基于PLC运料系统控制的设计毕业设计论文.docx

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基于PLC运料系统控制的设计毕业设计论文

基于PLC运料系统控制的设计

摘要

早期运料电气控制系统大多为继电器-接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计时间长、体积大、价格高等缺陷。

无通信和数据处理功能，必须有人工负责操作。

将PLC应用到运料电气控制系统，可实现运料系统的自动化控制，降低系统的运行费用，PLC运料电气控制系统具有连线简单，控制反应速度快，可靠性和可维护性好，易于安装、维修和改造等优点。

随着经济的发展，运料系统不断扩大到各个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化、自动化、现代化。

将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。

通信和数据连接功能选项使得S7-200在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面非常完美。

本设计主要包括：

分析被控对象和明确系统控制要求；PLC选型；确定系统的I/O设备的数量及种类；控制流程设计；控制程序设计。

PLC在运料小车控制系统中的应用，已经在国内外工程、工厂中得到实际应用，具有巨大的经济和社会价值，其智能化和自动化的思路值得以后继续深入研究和推广。

关键词西门子PLC，运料控制系统，行程开关

ABSTRACT

Earlydeliveryofrelay-contactorelectriccontrolsystemcomposedofacomplexsystem，thissystemexistslongdesigncycle，largevolume，highcost，defects.Countlessaccordingtoprocessingandcommunicationfunction，musthavethespecialistisresponsiblefortheoperation.ApplyingPLCtohaulelectriccontrolsystem，canrealizetheautomationofmaterialhandlingsystemcontrol，reducethesystemoperationcost，haulofPLCelectricalcontrolsystemhassimplewiring，controlresponsespeed，goodreliabilityandmaintainability，easytoinstall，repairandmodification，etc.Alongwiththedevelopmentoftheeconomy，thematerialhandlingsystemexpandingtoallareas，frommanualtoautomatic，graduallyformedthemechanization，automationandmodernization.ApplyingPLCtohaulthecarelectriccontrolsystem，whichcanrealizeautomaticcontrolofthematerialcar，reducetheoperationcostofthesystem.Communicationsanddataconnectivityoptionsmakesthes7-200involume，communication，andspecialfunctionalmodules，andotherimportantapplicationsisveryperfect.Thisdesignmainlyincludes:

theanalysisofcontrolledobjectandsystemcontrolrequirements;ThePLCtypeselection;DeterminethenumberofI/Odevicesandtypes;Controlflowdesign;Controlprogramdesign.theapplicationofPLCinthematerialcarcontrolsystemhaspracticalapplicationintheengineering，factoriesathomeandabroad，hastremendouseconomicandsocialvalue，theintelligentandautomationconceptafterthefurtherresearchandpromotion.

KeywordsSiemensPLC，Materialhandlingcontrolsystem，Travelswitch

1绪论

1.1PLC控制运料系统的意义

传统运料车是继电器控制系统，继电器控制有布线繁多，高故障率的缺点，维护并不容易。

作为目前国内市场上的主流控制器，PLC在市场、技术和行业等控制方面起着重要的作用，使用PLC控制代替继电器控制是大势所趋。

根据调查分析，众多正在使用的PLC品牌中，西门子、三菱、欧姆龙占据绝对优势，约60%的用户使用这些品牌的PLC产品，而罗克韦尔/ab、ge-fanuc和富士品牌也占据相当大的市场份额。

在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。

控制系统是整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。

一旦控制系统出现故障，轻者影响生产线的继续进行，重者甚至发生人身安全事故，这样将给企业造成重大损失。

送料小车是基于PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步动作都直接作用于送料小车的运行。

因此，送料小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。

送料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。

要把提高自主创新能力摆在所有科学技术的突出位置。

在改革开放的条件下促进社会主义现代化建设，必须认真研究和借鉴所有优秀的文明成就。

30多年来的改革开放，我国引入了大量的技术和设备，对提高工业技术水平、促进经济发展起着重要的作用。

然而，我们必须清醒地看到，仅仅引入而不注重技术的消化吸收和再创新，势必削弱独立研发的能力，扩大了与世界先进水平的差距。

不管怎样，必须把提高自主创新能力作为国家战略，贯彻各个现代化建设方面，贯彻到每个行业、产业和地区，大大提高国家竞争力。

我国科学技术发展的总体目标是:

显著增强自主创新能力、科技促进经济社会发展和显著增强国家安全保障能力，为建设一个全面小康社会提供强有力的支持，基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，拥有一批在世界具有重大影响的科学技术成果，为进入创新型国家行列，打下扎实基础科技的基础。

在世界到本世纪中叶，形成相对完善的中国特色国家创新体系。

企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得生产物料配送成为一个重要的部分生产物流系统。

运料车自动控制是用来实现输送机生产控制系统。

随着PLC的发展，国内外生产线上的运输控制系统广泛的采用PLC控制系统，和一些制造商已经开发出一种特殊的逻辑来处理控制芯片，在我国大多数工控企业运料车自动控制系统都从国外引进，成本高。

为了满足现代生产的需要和循环，让PLC技术和自动化技术，充分利用我国工控企业生产线，使系统能够在各种环境下工作，且成本低，易于控制，安全可靠，效率高。

1.2运料控制系统方案选择

实现小车送料系统控制有很多方法来实现，可以用单片机、可编程控制器PLC等元器件来实现。

但在单片机控制系统电路中需要加入A/D，D/A转换器，线路复杂，还要分配大量的中断口地址。

而且单片机控制电路易受外界环境的干扰，也具有不稳定性。

另外控制程序需要具有一定编程能力的人才能编译出，在维修时也需要高技术的人员才能修复，所以在此也不易用单片机来实现。

而从上述第一节对PLC的特点了解可知，PLC具有很多优点，因此我们归纳出：

可编程控制器PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；安装，操作和维护也较容易；编程简单，PLC的基本指令不多，编程器使用比较方便，程序设计和产品调试周期短，具有很好的经济效益。

此外PLC内部定时、计数资源丰富，可以方便地实现对送料小车的控制。

因此，最终我选择了用可编程控制器PLC来实现送料小车系统的控制，完成本次的设计题目。

2PLC及其发展前景

2.1可编程控制器的由来、特点、性能等情况

随着国民经济的发展，加强企业实力，许多国内企业加强自身的经济效益和市场竞争力，进行了企业改革的特点和结构升级，在众多的升级是最广泛使用的可编程控制器。

可编程控制器是一种特殊的计算机工业控制，已广泛应用于各种自动控制系统，它是基于继电器控制和计算机控制产品开发，已逐步发展成为一个微处理器为核心，自动化技术、计算机技术、通信技术集成的新型工业自动控制装置。

早期的可编程控制器只能在函数的逻辑控制，所以称为可编程序逻辑控制器（可编程逻辑控制器），以下简称PLC。

其控制功能已经增加随着技术的发展，可编程逻辑控制器还可以执行算术运算，模拟控制、顺序控制、定时、计数等，并通过数字的，模拟的输入、输出，控制各种类型的机械生产过程。

目前，我国机械制造行业有大量的通用设备，机械自动化在现代科技的发展，可以应用于微电子技术改造现有的通用设备，如数字显示，数控改造，改善通用设备单机自动化，可编程控制器是用于转换的通用机床、专用机床、组合机床自动和半自动设备的生产线，所以，我们可以把电脑的全部功能，灵活的编程和适应性强的优点和继电器控制简单、抗干扰能力强、价格便宜的优点相结合这是一个低成本、高效益、符合中国国情的新方法的机械自动化技术的发展和应用。

PLC技术的发展，传统的机械设备的控制柜正在逐步取代了新一代的智能仪器，对日益复杂的控制功能，传统的控制柜似乎无能为力，可编程序控制器具有可编程，运行时可以根据需求，选择控制算法、适应性强、可编程控制器采用软件代替硬件的方法，可以简化电路，使设备的性能控制价格上涨。

一般来说，可编程控制器是一种计算机控制系统，但它比一般的计算机连接到工业过程界面和更直接的适用于控制要求的编程语言。

所以类似于作文的PLC和计算机控制系统，也就是中央处理单元（CPU）、内存、输入/输出（I/O）接口、电源等，可编程控制器的发展分为三个阶段:

第一阶段（七零年代）的实际应用发展阶段;第二阶段（七十年代）进入成熟阶段，第三阶段（九十年代）为加速发展阶段。

在此期间，该公司进一步改善现有产品，不断开发新产品，加强网络组成一个分布式控制系统。

在软件方面，可编程控制器不断发展的顶部兼容计算机。

因此，因为其具有优良的控制性能和快速灵活的体系结构，使PLC今天增长最快的工业自动化控制设备。

其主要特点如下:

1）可靠性高，抗干扰能力强。

高可靠性是最显著的特征之一的公司，其平均故障间隔时间可达数百数千小时。

2）容易学习编程。

类似与继电器控制大多采用PLC编程梯形图的电路。

3）设计、安装方便、调试周期短，维护简单。

PLC实现了产品系列化、标准化、通用化。

设计师可在各种规格、品种齐全，选择价格高的产品性能比在PLC。

4）模块品种丰富、功能强大、通用性好。

除了单位小型PLC，大多数采用模块化结构，形成大、中、小型系列产品。

2.2可编程控制器与传统继电器的比较

1）控制方式。

继电器控制是实现通过使用硬件布线，它是利用机械继电器串联或并联，滞后时间延迟继电器动作组合形式控制逻辑。

它只能完成逻辑控制、有线和更复杂的、大体积、功耗大