PLC在4位送料小車方向自動控制中的應(yīng)用要點

1、與PLC控制技術(shù)課程設(shè)計題 目：PLC在4位送料小車方向自動控制中的應(yīng)用學(xué) 院：專業(yè)班級：姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)老師：PLC在4位送料小車方向自動控制中的應(yīng)用摘要：可編程序控制器(Programmable controller )簡稱PLC,由于PLC可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強、靈活通用、使用方便、維護簡單，所以 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域不斷迅速擴大。對早期的PLC,凡是有繼電器的地方，都可采用。尤其是近幾年來，PLC的成本下降，功能又不段增強，所以，目前PLC在國內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。本設(shè)計是為了實現(xiàn)送料小車的手動和自動化的轉(zhuǎn)化，改變以往小車的單純手動送料， 減少了勞動力， 提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了

2、自動化生產(chǎn)！ 而且本送料小車的設(shè)計是由于工作環(huán)境惡劣， 不允許人進(jìn)入工作環(huán)境的情況下孕育而成的。關(guān)鍵字：PLC;送料小車；自動化前言:對于冶金、 化工、 機自動控制系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于人類社會的各個領(lǐng)域。在工業(yè)方面,械制造等生產(chǎn)過程中遇到的各種物理量，包括溫度、 流量、 壓力、 厚度、 張力、 速度、 位置、在此基礎(chǔ)上通過采用數(shù)字計算機還建立起了控制性能頻率、 相位等， 都有相應(yīng)的控制系統(tǒng)。更好和自動化程度更高的數(shù)字控制系統(tǒng)，以及具有控制與管理雙重功能的過程控制系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用包括水位自動控制系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機械的自動操作系統(tǒng)等。 在軍事技術(shù)方面， 自動控制的應(yīng)用實例有各種類型的伺服系統(tǒng)、火力控制

3、系統(tǒng)、制導(dǎo)與控制系統(tǒng)等。在航天、航 空和航海方面， 除了各種形式的控制系統(tǒng)外， 應(yīng)用的領(lǐng)域還包括導(dǎo)航系統(tǒng)、 遙控系統(tǒng)和各種仿真器。此外，在辦公室自動化、圖書管理 、交通管理乃至日常家務(wù)方面，自動控制技術(shù)也都有著實際的應(yīng)用。 隨著控制理論和控制技術(shù)的發(fā)展， 自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴大，幾乎涉及生物、醫(yī)學(xué)、生態(tài)、經(jīng)濟、社會等所有領(lǐng)域。運料小車是工業(yè)運料的主要設(shè)備之一。 廣泛應(yīng)用于自動生產(chǎn)線 冶金、 有色盒屬、 煤礦、 港口、 碼頭等行業(yè)， 各工序之間的物品常用有軌小車來轉(zhuǎn)運。 小車通常采用電動機驅(qū)動，電 動機正轉(zhuǎn)小車前進(jìn)，電動機反轉(zhuǎn)小車后退。本文采用PLC技術(shù)，研究了運料小車的控制方法。問

4、題的提出及研究意義：傳統(tǒng)的運料小車大都是繼電器控制， 而繼電器控制有著接線繁多， 故障率高的缺點， 且維護維修不易等缺點。作為目前國內(nèi)控制市場上的主流控制器， plc 在市場、技術(shù)、行業(yè)影響等方面有重要作用，利用PLC控制來代替繼電器控制已是大勢所趨。課程設(shè)計目的：培養(yǎng)學(xué)生綜合運用PLC及有關(guān)先修課程的基礎(chǔ)知識，去解決某一實際問題的基本訓(xùn)練。通過電路設(shè)計， 了解單片機的工作特征， 掌握單片的工作原理， 從而加深對該課程知識的理解。通過本課程設(shè)計，主要訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生以下能力：（1） 查閱資料： 收集與本設(shè)計有關(guān)的資料 （包括從已發(fā)表的文獻(xiàn)和生產(chǎn)現(xiàn)場中收集的） 。（2） 方案選擇： 樹立即考慮技術(shù)

5、的先進(jìn)性與可行性， 又考慮經(jīng)濟上的合理性。 并注意提高分析和實際解決問題的能力。（3） 迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計算的能力。（4） 用簡潔的文字，清晰的圖表來自己設(shè)計思想的能力。課程設(shè)計的內(nèi)容：本論文的任務(wù)設(shè)計一個運料小車往返運動PLC控制系統(tǒng)。系統(tǒng)控制要求如下：某車間有 4 個工作臺，送料車往返于工作臺之間送料，每個工作臺設(shè)有一個到位開關(guān)（SQ和一個呼叫按鈕（SB）,送料車開始應(yīng)能停留在4個工作臺中任意一個到位開關(guān)的位置上，系統(tǒng)受起動和停止按鈕控制。具體控制要求如下：（ 1）當(dāng)送料小車所在暫停位置的SQ 號碼大于呼叫的號碼時，料車往左行，到呼叫的SB位置后停止；（ 2）當(dāng)送料小車所在暫停位置的SQ

6、 號碼小于呼叫的號碼時，料車往右行，到呼叫的SB位置后停止。試用傳送和比較指令編程實現(xiàn)送料小車的控制要求。系統(tǒng)硬件設(shè)計：控制要求分析：設(shè)送料小車先暫停于m號工作臺（SQm為ON處，這時n號工作臺呼叫（SBn為ON ,則根據(jù)題意可知：(1)當(dāng)送料小車所在暫停位置的SQ號碼大于呼叫SB號碼時，送料小車往左行，到呼叫的SB位置后停止。即 m>n送料小車左行，直至 SQn動作，到位停車；(2)當(dāng)送料小車所在暫停位置的SQ號碼小于呼叫SB號碼時，送料小車往右行，到呼叫的SB位置后停止。即 m<n送料小車右行，直至 SQn動作，到位停車；(3)送料小車所停位置 SQ的號碼與呼叫按鈕 SB的號碼

7、相同時，送料小車不動。即muR 送料小車原位不動。|小車右行小車左打( 壇束圖1控制系統(tǒng)流程圖電機正反轉(zhuǎn)的特點自動控制是生產(chǎn)機械電氣化自動中應(yīng)用最多和作用原理最簡單的一種形式，在位置控制的電氣自動裝置線路中，由行程開關(guān)或終端開關(guān)的動作發(fā)出信號來控制電動機的工作狀態(tài)。 若在預(yù)定的位置電動機需要停止，則將行程開關(guān)的常閉觸點串接在相應(yīng)的控制電路中，這樣在機械裝置運動到預(yù)定位置時行程開關(guān)動作，常閉觸點斷開相應(yīng)的控制電路，電動機停轉(zhuǎn)， 機械運動也停止。若需停止后立即反向運動，則應(yīng)將此行程開關(guān)的常開觸點并接在另一控制 回路中的啟動按鈕處， 這樣在行程開關(guān)動作時， 常閉觸點斷開了正向運動控制的電路，同時 常

8、開觸點又接通了反向運動的控制電路。行程開關(guān)的特點前進(jìn)后退圖2控制圖L1L2L3KM2U圖3電動機正反轉(zhuǎn)原理圖行程開關(guān)又稱限位開關(guān),用于控制機械設(shè)備的行程及限位保護。在實際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置,當(dāng)裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時,行程開關(guān)的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。 行程開關(guān)廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行 程、進(jìn)行終端限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自 動開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護。行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動式、滾輪式、微動 式和組合

9、式。(1)直動式行程開關(guān)其結(jié)構(gòu)原理，其動作原理與按鈕開關(guān)相同，但其觸點的分合速度取決于生產(chǎn)機械的運行速度，不宜用于速度低于 0.4m/ min的場所。直動式行程開關(guān)組成 推桿、彈簧、動斷觸點、動合觸點。（2）滾輪式行程開關(guān)其結(jié)構(gòu)原理，當(dāng)被控機械上的撞塊撞擊帶有滾輪的撞桿時，撞桿轉(zhuǎn)向右邊，帶動凸輪轉(zhuǎn)動，頂下推桿，使微動開關(guān)中的觸點迅速動作。當(dāng)運動機械返回時，在復(fù)位彈簧的作用下，各部分動作部件復(fù)位。滾輪式行程開關(guān)組成：滾輪、上轉(zhuǎn)臂、彈簧、套架、滑輪、壓板、觸點、橫板滾輪式行程開關(guān)又分為單滾輪自動復(fù)位和雙滾輪（羊角式）非自動復(fù)位式，雙滾輪行移開關(guān)具有兩個穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡化

10、線路。（3）微動開關(guān)式行程開關(guān)的組成：常用的有ZXL系列產(chǎn)品：推桿、彈簧、壓縮彈簧、動斷觸點、動合觸點。輸入輸出端口設(shè)置送料小車PLC的I/O分配表輸入/輸出接口是PLC與外界連接的接口。輸入接口用來接收和采集兩種類型的輸入信號，一類是由按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸點、接近開關(guān)、光電開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)等開關(guān)量輸入信號。另一個是由電位器、測速發(fā)電機和各種變送器等模擬量輸入信號。輸出接口用來連接被控對象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等。數(shù)字量輸入部分：這個控制系統(tǒng)的輸入有起動按鈕開關(guān)、停止按鈕開關(guān)、4個呼叫按鈕開關(guān)、4個行程開關(guān)共10個點輸入。

11、具體的輸入分配如下表：輸入功能說明SQ1X001限位1SQ2X003限位2SQ3X005限位3SQ4X007限位4SB0X000呼叫1SB1X002呼叫2數(shù)字量輸出部分：這個控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備只有控制小車運動的三相異步電動機。但是電機有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)，反別對應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以，輸出點有兩個。具體的輸出分配如下表：SB2X004呼叫3SB3X006呼叫4SB10X010啟動按鈕SB12X012停止按鈕內(nèi)部繼電器部分內(nèi)部繼電器地址分配如下表:內(nèi)部繼電器地址功能說明M0小車運行停止M11號站呼叫M22號站呼叫M33號站呼叫M44號站呼叫M5小車所在站編號 呼叫編號M6小車所在

12、站編號呼叫編號M7小車所在站編號=呼叫編號SB0 工X000X001FX-2NX002X003X004Y000X005X006Y001X007X010X012COMCOMSQ1 一SB1 工SQ2 kSB2 工SQ3 -SB3 工SQ4 qSB5 工SB6 一工KM1KM2圖4送料小車系統(tǒng)的硬件連接圖KM2<KM1220VPLC軟件的實現(xiàn):pi梯形圖對應(yīng)的指令語句:0LCXDWOIRMO2mX01?30L7MO4LDMO5MPS6浦口X001?mKI12MRD13州DXD0314MOVK20 119MRD卻ANDX00521MOVK301ZGMPP27ANDxoor2SMOVK4D I3

13、3LDJM?34MilM335MilM436AN IX00137蝴DMQ38LDxooa39ORMl40酬白41MOVKI況4EOUTMl47LOIMl40ANM343mM45。Ml Jxooa51ANDMO52LUXUU253ORM25dAhJR55MOVKZCDOUTM2R1LDIMl62ANIM2G3ANIM4AN1X0056bANUMUSBLDXOO4R7ORMS68ANBG3MOVK37dOUTM3T3LUImi7BANIM277ANIM3ZBANIXOO?79ANDMOftDLDXOOA81ORM482AND89MOVk48BUUTN483LDMO9。CMPDI37LDM533LD

14、Ml99ANIX001190LDM2101ANIX0031G2ORB193LDM3104ANIX005105ORB106LDM4107ANIX007108ORB103ANB110OUTY001111LDM7112LDMl113ANIX001114LDM2115ANIX003116ORB117LDM3118ANIX005119ORB120LDM4121ANIX007122ORB123ANB124OUTYOOO125ENDD2D2D2D2M5梯形圖設(shè)計過程：（ 1）起動和停止按鈕的控制當(dāng)按下啟動按鈕時，小車開始運行，輔助繼電器 M0得電，實現(xiàn)自鎖，當(dāng)按下停止按鈕時，小車停止運行，該輔助繼電器M0失

15、電。（ 2）行程開關(guān)控制四個行程開關(guān)分別用數(shù)字1-4 表示，當(dāng)小車在1 號位時，行程開關(guān)X001 得電，將數(shù)字1傳送到數(shù)據(jù)寄存器 D1;當(dāng)小車在2號位時，行程開關(guān) X003得電，將數(shù)字2傳送到數(shù)據(jù)寄 存器D1,其他的行程開關(guān)設(shè)計原理相同。（ 3）呼叫按鈕控制：四個呼叫按鈕分別用1-4表示，由于四個呼叫按鈕設(shè)計了4個輔助繼電器M1-M4所以有自鎖功能，先按下者優(yōu)先，（ 4）比較：當(dāng)按下起動和呼叫按鈕后，開始對行程開關(guān)數(shù)據(jù)寄存器 D1 和呼叫按鈕數(shù)據(jù)寄存器D2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。當(dāng)D1>D2時，小車當(dāng)前所處?？课恢么笥诤艚邪粹o的編碼，M5得電，小車左行，當(dāng)D1=D2時，小車當(dāng)前所處?？课恢玫扔?/p>

16、呼叫按鈕的編碼，M6得電，小車不動，當(dāng)D1<D2時，小車當(dāng)前所處?？课恢眯∮诤艚邪粹o的編碼，M7得電，小車右行。（ 5）向左運動：當(dāng)小車當(dāng)前所處?？课恢么笥诤艚邪粹o的編碼時， 小車左行， 左行指示燈亮， 運動到呼叫位置，呼叫位行程開關(guān)動作，小車停止運動，左行指示燈熄滅。（ 6）向右運動：當(dāng)小車當(dāng)前所處停靠位置小于呼叫按鈕的編碼時， 小車右行， 右行指示燈亮， 運動到呼叫位置，呼叫位行程開關(guān)動作，小車停止運動，右行指示燈熄滅。總結(jié)：在做這個設(shè)計中，我學(xué)會了很多以前沒學(xué)過的知識，也鞏固了很多以前沒學(xué)好的知識，使我的專業(yè)理論知識更加扎實， 軟件操作更加熟練了。 做完這個設(shè)計后， 我得出幾個結(jié)論

17、如下：一、該小車控制系統(tǒng)的研究方向：由于本小車系統(tǒng)并不完善， 只做了送料， 沒有設(shè)計小車怎么裝料和小車到料倉后送料的多少。 這兩方面是該系統(tǒng)設(shè)計的完善， 是將來的研究方向。二、 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了我們的設(shè)計能力以及全面的考慮問題能力。 學(xué)習(xí)的過程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動的。 相信通過這次畢業(yè)設(shè)計它對我以后的學(xué)習(xí)及工作都會產(chǎn)生積極的影響。心得體會：通過這次課程設(shè)計，我學(xué)到了很多 PLC和單片機方面的知識，同時也加強了對畫圖工具的使用， 在老師的精心指導(dǎo)下和同學(xué)合作之下最終成功地完成了此次設(shè)計， 并從中學(xué)到了很多的知識和經(jīng)驗。本次課程設(shè)計使我認(rèn)識到：一、設(shè)計思路是實施操作的堅實基礎(chǔ)。設(shè)計思路是電路的生命。二、 活學(xué)活用。 這次設(shè)計讓我真正體會到了書本知識永遠(yuǎn)是基礎(chǔ)， 而基礎(chǔ)正是你向高層次邁進(jìn)的扎實階梯， 沒有這個基礎(chǔ)， 就無法實現(xiàn)技術(shù)上的騰飛。在實踐當(dāng)中，靈活運用書本上所講的知識， 萬變不離其中， 只有扎實掌握了核心的方法， 才有可能做到孰能正巧， 活用巧用。參考文獻(xiàn)：1 周萬珍，高鴻賓.PLC 分析與設(shè)計應(yīng)用 . 北京：電子工業(yè)出版社， 2004.2 廖常初 .P