PLC课程设计自动送料装车控制系统.docx
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PLC课程设计自动送料装车控制系统
PLC课程设计--自动送料装车控制系统
※※大学
实习（实训）报告
实习（实训）名称：
电气控制与PLC应用综合实践
学院：
专业、班级：
指导教师：
报告人：
学号：
时间：
实习主要内容：
1．通过两周的课程实习,熟悉三菱FX2N系列PLC的编程软器件，以及编程方法；
2．通过实验程序的练习熟悉硬件连接、具体的程序编写与设计；
3．要能设计一些简单的工程实际控制电路；
4.培养一定的工程思维，能分析一些简单的实际控制程序，并要能分析其控制的原理，熟悉其是实现的具体功能。
主要收获体会与存在的问题：
在两周的课程实习中，我了解了三菱FX2N型PLC的内部结构，及对其内部的软器件的简单使用，对PLC的工作原理也更加熟悉；通过具体实验程序的练习，对于程序编写方法，例如经验设计法、顺序控制法等，都更加熟悉，并运用这些方法编写一些简单的具体程序。
对于PLC在工程实际中的应用范围也有了很深的了解。
另外再次熟悉了MicrosoftVisio2003对基本功能图的制作，了解了GXDeveloper的基本操作。
有付出就有收获，在收获的同时我发现自己对本课程的掌握还不够透彻，对较复杂的控制图形不能很好地、迅速的画出梯形图。
对AutoCAD的操作不熟练，对本实训所用到的编程软件不熟悉。
指导教师意见：
指导教师签字：
年月日
备注
课程设计任务书
一、设计题目：
自动送料装车控制系统
二、系统的工艺（工作）过程
用PLC进行顺序控制十分方便，它可以采用多种编程方法，除了用基本逻辑指令和移位指令来编程以外，还可以用专用的顺序控制指令来编程。
按下系统启动按钮，红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电机M1，M2，M3皆为旋转，当汽车到来时，如料斗中料不满（S1为打开），5s后K1开启进料；当料满（S1关闭）时，中止出料。
当汽车开到装车位置（SQ为关断），红灯L1亮，绿灯L2灭，同时M3运行经2S后M2启动，再经2S秒后，M1启动，M1接通2S后K2打开出料，当料满后（用SQ2断开表示），料斗K2关闭，电机M1延时2秒后关断M1停2S后M2停止。
同时红灯L1灭，绿灯L2亮，按下停止按钮BS2，整个系统停止运行。
三、设计要求：
自动送料装车控制系统由三级传动送带、料斗、料位检测与送料、车位和吨位检测等环节组成
1.初始状态
按下系统启动按钮，红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电机M1、M2、M3皆为OFF。
2.装车控制
（1）送料如料斗中料不满（S1为打开），5s后K1开启送料；当料满（S1关闭）时，中止装料。
（2）装车当汽车开到装车位置（SQ1为关断），红灯L1亮，绿灯L2灭，同时M3运行，经2S后M2启动，再经2S后M1启动，M1接通2S后K2打开出料，当料满后（用SQ2断开表示），料斗K2关闭，电机M1延时2S后关断，M1停2S后M2停止，同时红灯L1灭，绿灯L2亮。
3.停机控制
按下停止按钮SB2，整个系统停止运行。
四、设计任务
1.熟悉被控对象，制定控制方案，分析被控对象的工艺过程及工作特点。
2.选择PLC的机型，选择是主要包括PLC机型、容量、I/O模块、电源的选择。
3.根据所选的PLC的型号列出输入输出设备与PLC输入输出端子的对照表，绘制PLC外部I/O接线图。
4.根据生产工艺要求，设计出顺序功能图。
5.根据PLC顺序功能图，画出梯形图。
6.按梯形图写出它的编程序。
7.设计说明书。
五、设计时间：
2013年6月日——2013年7月日
指导老师：
班级：
组长：
组员：
实验
1异步电动机的正反转控制实验
1.1实验目的
（1）了解实验线路中的各个设备和元器件的结构，工作原理及使用方法。
（2）通过对三相异步电动机正反转控制线路的接线，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。
（3）掌握三相异步电动机正反转控制线路的工作原理和接线方法。
（4）掌握手动控制正反转控制、接触器联锁正反转、按钮联锁正反转控制及按钮和接触器双重联锁正反转控制线路的不同接法，并熟悉在操作过程中有哪些不同之处。
（5）熟悉上述线路的故障分析及排除故障的方法。
1.2实验设备
（1）三相异步电动机Y801-40.55KW1台
或Y90S-21台
（2）三刀三掷开关KN1-3031只
或者电源开关HZ10-10/31只
（3）螺旋式熔断器RL1-15/380V，5A4套
（4）交流接触器CJTX-D093QA652只
或CJ10-102只
（5）带灯按钮PCB-E11AC6.3V4只
或者按钮盒LA10-3H1只
（6）热继电器JRS4-0934D（0.4-0.63A）1只
或JR0-20/31.6A1只
1.3实验内容
（1）倒顺开关正反转控制线路
1）先切断三相交流电源。
2）按图1-1接线。
图中开关QS用以模拟倒顺开关。
3）启动电源后，把开关QS合向“左合”位置，观察电动机转向。
4）运转半分钟后，把开关QS合向“断开”位置后，再扳向“右合”位置，观察此时电动机转向。
（2）接触器联锁正反转控制线路
1）在确保断电情况下按图1-2接线。
经指导老师检查无误后再通电操作。
2）合上电源开关QS，接通380V三相交流电源。
3）按下SB1，观察并记录电动机M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。
4）按下SDB3，观察并记录M运转状态、接触器各触点的吸断情况。
5）再按下SB2，观察并记录M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。
（3）按钮联锁正反转控制线路
1）在确保断电情况下按图1.3接线。
经检查无误后再通电操作。
2）合上电源开关QS，接通380V三相交流电源。
3）按下SB1，观察并记录电动机M的转向、各触点的通断情况；
图1-1倒顺开关正反转控制线路
4）按下SB3，观察并记录电动机M的转向、各触点的通断情况。
5）按下SB2，观察并记录电动机M的转向、各触点的通断情况。
图1-2接触器联锁正反转控制线路
1.4PLC控制三相异步电机正反转
（1）电动机正反转梯形图，如图1-3所示。
图1-3电动机正反转梯形图
（2）电动机正反转语句图表如下图1-4所示。
图1-4电动机正反转语句与表
（3）I/O分配，如表1-1
表1-1电动机正反转I/O分配表
现场输入
现场输出
N
名称
I
名称
Y
1
热继电器FR
X1
1
正转控制接触器KM1
Y0
2
常闭触点SB3
X1
2
反转控制接触器KM2
Y1
3
正转常开开关SB1
X2
4
反转常开开关SB2
X3
1.5电动机正反转软元件内存监视图、时序图
（1）开关X2
图1-5内存监视图
图1-6时序图
2.开关X3
图1-7内存监视图
图1-8时序图
1.6小结
三相异步电动正、反转控制电路图如1.2所示。
主电路的特点是由KM1、KM2实现三相电源任意两相的调试，以实现两个方向的的稳定运行。
但要求KM1、KM2不能同时动作以避免电源相间短路。
其特点是由两个单向运行控制部分组成，两部分之间互锁是通过将各自的常闭触点串接在对方的工作电路中来实现的。
该电路同时具备接触器和按钮的双重互锁，进一步保证电路的安全可靠。
2三相异步电动机两地控制实验
2.1实验目的
（1）掌握两地控制的特点，使学生对机床控制中两地控制有感性的认识。
（2）通过对此实验的接线，掌握两地控制在机床控制中的应用场合。
2.2实验设备
（1）三相异步电动机Y801-40.55KW1台
（2）单相胶盖闸刀部门HK2-210A或KN1-303各个1只
（3）螺旋式熔断器RL1-15/380V，5A4套
（4）交流接触器CJ10-10380V或1只
CJTX-D093QA651只
（5）控制按钮LA4-2H2只
或PCB-E11AC6.3V4只
（6）热继电器JRS4-0934D（0.4-0.63A）1只
2.3实验内容
（1）三相异步电动机两地控制
1）在确保断电情况下按图2-1接线。
经检查无误后合上开关QS，接通380V三相交流电源。
2）按下SB2，观察电动机及接触器运行状态。
3）按下SB1，观察电动机及接触器运行状态。
4）按下SB4，观察电动机及接触器运行状态。
5）按下SB3，观察电动机及接触器运行状态。
图2-1两地控制线路
图2-2电动机两地控制梯形图
（2）三相异步电动机两地控制语句图表2-3所示
图2-3电动机两地控制语句表
（3）I/O分配，如表2-1所示
表2-1电动机两地控制I/O分配表
输入
输出
1
热继电器FR1
X0
1
控制接触器KM1
Y0
2
甲地常闭触点SB3
X1
3
乙地常闭触点SB1
X2
4
甲地开关SB2
X3
5
乙地开关SB4
X4
2.4电动机两地控制软元件监视、时序图
（1）开关X3软元件监视（如图2-4）、时序图（如图2-5）
图2-4软元件监视图如图2-5时序图
（2）开关X4软元件监视图（如图2-6）、时序图（如图2-7）
图2-6软元件监视图如图2-7时序图
2.5讨论题
（1）两地控制的接线原则是什么？
答：
两地控制接线有按电工原则，即要先串联后并联。
（2）两地控制用于那些场合？
答：
两地控制是多地控制的一种，能在两地或多地控制同一台电动机的方式叫两地控制，通常用在楼梯，隧道等的照明，需要在一端打开，通过之后关闭，这就要求在两端都能控制。
2.6小结
电动机的两地控制，实现了操作方便，一台设备由两个或几个操纵盘或按钮站，各处都可以进行操作控制。
要实现多地点控制则在控制线路中将启动按钮并联使用，而将停止按钮串联使用。
3天塔之光
3.1实验目的
（1）用PLC控制天塔之光的控制系统。
3.2实验设备
（1）台式PLC实验装置一台。
（2）天塔之光控制系统实验模板一块。
（3）连接导线一套。
3.3实验内容
（1）控制要求
启动开关X0接通后，首先L1点亮2s,接着L2,L3,L4,L5亮2s后灭，L6,L7,L8,L9,亮2s，后所有灯亮。
如此循环下去。
（2）I/O分配
输入输出
X0:
启动与停止按钮Y1:
L1灯Y2:
L2灯Y3:
L3灯
Y4:
L4灯Y5:
L5灯Y6:
L6灯
Y7:
L7灯Y8:
L8灯Y9:
L9灯
（3）接线
L1接主机的Y1；L2,L3,L4L5,分别接主机的Y2,Y3,Y4,Y5点；L6,L7,L8,L9,分别接主机的Y6,Y7,Y10,Y11点。
主机的X0为启动开关.
（4）顺序功能图，如下图3-1所示
图3-1天塔之光控制顺序功能图
（5）实验梯形图，如图3-2所示
图3-2天塔之光控制梯形图
（6）实验指令语句图表，如图3-3所示
图3-3天塔之光控制指令语句
（7）实验过程分析
当启动开关（X0）闭合时，L1灯亮（Y1动作并保持，计时T1开始计时），2s后，L1,L2,L3,L4,L5,同时亮（Y1,Y2,Y3,Y4,Y5动作并保持，T2开始计时）2s后L2,L3,L4,L5同时灭（Y2,Y3,Y4,Y5断开）而L6,L7,L8,L9灯亮（Y6,Y7,Y10,Y11动作并保持，T2开始计时），2s后L1--------L9同时亮。
然后L1（Y0）亮，其他的都灭。
如此循环。
3.4小结：
本次实验需要循环，所以本次实验采用顺序功能图。
因为在执行一个过程中有些灯要开，而有些灯要关，所以采用了SET,RST指令。
设计中还需要用到延时，所以还需要考虑定时器复位的问题。
设计性实验
4自动送料装车控制系统的设计
4.1实验目的
（1）了解用PLC控制自动送料装车系统的控制，通过自动送料装车控制系统的建立，掌握应用PLC技术传动控制系统的思想和方法。
（2）掌握PLC编程的技巧和程序调试的方法。
（3）训练解决工程实际控制问题的能力。
4.2实验设备
（1）1台实验模板一块式PLC试验装置一台
（2）自动送料装车系统实验模板一块
（3）连接导线一套
4.3控制要求
自动送料装车控制系统由三级传动送带、料斗、料位检测与送料、车位和吨位检测等环节组成，如图4-1所示。
（1）初始状态
按下系统启动按钮，红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电机M1、M2、M3皆为OFF。
（2）装车控制
1）送料如料斗中料不满（S1为打开），5s后K1开启送料；当料满（S1关闭）时，中止装料。
图4-1自动送料装车控制系统（MicrosoftVisio2003绘制）
2）装车当汽车开到装车位置（SQ1为关断），红灯L1亮，绿灯L2灭，同时M3运行，经2S后M2启动，再经2S后M1启动，M1接通2S后K2打开出料，当料满后（用SQ2断开表示），料斗K2关闭，电机M1延时2S后关断，M1停2S后M2停止，同时红灯L1灭，绿灯L2亮。
（3）停机控制
按下停止按钮SB2，整个系统停止运行。
4.4实验内容
（1）根据自动送料装车的控制要求，I/O配置及其接线图如图4-2所示。
图4-2PLCI/O配置及接线图（MicrosoftVisio2003绘制）
（2）程序设计
自动送料装车控制系统中，进料阀K1受料位传感器S1的控制，S1无检测信号，表明料不满，经5S后进料；S1有监测信号，表明料已满，中止进料。
送料系统的启动，可以通过台秤下面的位置检测传感器或位置开关SQ1实现，当汽车开进装车位置时，在其自重作用下，接通SQ1，送料系统启动；当车装到吨位时，位置开关SQ2为ON（X4常闭触点断开），停止送料。
1）用基本逻辑指令设计的自动送料装车控制系统梯形图如图4-3所示。
图4-3自动送料装车控制系统梯形图（GXDeveloper编制）
2）自动送料装车控制系统梯形图所对应的指令程序如下（图4-4）所示。
图4-4自动送料装车控制系统指令程序（GXDeveloper编程软件转换）
（3）自动送料装车过程，从车开进装车位置按顺序启动三级传送带
开料门车装满关料门按顺序停止三级传送带车开出料位及对应的输入/输出信号显示，是一个按一定顺序动作的过程，其状态转移图如图4-5所示。
图4-5自动送料装车状态转移图（MicrosoftVisio2003绘制）
4.5实验总结
随着当今社会科学技术的发展，各类物料输送的生产线对自动化程度的要求越来越高，原有的生产送装料设备已经远远的不能满足当前高度自动化的需要。
由于控制系统的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产效率的不断提高，送料装车控制系统的工作环境通常比较恶劣,设备所处环境一般粉尘较大、空气相对湿度高且操作分散,所以对送料装车控制系统工作的安全性、可靠性、维护简便性要求较高。
本实验以三菱FX2N系列PLC为主控制器控制运料小车的自动往返顺序的控制，实现了送料车的装料、送料、卸料的功能。
次系统主要是由基本设备、运料存储装置和控制系统三大部分组成，重点研究自动化生产线的控制。
考核实验
5两层升降货梯控制
5.1实验目的
（1）了解用PLC控制两层升降货梯控制系统的控制，掌握应用PLC技术传动控制系统的思想和方法。
（2）掌握PLC编程的技巧和程序调试的方法。
（3）训练设计工程实际控制问题的能力。
5.2实验设备
（1）1台实验模板一块式PLC试验装置一台
（2）两层升降货梯控制系统实验模板一块
（3）连接导线一套
5.3控制要求
设计两层升降货梯的梯形图程序。
开门绿灯,关门红灯,平层到位显示。
画出连接图，接外设并调试通过。
（1）货梯的开关门控制过程
无论是在第一层还是第二层，开关过程一样，按下开门按钮，门开绿灯亮，一定时间后（现设定为30S），门关红灯亮；在关门过程中，如果有物体被夹住，此时压力传感器动作，使门重新开一遍，在运行开门过程中，灯常亮。
（2）货梯的升降控制过程
货梯从第一层楼升到第二层楼或从第二层楼降至第一层过程中，电梯门开关无法打开，到达设定的位置时开、关门按钮才可以接通断开。
5.4控制路线图
（1）I/O配置及接线图（如图5-1所示）
图5-1两层货梯I/O配置接线图
（2）两层货梯两层升降货梯控制梯形图，如下图5-2所示
图5-2两层升降货梯控制梯形图
（3）两层升降货梯控制指令图表，如下图5-3所示
图5-3两层升降货梯控制指令表
（4）I/O分配表
表一两层升降货梯控制
输入
输出
1
第一层升按钮
X1
1
一层到位
Y1
2
第二层降按钮
X2
2
二层到位
Y2
3
一楼到位行程开关
X3
3
开门绿灯
Y3
4
二楼到位行程开关
X4
4
关门红灯
Y4
5
开门到位行程开关
X5
5
货梯升
Y5
6
关门到位行程开关
X6
6
货梯降
Y6
7
压力传感器
X7
（5）软元件监视图，如图5-4所示
图5-4两层升降货梯控制软元件监视图
5.5设计总结
通过自己设计编程本实验，自己的编程能力再次得到提升，对GXDeveloper编程软件更加了解，同时对该编程软件的基本操作更加熟悉和了解。
通过对两层升降货梯的设计，了解了电梯及货梯的基本控制系统，便于更好的学习。
6心得体会
通过本次PLC实训，我了解了三菱FX2N型PLC的内部结构，及对其内部的软器件的简单使用，对PLC的基本工作原理也更加熟悉；通过具体实验程序的练习，对于程序编写方法，例如经验设计法、顺序控制法等，都更加熟悉了解，并能运用这些方法编写一些简单的基本的程序。
对于PLC在工程实际中的应用范围也有了较深的了解。
另外再次熟悉了MicrosoftVisio2003与AutoCAD2007对基本图形的制作，能独自完成实训过程中所需要的一些基本图形，了解了GXDeveloper和GXSimulator的基本操作。
两周的PLC实训看起来时间比较充足，但我觉得真正做起来困难重重，从老师那里拷来三菱PLC全系列编程软件（中文）后，自己便捣鼓着安装，试过好几次才完整安装上。
安装上后便对基本界面进行了了解，之后便给同学们传拷软件，并帮一些不熟安装的同学安装该软件。
其中由于拷过来的SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件由于不兼容的缘故，在我的电脑上无法使用，在给同学安装时我发现SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件适合32位操作系统，不适合64位操作系统，为此我特地把电脑系统做成32位的操作系统。
每一次的实习、实训都有相应的收获，或多或少。
在本次实训中，我最大的收获是发现了自己的不足之处：
1.由于本学期所开的本课程课时少，平时学习本课程的劲头不足，导致在本次实训中处处碰壁，比如对于稍复杂一点的控制路线，画不出对应的梯形图；
2.课后对本课程的学习较少；
3.在实训期间，没有和组员沟通好，导致很多组员不愿做，激不起组员的积极性。
在以后的学习生活中我会针对个中的一些不足之处进行改进，在学习中力争其带头作用，加强本课程及后续课程的学习。
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