自动小车PLC控制.docx
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自动小车PLC控制.docx
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自动小车PLC控制
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3-
4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3-5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。
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 通过这次设计实践。 我学会了PLC的基本编程方法,对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。 在对理论的运用中,提高了我们的工程素质,在没有做实践设计以前,我们对知道的撑握都是思想上的,对一些细节不加重视,当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候,问题出现了,不是不能运行,就是运行的结果和要求的结果不相符合。 能过解决一个个在调试中出现的问题,我们对PLC的理解得到加强,看到了实践与理论的差距。 通过合作,我们的合作意识得到加强。 合作能力得到提高。 上大学后,很多同学都没有过深入的交流,在设计的过程中,我们用了分工与合作的方式,每个人互责一定的部分,同时在一定的阶段共同讨论,以解决分工中个人不能解决的问题,在交流中大家积极发言,和提出意见,同时我们还向别的同学请教。 在此过程中,每个人都想自己的方案得到实现,积极向同学说明自己的想法。 能过比较选出最好的方案。 在这过程也提高了我们的表过能力 与几位同学的共同学习﹑配合﹑努力的过程也很愉快,另外还要感谢老师的耐心辅导。 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 如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!
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