1、摘 要:上料爬斗是焦化厂及其他工业运料的主要设备之一,广泛应用于冶金、有色金属、煤矿、等行业。早期上料爬斗电气控制系统多为“继电器接触器”组成的复杂系统,这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷,几乎无数据处理和通信功能,必须有专人负责操作。而现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备采用PLC、变频器、人机界面自动化器件来控制,因此自动化程度越来越高. 电器控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。plc控制能降低人工劳动强度,改善工作环境,减少人身伤害;提高工作效率,降低运行成本,提高管理水平. 它能使整个系统具有连线简单,控制速度快,精度高,稳定性、可靠
2、性和可维护性好,安装、维修和改造方便等优点。西门子S7-200型PLC即可上述实现题目控制要求。关键词:PLC、西门子、S7-200、上料爬斗、自动化1 绪论1.1 PLC的定义1.2 PLC的特点1.3 PLC的发展趋势2 对控制对象的分析2.1 方案的初步设定2.2 方案采用的指令3 控制系统的硬件配置 3.1 PLC的机型选择 3.2 电机M1的正反转控制和电机M2的控制主电路图 3.3 各开关按钮的选择 3.4 小车自带电磁阀的选择4 控制系统的软件配置 4.1 I/0分配表及接线图 4.2 顺序功能图 4.3 梯形图 5 输入程序并调试结束语参考文献1 绪论在自动化生产线上,有些机械
3、需要按一定的顺序且实现自动往返运动,并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留,以满足生产工艺要求。用PLC实现运料小车自动往返顺序控制,不仅具有程序设计简单、方便、可靠性高等特点,而且程序设计方法多样,便于不同层次设计人员的理解和掌握。1.1 PLC的定义可编程控制器的定义可编程控制器,简称PLC(Programmable logic Controller),是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。1.2 PLC的特点1.2.1 可靠性高,抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠
4、性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。1.2.2配套齐全,功能完善适用性强。PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界
5、面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。1.2.3 系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。1.3 PLC的发展趋势:1.3.1 向高速度、大容量方向发展 为了提高PLC的处理能力,要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储量 。 目前,有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。 在存储容量方面,有的PLC最高可达几十兆字节。
6、为了扩大存储容量,有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。1.3.2 向超大型、超小型两个方向发展 当前中小型PLC比较多,为了适应市场的多种需要,今后PLC要向多品种方向发展,特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC,其使用32位微处理器,多CPU并行工作和大容量存储器,功能强。小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展,使配置更加灵活。1.3.3 PLC大力开发智能模块,加强联网通信能力 为满足各种自动化控制系统的要求,近年来不断开发出许多功能模块,如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块,既扩
7、展了PLC功能,又使用灵活方便,扩大了PLC应用范围。2 对控制对象的分析2.1 方案的初步设定通过对设计任务和要求进行分析,该控制系统需要输入5点:一个单步开关(初步设定为SB2)、一个连续开关(初步设定为SB3)、两个行程开关(上限行程开关SQ1和下限行程开关SQ2)、一个停止按钮(初步设定为SB1)。输出5点:PLC运行指示灯(初步设定为L1)、控制电机M2接触器(初步设定为KM3)和皮带运输机指示灯(初步设定为L2)、卸料电磁阀(初步设定为YV)、控制M1正转接触器KM1(初步设定为KM1)和料斗上升指示灯(初步设定为L3)、控制M1反转接触器(初步设定为KM2)。料斗上/下的控制可由
8、三相异步电机M1的正反转来拖动,且SQ1、SQ2即为电机自动正、反转的开关,电机正转延迟时间设定为爬斗装料时间即皮带运输机工作时间(电机M2工作时间),时间为20秒,电机反转延迟时间设定为爬斗卸料时间,为10秒,控制M1的接触器(初步设定为KM1和KM2)在电器上互锁。电机M2仅为一个方向运行,控制M2的接触器初步设定为KM3。2.2 方案采用的指令(1)单步运行工作方式时,可采用比较触点指令与置位复位指令。(2)自动循环工作方式时,采用基本指令组合即可实现控制。 (3)延时20秒和10秒,采用定时器指令即可。3 控制系统的硬件配置3.1 PLC的机型选择3.1.1 I/O点数统计输入5点(S
9、B1SB2SB3SQ1SQ2),输出5点(L1、KM3和L2、YV、KM1和L3、KM2)。3.1.2 估算PLC用户程序长度为I/O总点数的(1020)倍,大约135个字节,选用S7200CPU222AC/DC继电器输出的PLC即能满足要求。3.2 电机M1的正反转控制和电机M2的控制主电路图电机M1的正反转控制主电路图电机M2的控制主电路图3.3 各开关按钮的选择3.3.1 单步开关SB2与连续开关SB3的选择单步开关和连续开关用常开的按钮点动开关,按动键帽使开关触头接通或断开。3.3.2 停止按钮SB1的选择停止按钮选择常闭按钮开关,通过按动键帽,使开关触头接通或断开。3.3.3 行程开
10、关SQ1、SQ2的选择选择直动式常开触点的行程开关,将行程开关安装在上、下限位置,当装于爬斗上的运动部件上的模块撞击行程开关时,行程开关的触点动作,实现电路的切换。3.3.4 小车自带电磁阀的选择选择直动式电磁阀即可,通电时,电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起,阀门打开;断电时,电磁力消失,弹簧把关闭件压在阀座上,关闭。4 控制系统的软件配置S7-200CPU222单机集成8输入6输出共14个数字量IO点,选用ACDC继电器输出的主机,构成一个独立的单机控制系统,该系统完全能满足上述控制要求。4.1 I/0分配表及接线图输入信号停止按钮SB1I0.0单步开关SB2I0.1连续开关SB3I0
11、.2上限行程开关SQ1I0.3下限行程开关SQ2I0.4出运行指示灯L1Q0.0控制M2启动接触器KM3,皮带运输机运行指示灯L2Q0.1卸料Q0.2控制M1正转接触器KM1,料斗上升指示灯L3Q0.3控制M1反转接触器KM2Q0.4I/0分配表 接线图4.2 顺序功能图4.3 梯形图5 输入程序并调试将程序输入到编程软件中,经调试之后并无问题。【1】在知识获得上,通过此次设计,我学会了如何收集整理有关资料,分析和研究,综合运用所学专业知识,懂得了撰写课程设计的一般步骤。 【2】在能力培养上,我懂得了如何完成任务书规定的设计课题的全部内容,学会分析问题、查阅资料、手册、绘图、熟悉各种标准、文字表达以及综合解决实际问题。 【3】在思想教育上,课程设计培养了我实事求是的精神和理论联系实际的工作方法,以及树立积极创新的敬业精神。【1】吴中俊、黄永红等编著可编程序控制器原理及应用(机械工业出版社)。【2】郁汉琪等编著机床电器及可编程控制器实验、课程设计指导书(高等教育出版社)。
copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1