电子技术综合实验自动装料控制系统.docx

1、电子技术综合实验自动装料控制系统课 程 设 计20162017 学年第一学期课程名称 电子技术综合实验项目二 设计题目 自动装料控制系统 院 (系) 专 业 学生姓名 学号 设计时间 指导教师 提交日期 目录1.简介-21.1课题概况-21.2设计要求-21.3设计内容-22.系统总体方案设计-32.1总体方案选择说明-32.2 控制方式选择-32.3 操作界面设计-33.PLC控制系统的硬件设计-53.1 PLC的选型-53.2 用户存储器容量的估计-53.3 I/O点数的估算-53.4 电源模块选择-53.5 I/O分配表-63.6电气原理图设计-63.7 电气元件型号规格的选定依据-63

2、.8电气元器件布置图设计-73 .9电气接线图设计-73.10电气元器件明细表-74PLC控制系统系统程序设计-94.1状态分配表-94.2 自动装料控制程序顺序功能图(或流程图)设计-94.3 控制程序设计思路-95系统调试及结果分析-295.1 系统调试及解决的问题-185.2 调试中出现的问题及采取的措施-215. 3 结果分析-226系统的使用说明书-237课程设计体会-248参考文献-259附录-26附录A自动装料控制系统状态转移图梯形图-27附录B自动装料控制系统电气原理图-29附录C自动装料控制系统电气元件布置图-30附录D自动装料控制系统电气接线图-311简介1.1课题概况如图

3、所示，一个用四条皮带运输机的传送装料系统，分别用四台电动机驱动。KM1、KM2、KM3、KM4分别控制皮带运输机A、B、C、D，SB1、SB2分别为启动按钮和停止按钮，A、B、C、D的负载故障设定分别由四个对应的纽子开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来模拟。SQ5检测有无车辆，无车则L1灯亮；SQ6检测车辆有无装满物料，物料未满则L2灯不亮，物料满则L2灯亮；选择开关SA1选择汽车的装料时间。1.2设计要求（1）初始状态：L1亮，L2灭，表示允许汽车进来装料，料斗F（用电磁阀YV控制）、电动机M1、M2、M3、M4皆为OFF。当汽车到位时，L1灭，L2灭。选择开关SA1为“0”时汽车装料30S

4、，为“1”时装料时间40S，故障时间不计算在装料时间内。（2）按下启动按钮，皮带运输机D启动，经过5S延时，再依次启动皮带机C、B、A和料斗F（各间隔3S）。（3）当车辆装满料（由装料时间确定）时，先停止料斗F，经过4S延时后再依次停止其他皮带机A、B、C、D（各间隔4S）。当皮带机的电动机全部停止后，汽车才允许离开。（4）某皮带发生故障或负重载时，该皮带机及前面（上游）的皮带机立即停止，而该皮带机后面（下游）的皮带机待运完物料（设定6S）才停止。例如M2故障，M1、M2立即停止，经过6S延时后，M3停止，在经过6S，M4停止，以此类推。（5）按下停止按钮后，所有的工作立即停止，按下启动按钮再

5、继续运行。1.3设计内容包含系统总体方案设计、PLC控制系统的硬件设计、PLC控制系统系统程序设计2系统总体方案设计2.1总体方案选择说明1、皮带运输机A、B、C、D和料斗分别由电动机M1、M2、M3、M4、M5拖动。电机功率较大，需要采用Y-降压启动。2、电动机M1M5每路均安装热继电器。3、工艺参数的调整是通过修改PLC程序实现。4、电气控制箱置于专门的操作室。电器板与控制板之间，以及电控箱与执行系统之间的连接，采用接线板进出线方式。2.2控制方式选择由于PLC控制系统较继电-接触器控制系统有许多优点，如硬件电路简单，修改程序容易，可靠性高等，所以本设计选择PLC控制系统。2.3操作界面设

6、计根据任务书的控制要求和总体方案，设计如图1所示操作界面。图1自动装料系统操作面板1、为了便于随时观察系统的运行状况，每条皮带运输机及料斗装有运行状态指示灯。2、根据设计内容和控制要求分别设置一个启动、停止按钮和表示车辆到达及料斗装满的按钮。3、根据控制要求（3），为每皮带设置一个故障按钮和故障指示灯，用于“调试”工作模式下的单独操作。3.PLC控制系统的硬件设计3.1 PLC的选型本次课程设计：（定机型：S7-300CPU314C-2DP） 本次自动装料控制系统设计用的是来自西门子公司的S7-300可编程控制器。西门子公司的S7-300是一种通用型的模块式中、小型PLC，可用来代替继电器的简

7、单控制场合，也可用于负载的自动化控制系统。由于他有极强的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥其作用。它可靠性高，可以用梯形图，语句表和功能图块三种语言来编程。它是指令丰富，指令功能强大，易于掌握，操作方便。3.2 用户存储器容量的估计用户程序占用多少内存，一般与I/O点数、用算处理量、控制要求、程序结构等有关，所以只能作粗略的估算：根据经验，每个I/O点有关功能器件占用内存用量大致如下:开关量输入：1020字节/点开关量输出：510字节/点定时器（计数器）： 2字节/个寄存器：1字节/个模拟量：100150字节/点与计算机通行接口：300字节以上/个3.3 I/O点数的估算I/O是PLC

8、的一项重要指标。合理选择I/O点数即可使系统满足控制要求，又可使系统总投资最低。PLC的输入/输出总点数和种类应根据被控对象所需控制的模拟量、开关量等输入/输出设备情况(包括模拟量、开关量等输入信号和需控制的输出设备数元件要占用一个输入/输出点。考虑到今后的调整和扩充，一般应在估计的总点数上加上20%30%的备用量。3.4 电源模块选择电源模块的选择一般只考虑输出电流，电源模块的额定输出电流必须大于处理器模块、I/O口模块、专用模块等消耗电流的总和。选择电源的一般步骤：（1） 确定电源的输入电压。（2） 计算出I/O模块所需的总背板电流值。（3） 在框架中是否有用于电源的空槽，若没有，将电源装到框架的外面。（4） 根据确定好的输入电压要求和所需的总背板电流值，选择合适的电源模块。3.5 I/O分配表表1 I/O分配表外接元件I/O编号说明SB1I0.0启动按