自动送料装车系统PLC控制设计.docx

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自动送料装车系统PLC控制设计

PLC课程设计

自

动

送

料

装

车

系

统

学院：

机械工程学院

班级：

机电1311

第一章PLC控制系统原理设计和分析……….3

1.1设计要求.......................................3

1.2控制原理.......................................4

1.3元素定义......................................4

第二章.PLC控制系统原理结构分析…………5

2.1结构框图.......................................5

2.12自动送料装车控制系统的操作面板.................5

第三章：

PLC控制系统………………………6

3PLC的选型…………………………………………………6

第四章：

PLC控制系统...................7

4.1初始状态……………………………………………………7

4.2装车系统.......................................8

4.3停机控制系统...................................10

4.4程序时序图………………………………………………10

4.5I/O地址分配表.................................11

4.6I/O接线图………………………………………………11

4.7程序设计梯形图……………………………………………12

4.8程序说明……………………………………………………15

第五章系统调试......................16

遇到的问题及解决………………………………16

参考文献…………………………………………18

第一章PLC控制系统原理设计和分析

1.1设计要求

1.初始状态

红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，进料阀指示灯K1、料斗指示灯K2不亮，电机M1，M2，M3皆为停止。

2.启动操作

按下启动按钮，开始下列操作：

系统自动检测料斗是否已满（传感器S1亮表示满），如果料斗未满，则打开K1进料，当料斗满时（传感器S1亮），K1停止，然后红灯L1亮，绿灯L2灭，表示正在装车。

同时电机M3启动，M3启动2S后M2启动，M2启动2S后M1启动，M1启动2S之后K2打开（出料）。

当车装满时（传感器S2亮），首先K2关闭，M1，M2，M3顺序延时2S分别停止。

等到车离开（传感器S2灭）时，继续循环上述的运行。

3.停止操作

按下停止按钮系统恢复初始状态。

设计完成要求

完成I/O分配图，及PLC外围电路图的设计及连接。

完成设计说明书。

完成PLC程序，并调试通过。

1.2控制原理

1.初始状态

在自动生产线中，刚开始红灯L1灭，绿灯L2亮，表明允许进车装料。

这时，进料阀指示灯K1、料斗指示灯K2不亮，M1、M2、

M3皆为停止。

2.启动操作：

按下启动按钮，开始下列操作：

系统自动检测检测料斗是否已满（传感器S1亮表示满），如果料斗未满，则打开K1进料，当料斗满时（传感器S1亮），K1停止，然后红灯L1亮，绿灯L2灭，表示正在装车。

同时电机M3启动，M3启动2s之后M2启动，M2启动2s之后M1启动，M1启动2s之后K2打开（出料）。

当车装满时（传感器S2亮），首先K2关闭，M1、M2、M3顺序延时2s分别停止。

当车离开（传感器S2灭时），继续循环上述的运行。

3.停止操作

按下停止按钮系统恢复原始状态。

1.3元素定义

启动按钮电动机M3

检测料斗是否已满电动机M2

检汽车是否装满电动机M1

停止按钮进料K1

料斗K2

红灯L1

绿灯L2

第二章.PLC控制系统原理结构分析

2.1结构框图

电气原理图是用来表明设备电气的工作原理及各电器元件的作用，相互之间的关系的一种表示方式。

运用电气原理图的方法和技巧，对于分析电气线路，排除机床电路故障是十分有益的。

电气原理图一般由主电路、控制电路、保护、配电电路等几部分组成.

2.12自动送料装车控制系统的操作面板如下

第三章：

PLC控制系统

3.PLC的选型

选择PLC的容量。

首先要对控制任务进行详细分析，把所有的I/O点找出来，包括开关量I/O和模拟量I/O以及这些I/O点性质。

I/O点的性质主要指它们的信号类型，电压，输出的类型。

确定控制系统输出点的类型，交流220V的接触器、电磁阀，指示灯只留24V，选用的PLC的输出点数大于实际点数。

因为PLC的输出点一般是几个一组公用一个公共端，这一组输出只能有一种电源的种类和等级。

所以一旦它们被交流220V点的负载使用，则直流24V的负载只能使用其他组的输出端了。

这样有可能造成输出点数的浪费，增加成本。

所以要选择相同等级和种类的负载，比如使用交流220V的指示灯等。

继电器输出的PLC使用最多，但对于要求高速输出的情况，比如运动控制的高速脉冲输出，就要使用五触电的晶体管输出的PLC了。

在编程语言上，用梯形图编程还是用语句表编程或使用功能图编程，这主要取决于以下几点：

（1）PLC使用梯形图编程不方便则可用语句表编程；单梯形图总比语句表直观。

（2）经验丰富的人员可用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样。

（3）如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制任务，则最好是用功能图来设计程序。

第四章程序设计

4.1初始状态

红灯L1灭，绿灯L2亮，表明允许进车开进料。

进料阀指示灯K1、料斗指示灯K2不亮，电动机M1、M2、M3皆为停止。

4.2装车系统

4.2.1进料

按下开始按钮SB1，如料斗中不满（S1为不亮时），2s后K1指示灯亮，表示进料；当料满（S1为亮时）终止进料，S1的指示灯亮。

4.2.2装车

当汽车开到装车位置红灯亮，绿灯灭，同时启动M3,2s后启动M2，再经过2s后启动M1，再经过2s后K2指示灯亮，表示打开料斗。

当车满时K2指示灯灭，2s后M1停止，再经过2sM2停止，再2sM3停止，同时红灯灭，绿灯亮，表示汽车可以开走。

汽车离开，则S1为不亮状态，S2也为不亮状态。

4.3停机控制系统

按下停止按钮SB2整个系统终止运行，回到初始状态。

4.4程序时序图

（1）启动前或停止后时序图：

（2）按下启动按钮时序图：

（图中未标注表示时间未知，单位：

S）

4.5I/O地址分配表

输入信号输出信号

启动按扭SB1I0.1红灯L1Q0.0

停止按钮SB2I0.2绿灯L2Q0.1

传感器S1I0.3进料阀指示灯K1Q0.2

传感器S2I0.4电动机M3Q0.3

电动机M2Q0.7

电动机M1Q0.5

料斗指示灯K2Q0.6

4.6I/O接线图

4.7程序设计梯形图

4.8程序说明

1、初始状态

先进行系统初始化，绿灯亮，红灯灭表示车正在开来.

2、启动

按下SB1，同时进料口K1打开，开始进料，红灯亮，M3启动，启动T37定时器开始2秒定时，到达2秒时，M2启动，同时T38开始定2秒的定时，T38定时时间到，M1启动，T39开始定时，2秒后，T39的常开点闭合，常闭点断开，料斗被打开，开始往车中送料。

当料斗料满限位开关S1工作，K1终止进料，指示灯熄灭。

当汽车被装满时装料料满限位开关S2触点常闭点断开K2失电，指示灯熄灭，定时器T40开始定时，设定时间为2秒，到达2秒后，T40的触电断开M1停止运行，同时定时器T41开始了2秒的定时，当定时器T41的2秒时间到时，使M2停止、定时器T42开始定时，2秒后M3停止运行、红灯灭绿灯亮表示汽车已装满可以开走。

此时S2为OFF，进入下一辆车，反复循环。

3、停止

在任意时刻按下停止按钮SB2，所有的触电均复位，系统停止运行。

第五章系统调试

系统调试分为模拟调试和联机调试。

硬件部分的模拟调试可在断开主电路的情况下，主要试一试手动控制部分是否正确。

软件部分的模拟调试可借助于模拟开关和PLC输出端的输出指示灯进行；需要模拟信号I/0时，用电位器和万用表配合进行。

调试时，利用上述外围设备模拟各种现场开关和传感起状态，观察PLC的输出逻辑是否正确。

如果有错误则修改后反复调试。

在PLC的主流产品都可在PC机上编程，并可在电脑上直接进行模拟调试。

联机调试时，把编程好的程序下载到现场的PLC中。

PLC也许只有这一台，这时就要把PLC安装到控制柜相应的位置上。

调试时一定要先将主电路断电，只需对控制电路进行调试。

通过现场联调信号的接入常常还会发现软硬件中的问题，有时厂家还要对某些控制功能进行改进，要经过反复测试系统后，才交付使用。

遇到的问题以及如何解决

由于我们的能力有限所以对自动送料装置调试过程中遇到许多问题：

1、对画时序图由于多个状态出现造成无法画出时序图，感觉非常困难，我们讨论看见有3个状态，可以采用多张图进行不同状态的说明。

2、在调试过程中红灯应该亮的时候屡屡不亮，或是忽亮忽灭，经过多次反复的调试，确定为红灯输出接口Q0.0接触不良导致，还有电动机M2控制的灯在初始状态就开始亮，也是经过多次试验确定为M2的输出信号端子Q0.4接口已坏，不得已改成Q0.7，由此也做了整个I/O地址分配表，I/O接线图及梯形图的修改。

3、任务书对控制要求部分说的不够详细，我们咬文嚼字，结合生活中的常识争议很大，最后针对此问题做出了统一意见，由此也造成程序的反复修改和调试。

在设计的过程中，由于对自动送料装置缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多问题。

但是通过请教有经验的同学和翻阅相关资料、查工具书，解决了设计过程中的一个又一个的问题。

同时，也锻炼了我的动手能力。

最后，经过这次课程设计培养了我们的设计能力以及全面的考虑问题能力。

学习的过程是痛苦的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。

相信通过这次课程设计它对我以后的学习及工作都会产生积极的影响。

参考文献

1.黄永红，电气控制与PLC应用技术，机械工业出版社，2015年7月

2.TVT90HC机电一体化试验台说明书，天津源峰科技有限公司。

3.上网查资料。