控制器。

它结合了通信技术、自动化技术以及计算机技术，是现代控制技术的结晶。

PLC的目的是作为一种新型的工业装置来取代传统的继电器控制系统。

由于其编程简单、可靠性高、体积小、功能完善等特点，得到了大部分企业的青睐。

运料小车控制系统可以看做一种典型的PLC控制系统，在煤矿、港口车站、仓库、矿井等行业中被广泛应用。

传统的运料小车大多使用继电器控制，而继电器控制有着很多的缺点，如故障率高、接线复杂、维护维修难度大等。

运用可编程控制技术作为小车的控制系统，不仅可以实现系统全自动运行，还可以降低运料小车的运行成本。

本论文主要是在学习信捷XC系列PLC的基础上，设计了一套基于该系列PLC的完整的运料小车控制方案，也包括了触摸屏的设计。

1.2运料小车控制系统的发展过程

运料小车的控制系统随着可编程控制技术的发展也越发的完善，生产效率得到不断提高。

运料小车的控制经历了以下的三个阶段：

1.手动控制

2.自动控制

3.全自动控制

1.3本论文主要研究的内容

在本论文中，我首先阅读了一些相关的文献，研究了运料小车控制系统发展的历程和相关背景，并在此基础上加以思考分析，并提出了可行的运料小车控制系统设计方案。

其次，我详细阅读并分析了运料小车的控制要求，并按照控制要求分别设计了系统的硬件和软件部分，设计完成之后对程序部分进行了不断地调试，得到满足具体控制要求的系统。

最后，在完成控制要求的基础上完善了软件部分，提出了将来的研究方向。

第二章可编程控制器（PLC）与人机界面（HML）

2.1PLC与HML的定义

国际电工委员会（IEC）对PLC作了如下的定义：

PLC是一种为了满足工业控制需要而设计的电子工作系统。

它运用了可编程的存储器，在内部存储用来执行顺序运算、逻辑运算、算术运算和计时等操作的指令，并且能够通过模拟式或者数字式的输入和输出，控制各类的生产过程或者各种机械。

由于近年来高速发展，PLC的应用面越发宽广。

可编程控制器拥有成熟的继电器控制思路和设计理念，加上高新技术以及电子器件的高速发展，推动了PLC的完善，使其逐渐发展成各具特色的产品。

人机界面（HML）是通过触摸式工业显示器把人和机器连为一体的智能化界面。

它作为一种智能化操作显示终端用来替代传统的实体按钮和指示灯。

更有很多实用的功能，如设置参数，显示数据，监控设备状态，以曲线/动画等形式描绘自动化控制过程等等。

在使用上更加方便、快捷，在使用视觉感受上更具表现力，更重要的是还可以简化PLC的控制程序。

触摸屏作为一种特殊的计算机外设，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交