运料小车的PLC控制.doc

毕业论文

设计（论文）题目：运料小车的PLC控制
专 业 班 级： 机电093
学 生 姓 名： 张富强
指 导 教 师： 彭伦天、陈建国
设 计 时 间： 2012年5月

重庆工程职业技术学院
19

重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）任务书

任务下达日期：2012年5月3日
设计（论文）题目：运料小车的PLC控制
设计（论文）主要内容和要求：

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。
关键词：可编程控制器 自动化 辅助继电器

教研室主任签字： 指导教师签字：
年 月 日 年 月 日

目录
第一章PLC与课程设计
1.1 PLC的基本概念……………………………1
1.2 PLC的发展…………………………………1
第二章 控制要求
2.1 基本控制要求……………………………2
2.2 运了小车控制的结构及要求……………3
第三章 硬件设计
3.1 PLC机型的选择…………………………5
3.2 输入输出的选择…………………………6
3.3 主电路图…………………………………7
第四章 软件控制设计
　　　4.1 梯形图程序………………………………8
4.2语句表指令………………………………14
第五章 调试
5.1硬件调试…………………………………16
5.2 软件调试…………………………………16
5.3运行调试…………………………………17
参考文献……………………………………………17
后记…………………………………………………18

第一章 PLC与课程设计
首先介绍一下可编程控制器（PLC）和PLC控制系统的基本知识，包括PLC的产生和发展、特点、技术指标、基本结构、工作原理及PLC控制系统等相关知识。

1.1 PLC的基本概念

可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC

1.2 PLC的发展

PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。
目前，世界上有200多个厂家生产PLC，较有名的：美国：AB通用电气、莫迪康公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德国：西门子公司；法国：TE 施耐德公司；韩国：三星、LG公司等。

PLC发展动向

（1）. 产品规模向大、小两个方向发展
大： I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描 速度高速化。小： 由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。
（2）. PLC在闭环过程控制中应用日益广泛
（3）. 不断加强通讯功能
（4）. 新器件和模块不断推出
高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。
（5). 编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化
有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统。
（6）. 发展容错技术
采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。
（7）.追求软硬件的标准化。

第二章 控制要求

2.1 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”，料车即驶往该点上料。

2.2 运了小车控制的结构及要求

设备组成

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。
3．B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。
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
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，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KM1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。
第三章 硬件设计
3.1 PLC机型的选择
PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。本课程设计选用FX2n-20MR-001型可编程控制器。
3.2输入输出的选择
通过对各个输入，输出的工作环境和用途的分析确定各个低压电器的型号为
料车正反转的接触器选型为电磁线圈
料车上料与下料的接触器选型为电磁阀
料车自动停止的开关选型为限位开关。
料车正反转开关选型为按钮

I/O对照表及接线图
输入
输出
名称
代号
PLC输入端子编号
名称
代号
PLC输出端子编号
限位开关
SQ0
X000
左行线圈
KM2
Y000
上、下料按钮
SB1
X007
右行线圈
KM1
Y001
上、下料按钮
SB2
X010
上料电磁阀
YV1
Y002
上、下料按钮
SB3
X011
下料电磁阀
YV2
Y003
限位开关
SQ1
X004
请求上、下料灯
HL
Y004
限位开关
SQ2
X005

限位开关
SQ3
X006

3.3主电路图

左行右行主电路图

第四章 软件控制设计

4.1梯形图程序

4.2语句指令表

第五章 调试
5.1硬件调试
接通电源，检查可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。
5.2 软件调试
按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器ROM，进行下一步的调试。

5.3运行调试
在硬件与软件调试正确的基础上，打开可编程控制器的“RUN”开关进行调试；观察运行的情况是否正确，以确定PLC的控制系统设计符合要求。

参考文献
[1] 廖常初. PLC基础及应用第二版. 北京：机械工业出版社，2008.
[2] 现代电气控制与PLC技术 2008
[3] 图解PLC与电气控制入门 2008
[4] 机电控制工程 2008
[5] 机电一体化系统设计 2008

后记
本次的论文是在搜集了很多资料下完成的。
我在这次写毕业论文中，学会了怎么去发现问题，解决问题。遇到不明白的问题都会去寻找相关资料。从中学到到了很多知识。
在独立完成论文设计的基础上，我对课本中的知识理会的更加深刻，也让我了解到关于PLC设计原理，有许多设计理念来源于实际，从中找出最合适的方法。
从这次论文设计的制作过程中，让我深切的理会到想要在激烈的社会竞争中占领自己的一席之地，必须要把自己的闪光点，发挥出来，并不断的改正自己的缺点，完善自我的能力，以更好的一面去面对社会。在以后的学习工作中，我会虚心的接受师傅们对我的教导，好好的工作，发扬大学生吃苦耐劳的精神。