自动送料小车控制教材.docx

自动送料小车控制教材.docx

《自动送料小车控制教材.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动送料小车控制教材.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

自动送料小车控制教材

1设计任务与要求1

1.1课程设计任务1

1.2课程设计要求1

2设计方案3

2.1运料小车的运动分析3

2.2设备控制要求4

2.3整体方案论证4

2.4系统资源分配5

2.4.1I\O地址分配5

2.4.2数字量输入部分5

2.4.3数字量输出部分6

3硬件电路设计7

4软件设计9

4.1.1梯形图9

4.1.2指令表12

5调试过程15

5.1呼叫按钮15

5.2行程开关15

5.3比较15

5.4向左运动15

5.5向右运动15

5.6调试操作16

6结论18

参考文献19

1设计任务与要求

1.1课程设计任务

任务描述

某自动生产线上运料小车的运动如图所示，运料小车由一台三相异步电动机拖动电动机正转，小车右行，电机反转，小车左行。

在生产线上有5个编码为1～5的站点供小车停靠，在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。

对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有5个呼叫开关（SB1～SB5）分别与5个停靠点相对应。

1.2课程设计要求

（1）按下启动按钮,系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作；

（2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮SB的编码时，小车向右运行，运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止；

（3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮SB的编码时，小车向左行，运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止；

（4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮SB的编码时，小车保持不动；

（5）呼叫按钮开关SB1～SB5应具有互锁功能，先按下者优先。

（6）设计PLC硬件电器连接图。

（7）设计PLC控制程序（梯形图或指令程序）。

2设计方案

2.1运料小车的运动分析

某自动生产线上运料小车的运动如图2-1所示：

图2-1运料小车示意图

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，小向左行。

电动机正反转图如图2-2所示：

图2-2三相异步电动机正反转主电路图

在生产线上有5个编号为l～5的站点供小车停靠，在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。

对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有5个呼叫按钮开关（SB1～SB5）分别与5个停靠站点相对应。

2.2设备控制要求

运料小车在自动化生产线上的控制要求如下；

（1）按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作；

（2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮HJ的编码时，小车向右运行，运行到呼叫按钮HJ所对应的停靠站时停止；

（3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮HJ的编码时，小车向左运行，运行到呼叫按钮HJ所对应的停靠站时停止；

（4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮HJ的编码时，小车保持不动；

（5）呼叫按钮开关HJI～HJ5应具有互锁功能，先按下者优先。

2.3整体方案论证

按照设计要求，只是控制小车正转和反正，所以采用经验设计法。

控制系统图如图2-3所示：

图2-3运料小车控制系统图

根据系统控制要求，分析出如下系统控制流程图：

图2-4控制系统流程图

2.4系统资源分配

2.4.1I\O地址分配

由于CPU模块有14点数字量输入，10点数字量输出，所以不再需要输入＼输出模块。

采用I＼O自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是I0.0~I1.3，输出端子对应的输出地址是Q0.0~Q0.9

2.4.2数字量输入部分

这个控制系统的输入有启动按钮开关、停止按钮开关、5个呼叫按钮开关、5个行程开关共12点输入。

具体的输入分配如表2-1所示：

输入地址

对应的外部设备

I0.0

启动按钮开关

I0.1

停止按钮开关

I0.2

1号站呼叫按钮开关

I0.3

2号站呼叫按钮开关

I0.4

3号站呼叫按钮开关

I0.5

4号站呼叫按钮开关

I0.6

5号站呼叫按钮开关

I0.7

1号站行程开关

I1.0

2号站行程开关

I1.1

3号站行程开关

I1.2

4号站行程开关

I1.3

5号站行程开关

表2-1输入地址分配

2.4.3数字量输出部分

这个控制系统需要控制的外部设备只有控制小车运动的三相电动机。

但是电机有正转和反转两种状态，分别对应正转继电器和反转继电器，所以输出点有2个。

具体的输出分配表如表2-2所示：

输出地址

对应外部设备

Q0.0

电机反转继电器

Q0.1

电机正转继电器

表2-2输出地址分配

3硬件电路设计

系统硬件接线图如图3-1、3-2所示：

图3-1主电路

图3-2系统接线图

图中KM1和KM2分别是控制电机正转运行（小车前进）和反转运行（小车后退）的交流接触器。

用KM1和KM2的主触点改变进入电动机的三相电源的相序,即可以改变电动机的旋转方向。

图中KM1的线圈串联了KM2的辅助常闭触点,KM2的线圈串联了KM1的辅助常闭触点,组成了硬件互锁电路。

可以避免由于正反转（小车前进、后退）切换过程中电感的延时作用,导致原来接通的接触器的主触点还未断弧时,另一个接触器的主触点已经合上而造成交流电源瞬间短路的故障。

通过主电路与PLC的控制电路的接线,才能实现PLC对系统的控制。

实物图

4软件设计

4.1.1梯形图

写出送料小车的梯形图，如下图所示：

4.1.2指令表

由系统总梯形图，我们写出送料小车的程序指令，如下图所示：

5调试过程

5.1呼叫按钮

在该程序中，5个站的呼叫按钮分别用数字1-5来表示。

当按下1号站呼叫按钮开关时，行程开关I0.2得电，数字1传送到VB0；当按下2号站呼叫按钮开关时，行程开关I0.3得电，数字2传送到VB0；依次类推，当按下5号站呼叫按钮开关时，行程开关I0.6得电，数字5传送到VB0。

5.2行程开关

在该程序中，5个站的行程开关分别用数字1-5来表示。

当小车在1号站时，行程开关I0.7得电，将数字1传送到VB0；当小车在2号站时，行程开关I1.0得电，将数字2传送到VB0。

依次类推，当小车在5号站时，行程开关I1.3得电，将数字5传送到VB1。

5.3比较

按下启动按钮和呼叫按钮后，开始对行程开关VB0和呼叫按钮VB1中的数据进行比较。

当VB1>VB0时，即小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮的编码时，小车向左运行；当VB1=VB0时，即小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮的编码时，小车不动；当VB1

5.4向左运动

小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮的编码时，小车向左运行，运行到呼叫按钮所对应的停靠站时停止。

5.5向右运动

小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮的编码时，小车向右运行，运行呼叫按钮所对应的停靠站时停止。

5.6调试操作

先按接线图接好线，打开电脑中的“PLC在运料小车控制系统中应用”的程序，在下载到S7-200中。

开始调试：

按下启动按钮I0.0，假定小车初始位置在1号位置，按下行程开关I0.7。

现在开始呼叫：

1号位置呼叫，按下I0.2，Q0.0和Q0.1都不亮，说明电机不转小车停止，拨回I0.2；

2号位置呼叫，按下I0.3，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.3；

3号位置呼叫，按下I0.4，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.4；

4号位置呼叫，按下I0.5，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.5；

5号位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.6；

拨回I0.7。

假定小车初始位置在2号位置，按下行程开关I1.0。

现在开始呼叫：

1号位置呼叫，按下I0.2，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.2；

2号位置呼叫，按下I0.3，Q0.0和Q0.1都不亮，说明电机不转小车停止，拨回I0.3；

3号位置呼叫，按下I0.4，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.4；

4号位置呼叫，按下I0.5，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.5；

5号位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.6；

拨回I1.0。

假定小车初始位置在3号位置，按下行程开关I1.1。

现在开始呼叫：

1号位置呼叫，按下I0.2，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.2；

2号位置呼叫，按下I0.3，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.3；

3号位置呼叫，按下I0.4，Q0.0和Q0.1都不亮，说明电机不转小车停止，拨回I0.4；

4号位置呼叫，按下I0.5，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.5；

5号位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.6；

拨回I1.1。

假定小车初始位置在4号位置，按下行程开关I1.2。

现在开始呼叫：

1号位置呼叫，按下I0.2，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.2；

2号位置呼叫，按下I0.3，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.3；

3号位置呼叫，按下I0.4，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.4；

4号位置呼叫，按下I0.5，Q0.0和Q0.1都不亮，说明电机不转小车停止，拨回I0.5；

5号位置呼叫，按下I0.6，Q0.1亮，说明电机正转小车右行，拨回I0.6；

拨回I1.2。

假定小车初始位置在5号位置，按下行程开关I1.3。

现在开始呼叫：

1号位置呼叫，按下I0.2，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.2；

2号位置呼叫，按下I0.3，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.3；

3号位置呼叫，按下I0.4，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.4；

4号位置呼叫，按下I0.5，Q0.0亮，说明电机反转小车左行，拨回I0.5；

5号位置呼叫，按下I0.6，Q0.0和Q0.1都不亮，说明电机不转小车停止，拨回I0.6；

拨回I1.2。

按下停止按钮I0.1，拨回I0.1，I0.0，调试结束。

备注:

由于实验箱按钮只有I0.0~I0.7，实验中I1.0~I1.3都用接线到I0.0的方式来代替的。

6结论

在做这个设计中，我学会了很多以前没学过的知识，也巩固了很多以前没学好的知识，使我的专业理论知识更加扎实，软件操作更加熟练了。

做完这个设计后，我得出几个结论如下：

1、送料小车在硬件设计中，加入了扩展模块，可以在触点不够的情况下方便地实现该小车的系统控制；然后软件设计中，运用了上微分指令，简化了程序，还运用了互锁，确保了系统的正常运行，减少了系统的故障点。

在送料小车的系统中加入了手动操作程序，便于设备的维修，方便操作人员操作。

2、该小车系统在实施的情况下，其成本价格比较高。

3、该小车控制系统的研究方向：

由于本小车系统并不完善，只做了送料，没有设计小车怎么装料和小车到料仓后送料的多少。

这两方面是该系统设计的完善，是将来的研究方向。

最后，经过这次课程设计培养了我们的设计能力以及全面的考虑问题能力。

学习的过程是痛苦的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。

相信通过这次课程设计它对我以后的学习及工作都会产生积极的影响。

参考文献

[1]廖常初.可编程序控制器的编程方法与工程应用[M].重庆：

重庆大学出版社

[2]万太福.可编程序控制器及其应用[M].重庆：

重庆大学出版社

[3]刘祖润.毕业设计指导.北京：

机械工业出版社

[4]谢桂林.电力拖动与控制.北京：

中国矿业大学出版社

[5]工厂常用电气设备手册编写组.工厂常用电气设备手册.北京：

水利电力出版社

指导教师评语：

成绩：

指导教师签字：

年月日