运料小车的自动控制系统课程设计.pdf
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1、皖西学院 课程设计报告书 系别 :机械与电子工程学院 专业 :电气工程及其自动化 学 生 姓 名:郑杰 学号: 2008011216 课程设计题目: 运料小车的自动控制系统 起 迄 日 期 :11月 01日 11月 15日 指 导 教 师 :卢承领 设计任务完成日期: 2018年 11月 15 日 2 / 30 摘要 在中国,运料小车半自动化控制前景美好,在许多公司的装配车间得到广泛的 运用。随着科技的发展,技术的不断更新,使得工业生产趋向于半自动化、自动 化、无人工厂的方向发展,其中 PLC 技术的运用成为自动化技术的主流之一。 本次课程设计中,运料小车的 plc 控制系统,它的控制过程属于
2、双向控制,运 料小车由一台三相异步电动机拖动,电机正转,小车向右行,电机反转,小车向左 行,在每一个停靠点安装一个行程开关以监视小车是否到达该站点。该课程的运料 小车控制系统利用三菱公司生产的 FX系列 20 点的可编程序控制器运行主要的控制 装置,编写软件指令来实现其具体的控制要求,在设计程序部分利用了PLC的辅助 继电器来实现控制具有互锁的功能,在工作台上的工人通过请示按钮达到实现控制 小车的运行方向。 该控制系统用于柔性制造系统中物料小车的自动控制、自动化仓库中物件存取 小车的自动控制等,该控制系统价格低廉,体积小,能够安全可靠的进行生产,而 且效率高,灵活性强,能够很好的适应变化和纠正
3、错误,运行速度快,易管理。 关键词:半自动化、可编程序控制器、辅助继电器、PLC 技术 3 / 30 目录 第一章 PLC 的结构、工作原理及系统控制4 1.1 PLC 的结构 4 1.2 PLC 的工作原理5 第二章 1PLC的编辑语言6 2.1 PLC 梯形图 6 2.2 助记符语言6 2.3 PLC 控制系统的构成、设计原理及步骤7 2.4 PLC 的应用领域8 2.5 PLC 的特点 9 第三章基本控制要求9 3.1 运料小车控制的结构及要求9 3.2 PLC 机型的选择12 3.3 电源的选择12 3.4 存储器的选择12 3.5 经济性的考虑12 3.6 输入输出的选择13 第四章
4、软件控制设计18 4.1 系统功能图18 4.2 梯形图程序19 第五章调试28 5.1 硬件调试 28 5.2 软件调试28 5.3 运行调试28 参考文献29 致谢 30 4 / 30 第一章 PLC的结构、工作原理及系统控制 1.1PLC的结构 PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算 机相同。根据结构形式的不同,PLC 的基本结构分为整体式和模块式结构两 类。 整体式结构的 PLC由中央处理器 开关量逻辑控制 取代传统的继电器控制电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于控制单 台设备,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、 组合机床、磨床、
5、包装生产线、电镀流水线等。 (2工业过程控制 在工业生产过程当中,存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续 9 / 30 变化的量 (即模拟量 ,PLC 采用相应的 A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法 程序来处理模拟量,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的 一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛 的应用。 (3运动控制 PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块, 如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块,广泛用于各种机 械、机床、机器人、电梯等场合。 (4数据处理 PLC 具有数学运算 (含矩阵运
6、算、函数运算、逻辑运算、数据传送、数据转 换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。数据处 理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 (5通信及联网 PLC 通信包括 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化 网络的发展,现在的 PLC 都具有通信接口,通信非常方便。 但是,可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用,在实际应用时,其 硬件需根据实际需要进行选用配置,其软件需根据控制要求进行设计编制。 2.5PLC的特点 PLC 之所以越来越受到控制界人士的重视,是和它的优点分不开的: 1功能齐全,它的适用性极强,几乎所有的控制要求,它
7、均能满足; 2应用灵活,其标准的积木式硬件结构,以及模块化的软件设计,使得它 不仅可以适应大小不同、功能繁复的控制要求,而且可以适应各种工艺流程变 更较多的场合。 3操作方便,维修容易,稳定可靠。尽管PLC 有各种型号,但都可以适应恶 劣的工业应用环境,耐热、防潮、抗震等性能也很好,一般平均无故障率可达 几万小时。 第三章基本控制要求 料车采用半自动化管理,每个装配点都有一名工人,当装配点需料时按下 “需料按钮”,料车将会驶往该点,料车在该装配点停留一段时间供该点下 料,下料时间到后料车即可响应其他装配点的需料请求,一料车可供各个装配 点使用若干次;当某装配点发现料车无料时按下“上料按钮”,料
8、车即驶往该 点上料。 3.1 运料小车控制的结构及要求 10 / 30 设备工作描述 1. 初始状态 系统电源连接后料车自动驶往上料点F 上料。 2. 上料 料车行驶 SQ0 ,SQ0受压闭合,料车停止装料,装料时间15s, 装料时候到则 料车请求可用,指示灯HL亮,可以相应A.B,C 点的需料请求信号,注意:料车 在 SQ0位置上不停,料车驶过一段时间才停止。 3B点下料配制 当 B 点的需料请求被响应,料撤驶往B 点,料车过 SQ2,SQ2受压闭合,料 车停止下料,下料时间10s. 下料时间到请求可用。指示灯亮,可以响应A 点和 C点需料请求信号,注意。料车行驶SQ2后行驶一段时间后才停止
9、。 4.A 点下料配制 当 A 点的需料请求被响应,料车驶往A点,料车过 SQ1 ,SQ1受压闭合,料 车停止下料,下料时间10S,下料时间到请求可用。指示灯亮,可以响应B,C 点需料请求信号,注意:料车行驶SQ1后行驶一段时间后才停止。 5.C 点下料配制 11 / 30 当 C点的需求请求被响应,料车驶往C点。料车过 SQ3 ,SQ3受压闭合,料 车停止下料,下料时间10s, 下料时间到请求可用。指示灯亮,可以响应A,B 点 需料请求信号,注意:料车行驶SQ3后行驶一段时间后才停止。 6.A 点需料请求 料车可用时,并且没有停止A点,按下 SB1,料车从 B,C,F 点驶往 A点 7.B
10、点需料请求点, 料车可用时,并且没有停止B点,按下 SB2 ,料车从 A,C,F 点驶往 B点。 8.C 点需料请求 料车可用时,并且没有停止C点,按下 SB3 ,料车从 A,B,F 点驶往 C点。 9.A 点上料请求 料车停在 A点时,在料车下料的10S内按下 SB1 ,料车从 A点驶往 F点。 10 B点上料请求 料车停在 B点时,在料车下料的10S内按下 SB2 ,料车从 B点驶往 F点。 11。C点上料请求 料车停在 C点时。在料车下料的10S内按下 SB3 ,料车从 C点驶往 F点。 12料车请求可用指示 料车在上料点完成上料,在下料点完成下料后,料车请求可用,指示灯HL 亮,上料,
11、下料,下料和行驶中料车请求可用,指示灯灭,。 13右行 接通交流接触器 KM2线圈,控制电机 M正转,小车右行 14左行 接通交流接触器 KM2线圈,控制电机 M反转,小车左行。 15料车停止 采用反接制动,反接制动时间为1S。 设备工作过程是:系统上电后料车自动行驶往上料点F,SQ0受压,料车反 接制动停止, 15s 后上料完成,指示灯HL亮,表示可以请求料车下料。 装载满料的小车, ABC三点都可以请求料车,按下对应点的需料请求按钮料 车即驶往该点,以B点为例说明,当HL指示灯亮时,按下SB2按钮料车驶往 B 点,同时料车请求不可用,指示灯HL灭,SQ2受压后料车反接制动停止在B 点 开始
12、下料。 10S后下料完成。指示灯HL可以响应其他点需料请求。 料车响应了装配点的需求请求下完料后仍可响应其它的需料请求,直到料 12 / 30 车内的料用完。例如在B点下料完成后,指示灯HL亮。此时如果在A点的 SB1 按下发需求请求,料车将驶向A点,如果 C点按下 SB3 ,料车将驶向 C点。 当一装配点发现料车无料了,在料车停在该点时,在料车下料的10S 内按 下上料请求按钮,则料车上料。以B 点为例,当料车停在B,操作员发现料车 无料,在 10S 内按下 SB2 ,料车驶往F 点上料,注意每个点的需求请求按钮和 上料按钮是同一个按钮。 3.2 PLC 机型的选择 PLC按结构分为整体型和
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