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1、 PLC控制自动送料系统毕业论文设计目录1 引言11.1 自动送料系统发展现状分析21.2 送料小车发展现状21.3 设计的目的和意义32 PLC及其基本原理结构52.1 PLC的产生和发展52.1.1 PLC的产生及定义52.1.2 PLC的发展62.2 PLC的组成和基本工作原理82.2.1 PLC的基本组成82.2.2 PLC的基本原理112.3 S7-200CPU原理132.3.1外形接口图132.3.2 CPU规格142.4 S7-200PLC CPU接线功能介绍153 送料小车系统方案的选择163.1 控制系统的设计163.2 三相异步电动机的选择163.3 行程开关的选择183.
2、4 继电器的选择193.5传感器的设计204 编程软件的介绍234.1 STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍234.1.1基本功能234.1.2其他功能235 基于PLC的送料小车设计系统265.1 控制系统介绍265.2送料小车PLC的 I/O分配表275.3 PLC端子接线图275.4小车运行梯形图286 组态王仿真316.1 紫金组态王软件介绍316.1.1组态王与PLC的通信346.2 组态王中送料系统的模拟连接366.2.1设备选则和链接406.2.2通信系统设计406.3 创建动画窗口416.3.1 创建总貌窗口416.3.2 定义画面446.3.3定义运行脚本(程序)4
3、6结 论50致谢51参考文献：521 引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，应用范围涉及各个领域，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的应用不但大大地提高了电气控制系统的可靠性和抗干扰能力，而且大大地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
4、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。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。1.1 自动送料系统发展现状分析自第三次工业革命以来，社会各方面加速发展，商品的生产与流通日益社会化、机械化、智能化，自动送料机正以崭新的面貌崛起，引起人们普遍重
5、视。自动送料机已广泛应用于各个行业。在将来，如果没有自动送料机就没有商品的生产和销售，如果没有先进的工业与科学技术的综合发展，也不可能出现高水平的现代化生产迄今，一些科学技术发达的国家，在食品、医药、轻工、化工、纺织、电子、仪表和兵器等工业部门，已经不同程度地形成了由原料处理、中间加工和产品包装三大环节所组成的包装连续化和自动化的生产过程，有的还将包装材料加工、包装容器成型及包装产品储存系统都联系起来组成高效率的流水作业线。实现生产的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活的自动流水线，不仅体现了现代生产的发展方向，同时也可以获得巨大的经济效益。由此可见，实现生产机械化和建立现代化生产工业，乃是
6、关系到国家长远规划的一件大事，也是搞好社会主义四个现代化的一项重要内容。国内发展现状：我国自动送料系统工业历史短，总体技术水平和生产能力较低，但是近年来在国内巨大的市场促进下，并受国外先进技术影响，发展速度很快，局部技术水平有了明显提高。根据我国国情，自动送料机主要还是引进、消化、吸收国外先进技术，建立一批自动送料机骨干企业。该工业已经成为我国国民经济中不可缺少的非常重要的新兴行业。根据我国国情自动送料系统的发展趋势是：（1）引进、消化、吸收国外先进技术，建立一批自动送料机骨干企业，包括个别中外合资企业，从而可满足大型包装生产线以及高精度、高自动化程度的单机或机组生产的需要，进而可加快自动送料
7、系统的国产化的速度。（2）大多数企业要重点发展中、小型自动送料机。我国大多数企业技术水平不高，生产能力较低，生产以单机为主的中、小型自动送料系统比较适宜，但要在此基础上不断提高制造精度、自动化程度和配套能力。（3）在自动送料系统生产中，大量引入高新技术，研制组合式、模块式等先进结构，使自动送料系统产品设计先进、使用可靠、使其性能指标、工艺水平、“三化”水平高，向机电结合、主辅系统结合、成套联线方向发展。1.2 送料小车发展现状送料装车设备广泛地应用于建材、冶金、煤炭、电力、化工、轻工等工业生产部门。老式送料装车设备因为没有计量而存在多装、少装的问题。特别是在运输的过程中，不允许车辆超载，多装了
8、，得卸掉，少装了，得进行二次装车，使得装车工作进行非常缓慢。 随着当今社会科学技术的发展，各类物料输送的生产线对自动化程度的要求越来越高，原有的生产送装料设备已经远远的不能满足当前高度自动化的需要。由于控制系统的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产效率的不断提高，送料装车的控制经历了以下几个阶段：（1）手动控制 在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用PLC来实现送料装车的控制，但是限于当时的技术还不够成熟，只能采用手动的控制方式来控制机器设备5，而且早期送料装车控制系统多为继电器和接触器所组成的复杂控制系统,这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，
9、几乎无数据处理和通信功能，必须要有专人负责操作。（2）自动控制 在20世纪80年代，由于计算机的价格普遍下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在送料装车控制系统中自动控制方面的应用6。（3）全自动控制 现阶段，由于PLC技术向高性能、高速度、大容量发展，大型PLC大多数采用多CPU结构，不断向高性能、高速度、大容量方向发展。将PLC运用到送料装车控制系统中，可实现送料装车的全自动控制，降低了系统的运行费用。PLC控制的送料装车自动控制系统具有连线简单、控制速度快、精度高、可靠性和可维护性好、维修和改造方便等优点7。1.3 设计的目的和意
10、义 能够运用以前学到的电子电工学、电气控制、PLC技术等有关基础知识，根据实际进行电控系统设计及PLC程序的编制；通过设计过程，熟悉电气控制系统设计的一般步骤和顺序；学会使用电控器产品（如PLC）产品手册、说明书及相关参考资料的方法；能够根据设计要求，利用有关资料来正确选择产品的型号和模块配置；进一步将课堂中学到的理论知识与实践结合起来。早期运料小车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.将PLC应用到运料小车电气控制系统,可实现运料小车的自动化控制,降低系统的运行费用.PLC运料小车电气控制系统
11、具有连线简单,控制速度快,精度高,可靠性和可维护性好,安装、维修和改造方便等优点.运料车的作用是将搅拌好的成品料提升到成品料存储仓中。早期的搅拌设备中，运料车控制通常都是采用继电器逻辑控制，由于继电器的稳定性远远比不上目前的plc控制设备。特别是随着科技的不断发展，plc以其体积小，功能强、故障率低、可靠性高、维护方便等优点，被国内外沥青混合料搅拌设备厂家广泛采用。本项目运用plc(可编程逻辑控制)控制运料小车的运行，取代了传统的继电器控制，实现了运料过程的自动化。在具体控制过程中，通过移位指令、计时器和移位寄存器的复位指令使运料车能够连续运行，直到需要停止时按停止按钮停车。运料车还可通过手动
12、控制其运行,plc在小车自动送料控制系统中可实现较高的自动化程度，大大提高系统的稳定性和可靠性，减少调试、运行、维护的强度，成为“无人值班，少人值守”的优选小车送料自动控制系统。用plc控制运料系统，安全、可靠，而且维护、调试方便，具有很高的推广价值。2 PLC及其基本原理结构2.1 PLC的产生和发展2.1.1 PLC的产生及定义在制造业和过程工业中，除了以模拟量为被控制对象的反馈控制外，还存在着大量的以开关量（数字量）为主的逻辑顺序控制，这一点在以改变几何形状和机械性能为特征的制造工业中尤为突出。它要求控制系统按照逻辑条件和一定的顺序、时序产生控制动作，并能够对来自现场的大量开关量、脉冲、
13、计时、计数以及模拟量的超限报警等数字信号进行监视和处理。这些工作在早期是由继电器接触器电路来实现的，继电器接触器控制系统的结构简单、生产成本低、抗干扰能力强、故障检测直观方便、使用范围广，可以满足大容量、远距离控制的要求，直到今天仍是工业自动化控制领域基本的控制系统之一。为了解决继电器接触器控制系统存在的问题，20世纪50年代，人们开始考虑利用计算机功能完善、通用性、灵活性强的特点来解决继电器接触器存在的问题。但由于当时的计算机原理复杂，成本高，编程难度大，加工工业控制需要大量的外围接口设备，可靠性问题突出，这一设想最终未能实现。由于计算机技术的快速发展，20世纪60年代末美国通用汽车公司为了
14、适应汽车市场多品种、小批量的生产要求，需要解决生产线继电器接触器控制系统中普遍存在的通用性、灵活性差的问题，提出了研究新型控制器的设想，总结提出了新型控制器应该具有的10大要求。美国的数字设备公司在1969年率先研制出了世界第一台新型控制器，并称之为可编程序逻辑控制器，从此PLC开始被广泛应用于各种开关量逻辑控制的场合。20世纪70年代中期出现了微型计算机，微机技术被应用到PLC中，使得PLC不仅具有逻辑控制的功能，而且还增加了运算、数据传送和处理等功能，成为具有计算机功能的工业控制装置。1980年美国电气制造商协会(NEMA)正式将其命名为可编程控制器，现在人们普遍称可编程控制器为PLC而不
15、是PC是为了避免与广泛使用的个人计算机的简称PC相混淆。国际电工委员会(mc)于1982年11月和1985年1月颁布了可编程控制器标准第一稿和第二稿，对可编程控制器作了如下的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计它采用可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。总之，可编程控制器是一台计算机，是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入腧出接口，并且具有较强的驱动能力。可编程控制器产品并不是针对某一具体工业应用，其灵活、标准的配置能够适应工业上的各种控制。在实际应用时，其硬件可根据需要选用配置，其软件则需要根据控制要求进行设计。2.1.2 PLC的发展推动PLC技术发展的动力主要来自两个方面，其一是企业对高性能、高可靠性自动控制系统的客观需要，如关于PLC最初的性能指标就是由用户提出的。其次，大规模
