装卸料小车PLC控制设计Word格式.doc
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装卸料小车PLC控制设计Word格式.doc
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学生姓名
学号
专业方向
电气工程及其自动化
班级
题目名称
装卸料小车PLC控制设计
一、设计内容及技术要求:
1.完成运料小车控制要求。
一辆小车在A、B两点之间运行,在AB两点之间各设一个限位开关,如图所示,小车在A点时(后限位开关受压动作),操作控制按钮可使小车前行至料都下碰到前限位开关停止,装料后再返回A点将料卸下。
小车要求有3种控制方式。
(1)手动控制方式
(2)单周期运行控制方式
(3)自动循环运行控制方式
A手动方式
在手动控制方式下,可用4个控制按钮控制小车向前、向后运行,以及车门的打开和料斗门的代开。
小车的运行有三相异步电动机控制,小车的车门和料斗的车门由电磁铁控制,当电磁铁得电时料斗门或车门打开,失电关闭。
(1)手动控制要求
a小车向前运行:
小车在料斗下面时不能向前运行,小车的车门在打开不能运行,小车采用点动控制,按下向前运行按钮,小车向前进,当小车行至料斗下时碰到前限位开关时应停下来。
b小车向后运行:
小车在A地点时不能后退,小车的车门在打开时不能运行,小车采用点动控制,料斗门未关闭时不能运行,按下向后运行按钮时,小车向后运行至A地点时小车碰到后限位开关时应停下来。
c料斗门打开控制:
小车必须在B地点时,才能打开车门,以保证将料卸在地上。
按下料斗门打开按钮,控制料斗门的电磁铁得电,斗门打开,延时十秒后电磁铁失电斗门关闭。
d车门打开控制:
小车必须在A地点时,才能打开车门,以保证将料卸在规定地点。
按一下车门打开按钮,控制车门的电磁铁得电,车门打开,延时十秒后电磁铁失电,车门关闭。
B单周期运行控制要求
小车在A地点,并且在车门关好的情况下,按一下向前运行按钮。
小车就从A地点运行到B地点停下来,然后料斗门打开装料十秒钟,之后小车自动向后运行到A地点停止,车门打开卸料4秒钟后,车门关闭。
C自动循环控制要求
小车在A地点时,按一下向前运行按钮,小车将自动重复单周期运行过程,断开运行开关时,小车将在完成一个循环后,结束运行。
在手动控制方式下不能运行单周期、双周期、自动运行方式,反之,单周期、双周期和自动运行方式下也不能运行手动控制。
2.可编程控制器输入输出接线图设计。
3.控制面板原件布置图设计。
4.控制梯形图和程序设计。
5.编写设计说明书。
6.绘制必要的图纸。
二、课程设计说明书撰写要求:
1.设计应根据原始资料,满足控制要求。
2.设计说明书书写工整、整齐,图纸应清洁规范,电气符号和文字符号符合国标。
3.完成设计说明书(包括封面、目录、设计任务书、设计思路、硬件设计图、程序清单、总结体会、参考文献等)。
三、设计进度
第一周
星期一、二讲解设计课题内容、布置课程设计任务。
星期三、四PLC输入输出接线图,初步设计。
星期五梯形图、控制面板初步设计
第二周
星期一、二PLC输入输出接线图,梯形图、控制面板修改完善。
星期三、四绘图,编写说明书,装订说明书
星期五答辩
指导老师签字:
目录
前言 6
一设计目的和任务 6
1.1设计目的 7
1.2设计任务 7
二硬件设计 7
2.1I/O点数分配 7
2.2CPU选择 8
2.3小车往复运动控制 8
2.4控制面板设计设计如下 8
2.5控制面板与PLC接线 9
三软件设计 10
3.1手动控制方式 10
3.2单周期控制方式 11
3.3自动控制方式 12
四程序设计 13
4.1手动程序设计 13
4.2单周期控制方式 15
4.3自动控制方式 16
五程序调试仿真结果 18
六小结 20
七参考文献 21
附录 22
前言
PLC是基于电子计算机,且适用于工业现场工作的电控制器。
它源于继电控制装置,但它不像继电装置那样,通过电路的物理过程实现控制,而主要靠运行存储于PLC内存中的程序,进行入出信息变换实现控制。
PLC基于电子计算机,但并不等同于普通计算机。
普遍计算机进行入出信息变换,多只考虑信息本身,信息的入出,只要人机界面好就可以了。
而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性,以及信息的使用等问题。
特别要考虑怎么适应于工业环境,如便于安装,抗干扰等问题。
随着电子技术的飞速发展,人们对于生产过程提出了更高的要求,然而由于控制过程与对象越加复杂,因此要实现生产加工过程的理想控制就更加困难。
可编程控制器(ProgrammableLogicController),简称PLC。
它是20世纪70年代以来,随着社会生产的发展和技术进步,工业生产自动化水平的日益提高及微电子技术的飞速发展,PLC的功能和性能已经有了很大的提高,从当初用于逻辑控制和顺序控制领域,扩展到运动控制和过程控制领域。
现在的可编程控制器(PLC)是以微处理器为基础,综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。
它以其功能强大、可靠性高、编程简单、使用方便以及体积小、功耗低等突出的优越性,迅速普及并成为当代工业自动化的支柱设备之一。
这次课程设计服从于《电气控制与PLC》课程设计指导书及任务书的要求,编写时力求结合编程及调试实际过程、突出PLC应用及特点。
一设计目的和任务
1.1设计目的
传统的运料小车大都是继电器控制,而继电器控制有着接线繁多,故障率高的缺点,且维护维修不易等缺点。
作为目前国内控制市场上的主流控制器,plc在市场、技术、行业影响等方面有重要作用,利用PLC控制来代替继电器控制已是大势所趋。
所以本设计采用plc作为运料小车的核心控制器件。
1.2设计任务
本设计的任务设计一个运料小车往返运动PLC控制系统。
系统控制要求如下:
能实现如下三种控制要求
1.手动控制方式
2.单周期运行控制方式
3.自动循环运行控制方式
二硬件设计
2.1I/O点数分配
分析控制要求,确定输入、输出设备系统的起动SD、停止ST需要2个按钮,起点和终点处的两个行程开关是用来自动控制小车的往复运动的,也应作为输入设备。
RX小车右行起动按钮
LX小车左行起动按钮
ZL装料按钮
XL卸料按钮S2卸料指示灯
A1单周期开关
A2双周期开关
A3手动按钮
A4自动按钮
SQ1右限位开关
SQ2左限位开关
总计12个输入点数
S1装料指示灯
S2卸料指示灯
L1左行指示灯
R1右行指示灯
总计4个输出点数
I/O点数分配表如下表
表2.1I/O点数分配
2.2CPU选择
经分析控制要求得到需要具有12个输入4个输出的PLC,因此选择西门子S7-200系列中的CPU224,此型号CPU具有14个输入,10个输出,所以此型号能够满足要求,且留有一定的余量。
2.3小车往复运动控制
要实现小车的左右往复运动,只要对小车的拖动电动机实现正反转控制即可。
这里用两个接触器分别控制小车右行(KM1)左行(KM2)。
图2.1电动机正反转控制
2.4控制面板设计设计如下
图2.2控制面板示意图
2.5控制面板与PLC接线
图2.3控制面板与PLC接线
三软件设计
3.1手动控制方式
3.1.1手动控制要求
A小车向前运行:
小车在料斗下面时不能向前运行,小车的车门在打开时不能运行,小车采用点动控制,按下向前运行按钮,小车向前进,当小车行至料斗下时碰到前限位开关时应停下来。
B小车向后运行:
C料斗门打开控制:
D车门打开控制:
3.1.2控制流程图
图3.1手动控制流程图
3.2单周期控制方式
3.2.1单周期控制要求
完成双周期。
3.2.2控制流程图
图3.2单周期控制流程图
3.3自动控制方式
3.3.1自动控制要求
小车在A地点时,按一下自动运行按钮,小车将自动重复双周期运行过程,断开运行开关时,小车将前在完成一个循环后,结束运行。
在手动控制方式下不能运行双周期、自动运行方式,反之,双周期和自动运行方式下也不能运行手动控制。
3.3.2控制流程图
图3.3自动控制流程图
四程序设计
4.1手动程序设计
4.2单周期控制方式
4.3自动控制方式
五程序调试仿真结果
图5.1自动运行(右行)按下右行按钮
图5.2自动运行(右行)右行输出
图5.3自动运行(装料)按下右限位开关
图5.4自动运行(装料)装料输出
图5.5自动运行(左行)
图5.6自动运行(卸料)按下左限位开关
图5.7自动运行(卸料)卸料输出
六小结
课程设计的过程,是一次将大学本课程所学理论知识与实际相结合的过程,通过课程设计我学会了如何把理论知识与工程实际相联系,这将对以后走上工作岗位打下基础。
另外,在设计过程中,用到了如word、AutoCAD等软件,这大大提高了自己的计算机水平。
在设计的过程中得到了老师和同学的帮助,增进了师生之间的感情。
由于设计过程中需要用到许多工程手册,这也提高了自己查找资料运用资料的能力。
在完成课程设计之后我不仅对工程实际有所了解,同时也巩固了自己所学的理论知识,通过课程设计我是受益匪浅。
本文的设计工作是在我的老师的精心指导和悉心关怀下完成的,在我的学业和设计的研究工作中无不倾注着老师辛勤的汗水和心血。
老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受的启迪。
从尊敬的老师身上,我不仅学到了扎实、宽广的专业知识,也学到了做人的道理。
在此我要向我的老师致以最衷心的感谢和深深的敬意。
在此,向所有关心和帮助过我的领导、老师
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