自动送料装车系统PLC控制设计论文.doc

湖北省荆州职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系 别： 机电工程系专 业： 机电一体化 班 号： 09机电01班学 生 姓 名： 苏杰文 学 生 学 号： 09421513 设计（论文）题目：自动送料装车系统PLC控制设计指 导 教 师： 刘芬 设 计 地 点： 荆州职业技术学院论文题目：自动装车送料系统的PLC控制设计自动装车送料系统的PLC控制设计姓名：苏杰文单位：湖北省荆州职业技术学院摘要 本文设计是为实现小车送料与装车的手动和自动化的转化，改变以往的单纯手动控制装车送料，不仅减少了劳动力，更提高了生产效率，实现了自动化生产。关键词：PLC 送料小车 控制 程序设计0.前言可编程序控制器（Programmable Logic Controller）,简称PLC. 随着社会的迅速发展，各种机械产品层出不穷。控制系统的发展已经很成熟，应用范围涉及各个领域，例如：机械，汽车制造，交通，化工，军事，民用等。PLC专为工业环境应用而设计，其最显著特点之一是可靠性高，抗干扰能力强，编程简单，控制程序可变，使用方便，质量轻，体积小，价格低廉和功能强等特点，在冶金和机械制造等领域得到了广泛的应用。 送料小车控制系统采用了PLC控制，从装车送料小车的工艺流程来看，它的控制系统属于自动和手动控制相结合的系统。在设计该PLC送料小车程序的同时总结了以往PLC送料小车程序的方法，步骤。并把以前学的基础课程融汇到了这次设计当中来，更加深入了解了更多的PLC知识。1. 自动装车送料控制系统的组成1.1 本系统主要由自动装车部分和手动要料两部分组成。自动装车部分由：加料电机，料斗，限位开关（SQ5），加料指示灯（HL0），压力传感器，空车指示灯(HL5)，送料小车组成。 手动要料部分由：四个限位开关（SQ1，SQ2,SQ3，SQ4）,四个仓位要料按钮（SB1，SB2，SB3，SB4）组成如图（1）所示为小车装车送料示意图 图1所示为小车装车送料示意图1.2 系统功能介绍 本控制系统是用于控制小车自动装车送料。它既减轻了人的劳动强度，又可以自动准确到达人所不能到达或很难到达的预定位置。它实现了自动装车和手动要料两种功能。 自动装车功能的实现由限位开关SQ5和压力传感控制，只有当传感器检测出小车内没有料物，并且当小车行至加料位置，压下限位开关SQ5时，加料电机才能启动开始加料。 手动要料功能的实现是由压力传感器，四个位置开关（SQ1-SQ4），四个要料按钮（SB1-SB4）控制要料。只有当压力传感器检测到小车内料物装满后，并发出一个电信号。这时四个要料仓位才可以通过四个要料按钮控制要料，而四个位置开关则控制送料小车的停止。当按下一个要料按钮，小车行至该要料位置，压下限位开关，小车会停止。2. 硬件的设计2.1 PLC的选择 可编程控制器PLC对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变工艺。可编程控制器是面向用户的专用的工业控制计算机，具有许多明显的特点。可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强；易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计，建造的工作量小，维护方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低。 PLC型号的选择；该系统选用西门子S7200系列CPU226。共用了12个输入，用直流24V；9个输出，用交流电220V；CPU226的主要的技术参数：输入24VDC，24点。输出220VAC，16点，电源电压为AC100240V50/60HZ。可加扩展模块。2.2 压力传感器 传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测感受外界的信号，物理条件(如光，热，湿度)或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其它装置或器官。国家标准GB766587对传感器的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。”传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按照一定的规律变换成为电信号或其它所需形式的信息输出，以满足信息的传输;处理存储，显示，记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。本文应用了压力传感器，用来检测小车内是否有料,当小车内料物压力超过一定值时，小车为满车状态(I1.2闭合),这时四个料位可以要料,当车内物料压力低于一个数值时,小车为没有料状态(I1.2断开),这时,四个要料位不得要料小车返回加料 压力传感器接线图图2压力传感器接线图压力传感器的注意事项：1)压力量程不要超过该传感器的过压量程，以免损坏；2）使用温度在建议使用温度之内。一般压力传感器都有温度补偿，但仍然会对精度造成影响。 比如传感器标定精度为0.25%，考虑上温度的影响，综合误差可能会超过1%。所以要使传感器工作在建议使用温度。（最好温度能稳定）；3）考查使用介质是否对传感器有影响。 该传感器是否耐酸，是否耐腐蚀性介质都要考虑；4）远离干扰源，或者做干扰屏蔽；5）输入电压保持稳定，等等。2.3装车送料小车PLC的I/O分配表I/O分配表共有12个输入信号，9个输出信号输入点分配 输出点分配输入标注 输出标注I0.0启动按钮SB5Q0.0小车加料指示灯HL0I0.11号仓按钮SB1Q0.1一号仓位要料指示灯HL1I0.22号仓按钮SB2Q0.2一号仓位要料指示灯HL2I0.33号仓按钮SB3Q0.3一号仓位要料指示灯HL3I0.44号仓按钮SB4Q0.4一号仓位要料指示灯HL4I0.5行程开关SQ1Q0.5小车右行线圈I0.6行程开关SQ2Q0.6小车左行线圈I0.7行程开关SQ3Q0.7小车空车指示灯HL5I1.0行程开关SQ4Q1.0加料机线圈I1.1行程开关SQ5I1.2压力传感器SP1I1.3停止按钮SB6图3 I/O分配表2.4 PLC端子接线图3. 软件设计3.1 本次设计的自动装车送料小车梯形图是分开来画的，由自动装车程序结构图，手动要料程序结构图，总程序结构图组成。图4 自动装车程序结构图 小车自动装料运行程序如图（3-10所示），按下启动按钮SB5(I0.0)，压力传感器开始检测小车内是否有料，若小车内没有料，空车指示灯HL5（Q0.7）亮，小车自动行至加料位置SQ5(I1.1)处，行程开关闭合，加料电机转动，加料指示灯HL0(Q0.0)亮，料斗开始给小车加料。加满料停止，压力传感器发出信号，料位可以要料。图5 手动要料程序结构图小车加满料后，四个仓位就可以通过按钮（SB1-SB4）向小车要料，M0.0,M0.1,MO.2，M0.3分别代表小车从1号仓位到四号仓位的要料状态，送料小车当前所处的位置由I0.5，I0.6，I0.7，I1.0，送料小车的左行(Q0.6)，右行(Q0.5)，停止控制。小车到位后，用了微操作（P）来清除料仓要料状态信号，控制小车停止。（上微分操作注意事项，上微分脉冲只存在在一个扫描周期，接受这一脉冲控制的元件，应写在这一脉冲出现的语句后）3.2 流程图开 始开始加料是否有料1号要料2号要料3号要料4号要料小车行至1号停止要料小车行至2号停止要料小车行至3号停止要料小车行至4号停止要料否是是是是是否否否图6流程图3.3用PLC对自动装车送料小车实现控制的具体要求如下;(1) 小车的装车要求：小车的装车要求受压力传感器检测，当小车内没料时，小车上的信号灯HL5亮，指示灯受PLC的Q0.7控制。这时四个仓位不得要料，小车返回加料位置SQ5，(SQ5受PLC I0.9检测)。当加料机指示灯HL0亮时（HL0受PLC Q0.0控制），开始加料。(2) 小车送料的动作要求：小车负责向四个料仓送料，在送料的路上从左到右有四个料仓（位置开关SQ1，SQ2，SQ3，SQ4）分别受PLC的I0.5，I0.6，I0.7，I1.0检测。当信号灯亮时说明小车到达该位置，小车的行走受两个信号驱动，Q0.6驱动小车左行，Q0.5驱动小车右行。料仓要料由四个开关按钮（SB1，SB2，SB3，SB4）（对应的PLC为I0.1，I0.2，I0.3，I0.4）发出信号。相应的指示灯（HL1，HL2，HL3，HL4）,指示灯分别受 PLC的QO.1，Q0.2，Q0.3，Q0.4控制。（3）送料小车的行走条件： 小车右行条件：小车在0号位，1号要料；小车在0,1号仓位，2号要料；小车在0,1,2，号仓位，4号要料。 小车左行条件：小车在4号仓位时，3号仓位要料；小车在4,3号仓位时，2号仓位要料；小车在4,3,2好仓位时，1好仓位要料；当小车里没有料时左行。送料小车的停止条件：小车加料时停止；小车与要料仓位一致时停止；运料小车的互锁条件：小车右行是不允许左行启动；同样小车右行时，也不允许右行启动。4. 总梯形图设计 结 论在做这个设计中，我学会了很多以前没学过的知识，也巩固了很多以前没学好的知识，使我的专业理论知识更加扎实，软件操作更加熟练了。做完这个设计后，我得出几个结论如下：一、送料小车在硬件设计中，加入了扩展模块，可以在触点不够的情况下方便地实现该小车的系统控制；然后软件设计中，运用了上微分指令，简化了程序，还运用了互锁和联锁，确保了系统的正常运行，减少了系统的故障点。在送料小车的系统中加入了手动操作程序，便于设备的维修，方便操作人员操作。二、该小车系统在实施的情况下，其成本价格比较高。三、该小车控制系统的研究方向：由于本小车系统并不完善，只做了送料，没有设计小车怎么装料和小车到料仓后送料的多少。这两方面是该系统设计的完善，是将来的研究方向。 最后，经过这次毕业设计培养了我们的设计能力以及全面的考虑问题能力。学习的过程是痛苦的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。相信通过这次毕业设计它对我以后的学习及工作都会产生积极的影响。谢 辞本论文是在刘芬导师亲自指导下完成的。导师在学业上给了我很大的帮助，使我在设计过程中避免了许多无为的工作，在此我对导师表示衷心的感谢！本论文能够完成，要感谢机电工程学院的所有老师，是他们在这三年的时间里，教会我的专业知识。在我撰写论文期间，得到了我的指导老师的帮助，在忙碌的工作之余，给予我专业知识上的指导，而且教给我学习的方法和思路，使我在科研工作及论文设计过程中不断有新的认识和提高。导师为论文课题的研究提出了许多指导性的意见，为论文的撰写、修改提供了许多具体的指导和帮助。多得他们的指导和帮助才使我能完成本论文。我会在以后的工作中为社会作出贡献去回报他们对我的教导。希望每个人都和我一样，通过做毕业设计，能够学到很多的知识与道理，大家都能用一颗热诚的心去投身未来的工作，报效祖国、父母、老师。在本文结束之际，特向我敬爱的导师和机电工程学院所有老师致以最崇高的敬礼和深深的感谢！主要参考文献:1.廖常初，PLC基础及应用。北京：电子工业出版社，20042.储云峰，西门子电气可编程序控制器原理及应用。常州：电子工业出版社，20023. 汪巍，汪小凤.基于PLC的气动机械手研究.辽宁工程技术大学学报，2005，4(12)：97984.丁筱玲，赵立新. PLC在机械手控制系统上的应用.山东农业大学学报，2006，37(1)：1051085. 周万珍，高鸿宾，PLC分析与设计应用。上海：电子工业出版社，2003