物料运输系统电气控制设计Word下载.docx
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2013年6月29日
1引言
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。
同时,PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器,但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。
实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器,现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。
1.1可编程序控制器的基本原理
PLC与普通微机在许多方面有相似之处,但其工作方式却与微机有很大的不同。
微机一般采用等待命令的工作方式,如在常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式下,有键按下或I/O动作则转入相应的子程序;
无键按下或I/O不动作则继续扫描键盘和I/O口。
PLC则采用循环扫描动作方式,在PLC中用户程序按先后顺序存放。
在中国,运料小车半自动化控制前景美好,在许多公司的装配车间得到广泛的运用。
随着科技的发展,技术的不断更新,使得工业生产趋向于半自动化、自动化、无人工厂的方向发展,其中PLC技术的运用成为自动化技术的主流之一。
1.2运料小车简介
本次课程设计中,运料小车的PLC控制系统,它的控制过程属于双向控制,运料小车由一台三相异步电动机拖动,电机正转,小车向右行,电机反转,小车向左行,在每一个停靠点安装一个行程开关以监视小车是否到达该站点。
2设计内容与要求
2.1工艺流程
图1物料运输系统示意图
物料传输系统如图所示,工艺流程为:
运料小车在初始位置A准备就绪,按下启动按钮,打开进料电磁阀,物料由料斗向运料小车上料,5S后关闭进料电磁阀,同时启动运料小车,运料小车从位置A向位置C运行,当其运行到位置B时,运料车开始减速,5S后启动1号传送带,在1号传送带运行20S后自动启动2号传送带。
运料车到达位置C停车,打开卸料电磁阀,开始卸料,10S卸完料,小车从位置C自动返回位置A。
小车返回时经过位置B开始减速,同时1号传送带停止运行,20S后2号传送带停止运行。
运料小车回到位置A停车后等待装料进入下一个循环,执行两次循环后小车自动停止在位置A;
如果在运行过程中操作工按下急停按钮,运料车和传送带立即停止;
如果在运行过程中操作工按下停止按钮,则在当前周期完成之后,运料小车自动停止于位置A。
2.2拖动要求
1.运料小车由三相绕线式异步电动机拖动,采用转子回路串电阻(两级电阻)起动(间隔5S切除R)——调速(减速:
间隔5S增加R)。
2.1、2号传送带由三相笼型异步电动机拖动,为调试方便,能够实现单独的正、反向点动。
3.进料与卸料电磁阀为220V直通式电磁阀。
4.位置A、B、C三处各安装一只行程开关用于正常控制;
在位置A、C还要设置超程保护。
2.3设计任务
1.绘制主电路,选择合适的元器件(名称、数量)。
2.绘制常规电气控制回路。
3.根据控制要求选择PLC,并安排PLC的I/O端口。
4.绘制PLC接线图。
5.根据控制要求设计PLC程序。
6.上机调试程序。
7.编写设计、使用说明书与设计小结,列出参考资料目录。
2.4主电路
本系统的工作过程主要是物料装车,小车启动采用电枢回路串二级电阻启动,到B点时减速,并依次启动传送带1、传送带2,到达C点卸料,之后反转再次到达A点装料,如此往复。
电气主电路应由小车拖动电动机M1与传送带拖动电动机M2、M3组成,如图3-1所示。
图中QF为空开,当KM1接通时,电动机M1正转,KM2接通则M1反转。
以此来控制小车往返运动。
同理,M2和M3分别控制一、二号传送带的正、反转。
用接触器KM3、KM4的通、断来串入或切除电阻,以实现小车的启动和调速。
系统的主电路图由图2-1所示。
图2-1主电路
2.4控制回路
根据主电路与相应控制要求我们绘制出电气控制电路,如图2-2所示。
图2-2控制回路
3PLC控制
3.1PLC的I/O分配
根据触点类型的不同,为了方便控制,按表3-1进行I/O分配。
表3-1I/O分配表
3.2控制面板布置与PLC接线图
PLC接线图如图3-1所示。
图3-1
根据控制要求,和PLC接线图,我们画出控制面板图如图3-2所示。
图3-2
3.3PLC梯形图
根据电气控制回路和PLCI/O分配,画出图3-3的梯形图。
图3-3-2
图3-3
3.4程序调试与仿真
3.4.1小车从A点到B点部分仿真
3.4.2小车从B点到C点部分仿真
3.4.3小车在到达C点仿真
3.4.2小车从B点到C点部分仿真
3.4.3小车到达C点部分仿真
3.4.4小车从C点到B点部分仿真
3.4.5小车从B点到A点部分仿真
3.4.6按下停止按钮仿真(到达A时)
3.4.7按下急停按钮仿真
3.4.8传送带点动仿真
3.4.9超程保护仿真(A、C位置)
4操作说明
本设计通过了SimensS7-200PLC的上机仿真,按下按I/O图接线后,并在计算机上下载程序到PLC,S7-200系列PLC指示灯通常包括SF、RUN、STOP指示灯和开入开出指示灯,通过SF、RUN和STOP三个指示灯可以判断出CPU的当前运行状态,通过开入开出指示灯可以判断出PLC开入开出点的状态,具体说明如下:
1、RUN指示灯:
CPU处于运行状态时点亮(绿色),CPU处于停止状态时熄灭;
2、STOP指示灯:
CPU处于停止状态时点亮(绿色),CPU处于运行状态时熄灭.
我们将PLC拨到RUN,设置PLC为运行状态。
可以根据需求,按I0.0即开始按钮,启动系统,此时系统小车开始装料,装料阀门打开,10秒后,小车串两级电阻启动,过五秒,卸下一级电阻,再过五秒,卸下二级电阻,如此加速向B靠近,接近到B点后,触碰行程开关SQB,此时小车开始减速,将电枢回路电阻加上,并依次启动传送带1、传送带2。
到达C点,小车停车,并打开出料阀,10秒后离开C点,反转(串两级电阻启动),到达B点又开始减速,并依次关闭传送带1、传送带2。
到达A点小车如此往复两次。
若按下急停按钮,系统电源全断。
若运行中按下停止按钮,完成一个周期自动停在A点。
5设计心得
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。
既让我们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。
在设计过程中,我通过查阅大量有关资料,与同学交流经验和自学,并向老师请教等方式,使自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获同样巨大。
在整个设计中我懂得了许多东西,也培养了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力,使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
虽然这个设计做的也不太好,但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富,使我终身受益。
通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。
自己要学习的东西还太多,以前老是觉得自己什么东西都会,什么东西都懂,有点眼高手低。
通过这次毕业设计,我才明白学习是一个长期积累的过程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,努力提高自己知识和综合素质。
在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了,同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法对我们更好的理解知识,所以在这里非常感谢帮助我的同学。
在本次设计中,我们还需要大量的以前没有学到过的知识,于是图书馆和INTERNET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。
例如,在利用CAD画图时我们就发现矩阵功能能用来画很多等间距的直线,这在控制电路中十分有用。
又比如,在PLC程序STEPV4.0时,64位系统无法安装,于是换回了32位的XP系统。
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。
6参考文献
[1]《可编程控制器教程(基础篇)》胡学林主编电子工业出版社2005.
[2]《工厂电气控制与设备》赵明主编机械工业出版社2005.
[3]《西门子S7-200编程技术》万宗芳主编科学出版社1998
[4]《可编程序控制器应用指南》易传禄主编上海科普出版社2006
[5]《可编程序控制器教程》王兆义主编机械工业出版社2007
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