周永兴0513110207.docx

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周永兴0513110207

指导教师评定成绩：

审定成绩：

重庆邮电大学移通学院

课程设计报告

设计题目：

自动配料/四节传送带设计

学校：

重庆邮电大学移通学院

学生姓名：

周永兴

专业：

电气工程与自动化

班级：

05131102

学号：

0513110207

指导教师：

陈龙灿

设计时间：

2014年6月

重庆邮电大学移通学院

目录

1引言3

1.1设计任务与要求3

1.2实用价值和理论意义3

2PLC介绍4

2.1PLC的定义4

2.2PLC的分类4

2.3PLC的特点4

2.3.1功能完善4

2.3.2模块化结构硬/软件开发周期短4

2.3.3维护操作方便扩展容易4

2.3.4性能稳定可靠性高4

2.4PLC的工作原理5

3PLC编程基本原则5

4PLC控制系统设计原则6

5设计过程6

5.1功能要求6

5.2输入输出列表6

5.3自动配料模拟实验面板图6

5.4外接电路图6

5.5外部接线图6

5.6系统流程设计图7

5.7梯形图8

5.8语句表8

6传送系统调试8

结语8

致谢

参考文献9

1引言

1.1设计任务与要求

本设计的任务是用PLC构成系统自动配料系统。

要求如下：

（1）初始状态绿灯L1灭，红灯L2亮，表明允许汽车开进装料。

电动机M1、M2、M3、M4皆为OFF，

（2）装车系统

进料如料斗中料不满（S1为OFF时），5秒后D4指示灯亮，表示进料；当料满（S1为ON时）终止进料。

装车当汽车开进到装车位置（位置开关SQ1为ON时）绿灯L1亮，红灯L2灭，同时启动M4，2秒后启动M3，2秒后启动M2，在经过2秒启动M1，在经过2秒D2灯亮，表示打开料斗。

当车满时（位置开关SQ2为时）D2灯灭，2秒后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止后2秒停止，同时绿灯L1灭，红灯L2亮，表示汽车可以开走。

停机控制系统按下停止按钮ST整个系统终止运行。

初始状态：

红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电动机M1，M2，M3，皆为OFF。

当汽车到来时（用S2接通表示），L1亮，L2灭，M3运行，电动机M2在M3通2S后运行，M1在M2通2S后运行，K2在M1通2S后打开出料。

当料满后（用S2断表示），料斗开关K2关闭，电动机M1延时2S后关断，M2在M1停2S后停止，M3在M2停2S后停止，L2灯亮，L1灭，表示汽车可以开走。

1.2实用价值和理论意义

自动送料装车系统在冶金、采矿运输和生产制造等许多领域中都得到普遍的应用。

它通过自动输送设备实现物料的自动化，把工厂中的各个部分、各个生产工位、各存储点连结起来，为工厂控制系统的投入运行带来极大的方便和经济性。

自动送料装车系统是工厂自动化物流系统的重要组成环节，对于提高企业经济效益具有重要作用。

课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料，产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力。

课程设计是我们接受实践考验的一个重要环节，是对学生独立工作之前的技能培训，很好的帮助我们对可编程序控制器应用技术从感性认识上升到理性认识的飞跃阶段，通过这一过程可以使我们进一步掌握、应用理论知识，增强自身的实际操作能力。

2PLC介绍

可编程序控制器简称PLC机。

可编程控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，它采用一种可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备和生产过程。

可编程控制器及其有关设备的设计原则是他易于与工业控制系统连成一个整体和具有扩充功能。

2.1PLC的定义

PLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，用于控制机械的生产过程

2.2PLC的用途

PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保、水处理及文化娱乐等各个行业

2.2PLC的分类

按容量和功能分为：

小型机、中型机、大型机；按硬件结构分为：

整体式结构、插件式结构、叠装式结构。

2.3PLC的特点

2.3.1功能完善

PLC的输入/输出系统功能完善，性能可靠，能够适应于各种形式和性质的开关量和模拟量信号的输入和输出。

在PLC内部具备许多控制功能，诸如时序、计数器、主控继电器以及移位寄存器、蹭继电器等腰三角形。

由于采用了微处理机，它能够很方便地实现延时、锁存、比较、跳转和强制I/O等诸多功能，它不仅具有逻辑运算、算术运算、数制转换以及顺序控制功能，而且还具备模拟运算、显示、监控、打印及报表生成等功能。

2.3.2模块化结构，硬、软件开发周期短

PLC的硬件结构全部采用模块化结构，可以适应大小规模不同、功能复杂程度及现场环境各异的控制要求。

硬件系统安装方便，接线简单，连接可靠，为控制系统的硬件设计提供了方便、快捷的途径，可以大大缩短硬件系统的开发工作量。

2.3.3维护操作方便，扩展容易

PLC的输入/输出能够直观地反映现场信号的变化状态，PLC不能通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态，如内部工作状态、通信状态、I/O点状态、异常状态、电源状态等，均有醒目的指示，非常有利于运行和维护人员监视系统的工作状态。

PLC采用梯形图逻辑编程，有利于电气操作人员对PLC的编程，可以方便地调整系统的程序和组态。

PLC的模块化结构，可以允许维护人员方便地更换故障模块或在生产工艺流程改变时更改系统的结构和配置。

2.3.4性能稳定，可靠性高

PLC产品都有严格的核技术标准，这些标准保证了PLC能在恶劣的工业环境下正常运行。

它在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产厂家长期积累的生产控制经验，主要模块均采用大规模与超大规模集成电路，I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路，在机械结构上对耐热、防潮、等都有精心考虑，所有这些使得PLC具有较好的性能和较高的可靠性。

2.4PLC的工作原理

PLC采用循环扫描工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环。

PLC扫描过程包括：

内部处理、通讯操作、程序输入处理、程序执行、输出处理。

3PLC编程基本原则

1.输入/输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等器件的触点可以重复使用，无需复杂的程序结构来减少触点的使用次数。

2.梯形图每一行都是从左母线开始的，线圈终止于右母线。

触点不能放在线圈的右边。

3.除步进程序外，任何线圈、定时器、计数器、高级指令等不能直接与左母线相连。

如果需要任何时候都要被执行的程序段，可以通过特殊的内部常闭继电器或一个没有使用的内部继电器的常闭触点来连接。

4.在程序中，不允许编号相同的线圈两次出现。

5.不允许出现桥式电路。

6.程序的编写顺序应按自上而下、从左至右的方式编写，为了减少程序的步数，程序应为“左大右小，上大下小。

4PLC控制系统设计原则

1．应能满足控制对象的工艺要求，保证能按照工艺流程准确，可靠地工作；

2．系统构成应力求简单，实用，系统易操作，调整，检修方便；

3．设计合理，经济，能发挥PLC控制的特点。

5设计过程

5.1功能要求

5.1.1自动配料系统由三级传送带、料卡、料位检测与送料、车位和吨位检测等环节组成。

其控制要求如下：

5.1.2初始状态绿灯L1灭，红灯L2亮，表明允许汽车开进装料。

电动机M1、M2、M3、M4皆为OFF，

5.1.3装车系统

进料如料斗中料不满（S1为OFF时），5秒后D4指示灯亮，表示进料；当料满（S1为ON时）终止进料。

装车当汽车开进到装车位置（位置开关SQ1为ON时）绿灯L1亮，红灯L2灭，同时启动M4，2秒后启动M3，2秒后启动M2，在经过2秒启动M1，在经过2秒D2灯亮，表示打开料斗。

当车满时（位置开关SQ2为时）D2灯灭，2秒后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止后2秒停止，同时绿灯L1灭，红灯L2亮，表示汽车可以开走。

停机控制系统按下停止按钮ST整个系统终止运行。

5.2自动配料模拟实验面板图：

5.3输入输出列表

5.4外接电路图

5.6系统流程设计图

5.6.1装车过程

5.7梯形图

5.8语句表

6传送系统调试

系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。

红灯L2灭，绿灯L1亮，表明允许汽车开进装料。

料斗出料口D2关闭，若料位传感器S1置为OOF（料斗中的物料已满），则停止进料（D4亮）。

当S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。

电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。

装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S最后启动M1，再经过2S后才打开出料阀（D2亮），物料经料斗出料。

当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。

同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。

停机控制时按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。

此时整个系统完全停止。

当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，料斗出料口关闭，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。

例如M1故障，M1，立即停，料斗出料口D2关闭，经过2秒延迟，M2停。

在经过2秒，M3停止。

经过2秒，M4停。

当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行2秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。

结语

　　自动配料监控系统具有运行可靠、功能齐全、投资低、升级方便等特点，采用全汉化操作界面，在线组态，形象直观，易于操作。

监控系统提供了较完善的系统运行信息和产品信息，为现场操作人员创造了高效率的工作环境，实现了较为先进的过程控制和管理技术水平，并减轻了系统维护的工作量。

本系统投入运行以来，各项指标均满足技术要求，并极大地改善了操作员的劳动强度，明显地提高了生产效率精细化工的自动配料监控系统，采用DCS集散控制方式分析监控系统的结构和功能，研究其控制过程，实现人机对话自动控制、集中管理、实时记录、显示与报警等功能。

在精细化工生产工艺中，自动配料系统是一道非常重要的工序，它由前、后配料两个子系统组成。

选用西门子S7—300PLC构成数据采集控制系统，模块化设计，经济实用。

全自动配料控制系统在各行业的应用已屡见不鲜，如：

冶金，有色金属，化工，建材，食品等行业。

它是成品生产的首要环节，特别是有连续供料要求的行业，其配比的过程控制直接影响了成品的质量，它是企业取得最佳经济效益的先决条件。

虽然行业各自不同的工艺特点对配料控制要求也不同，但其高可靠性，先进性，开方性，免维护性，可扩展性是工厂自动化FA所追求的一致目标。

本实验采用PLC控制方式来实现自动配料系统，实现物料传送、下料控制、故障检测等功能。

配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。

整个系统自动进行提高了配料精度和速度。

致谢

在这次课程设计中，虽然都没太多的经验，但是陈老师的指导下，同学鼓励、帮助下，相互奋勉，最终圆满的完成了设计任务。

在整个过程当中，有许多人给了我启发和帮助，在毕业论文完成之际，我要在此表达对他们最诚挚的感谢。

首先，最需要感谢的人是我的指导老师陈老师。

老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，方案可行的确定和论文纲领细节的修改，中期检查，后期详细设计等整个过程中都给予了我悉心的指导。

每一次的批评和教育，使我受益非浅，值此论文完成之际,谨陈武老师再一次向他致以衷心的谢意，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围,以及学习上的耐心细致帮助!

最后我还要感谢我的同学与朋友，他们也给我很大的帮助，给我提供了不少的建议，让我少走了许多的弯路。

通过这次自动送料装车系统课程设计我对可编程控制器这门课有了更进一步的了解和认识，对可编程控制器的控制系统的设计原则、梯形图的设计规则及其各种指令功能有了更深刻的了解，并且掌握到了更多书本外的知识。

通过这次自动送料装车系统课程设计使我了解到如何将自己学到的知识与生活中实际遇到的问题结合起来，并能运用自己所学的知识去解决实际生活中出现的问题。

通过这种训练为我们以后的工作打下了基础。

参考文献

[1]张凤珊祖龙起.电气控制及可编程序控制器.中国轻工业出版社

[2]常斗南.可编程控制器原理、应用、实验.北京：

机械工业出版社

[3]余雷声.电气控制与PLC应用.北京：

机械工业出版社