plc课程设计报告.doc

运料小车的控制系统论证 运料小车的介绍与控制要求 运料小车模拟图如图2-1。 图2-1运料小车 运料小车是工业送料的主要设备之一。广泛应用于自动生产线、 冶金、有色盒属、煤矿、港口、码头等行业，各工序之间的物品常用有轨小车来转运。小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进，电动机反转小车后退。 图2-1是一个运料小车工作示图。系统的设计要求为：小车由电机驱动，可在A、B两地分别启动，A地启动后，小车先返回限位开关ST1处，停车20s装料；然后自动驶往B点，到达限位开关ST2处后停车，底门电磁铁动作，卸料30s，然后返回A点，停车20s装料，如此反复。 运料小车控制系统的控制内容与要求 运料小车的控制系统主回路 运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向左行，电机反转，小向右行。电动机正反转主回路如图3-1所示。 图3-1 三相异步电动机正反转电路图 在生产线上装料点A、卸料点B分别装有行程开关，以判别小车是否到达位置。另外对小车还需要一个总停按钮，两个启动按钮。 设备控制要求 运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下： 按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作 可在A、B两地分别启动 A地启动后，小车先返回限位开关ST1处，停车20s装料 然后自动驶往B点，到达限位开关ST2处后停车，底门电磁铁动作，卸料30s 然后返回A点，停车20s装料，如此反复 运料小车控制系统控制回路 传统运料小车大都是继电器控制。根据3.2.2设备控制的要求，以继电器为主的运料小车控制系统的控制回路如图3-2所示。 图3-2 运料小车的继电器控制回路 方案论证 早期运料小车电气控制系统多为继电器-接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。 后来，单片机应用到运料小车控制系统中。单片机有优异的性能价格比、集成度高、体积小、有很高的可靠性、控制功能强、低功耗、低电压，便于生产便携式产品，外部总线增加了I?C及SPI，单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。单片机编程方法复杂，不容易上手，使用于简单应用。 将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。PLC运料小车电气控制系统具有连线简单，控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便等优点。 运料小车控制流程图如图3-4所示。 图3-4 运料小车控制流程图 运料小车控制系统的控制系统构成图如图3-3所示。 图3-3 运料小车控制系统图 运料小车控制系统总体设计 PLC的选用 根据运料小车输入输出设备的分配，在I/O方面只需要6个输入口和3个输出口，同时考虑适当的余量，选用FX2N-16MR的PLC即可。 PLC外部接线图 运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向左行，电机反转，小向右行。小车控制系统的输入，输出设备与PLC的I/O端对应的外部接线图如图4-1所示。 图4-1 运料小车PLC外部接线图 I/O分配 这个控制系统的输入有2个启动按钮开关、停止按钮开关、2个行程开关、热继电器共6输入点。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一个。电机有正转和反转两个状态，分别都应正转继电器和反转继电器，另外还有一个输出控制卸料电磁铁开关，所以输出点应该有3个。对应的地址分配表如表4-1所示。 表4-1 PLC I/O分配 输入信号 输出信号 名称 代号 输入点编号 名称 代号 输出点编号 总停按钮 SB1 X000 正转接触器 KM1 Y000 正转启动按钮 SB2 X001 反转接触器 KM2 Y001 反转启动按钮 SB3 X002 卸料电磁铁 KM3 Y002 行程开关 ST1 X003 行程开关 ST2 X004 热继电器 KR X005 PLC状态流程 根据运料小车运动控制的要求， 按下启动按钮SB1后，运料小车系统开始工作，碰到装料点A的行程开关并开始进行装料，20S装料结束后小车自动右行。碰到卸料点B的行程开关后停车并卸料，30S后卸料完毕小车左行，碰到装料点A的行程开关时，小车停止并装料，如此反复。 运料小车控制系统梯形图 图4-3 运料小车控制系统梯形图 根据小车运动的控制要求，画出小车控制系统的梯形图如图4-3所示。 运料小车控制系统语句表 根据图4-3梯形图 写出与之相对应的语句表如下： 0 LD X001 1 OR Y000 2 OR T1 3 ANI X000 4 ANI M1 5 ANI X003