基于PLC的自动送料装车控制系统.doc

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洛阳理工学院毕业设计（论文）

基于PLC的自动送料装车控制系统设计

摘要

可编程序逻辑控制器（Programmablelogiccontroller）简称PLC，由于PLC的可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单，所以PLC的应用领域在迅速扩大。

尤其是近几年来，PLC的成本下降，功能又不段增强，所以，目前PLC在国内外已被广泛应用于各个行业。

本设计是为了实现送料小车的手动和自动化的转化，改变以往小车的单纯手动送料，减少了劳动力，提高了生产效率，实现了自动化生产。

而且本送料小车的设计是由于工作环境恶劣，不允许人进入工作环境的情况下而产生的。

首先，用PLC编程实现送料系统的基本功能。

其次，画出组态仿真画面，定义组态变量，对组态中的一些基本量如（管道中物料的流动）进行仿真。

然后，把PLC程序和组态结合，通过数据连接，实现通信。

最后，运行PLC程序及组态仿真程序，实现组态对整个系统实时监控。

在实现组态控制时，本文详细的介绍了组态王软件的编程及通信，使读者很容易的了解组态王软件运行仿真过程。

关键词：

PLC,组态王,监控,仿真

DesignofautomaticloadingcontrolsystembasedonPLC

ABSTRACT

ProgrammablelogiccontrollerreferredtoPLC，becauseofthehighreliabilityPLCadaptability，flexibility，environment，useconvenient，simplemaintenance，sotheapplicationofPLCintherapidlyexpanding.Especiallyinrecentyears，thecostofPLCdownandfunctionincreasing，so，atthemoment，PLCathomeandabroad，hasbeenwidelyusedinvariousindustries.Inordertoachievethedesignofthecarfeedthetransformationofmanualandautomated，simpletochangethepast，carmanualfeed，areductionoftheworkforce，increasedproductivity，automatedproduction!

Feedingandthecarisdesignedtobeasaresultofbadworkingconditionsarenotallowedtoentertheworkingenvironmentofthecircumstancesformed.First,programswithPLCrealizesfeedsystem'sbasicfunction.Next,drawstheconfigurationsimulationpicture,thedefinitionconfigurationvariable,like（inpipelinematerialflowing）carriesonthesimulationtoconfigurationsomefundamentalquantities.Then,thePLCprocedureandtheconfigurationunion,throughthedataconnection,realizesthecorrespondence.Finally,movesthePLCprocedureandtheconfigurationsimulatedprogram,realizestheconfigurationreal-timemonitoringoverallsystem.Whenrealizestheconfigurationcontrol,thisarticledetailedintroductionconfigurationkingsoftware'sprogrammingandthecorrespondence,causedthereaderveryeasytounderstandtheconfigurationkingsoftwaremovementsimulationprocess.

KEYWORDS:

PLC,configuration,monitoring,simulation

目录

前言 1

第1章 概述 2

1.1可编程控制技术的发展状况 2

1.2基于PLC控制的自动送料装车系统简介 3

1.3PLC的特点 3

1.4PLC的应用领域 4

第2章系统硬件设计 6

2.1系统硬件的设计 6

2.1.1自动送料装车系统控制工艺要求 6

2.1.2主电路的设计 7

2.1.3I/O地址分配 7

2.1.4PLC外部接线图的设计 8

第3章系统软件设计 10

3.1系统功能的分析与设计 10

3.2系统结构的分析与设计 11

3.2.1I/O信号的分析与设计 11

3.2.2数据结构的分析与设计 12

3.3程序设计的常用方法 12

3.4PLC程序设计 14

3.4.1PLC程序流程图 14

3.4.2PLC梯形图设计 15

3.5组态监控系统设计 17

3.5.1监控系统的形成背景 17

3.5.2组态王工程的建立 18

3.5.3组态画面的建立 20

3.54定义IO设备 23

3.5.5构造数据库 24

3.5.6建立动画连接 26

3.5.7应用程序命令语言 27

第4章系统软硬件调试 30

4.1软件调试概述 30

4.2通信协议 31

4.3PLC软件测试 32

4.3.1PLC程序的模拟调试 32

4.3.2PLC程序下载 32

4.4组态调试 34

4.4.1组态通讯调试 34

4.4.2组态监控仿真 35

4.4.3导航菜单 37

结论 39

谢辞 41

参考文献 42

外文资料翻译 43

41

前言

1968年，美国通用汽车公司首先提出可编程控制器的概念。

在1969年，美国数字设备公司（DEC）终于研制出世界上第一台PLC。

这是由一种新的控制系统代替继电器的控制系统，它要求尽可能地缩短汽车流水线控制系统的时间，其核心采用编程方式代替继电器方式来实现生产线的控制。

这种控制系统首先在美国通用汽车的生产线上使用，并获得了令人满意的效果。

传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器控制有着接线繁多，故障率高的缺点，且维护维修不易等缺点。

作为目前国内控制市场上的主流控制器，PLC在市场、技术、行业影响等方面有重要作用，利用PLC控制来代替继电器控制已是大势所趋。

从送料小车的工艺流程来看，其控制系统属于自动控制与手动控制相结合的系统，因此，此送料小车电气控制系统设计具有手动和自动两种工作方式。

我在程序设计上采用了模块化的设计方法，这样就省去了工作方式程序之间复杂的联锁关系，从而在设计和修改任何一种工作方式的程序时，不会对其它工作方式的程序造成影响，使得程序的设计、修改和故障查找工作大为简化。

本设计从自动送料装车系统的工艺出发，选择了西门子（SIEMENS）S7-200系列CPU226作为主要的编程对象，实现自动送料装置的基本运行，然后又详细地介绍了组态王6.5（KingView6.5）软件的功能及命令语言的编辑，实现了对系统的监控功能，并且对一些变量实现了远程控制。

第1章概述

1.1可编程控制技术的发展状况

可编程控制器（ProgrammableLogicController）简称PC或PLC，是60年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司（DEC）为美国通用公司研制开发并应用汽车生产线上，取得了极佳的效果，可编程控制器自此诞生。

随着计算机技术的飞速发展，PLC软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也不断朝着智能化方向发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。

现代PLC已经成为真正的工业控制设备。

最初，PLC主要是用在生产线控制和大型机械的控制上。

但不久，西德的西门子（SIEMENS）公司、BBC公司就开始研制PLC，当时主要是用于轧钢机、升降设备等大型设备上。

70年代初，日本的欧姆龙（OMRON）也推出了他们的PLC。

三菱、日立、富土、东芝、横河、日电等公司也先后加入了PLC制造者的行列。

70年代中期，美国和西德首先出现了微电脑化的小型PLC。

由于PLC是为工业控制所生产的通用性很强，适合于大批量生产的装置，所以成本迅速下降；加上其是专为工业控制所设计，所以具有极好的抗干扰性能；并且他的使用和维护都极为方便，实现了低水平的操作、高性能的控制，所以在机械制造业深受欢迎。

小型PLC开始步入诸如塑料注塑机、包装机械、橡胶机械、纺织机械等轻工机械的控制领域，其成本的低廉和性能的优良对直接使用微机作为控制单元的做法构成了强有力的挑战，更有全面取代传统继电器控制屏的趋势。

据国外资料介绍:

1982年美国PLC用户中，有48%来自自动程序操作部门（如汽车、拖拉机工业、机械工业等）、13%来自石油化工业、9%来自食品饮料业、7%来自冶金工业、其余部分来自造纸、采矿、污水处理等部门。

近年来，随着我国对外开放，日、美、西德等国生产的PLC已通过多种途径进入了我国，引起了各方面的重视并得到应用。

如宝钢工程应用了数百台PLC，首钢、武钢、开滦煤矿也分别应用了美国和西德的PLC。

1.2基于PLC控制的自动送料装车系统简介

自动送料装车系统是用于物料输送的流水线设备，主要是用于煤粉、细砂等材料的运输。

自动送料装车系统一般是由给料器、传送带、小车等单体设备组合来完成特定的过程。

这类系统的控制需要动作稳定，具备连续可靠工作的能力。

通过三台电机和三个传送带、料斗、小车等的配合，才能稳定、有效率地进行自动送料装车过程。

本次自动送料装车系统采用了PLC控制。

从送料小车运行的工艺流程来看，其控制系统属于自动运行的控制系统，因此，此送料小车的电气控制系统设计采用自动扫描循环工作方式。

而在程序设计上采用整体式设计方法，这样就可以使读者一目了然地看懂整个程序，从而在一定程度上省去了使用人员阅读并分析程序的大量宝贵时间，同时也使得程序的设计、修改和故障查找工作大为简化。

自动送料装车系统控制系统的软件部分（信号显示和故障显示）均采用经验设计法，而自动程序则采用顺序控制法设计。

为了使整个控制过程更加完善，本设计采用北京亚控公司的组态王6.5仿真软件对整个系统进行组态模拟仿真，以进一步充分检验并修改系统硬件与软件。

下面我们先介绍一下PLC的特点。

1.3PLC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。

例如三菱公司生产的F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