自动送料装车系统PLC控制设计说明

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1、学生毕业设计（论文）报告系别：电气工程学院专业：机电一体化班号：机电0902学生姓名：学生学 号：设计G论文）题目自动送料装车系统PLC控制设计指导教师：毕业设计（论文）任务书专业机电一体化 班级 0902机电班 一、 课题名称：自动送料小车系统PLC控制设计二、主要技术指标：1.关于可编程控制器的使用2.能够熟悉和熟练使用编程软件3.小车的各种移动动作的分解4.程序的设计三、工作容和要求：整体思路的设计，对PLC的原理结构的分析，以及使用简单介绍。 以及对各任务的子程序的设计。四、主要参考文献：1.廖常初.PLC基础及应用.：机械工业，2003:2. 储云峰.西门子电气可编程序控制器原理及应

2、用.：机械工业，20063. 汪巍，汪小凤.基于PLC的气动机械手研究.工程技术大学学报，2005,4. 丁筱玲，立新.PLC在机械手控制系统上的应用.农业大学学报，2006,： 5.周 万珍，高鸿宾.PLC分析与设计应用.：电子工业，2004学 生（签名） 2012年5 月7 日 指导教师（签名） 2012年5月10 日 教研室主任（签名） 2012年5 月10日 系主任（签名） 2012年 5月12日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目 自动送料装车系统PLC控制设计一、选题的背景和意义：随着时代的进步和发展，PLC技术已经普及到我们的生活、工作、科研，各个领 域，已经成为一种比较成熟

3、的技术。随着社会的发展，知识的更新，各行各业的需要带 动了电子产品的发展，未来的智能化计算器将是我们的发展方向，更希望成为现代社 会应用广泛的计算工具。相信在使用并掌握了 plc技术后，不管在今后开发或是工作上，一定会带来意想 不到的惊喜。二、课题研究的主要容：1）PLC工作原理，对其有相对的了解，并会使用编程语言对其进行编程；掌握对 各个程序的编写，并使其能够正常运行；2）在充分分析自动送料小车的工作过程，并能够把每一步都分解开一步一步的 去编写程序。在编程过程中涉及到的一些相关技术和一些动作的语言要熟悉使用，程 序编程是PLC编程的重要容，也是一种提高程序设计质量的关键技术三、主要研究（设

4、计）方法论述：1、文献归纳研究法；2、信息取样研究法；3、描述性研究法。四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期）工 作容2012.4.12012.4.11搜集整理资料信息2012.4.122012.4.18完成开题报告2012.4.192012.5.11完成初稿并交指导老师2012.5.122012.5.25将毕业设计报告进行修改、充实、完善2012.5.262012.5.30交最终定稿五、指导教师意见：指导教师签名：2010年 5月10日六、系部意见：系主任签名：年月日可编程序控制器(Programmable controller)简称PLC,由于PLC的可靠性 高、环境适应性强、灵活通用

5、、使用方便、维护简单，所以PLC的应用领域在迅 速扩大。对早期的PLC，凡是有继电器的地方，都可采用。而对当今的PLC几乎可 以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC。尤其是近几年来，PLC的成本下降， 功能又不段增强，所以，目前PLC在国外已被广泛应用于各个行业。本设计是为 了实现送料小车的手动和自动化的转化，改变以往小车的单纯手动送料，减少了 劳动力，提高了生产效率，实现了自动化生产！而且本送料小车的设计是由于工 作环境恶劣，不允许人进入工作环境的情况下孕育而成的。本文从第一章送料小 车的系统方案的确定为切入点，介绍了为什么选用PLC控制小车；第二章介绍了 送料小车的应达到的控制要求；第

6、三章根据控制要求进行了小车系统的具体设计， 包括端子接线图、梯形图(分段设计说明和系统总梯形图)和程序指令设计；最后 得出结论。关键词：PLC，送料小车，控制，程序设计第1章前言1第2章 控制系统介绍和控制过程要求22.1控制系统在送料小车中的作用与地位22.2控制系统介绍2第3章送料小车系统方案的选择43.1可编程控制器PLC的优点43.2小车送料系统方案的选择5第4章基于PLC的送料小车接线图及梯形图64.1送料小车PLC的I/O分配表64.2 PLC端子接线图74.3梯形图分段设计84.4程序运行原理说明调试与完善124.5系统总梯形图设计134.6小车程序设计18结论23辞24参考文献

7、25第1章前言随着社会迅速的发展，各机械产品层出不穷。控制系统的发展 已经很成熟，应用围涉及各个领域，例如：机械、汽车制造、化工、 交通、军事、民用等。PLC专为工业环境应用而设计，其显著的特 点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。PLC的应用不但大提高了电 气控制系统的可靠性和抗干扰能力，而且大简化和减少了维修维护 的工作量。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

8、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。在设计该PLC送料小车设计程序的同时总结了以往 PLC送料小 车设计程序的一般方法、步骤，并且把以前学过的基础课程融汇到 本次设计当中来，更加深入的了解了更多的 PLC知识。第2章控制系统介绍和控制过程要求2.1控制系统在送料小车中的作用与地位在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳 动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动

9、化，这就离不开控制系统。控制系统是整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。一旦控 制系统出现故障，轻者影响生产线的继续进行，重者甚至发生人身安全事故， 这样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。2.2控制系统介绍图2-1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2-1，推车机可以沿轨道上下移动，到达预定位置。推车

10、 机上是一个小型泵站，通过控制电磁阀换向，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10.0，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

11、亮（HL1-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-Q1.3

12、 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3章送料小车系统方案的选择3.1可编程控制器PLC的优点可编程控制器PLC对用户来说，是一种无触点设备，改变程 序即可改变生产工艺。目前

13、，可编程控制器已成为工厂自动化的强 有力工具，得到了广泛的推广应用。可编程控制器是面向用户的专 用工业控制计算机，具有许多明显的特点。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，部电路采取了先进的 抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如西门子公司生产的S7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 word版本.构成控制系统，和同等规模的继电器系统相比， 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。此外

14、， PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。 在 应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系 统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。 这样，整个 系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。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PL

15、C组成各种控制系统变得非常容易。3. 易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图 形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关 量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制 打开了方便之门。4. 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。5. 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，很容易装入机械部， 是实现机电一体化的理想控制设备。3.2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