PLC加料自动控制设计.docx

1、PLC加料自动控制设计天津工程师范大学课程设计报告PLC加料控制系统设计 PLC课程设计报告 PLC加料控制系统一、概述PLC加料控制系统是工业流程中的一环，他通过PLC控制，接触器、传感器等配合。再辅以开关元件、热继电器等元件设备，以达到自动下料、称量、并将原料运走的全程自动运作。其中操作人员只需控制启动与停止按钮即可，并可在任何时候按下停车按钮，系统将在完成当前流程后再停车于初始状态，不用考虑因停车时间不对、原料滞留而引起的下次启动时过程错误，从而降低了对工作人员的操作要求及其劳动强度。二、工作原理加料控制系统的流程如图所示（图见任务书）。既整个过程大致分为下料、称量、与运输等三步进行。大

2、致过程为：启动流程后，料仓下料于上方传送带上，由传送带将原料运送至称斗之中。称斗装有测其装满与卸空的传感器。称斗满后，上方传送带停止下料，称斗闸门开启、下放原料至下方传送带上。下放完原料后，称门关闭，同时下方传送带再运行10S、以保证下放原料全部运走。待称门完全关闭后，料仓再次下料、重复上述过程。若前面流程中已按过停车按钮，则系统停于料仓再次下料之前，待机并等待下一次启动信号。三、系统构成系统主体由三台电动机与四个传感器构成，并配有启动停止按钮与热继电器、低压继电器、接触器等。工艺流程如下： .驱动后，电机M3得电带动上方传送带运转，将原料送入称斗。此前称斗应为空状态，并且下方称门关闭。 .称

3、斗原料达到预定重量后，传感器满信号S3发出信号，使M3停转。称斗内不再进料，并开启称门。 .开启称门由电动机M1正转动作，至完全打开，即传感器称门开信号S1动作，M1停转。 . 称门开启同时，电动机M4动作，拖动下方传送带将由称斗中下方原料运走。 .称斗中原料下放完毕后，有传感器空信号S4动作，启动电机M1反转，以关闭称门。并使电动机M4再运行10S，以保证传送带上的原料全部运走后再停止动作。 .当称门传感器闭信号S2动作和，称门完全关闭，电动机M1停止反转。此时若之前已按下停止信号且M4已停转，则系统停止工作，等待下一次启动；若此前未按下停车按钮，则重复上述过程，开始新一轮的工作。四、设计内

4、容、控制系统的I/O点及地址分配 控制系统的I/O地址分配、元器件代码、说明见下方表格所示。其中SF1、SF2为按钮；BG1BG4为传感器触点。QA1、QA2对应电动机M1正反转；QA3、QA4控制电机M3、M4，以带动传送带转动。输入输出表输入输出端口元器件说明端口元器件说明I0.0SF1启动按钮Q0.0QA1闸门开、既电动机M1正转I0.1SF2停止按钮Q0.1QA2闸门闭、既电动机M1反转I0.2BG1传感器S1、既称门开信号Q0.2QA3送料入称斗、既电动机M3运动I0.3BG2传感器S2、既称门闭信号Q0.3QA4运走原料、既电动机M4运动I0.4BG3传感器S3、既称斗满信号I0.

5、5BG4传感器S4、既称斗空信号、PLC系统选型通过对系统控制要求的分析可知，系统共有开关量输入点六个、开关量输出点四个。再考虑一定的输入输出点裕量，所以选用西门子S7200系列的CPU222（8DI/6DO）。由于系统无模拟量输入输出要求，故无需再选用扩展模块。、电气控制系统原理图电气控制系统原理图包括主电路图及PLC外部接线图。1.主电路图 主电路图如下所示。三台电动机分别为MA1、MA2、MA3。接触器QA1、QA3、QA4分别控制MA1、MA2、MA3的正转运行；接触器QA2控制MA1的反转运行；BB1、BB2、BB3分别为三台电动机的过载保护热继电器；QA20、QA30、QA40分别

6、为三台电机与主电路的隔离开关；QA10为主电路接通开关。2.PLC外部接线图 如下所示PLC硬件接线图。其中将热继电器触点BB1、BB2、BB3接于接触器线圈所在线路中,以起到过载保护作用,确保电路安全。、电气元器件选型鉴于电动机与传感器是设计要求中给出器件，故在此主要给出接触器与热继电器的选型。接触器：由三个电动机均采用异步三相交流电机，故采用AC3型接触器；其中传送带电机M3、M4的功率为4KW，额定电压为380V，故QA3、QA4采用CJX212型接触器（12A）；而带动闸门开关的电动机M1为2KW，额定电压为380V电机，故采用CJX212型接触器（9A）作为QA1、QA2。热继电器：

7、由于M3、M4的额定电流为10A，于是BB2、BB3采用TKE02WC（913A）型热过程继电器，调制9.510.5A既可；又M1的额定电流为5A，故BB1采用TKE02SC（46A）型热过程继电器，调至4.755.25A既可。、系统程序设计 系统流程图如下所示，其中进行下个流程与否由各个传感器状态决定，而判断停车条件则在所有电动机停止，下一次启动之前。 系统程序设计梯形图如下所示。其中启动条件由I0.0（启动按钮按下）闭合、或未停车及称门完全闭合信号（I0.3+M0.0）所决定。而且用一计时器T37做十秒的延时以控制运走传送带电机M4的运行。以保证称斗中原料下完后传送带再运行一段时间把已下原

8、料全部运走。而停止按钮则使中间继电器M0.0失电，既使称门完全关闭（I0.3闭合），也无法再次启动。、系统程序调试 使用Micro/win32软件输入梯形图后，编译、连接、检查无误后下载入PLC之后打开模拟坚实按钮，观察程序运行。I0.0得电、中间继电器M0.0得电并自锁、Q0.2得电并自锁； I0.4得电、Q0.2被断开、Q0.0得电并自锁、Q0.3得电并自锁； I0.2得电、Q0.0失电断开； I0.5得电、Q0.1得电并自锁、中间继电器M0.1得电并自锁，使得开通延时继电器T37得电并开始计时； I0.3得电、Q0.1失电断开、并使得Q0.2再次得电运行； T37计时到后、断开Q0.3、

9、并断开自身计时回路； I0.1得电、中间继电器M0.0被断开、既I0.3得电后无法启动Q0.2。 上述过程中利用PLC开关量与软件模拟实际流程运行过程。程序完成指定设计要求，能较好的完成工程任务，调试成功。五、小结 我们这次所做的课程设计是PLC加料控制系统，在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在这段日子里面，也曾经为解决课程设计上的问题，而去翻我所学专业的书籍，请教老师及其他同学。经过这段时间我真正体会了很多，也感到了很多。 刚开始接触PLC设计的时候，脑子里一片空白，不知道从哪下手。 但在通过与同学交流探讨之后， 心里知道了大概框架，也理清了头绪。先编写软件程序，接下来通过上机调试，发

10、现了一些问题，改正之后得到了正确程序。通过本次PLC课程设计，我觉得在这三年的大学生活里，我对本专业的认识还是不够,在之前学院曾为我们组织了一个星期的金工实习，但由于当时所学知识涉及本专业知识不多，所看到的东西与本专业很难联系起来,所以对本专业掌握并不是很理想.。为了更深入的理解并掌握大学的专业知识，加强专业技能，这两周我们做了PLC课程设计。通过此次的分析，我更加明白了专业课程的重要性。 通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。在本次设计中，虽说都是学过的知识，

11、但平时没有怎么练习，也对一些知识不怎么了解，于是图书馆和网络成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。六 参考资料1 龚炳铮等.机电一体化技术应用实例.机械工业出版社,19952 陈立定，吴玉香等.电气控制与可编程控制器.华南理工大学出版社，20

12、013 吉顺平，孙承志，路名等.西门子PLC与工业网络技术. 机械工业出版社,2008 4 西门子公司.S7-200中文系统手册，2002 课程设计任务书、指导书课程设计题目：PLC加料控制系统设计.课程设计任务书一、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作量）1课程设计的内容实现基于S7-200加料系统控制设计。进行加料控制系统研究和分析；进行PLC应用研究和分析；进行加料PLC系统硬件设计，PLC软件编程设计，对程序进行调试。三个电机均采用三相交流异步机，其中传送带电机M3、M4功率为4000瓦，额定电压为380V,额定电流为10A，M1功率为2000瓦，额定电压为380V,额定

13、电流为5A。加料系统工艺过程与控制要求：（1） 启动后，M3得电，输送带运转和开始进料。当称斗中的原料达到设定重量，S3动作，接通M4,切断M3，停止进料，同时M1得电，M1电机正转，打开称斗闸门，下料至传送带，当闸门完全打开，碰撞S1，切断M1。（2） 当称斗中原料下完，S4动作， 加料系统原理图接通M1电机的反转，关闭闸门，当闸门完全关闭，碰撞S2，切断M1，接通M3，料仓重新开始下料。（3） 当按停车时，应等称斗中的原料下完，再延长10秒，待传送带上的原料输送完毕，才切断电源。2课程设计的要求设计一个PLC控制系统，实现以上工艺要求。设计完成后应提交PLC硬件电路图（包括主电路图、PLC

14、实际接线图）和PLC软件流程图和PLC软件程序，每人提交一份课程设计报告。二、课程设计参考资料1 龚炳铮等.机电一体化技术应用实例.机械工业出版社,19952 陈立定，吴玉香等.电气控制与可编程控制器.华南理工大学出版社，20013 吉顺平，孙承志，路名等.西门子PLC与工业网络技术. 机械工业出版社,2008 4 西门子公司.S7-200中文系统手册，20025 西门子公司.S7-200中文选型手册，2002.课程设计指导书一、课程设计要点、设计步骤1. 课程设计要点（1） 根据加料工艺特点写出其控制要求；（2） 总体方案设计，元器件选型；（3） 硬件电路设计；（4） 画出软件流程图；（5）

15、 PLC软件程序设计。2. 课程设计步骤（1） 根据工艺特点写出其控制要求；（2） 总体方案设计，进行元器件选型；（3） 硬件电路设计，画出主电路和PLC实际接线图，画出PLC输入、输出定义表；（4） 根据控制要求画出其软件流程图；（5） 熟悉Micro/Win32PLC编程软件；（6） 编写PLC控制程序及调试。二、主要技术关键的分析、解决思路1主要技术关键的分析根据加料工艺特点进行分析，得到其对控制的控制要求，根据电机参数来进行相应的元器件选型，根据其控制要求进行分析，画出PLC输入、输出定义表，根据所选元器件进行硬件主电路设计和PLC硬件电路设计, 根据控制要求画出软件流程图，进行软件程序设计和调试。2. 解决思路通过查阅相关资料（包括加料工作原理、元器件选择示例、PLC硬件电路设计实例和PLC软件例程），进行加料系统分析，学习如何进行相关内容的设计。三、课程设计进度安排起 迄 日 期工 作 内 容2011年12月9日2011年12月12日熟悉题目，查阅文献资料2011年12月13日2011年12月26日总体设计，写出控制要求，元器件选型，画出PLC输入、输出定义表硬件电路设计、画出硬件原理图画出软件流程图、软件设计及调试2011年12月27日2011年12月30日完善所设计部分内容，编写设计报告2011年12月31日提交设计报告，设计提问.