送料小车PLC控制.docx
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送料小车PLC控制
1设计任务与要求
1、1课程设计任务
任务描述
某自动生产线上运料小车的运动如图所示,运料小车由一台三相异步电动机拖动电动机正转,小车右行,电机反转,小车左行。
在生产线上有5个编码为1～5的站点供小车停靠,在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车就是否到达该站点。
对小车的控制除了启动按钮与停止按钮之外,还设有5个呼叫开关（SB1～SB5）分别与5个停靠点相对应。
1、2课程设计要求
（1）按下启动按钮,系统开始工作,按下停止按钮,系统停止工作;
（2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮SB的编码时,小车向右运行,运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止;
（3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮SB的编码时,小车向左行,运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止;
（4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮SB的编码时,小车保持不动;
（5）呼叫按钮开关SB1～SB5应具有互锁功能,先按下者优先。
（6）设计PLC硬件电器连接图。
（7）设计PLC控制程序（梯形图或指令程序）。
2设计方案
2、1运料小车的运动分析
某自动生产线上运料小车的运动如图2-1所示:
图2-1运料小车示意图
运料小车由一台三相异步电动机拖动,电机正转,小车向右行,电机反转,小向左行。
电动机正反转图如图2所示:
图2-2三相异步电动机正反转主电路图
在生产线上有5个编号为l～5的站点供小车停靠,在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车就是否到达该站点。
对小车的控制除了启动按钮与停止按钮之外,还设有5个呼叫按钮开关（SB1～SB5）分别与5个停靠站点相对应。
2、2设备控制要求
运料小车在自动化生产线上的控制要求如下;
（1）按下启动按钮,系统开始工作,按下停止按钮,系统停止工作;
（2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮HJ的编码时,小车向右运行,运行到呼叫按钮HJ所对应的停靠站时停止;
（3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮HJ的编码时,小车向左运行,运行到呼叫按钮HJ所对应的停靠站时停止;
（4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮HJ的编码时,小车保持不动;
（5）呼叫按钮开关HJI～HJ5应具有互锁功能,先按下者优先。
2、3整体方案论证
按照设计要求,只就是控制小车正转与反正,所以采用经验设计法。
控制系统图如图2-3所示:
图2-3运料小车控制系统图
根据系统控制要求,分析出如下系统控制流程图:
图2-4控制系统流程图
2、4系统资源分配
2、4、1I\O地址分配
由于CPU模块有14点数字量输入,10点数字量输出,所以不再需要输入＼输出模块。
采用I＼O自动分配方式,模块上的输入端子对应的输入地址就是I0、0~I1、3,输出端子对应的输出地址就是Q0、0~Q0、9
2、4、2数字量输入部分
这个控制系统的输入有启动按钮开关、停止按钮开关、5个呼叫按钮开关、5个行程开关共12点输入。
具体的输入分配如表3-4所示:
输入地址
对应的外部设备
I0、0
启动按钮开关
I0、1
停止按钮开关
I0、2
1号站呼叫按钮开关
I0、3
2号站呼叫按钮开关
I0、4
3号站呼叫按钮开关
I0、5
4号站呼叫按钮开关
I0、6
5号站呼叫按钮开关
I0、7
1号站行程开关
I1、0
2号站行程开关
I1、1
3号站行程开关
I1、2
4号站行程开关
I1、3
5号站行程开关
表2-1输入地址分配
2、4、3数字量输出部分
这个控制系统需要控制的外部设备只有控制小车运动的三相电动机。
但就是电机有正转与反转两种状态,分别对应正转继电器与反转继电器,所以输出点有2个。
具体的输出分配表如表3-5所示:
输出地址
对应外部设备
Q0、0
电机反转继电器
Q0、1
电机正转继电器
表2-2输出地址分配
3硬件电路设计
系统硬件接线图如图3-1、3-2所示:
图3-1主电路
图3-2系统接线图
图中KM1与KM2分别就是控制电机正转运行（小车前进）与反转运行（小车后退）的交流接触器。
用KM1与KM2的主触点改变进入电动机的三相电源的相序,即可以改变电动机的旋转方向。
图中KM1的线圈串联了KM2的辅助常闭触点,KM2的线圈串联了KM1的辅助常闭触点,组成了硬件互锁电路。
可以避免由于正反转（小车前进、后退）切换过程中电感的延时作用,导致原来接通的接触器的主触点还未断弧时,另一个接触器的主触点已经合上而造成交流电源瞬间短路的故障。
通过主电路与PLC的控制电路的接线,才能实现PLC对系统的控制。
4软件设计
4、1、1梯形图
写出送料小车的梯形图,如下图所示:
4、1、2指令表
由系统总梯形图,我们写出送料小车的程序指令,如下图所示:
5调试过程
5、1呼叫按钮
在该程序中,5个站的呼叫按钮分别用数字1-5来表示。
当按下1号站呼叫按钮开关时,行程开关I0、2得电,数字1传送到VB0;当按下2号站呼叫按钮开关时,行程开关I0、3得电,数字2传送到VB0;依次类推,当按下5号站呼叫按钮开关时,行程开关I0、6得电,数字5传送到VB0。
5、2行程开关
在该程序中,5个站的行程开关分别用数字1-5来表示。
当小车在1号站时,行程开关I0、7得电,将数字1传送到VB0;当小车在2号站时,行程开关I1、0得电,将数字2传送到VB0。
依次类推,当小车在5号站时,行程开关I1、3得电,将数字5传送到VB1。
5、3比较
按下启动按钮与呼叫按钮后,开始对行程开关VB0与呼叫按钮VB1中的数据进行比较。
当VB1>VB0时,即小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮的编码时,小车向左运行;当VB1=VB0时,即小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮的编码时,小车不动;当VB15、4向左运动
小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮的编码时,小车向左运行,运行到呼叫按钮所对应的停靠站时停止。
5、5向右运动
小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮的编码时,小车向右运行,运行呼叫按钮所对应的停靠站时停止。
5、6调试操作
先按接线图接好线,打开电脑中的“PLC在运料小车控制系统中应用”的程序,在下载到S7-200中。
开始调试:
按下启动按钮I0、0,假定小车初始位置在1号位置,按下行程开关I0、7。
现在开始呼叫:
1号位置呼叫,按下I0、2,Q0、0与Q0、1都不亮,说明电机不转小车停止,拨回I0、2;
2号位置呼叫,按下I0、3,Q0、1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0、3;
3号位置呼叫,按下I0、4,Q0、1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0、4;
4号位置呼叫,按下I0、5,Q0、1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0、5;
5号位置呼叫,按下I0、6,Q0、1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0、6;
拨回I0、7。
假定小车初始位置在2号位置,按下行程开关I1、0。
现在开始呼叫:
1号位置呼叫,按下I0、2,Q0、0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0、2;
2号位置呼叫,按下I0、3,Q0、0与Q0、1都不亮,说明电机不转小车停止,拨回I0、3;
3号位置呼叫,按下I0、4,Q0、1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0、4;
4号位置呼叫,按下I0、5,Q0、1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0、5;
5号位置呼叫,按下I0、6,Q0、1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0、6;
拨回I1、0。
假定小车初始位置在3号位置,按下行程开关I1、1。
现在开始呼叫:
1号位置呼叫,按下I0、2,Q0、0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0、2;
2号位置呼叫,按下I0、3,Q0、0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0、3;
3号位置呼叫,按下I0、4,Q0、0与Q0、1都不亮,说明电机不转小车停止,拨回I0、4;
4号位置呼叫,按下I0、5,Q0、1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0、5;
5号位置呼叫,按下I0、6,Q0、1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0、6;
拨回I1、1。
假定小车初始位置在4号位置,按下行程开关I1、2。
现在开始呼叫:
1号位置呼叫,按下I0、2,Q0、0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0、2;
2号位置呼叫,按下I0、3,Q0、0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0、3;
3号位置呼叫,按下I0、4,Q0、0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0、4;
4号位置呼叫,按下I0、5,Q0、0与Q0、1都不亮,说明电机不转小车停止,拨回I0、5;
5号位置呼叫,按下I0、6,Q0、1亮,说明电机正转小车右行,拨回I0、6;
拨回I1、2。
假定小车初始位置在5号位置,按下行程开关I1、3。
现在开始呼叫:
1号位置呼叫,按下I0、2,Q0、0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0、2;
2号位置呼叫,按下I0、3,Q0、0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0、3;
3号位置呼叫,按下I0、4,Q0、0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0、4;
4号位置呼叫,按下I0、5,Q0、0亮,说明电机反转小车左行,拨回I0、5;
5号位置呼叫,按下I0、6,Q0、0与Q0、1都不亮,说明电机不转小车停止,拨回I0、6;
拨回I1、2。
按下停止按钮I0、1,拨回I0、1,I0、0,调试结束。
备注:
由于实验箱按钮只有I0、0~I0、7,实验中I1、0~I1、3都用接线到I0、0的方式来代替的。
6结论
我在实训的过程中,让我学到了许多东西,其中最主要的就是PLC设计方法与应用。
设计步骤就是首先就是我们要弄清楚设备的顺序运作,然后结合PLC知识在图纸上画出顺序功能图,将顺序功能图转变为梯形图,之后利用PLC软件编程。
PLC实训让我了解了plc顺序功能图、梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解,也让我更加了解了关于PLC设计原理与方法。
按我的总结来瞧,有很多设计理念来源于实际,从中找出最适合的设计方法。
这次实训脱离不了集体的力量,遇到问题与同学互相讨论交流,同学之间解决不了的问题就去找老师讨论。
多与同学,老师讨论,您会得到意外的收获。
我们在做实训项目的过程中要不停的讨论问题,这样,我们可以互相交流设计方法以至达到更适合的设计方法,同时讨论不仅就是一些思想的问题,还可以深入的讨论一些技术上的问题,这样可以使自己的处理问题要快一些,少走弯路。
多改变自己设计的方法,在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法,这样可以方便自己解决问题。
总之,这次PLC实训真的给我很多的收获,给我弥补了很多我欠缺的知识以及巩固了之前所学的知识点等等。
在今后的学习过程中,要更加努力的学习自己的专业知识,多多与同学与老师交流,我相信在以后的工作里面有所作为。
在此,我要很感谢指导老师安老师与我们组的同学们。
参考文献
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重庆大学出版社
[2]万太福、可编程序控制器及其应用[M]、重庆:
重庆大学出版社
[3]刘祖润、毕业设计指导、北京:
机械工业出版社
[4]谢桂林、电力拖动与控制、北京:
中国矿业大学出版社
[5]工厂常用电气设备手册编写组、工厂常用电气设备手册、北京:
水利电力出版社
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