自动送料装车系统PLC控制方案设计范文.doc

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专科毕业论文

题目：自动送料装车系统PLC控制设计

完成期限：1月8日 至 4月20日

学习中心：嘉兴
专业名称：电气自动化技术
学生姓名：胡建昌
学生学号：0
指导老师：黄凯

自动送料装车系统PLC控制设计

第一章 PLC控制系统原理设计和分析
1.1设计要求
（1）要求料仓中有料：即： 当 S1=ON 时，装料阀 K1 关闭； 当 S1=OFF 时，延时 2S，装料阀 K1 打开；
（2）装车系统：
A.开启系统 I0，此时，绿灯亮表示许可进车，当车到位后即（I3=1），绿灯灭，红灯亮。假如车满（实际是称重量信号）S2=ON（表示车满）不装。绿灯亮，红灯灭，车开走。假如车满信号 S2=OFF（表示车不满）装料开始：绿灯灭，红灯亮，皮带M3开启，2秒后皮带M2开启，2秒后皮带M1开启，2秒后下料阀K2开启，装车。车满后S2=ON，绿灯灭，红灯亮，同时K2停，2秒后皮带M1停，2秒后皮带M2停，2秒后皮带M3停，同时绿灯亮许可车开走，此时S2=OFF，I3=0，进入下一辆车，反复循环。
B.系统停止I4：任何情况下全停。
特殊情况：装车过程中，车到位信号消失（即：I3=0）系统停止。

1.2控制原理
在自动生产线中，刚开始红灯L1灭，绿灯L2亮，表明许可进车装料。这时，出料阀门K2关闭，电动机M1、M2、M3均处于停止状态。
装车过程中，当汽车开进到装料位置后，限位开关S2为ON，红色信号灯L1亮，绿色信号灯灭，同时电动机M3和进料阀门K1开始工作，2S后开启电动机M2，在经过2S后开启电动机M1，在经过2S后才打开出料阀门K2，物料经料斗出料，物料经过传送带传送装入汽车。
当车装满了时，限位开关S2动作，K2使料斗关闭，2S后停止电动机M2，再经过2S后停止电动机M1，M3和K1在M2停止2S后停止，同时红灯L1灭，绿灯L2亮，表明汽车能够开走。
完成该过程后，能够继续等候下一次循环，或关闭生产线。另外在运行过程中假如有一处出现故障，用开关I3立即关闭系统。
1.3元素定义

I0.0 检测小车是否抵达、开启 Q0.0 电动机 M3
I0.1 称重按钮 Q0.1 电动机 M2
I0.2 检测料是否已满 Q0.2 电动机 M1
I0.3 停止按钮 Q0.3 进料 K1
Q0.4 进料 K2
Q0.5 红灯 L1
Q0.6 绿灯 L2

第二章.PLC控制系统原理结构分析
2.1结构框图
电气原理图是用来表明设备电气工作原理及各电器元件作用，相互之间关系一个表示方法。利用电气原理图方法和技巧，对于分析电气线路，排除机床电路故障是十分有益。电气原理图通常由主电路、控制电路、保护、配电电路等几部分组成.

2.11自动送料装车控制系统原理图

2.12自动送料装车控制系统操作面板以下

第三章：PLC控制系统
3.1 PLC选型
选择PLC容量。首先要对控制任务进行具体分析，把全部I/O点找出来，包含开关量I/O和模拟量I/O和这些I/O点性质。I/O点性质关键指它们信号类型，电压，输出类型。确定控制系统输出点类型，交流220V接触器、电磁阀，指示灯只留24V，选择PLC输出点数大于实际点数。因为PLC输出点通常是多个一组公用一个公共端，这一组输出只能有一个电源种类和等级。所以一旦它们被交流220V点负载使用，则直流24V负载只能使用其它组输出端了。这么有可能造成输出点数浪费，增加成本。所以要选择相相同级和种类负载，比如使用交流220V指示灯等。继电器输出PLC使用最多，但对于要求高速输出情况，比如运动控制高速脉冲输出，就要使用五触电晶体管输出PLC了。

3.2 I/O地址分配
（1）输入I口
I0.0 开启按钮
I0.1 汽车料满限位开关 S2
I0.2 料斗料满限位开关 S1
I0.3 停止按钮
（2）输出Q口
Q0.0 电动机 M3
Q0.1 电动机 M2
Q0.2 电动机 M1
Q0.3 进料 K1
Q0.4 送料 K2
Q0.5 红灯 L1
Q0.6 绿灯 L2

在编程语言上，用梯形图编程还是用语句表编程或使用功效图编程，这关键取决于以下几点：
（1）PLC使用梯形图编程不方便则可用语句表编程；单梯形图总比语句表直观。
（2）经验丰富人员可用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样。
（3）假如是清楚单次序、选择次序或并发次序控制任务，则最好是用功效图来设计程序。

第四章 程序设计
4.1初始状态
红灯L1灭，绿灯L2亮，表明许可进车开进料。电动机M1、M2、M3皆为OFF。
4.2装车系统
4.2.1 进料
如料斗中不满（S1为OFF时），2秒后K1指示灯亮，表示进料；当料满（S1为ON时）终止进料，S1指示灯亮。
4.2.2 装车
当汽车开到装车位置红灯亮，绿灯灭，同时开启M3,2秒后开启M2，再经过2秒后开启M1，再经过2秒后K2指示灯亮，表示打开料斗。当车满时K2指示灯灭，2秒后M1停止，再经过2秒M2停止，再2秒M3停止，同时红灯灭，绿灯亮，表示汽车能够开走。汽车离开，则S1为OFF状态，S2也为OFF状态。

4.3 停机控制系统
按下停止按钮I0.1整个系统终止运行。
4.4 程序设计梯形图

4.5 程序说明
开启
优异行系统初始化，绿灯亮，红灯灭表示车正在开来，按下I0.0是中间继电器M0.0得电，同时进料口K1打开，开始进料，M0.0使红灯亮，M3开启，开启T37定时器开始2秒定时，抵达2秒时，M2开启，同时T38开始定2秒定时，T38定时时间到，M1开启，T39开始定时，2秒后，T39常开点闭合，常闭点断开，料斗被打开，开始往车中送料。
当料斗料满限位开关S1工作，I0.1为1常开闭合，K1终止进料，指示灯熄灭。
当汽车被装满时装料料满限位开关S2触点常闭点断开K2失电，指示灯熄灭，定时器T40开始定时，设定时间为2秒，抵达2秒后，T40触电断开M1停止运行，同时定时器T41开始了2秒定时，当定时器T412 秒时间到时，使M2停止、定时器T42开始定时，2秒后M3停止运行、红灯灭绿灯亮表示汽车已装满能够开走。此时S2为OFF，进入下一辆车，反复循环。

停止
在任意时刻按下停止按钮I0.3，全部触电均复位，系统停止运行。
第五章 系统调试
系统调试分为模拟调试和联机调试。
硬件部分模拟调试可在断开主电路情况下，关键试一试手动控制部分是否正确。
软件部分模拟调试可借助于模拟开关和PLC输出端输出指示灯进行；需要模拟信号I/0时，用电位器和万用表配合进行。调试时，利用上述外围设备模拟多种现场开关和传感起状态，观察PLC输出逻辑是否正确。假如有错误则修改后反复调试。在PLC主流产品全部可在PC机上编程，并可在电脑上直接进行模拟调试。
联机调试时，把编程好程序下载到现场PLC中。PLC可能只有这一台，这时就要把PLC安装到控制柜对应位置上。调试时一定要先将主电路断电，只需对控制电路进行调试经过现场联调信号接入常常还会发觉软硬件中问题，有时厂家还要对一些控制功效进行改善，要经过反复测试系统后，才交付使用。

心得
经过这次设计，基础掌握了PLC相关知识，了解了PLC选型。并学会了使用和查阅多种设计资料、手册等，处理PLC控制相关问题。不过，因为我能力有限对自动送料装置整体设计和PLC控制做了了解，但对料斗容量，减速机选择等均没有做研究，还有深入完善必需。
在设计过程中，因为对自动送料装置缺乏全方面了解，缺乏实际生产经验，造成在设计中碰到了很多问题。不过经过请教有经验同学和翻阅相关资料、查工具书，处理了设计过程中一个又一个问题。同时，也锻炼了我动手能力。
最终，经过这次毕业设计培养了我们设计能力和全方面考虑问题能力。学习过程是痛苦不过收获成功喜悦更是让人激动。相信经过这次毕业设计它对我以后学习及工作全部会产生主动影响。

参考文件
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[2] 廖常初.PLC基础及应用.北京：机械工业出版社，
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[4] 储云峰．西门子电气可编程序控制器原理及应用.北京：机械工业出版社，
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