基于S7-200PLC的工业铲车控制系统设计.docx

《电气控制与PLC技术》课程设计（2010届本科）题目：基于S7-200PLC的工业铲车控制系统设计系（部）院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：指导教师：职称：教授完成日期： 2年 7月5日二〇一三年六《电气控制与PLC技术》课程设计任务书摘要铲车是用来装零散坚固的货物的，一般以建筑材料为主，如碎石、砂土等，铲车一般用在建筑工地、建筑材料集散地，用于装车，有时也用于铲土和铲雪及地面平整等用途；工业铲车一般是在小四轮拖拉机上进行改装的小型装载机械。利用拖拉机自身动力，采用液压控制，通过多路液压阀上的操作手柄可使铲斗升降和翻转，从而达到铲车平稳工作。在搬运物料方面起了很大的作用，节省了大量人力和物力，它搬运东西速度快，操作也比较简单，所需的人员少，就能完成大量的搬运工作。应用PLC对铲车进行自动化控制，使得铲车的智能化和自动化程度得到很大的提升。工业铲车自动化及智能化程度低，本文提出了对其进行自动化改造的技术路线和具体思路，论述了应用PLC进行自动化控制的方案；采用西门子PLC编程器对工业铲车控制部分进行线路控制，可以很容易实现完成逻辑、顺序、定时、计数、数字运算、数据处理等功能，通过输入输出接口建立与工业铲车数字量和模拟量的联系，实现生产过程的自动控制，提高了生产效率，对其它的生产机械有一定借鉴意义。关键词：PLC控制、工业铲车、线路保护第一章工业铲车的介绍1.1工业铲车的概述工业铲车又叫装载车，是在动力机械的基础上，采用液压控制铲斗升降和翻转，从而实现对砂石、水泥、粮食、土、煤等散装物料的铲运及装载。 铲车也可进行轻度的铲掘工作，通过换装相应的工作装置，还可进行推土、起重、装卸木料及钢管等作业。广泛应用于建筑工程、筑路工程、农田水利工程、环卫垃圾、砖窑厂、煤厂、沙石厂，用于砂石、水泥、粮食、土、煤等散装物料的铲运及装载。 铲车种类很多，根据发动机功率可分为小型（功率小于74千瓦）、中型（功率在74～147千瓦间）、大型（功率在147～515千瓦间）和特大型（功率大于515千瓦）铲车4种。1.2工业铲车结构示意图图1.11.3基于PLC自动控制的工业铲车基于PLC自动控制的工业铲车 自动控制的工业铲车就是在非自动控制的铲车基础上进行改装，即安装PLC、外部电路和驱动电路等等。按既定要求编写程序并写入PLC，得以实现对工业铲车的自动控制，能够完成非自动控制铲车的基本的、简单的操作。第二章PLC概述2.1PLC 的定义PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它是随着时代发展和技术应用而发展起来的，相比传统的继电器控制系统，PLC可以使电气控制工作更可靠，更容易维修，更能适应经常变换的生产工艺要求。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。1969年，美国研制出世界第一台PDP-14，1974年，中国研制出第一台PLC，20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。PLC具有的网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。2.2PLC 的特点及功能特点：（一）用性强，使用方便（二）功能强，适应面广（三）可靠性高，抗干扰能力强（四）控制程序可变具有很好的柔性（五）编程方法简单，容易掌握（六）PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作少.极为方便控制程序变化方便.具有很好的柔性（七）体积小、重量轻、功耗低第三章方案设计3.1PLC的选型本设计采用西门子公司的S7-200系列整体式PLC实现工业铲车（模型）的自动控制。由上面分析可以知道，系统共有开关量输入点17个、开关输出点6个；故CPU模块采用CPU226(AC/DC/继电器）模块，该模块采用交流220V供电。CPU226简介：集成24输