自動送料裝車系統(tǒng)PLC控制設計.doc

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P L C課程設計 自 動 送 料 裝 車 系 統(tǒng) 學院：機械工程學院 班級：機電1311 目錄 第一章 PLC控制系統(tǒng)原理設計和分析……….3 1.1設計要求.......................................3 1.2控制原理.......................................4 1.3元素定義...................................... 4 第二章.PLC控制系統(tǒng)原理結構分析………… 5 2.1結構框圖....................................... 5 2.12自動送料裝車控制系統(tǒng)的操作面板................. 5 第三章：PLC 控制系統(tǒng)……………………… 6 3 PLC的選型………………………………………………… 6 第四章：PLC控制系統(tǒng)................... 7 4.1初始狀態(tài)…………………………………………………… 7 4.2裝車系統(tǒng)....................................... 8 4.3停機控制系統(tǒng)................................... 10 4.4 程序時序圖……………………………………………… 10 4.5 I/O地址分配表................................. 11 4.6 I/O接線圖……………………………………………… 11 4.7 程序設計梯形圖…………………………………………… 12 4.8 程序說明……………………………………………………15 第五章 系統(tǒng)調試...................... 16 遇到的問題及解決………………………………16 參考文獻…………………………………………18 第一章 PLC控制系統(tǒng)原理設計和分析 1.1設計要求 1. 初始狀態(tài) 紅燈L1滅，綠燈L2亮，表示允許汽車開進裝料，進料閥指示燈K1、料斗指示燈K2不亮，電機M1，M2，M3皆為停止。 2. 啟動操作 按下啟動按鈕，開始下列操作： 系統(tǒng)自動檢測料斗是否已滿（傳感器S1亮表示滿），如果料斗未滿，則打開K1進料，當料斗滿時（傳感器S1亮），K1停止，然后紅燈L1亮，綠燈L2滅，表示正在裝車。同時電機M3啟動，M3啟動2S后M2啟動，M2啟動2S后M1啟動，M1啟動2S之后K2打開（出料）。當車裝滿時（傳感器S2亮），首先K2關閉，M1，M2，M3順序延時2S分別停止。等到車離開（傳感器S2滅）時，繼續(xù)循環(huán)上述的運行。 3.停止操作 按下停止按鈕系統(tǒng)恢復初始狀態(tài)。 設計完成要求 ?完成I/O分配圖，及PLC外圍電路圖的設計及連接。 ?完成設計說明書。 ?完成PLC程序，并調試通過。 1.2控制原理 1.初始狀態(tài) 在自動生產線中，剛開始紅燈L1滅，綠燈L2亮，表明允許進車裝料。這時，進料閥指示燈K1、料斗指示燈K2不亮，M1、M2、 M3皆為停止。 2. 啟動操作：按下啟動按鈕，開始下列操作： 系統(tǒng)自動檢測檢測料斗是否已滿（傳感器S1亮表示滿），如果料斗未滿，則打開K1進料，當料斗滿時（傳感器S1亮），K1停止，然后紅燈L1亮，綠燈L2滅，表示正在裝車。同時電機M3啟動，M3啟動2s之后M2啟動，M2啟動2s之后M1啟動，M1啟動2s之后K2打開（出料）。當車裝滿時（傳感器S2亮），首先K2關閉，M1、M2、M3順序延時2s分別停止。當車離開（傳感器S2滅時），繼續(xù)循環(huán)上述的運行。 3. 停止操作 按下停止按鈕系統(tǒng)恢復原始狀態(tài)。 1.3元素定義 啟動按鈕 電動機 M3 檢測料斗是否已滿 電動機 M2 檢汽車是否裝滿 電動機 M1 停止按鈕 進料 K1 料斗 K2 紅燈 L1 綠燈 L2 第二章.PLC控制系統(tǒng)原理結構分析 2.1結構框圖 電氣原理圖是用來表明設備電氣的工作原理及各電器元件的作用，相互之間的關系的一種表示方式。運用電氣原理圖的方法和技巧，對于分析電氣線路，排除機床電路故障是十分有益的。電氣原理圖一般由主電路、控制電路、保護、配電電路等幾部分組成. 2.12自動送料裝車控制系統(tǒng)的操作面板如下 第三章：PLC控制系統(tǒng) 3. PLC的選型 選擇PLC的容量。首先要對控制任務進行詳細分析，把所有的I/O點找出來，包括開關量I/O和模擬量I/O以及這些I/O點性質。I/O點的性質主要指它們的信號類型，電壓，輸出的類型。確定控制系統(tǒng)輸出點的類型，交流220V的接觸器、電磁閥，指示燈只留24V，選用的PLC的輸出點數大于實際點數。因為PLC的輸出點一般是幾個一組公用一個公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級。所以一旦它們被交流220V點的負載使用，則直流24V的負載只能使用其他組的輸出端了。這樣有可能造成輸出點數的浪費，增加成本。所以要選擇相同等級和種類的負載，比如使用交流220V的指示燈等。繼電器輸出的PLC使用最多，但對于要求高速輸出的情況，比如運動控制的高速脈沖輸出，就要使用五觸電的晶體管輸出的PLC了。 在編程語言上，用梯形圖編程還是用語句表編程或使用功能圖編程，這主要取決于以下幾點： （1）PLC使用梯形圖編程不方便則可用語句表編程；單梯形圖總比語句表直觀。 （2）經驗豐富的人員可用語句表直接編程，就像使用匯編語言一樣。 （3）如果是清晰的單順序、選擇順序或并發(fā)順序的控制任務，則最好是用功能圖來設計程序。 第四章 程序設計 4.1初始狀態(tài) 紅燈L1滅，綠燈L2亮，表明允許進車開進料。進料閥指示燈K1、料斗指示燈K2不亮，電動機M1、M2、M3皆為停止。 4.2裝車系統(tǒng) 4.2.1 進料 按下開始按鈕SB1，如料斗中不滿（S1為不亮時），2s后K1指示燈亮，表示進料；當料滿（S1為亮時）終止進料，S1的指示燈亮。 4.2.2 裝車 當汽車開到裝車位置紅燈亮，綠燈滅，同時啟動M3,2s后啟動M2，再經過2s后啟動M1，再經過2s后K2指示燈亮，表示打開料斗。當車滿時K2指示燈滅，2s后M1停止，再經過2sM2停止，再2sM3停止，同時紅燈滅，綠燈亮，表示汽車可以開走。汽車離開，則S1為不亮狀態(tài)，S2也為不亮狀態(tài)。 4.3 停機控制系統(tǒng) 按下停止按鈕SB2整個系統(tǒng)終止運行，回到初始狀態(tài)。 4.4程序時序圖 （1）啟動前或停止后時序圖： （2）按下啟動按鈕時序圖：（圖中未標注表示時間未知，單位：S） 4.5 I/O地址分配表 輸入信號 輸出信號 啟動按扭SB1 I0.1 紅燈L1 Q0.0 停止按鈕SB2 I0.2 綠燈L2 Q0.1 傳感器S1 I0.3 進料閥指示燈K1 Q0.2 傳感器S2 I0.4 電動機M3 Q0.3 電動機M2 Q0.7 電動機M1 Q0.5 料斗指示燈K2 Q0.6 4.6 I/O接線圖 4.7 程序設計梯形圖 4.8 程序說明 1、初始狀態(tài) 先進行系統(tǒng)初始化，綠燈亮，紅燈滅表示車正在開來. 2、啟動 按下SB1，同時進料口K1打開，開始進料，紅燈亮，M3啟動，啟動T37定時器開始2秒定時，到達2秒時，M2啟動，同時T38開始定2秒的定時，T38定時時間到，M1啟動，T39開始定時，2秒后，T39的常開點閉合，常閉點斷開，料斗被打開，開始往車中送料。 當料斗料滿限位開關S1工作，K1終止進料，指示燈熄滅。 當汽車被裝滿時裝料料滿限位開關S2觸點常閉點斷開K2失電，指示燈熄滅，定時器T40開始定時，設定時間為2秒，到達2秒后，T40的觸電斷開M1停止運行，同時定時器T41開始了2秒的定時，當定時器T41的2 秒時間到時，使M2停止、定時器T42開始定時，2秒后M3停止運行、紅燈滅綠燈亮表示汽車已裝滿可以開走。此時S2為OFF，進入下一輛車，反復循環(huán)。 3、停止 在任意時刻按下停止按鈕SB2，所有的觸電均復位，系統(tǒng)停止運行。 第五章 系統(tǒng)調試 系統(tǒng)調試分為模擬調試和聯機調試。 硬件部分的模擬調試可在斷開主電路的情況下，主要試一試手動控制部分是否正確。 軟件部分的模擬調試可借助于模擬開關和PLC輸出端的輸出指示燈進行；需要模擬信號I/0時，用電位器和萬用表配合進行。調試時，利用上述外圍設備模擬各種現場開關和傳感起狀態(tài)，觀察PLC的輸出邏輯是否正確。如果有錯誤則修改后反復調試。在PLC的主流產品都可在PC機上編程，并可在電腦上直接進行模擬調試。 聯機調試時，把編程好的程序下載到現場的PLC中。PLC也許只有這一臺，這時就要把PLC安裝到控制柜相應的位置上。調試時一定要先將主電路斷電，只需對控制電路進行調試。通過現場聯調信號的接入常常還會發(fā)現軟硬件中的問題，有時廠家還要對某些控制功能進行改進，要經過反復測試系統(tǒng)后，才交付使用。 遇到的問題以及如何解決 由于我們的能力有限所以對自動送料裝置調試過程中遇到許多問題：1、對畫時序圖由于多個狀態(tài)出現造成無法畫出時序圖，感覺非常困難，我們討論看見有3個狀態(tài)，可以采用多張圖進行不同狀態(tài)的說明。2、在調試過程中紅燈應該亮的時候屢屢不亮，或是忽亮忽滅，經過多次反復的調試，確定為紅燈輸出接口Q0.0接觸不良導致，還有電動機M2控制的燈在初始狀態(tài)就開始亮，也是經過多次試驗確定為M2的輸出信號端子Q0.4接口已壞，不得已改成Q0.7，由此也做了整個I/O地址分配表，I/O接線圖及梯形圖的修改。3、任務書對控制要求部分說的不夠詳細，我們咬文嚼字，結合生活中的常識爭議很大，最后針對此問題做出了統(tǒng)一意見，由此也造成程序的反復修改和調試。 在設計的過程中，由于對自動送料裝置缺乏全面的了解，缺乏實際的生產經驗，導致在設計中碰到了許多問題。但是通過請教有經驗的同學和翻閱相關資料、查工具書，解決了設計過程中的一個又一個的問題。同時，也鍛煉了我的動手能力。 最后，經過這次課程設計培養(yǎng)了我們的設計能力以及全面的考慮問題能力。學習的過程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動的。相信通過這次課程設計它對我以后的學習及工作都會產生積極的影響。 參考文獻 1. 黃永紅，電氣控制與PLC應用技術，機械工業(yè)出版社，2015年7月 2. TVT90HC機電一體化試驗臺說明書，天津源峰科技有限公司。 3. 上網查資料。