基于.PLC地自动送料小车控制设计.doc
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1、 江苏城市职业学院江苏城市职业学院毕毕 业业 设设 计(论计(论 文)文)论文题目论文题目: 基于基于 PLCPLC 的自动送料小车控制设计的自动送料小车控制设计 所属系部:所属系部: 指导老师:指导老师: 职职 称称: 学生姓名:学生姓名: 学学 号号: : 专专 业:业: 江苏城市职业学院制江苏城市职业学院制摘摘 要要可编程序控制器(Programmable controller)简称 PLC,由于 PLC 的可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单,所以 PLC 的应用领域在迅速扩大。近几年来,PLC 的成本下降,功能又不段增强,所以,目前 PLC 在国内外已被广泛应用于各个
2、行业。本设计是实现手动进给和自动转换车,改变过去简单手动进给车,减少人工,提高生产效率,实现自动化生产! 关键词:关键词:PLC;送料小车;控制;程序设计目目 录录前前 言言 .1 1第一章第一章 控制系统介绍和控制过程要求控制系统介绍和控制过程要求 .2 21.1 控制系统在送料小车中的作用与地位21.2 控制系统介绍2第二章第二章 送料小车系统方案的选择送料小车系统方案的选择 .4 42.1 可编程控制器 PLC 的优点 42.2 小车送料系统方案的选择5第三章第三章 STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32 编程软件介绍及功能编程软件介绍及功能.6 63.1
3、STEP7-Micro/WIN32 编程软件介绍63.2、基本功能 63.3、其他功能 6第四章第四章 基于基于 PLCPLC 的送料小车接线图及梯形图的送料小车接线图及梯形图 .9 94.2 PLC 端子接线图 104.3 梯形图分段设计 124.4 程序运行原理说明调试与完善 164.5 系统总梯形图设计 174.64.6 小车程序设计小车程序设计 .2222结结 论论 .2727谢谢 辞辞 .2828参考文献参考文献 .2929前前 言言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、汽车制造等。PLC 以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质
4、量轻、功能强和价格低廉等特点 ,在机械制造、冶金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。从送料小车的工艺流程来看,其控制系统属于自动控制与手动控制相结合的系统,因此,此送料小车电气控制系统设计具有手动和自动两种工作方式。我在程序设计上采用了模块化的设计方法,这样就省去了工作方式程序之间复杂的联锁关系,从而在设计和修改任何一种工作方式的程序时,不会对其它工作方式的程序造成影响,使得程序的设计、修改和故障查找工作大为简化。第一章第一章控制系统介绍和控制过程要求控制系统介绍和控制过程要求1.11.1 控制系统在送料小车中的作用与地位控制系统在送料小车中的作用与地位控制系统是整个
5、生产线的灵魂,整个生产线发挥指挥作用。 一旦控制系统故障,灯光对生产线的影响继续,在严重的情况下甚至人身安全事故,这将给企业造成重大损失。送料小车是基于 PLC 控制系统来设计的,控制系统的每一步动作都直接作用于送料小车的运行,因此,送料小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。送料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。1.21.2 控制系统介绍控制系统介绍图 1-1 送料小车本控制系统只要是用于控制送料小车的自动送料。它既能减轻人的劳动强度又能自动准确到达人不能达到或很难到达的预定位置。如图 1-1,推车机可以沿轨道上下移动,到达预定位置。推车机上是一个小型泵站,通过
6、控制电磁阀换向,使两油缸伸出、缩回,顶出送料小车,再由各个仓位控制要料。用 PLC 对送料小车实现控制,其具体要求如下:(1) 送料小车 1 动作要求:送料小车负责向四个料仓送料,送料路上从左向右共有 4 个料仓(位置开关 SQ1,SQ2,SQ3,SQ4)分别受 PLC 的I0.0,I0.1,I0.2,I0.3 检测,当信号状态为 1 是,说明运料小车到达该位置。小车行走受两个信号的驱动,Q0.4 驱动小车左行,Q0.5 驱动小车右行。料仓要料由 4 个手动按钮(SB1,SB2,SB3,SB4)发出(对应于 PLC 为I0.4,I0.5,I0.6,I0.7)按钮发出信号其相应指示灯就亮(HL1
7、-HL4) ,指示灯受 PLC 的 Q0.0-Q0.3 控制。送料小车 2 动作要求:送料小车负责向四个料仓送料,送料路上从左向右共有 4 个料仓(位置开关 SQ11,SQ12,SQ13,SQ14)分别受 PLC 的I1.0,I1.1,I1.2,I1.3 检测,当信号状态为 1 是,说明运料小车到达该位置。小车行走受两个信号的驱动,Q1.5 驱动小车左行,Q1.4 驱动小车右行。料仓要料由 4 个手动按钮(SB11,SB12,SB13,SB14)发出(对应于 PLC 为I1.4,I1.5,I1.6,I1.7)按钮发出信号其相应指示灯就亮(HL11-HL14) ,指示灯受 PLC 的 Q1.0-
8、Q1.3 控制。(2)运料小车行走条件:运料小车右行条件:小车在 1,2,3 号仓位,4 号仓要料;小车在 1,2 号仓位,3 号仓要料;小车在 1 号仓位,2 号仓要料。运料小车左行条件:小车在 4,3,2,0 号仓位,1 号仓要料;小车在4,3,0 号仓位,2 号仓要料;小车在 4,0 号仓位,3 号仓要料;小车在 0 位,4 号仓位要料。运料小车停止条件:要料仓位与小车的车位相同时,应该是小车的停止条件。运料小车的互锁条件:小车右行时不允许左行启动,同样小车左行时也不允许右行启动。第二章送料小车系统方案的选择第二章送料小车系统方案的选择2.12.1 可编程控制器可编程控制器 PLCPLC
9、 的优点的优点可编程控制器 PLC 对用户来说,是一个非接触式的装置,改变程序可以改变生产过程。 目前,可编程控制器已成为工厂自动化的强大工具,已被广泛应用。 可编程控制器是一种面向用户的特殊工业控制计算机,具有很多明显的特点。1. 可靠性高,抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。2. 配套齐全,功能完善,适用性强PLC 发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力,可用
10、于各种数字控制领域。3. 系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造PLC 用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。4. 体积小,重量轻,能耗低以超小型 PLC 为例,新近出产的品种底部尺寸小于 100 mm,重量小于 150 g,功耗仅数瓦。由于体积小,很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。2.22.2 小车送料系统方案的选择小车送料系统方案的选择实现小车送料系统控制有很多方法来实现,可以用单片机、可编程控制器PLC 等元器件来实现。而从上述第一节对 PLC 的特点了解可知,PLC 具有很多优点,因此我
11、们归纳出:可编程控制器 PLC 具有很高的可靠性,通常的平均无故障时间都在 30 万小时以上;安装,操作和维护也较容易;编程简单,PLC 的基本指令不多,编程器使用比较方便,程序设计和产品调试周期短,具有很好的经济效益。因此,最终我选择了用可编程控制器 PLC 来实现送料小车系统的控制,完成本次的设计题目。第三章第三章 STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32 编程软件介绍及功能编程软件介绍及功能3.13.1 STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32 编程软件介绍编程软件介绍STEP7-Micro/WIN32 是西门子公司专为 SIMAT
12、IC S7-200 系列可编程序控制器研制开发的编程软件,它是基于 Windows 的应用软件,功能强大,既可用于开发用户程序,又可实时监控用户程序的执行状态。下面将介绍该软件的安装、基本功能以及如何应用编程软件进行编程、调试和运行监控等内容。3.23.2、基本功能、基本功能STEP7-Micro/WIN32 编程软件的基本功能是协助用户完成应用软件的开发,其主要实现以下功能。(1)在脱机(离线)方式下创建用户程序,修改和编辑原有的用户程序。在脱机方式时,计算机与 PLC 断开连接,此时能完成大部分的基本功能,如编程、编译、调试和系统组态等。(2)在联机(在线)方式下可以对与计算机建立通信关系
13、的 PLC 直接进行各种操作,如上载、下载用户程序和组态数据等。(3)对用户程序进行文档管理,加密处理等。(4)设置 PLC 的工作方式、参数和运行监控等。3.33.3、其他功能、其他功能 (1)运动控制 S7-200 提供有开环运动控制的三种方式: 脉宽调制(PWM)-内置于 S7-200,用于速度、位置或占空比控制。 脉冲串输出(PTO)-内置于 S7-200,用于速度和位置控制。 EM253 位控模块-用于速度和位置控制的附加模块。 (2)创建调制解调模块程序使用 EM241 调制解调模块可以将 S7-200 直接连到一个模拟电话线上,并且支持 S7-200 与 STEP 7-Micro
14、/WIN 的通讯。该调制解调模块还支持 Modbus从站 RTU 协议,该模块与 S7-200 之间的通讯通过扩展 I/O 总线实现。STEP 7-Micro/WIN 提供一个调制解调扩展向导,它可以帮助您设置一个远端的调制解调器,或者设置将 S7-200 连向远端设备的调制解调模块。(3)USS 协议库STEP 7-Micro/WIN 指令库,该指令库包括预先组态好的子程序和中断程序,这些子程序和中断程序都是专门为通过 USS 协议与驱动通讯而设计的。通过USS 指令,您可以控制这个物理驱动,并读/写驱动参数。(4)Modbus 从站协议指令STEP 7-Micro/WIN 指令库包含有专门
15、为 Modbus 通讯设计的预先定义的子程序和中断服务程序,使得与 Modbus 主站的通讯简单易行。使用 Modbus 从站协议指令,您可以将 S7-200 组态作为 Modbus RTU 从站,与 Modbus 主站通讯。可以在 STEP 7-Micro/WIN 指令树的库文件夹中找到这些指令。通过这些新指令,可以将 S7-200 作为 Modbus 从站。(5)使用配方STEP 7-Micro/Win 软件中提供了配方向导程序来帮助您组织配方和定义配方。配方存在存储卡中,而不是 PLC 中。(6)使用数据归档STEP 7-Micro/Win 提供数据归档向导,将过程测量数据存入存储卡中。
16、将过程数据移入存储卡可以节省 V 存储区的地址空间,否则这些数据将储存在 V存储区中。(7)PID 自整定和 PID 整定控制面板S7-200PLC 已经支持 PID 自整定功能,STEP 7-Micro/WIN 中也添加了 PID整定控制面板。这就大大增强了 S7-200PLC 的功能,并且使这一功能的使用变得更加容易。第四章基于第四章基于 PLCPLC 的送料小车接线图及梯形图的送料小车接线图及梯形图4.14.1 送料小车送料小车 PLCPLC 的的 I/OI/O 分配表分配表根据控制要求,PLC 控制送料小车的输入输出(I0)地址编排如下表所示,其中 SB5 为启动开关,为 SB6 停止
17、开关,SA6、SA7 为手动连续选择开关,SA1、SA2 为上下、左右转换开关,SA3、SA4、SA5 为油缸单动联动转换开关。Q0.0-Q0.3 和 Q1.0-Q1.3 控制 8 个要料指示灯,Q0.4-Q0.5 和 Q1.4-Q1.5 控制小车 1、2 左行右行,Q0.6-Q0.7 和 Q1.6-Q1.7。如表 4-1 所示:4-1 I/O 分配表输入点分配输出点分配输入接点输入开关名称输出接口驱动设备I0.0-I0.3小车 1 行程开关(SQ1-SQ4)Q0.0-Q0.3小车 1 要料指示灯(HL1-HL4)I0.4-I0.7小车 1 控制按钮(SB1-SB4)Q0.4-Q0.5小车 1
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