《自动卸料爬斗的PLC控制设》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动卸料爬斗的PLC控制设（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 X X 学 院 课程设计题题 目：目：可编程序控制器原理及应用可编程序控制器原理及应用院院 系：系：机械学院机械学院专专 业：业：机械制造及其自动化机械制造及其自动化姓姓 名：名： 学学 号：号： 学习年限：学习年限： 指导教师：指导教师： 2011 年 1 月 3 日自动卸料爬斗的自动卸料爬斗的 PLCPLC 控制设计任务控制设计任务一、概述一、概述有一物料传送系统如下图所示，能够将传送带送过来的物料提升到一定的高度，并自动翻斗卸料，爬斗由电动机 m1 拖动，将物料提升到上限后，由小车电磁阀 YV 控制自动翻斗卸料,卸料 10 秒，随后反向下降，到达下限 sq2 位置，停留 20s。料斗下
2、落到 sq2 位置时，同时启动由电动机 m2 拖动的皮带运输机，向料斗加料，加料工作在 20 s 内完成。20 s 后，皮带运输机自动停止工作，料斗又自动上升，如此不断地循环。爬斗送料卸料示意图二、设计任务和要求二、设计任务和要求设计上料爬斗 PLC 自动控制装置，该装置满足以下要求： 设置单动、连续两个开关，可以使该装置实现单步运行或自动循环两种工作方式。自动循环工作方式时，爬斗应从原位（SQ2）处开始，按照皮带运输机起动工作 20s 后爬斗上升SQ1 动作自动翻斗动作 10s爬斗下降SQ2 动作皮带运输机起动顺序连续工作。按下停止按钮时，料斗立即停止。单步运行工作方式时，爬斗按照装料、上升
3、、卸料、下降四个动作工作，每按一次单步开关，爬斗执行一个动作，且应在每个动作完成之后自动复位。有特定的信号指示灯指示爬斗工作在何种状态。 要有必要的电气保护和互锁关联。学生姓名： 指导教师： 摘 要：上料爬斗是焦化厂及其他工业运料的主要设备之一，广泛应用于冶金、有色金属、煤矿、等行业。早期上料爬斗电气控制系统多为“继电器接触器”组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。而现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备采用 PLC、变频器、人机界面自动化器件来控制,因此自动化程度越来越高. 电器控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不
4、断提出新的要求而得到迅速发展的。plc 控制能降低人工劳动强度，改善工作环境，减少人身伤害；提高工作效率，降低运行成本，提高管理水平. 它能使整个系统具有连线简单，控制速度快，精度高，稳定性、可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便等优点。西门子 S7-200 型 PLC 即可上述实现题目控制要求。关键词：PLC、西门子、S7-200、上料爬斗、自动化目 录1 1 绪论绪论1.1 PLC 的定义1.2 PLC 的特点1.3 PLC 的发展趋势2 2 对控制对象的分析对控制对象的分析2.1 方案的初步设定2.2 方案采用的指令3 3 控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置3.1 PLC 的机型选择
5、3.2 电机 M1 的正反转控制和电机 M2 的控制主电路图3.3 各开关按钮的选择3.4 小车自带电磁阀的选择4 4 控制系统的软件配置控制系统的软件配置4.1 I/0 分配表及接线图4.2 顺序功能图4.3 梯形图 5 5 输入程序并调试输入程序并调试结束语结束语参考文献参考文献1 1 绪论绪论在自动化生产线上，有些机械需要按一定的顺序且实现自动往返运动，并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留，以满足生产工艺要求。用 PLC 实现运料小车自动往返顺序控制，不仅具有程序设计简单、方便、可靠性高等特点，而且程序设计方法多样，便于不同层次设计人员的理解和掌握。1.11.1 PLCPLC 的定义
6、的定义可编程控制器的定义可编程控制器，简称 PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。1.21.2 PLCPLC 的特点的特点1.2.11.2.1 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性高，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。例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均无故障工作时间则更长。从 PLC 的机外电路来说，使用 PLC 构成控制系统
7、，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。1.2.21.2.2配套齐全，功能完善适用性强。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，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。1.2.31.2.3 系统的设计、建造工作量小，
8、维护方便，容易改造系统的设计、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。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。1.31.3 PLCPLC 的发展趋势：的发展趋势：1.3.11.3.1 向高速度、大容量方向发展向高速度、大容量方向发展 为了提高 PLC 的处理能力，要求 PLC 具有更好的响应速度和更大的存储量 。 目前，有的 PLC 的扫描速度可达 0.1ms/k 步左右。PLC 的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。 在存储容量方面
9、，有的 PLC 最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。1.3.21.3.2 向超大型、超小型两个方向发展向超大型、超小型两个方向发展 当前中小型 PLC 比较多，为了适应市场的多种需要，今后 PLC 要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有 I/O 点数达 14336点的超大型 PLC，其使用 32 位微处理器，多 CPU 并行工作和大容量存储器，功能强。小型 PLC 由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活。1.3.31.3.3 PLCPLC 大力开发智能模块，加强联网通信能力大力开发智能模块，加强联网通信能力 为满足各种自动化控
10、制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程 I/O 模块、通信和人机接口模块等。这些带 CPU 和存储器的智能 I/O 模块，既扩展了 PLC 功能，又使用灵活方便，扩大了 PLC 应用范围。 2 2 对控制对象的分析对控制对象的分析2.12.1 方案的初步设定方案的初步设定通过对设计任务和要求进行分析，该控制系统需要输入 5 点：一个单步开关（初步设定为 SB2） 、一个连续开关（初步设定为 SB3） 、两个行程开关（上限行程开关 SQ1 和下限行程开关 SQ2） 、一个停止按钮（初步设定为 SB1） 。输出 5点：PLC 运行指示灯（初步设定为 L1）
11、、控制电机 M2 接触器（初步设定为KM3）和皮带运输机指示灯（初步设定为 L2） 、卸料电磁阀（初步设定为 YV） 、控制 M1 正转接触器 KM1（初步设定为 KM1）和料斗上升指示灯（初步设定为L3） 、控制 M1 反转接触器（初步设定为 KM2） 。料斗上/下的控制可由三相异步电机 M1 的正反转来拖动，且 SQ1、SQ2 即为电机自动正、反转的开关，电机正转延迟时间设定为爬斗装料时间即皮带运输机工作时间（电机 M2 工作时间） ，时间为 20 秒，电机反转延迟时间设定为爬斗卸料时间，为 10 秒，控制 M1 的接触器（初步设定为 KM1 和 KM2）在电器上互锁。电机 M2 仅为一个
12、方向运行，控制 M2 的接触器初步设定为 KM3。2.22.2 方案采用的指令方案采用的指令（1）单步运行工作方式时，可采用比较触点指令与置位复位指令。（2）自动循环工作方式时，采用基本指令组合即可实现控制。（3）延时 20 秒和 10 秒，采用定时器指令即可。3 3 控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置3.13.1 PLCPLC 的机型选择的机型选择3.1.13.1.1 I/OI/O 点数统计点数统计输入 5 点（SB1SB2SB3SQ1SQ2） ，输出 5 点（L1、KM3 和 L2、YV、KM1 和L3、KM2） 。3.1.23.1.2 估算估算 PLCPLC 用户程序长度用户程序长度为
13、 I/O 总点数的（1020）倍，大约 135 个字节，选用 S7200CPU222AC/DC 继电器输出的 PLC 即能满足要求。3.23.2 电机电机 M1M1 的正反转控制和电机的正反转控制和电机 M2M2 的控制主电路图的控制主电路图电机 M1 的正反转控制主电路图电机 M2 的控制主电路图3.33.3 各开关按钮的选择各开关按钮的选择3.3.13.3.1 单步开关单步开关 SB2SB2 与连续开关与连续开关 SB3SB3 的选择的选择单步开关和连续开关用常开的按钮点动开关，按动键帽使开关触头接通或断开。3.3.23.3.2 停止按钮停止按钮 SB1SB1 的选择的选择停止按钮选择常闭
14、按钮开关，通过按动键帽，使开关触头接通或断开。3.3.33.3.3 行程开关行程开关 SQ1SQ1、SQ2SQ2 的选择的选择选择直动式常开触点的行程开关，将行程开关安装在上、下限位置，当装于爬斗上的运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。 3.3.43.3.4 小车自带电磁阀的选择小车自带电磁阀的选择选择直动式电磁阀即可,通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，关闭。4 4 控制系统的软件配置控制系统的软件配置S7-200CPU222 单机集成 8 输入6 输出共 14 个数字量 IO 点，选用ACDC 继电器输出的主机，构成一个独立的单机控制系统，该系统完全能满足上述控制要求。4.14.1 I/0I/0 分配表及接线图分配表及接线图停止按钮 SB1I0.0单步开关 SB2I0.1连续开关 SB3I0.2上限行程开关 SQ1I0.3输入信号下限行程开关 SQ2I0.4运行指示灯 L1Q0.0控制 M2 启动接触器 KM3，皮带运输机运行指
