加熱爐自動(dòng)送料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目錄0前言21課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求31.1 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)31.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求32總體設(shè)計(jì)42.1 PLC選型42.2 PLC端子連線(xiàn)53PLC程序設(shè)計(jì)73.1設(shè)計(jì)思想73.2 順序功能圖83.3 PLC梯形圖94程序調(diào)試說(shuō)明175結(jié)束語(yǔ)196參考文獻(xiàn)200前言 本次課程設(shè)計(jì)的目的是掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本原理、可編程序控制器（PLC）控制電路的設(shè)計(jì)方法以及繼電器接觸器控制電路的PLC改造方法、常用電器元件的選擇方法，并具備熟練運(yùn)用的能力。 可編程序控制器（Programmable Logic Controller）是以微處理器為核心，綜合了微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的通用工業(yè)

2、控制裝置。簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，是在繼電順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的以微處理器為核心的通用的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC的功能也越來(lái)越強(qiáng)大，更多地具有計(jì)算機(jī)的功能，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。目前PLC已經(jīng)在智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面取得了很好的發(fā)展，并且現(xiàn)今已出現(xiàn)SOFTPLC，更是PLC領(lǐng)域無(wú)限的發(fā)展前景。機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)所要完成的任務(wù)，從廣義上講，就是使生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，生產(chǎn)線(xiàn)，車(chē)間，甚至整個(gè)工廠(chǎng)都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。從狹義上講，就是通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量的增加，質(zhì)量的提高，生產(chǎn)成本的降低，工人的勞動(dòng)條件的改善以及能量的合理利用。1課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求1.1設(shè)計(jì)任務(wù)1）完成課程設(shè)計(jì)

3、指導(dǎo)書(shū)所要求的控制循環(huán)。2）按停止按鈕，立即停止。3）要求可以實(shí)現(xiàn)回原點(diǎn)、單周期、連續(xù)控制。1.2設(shè)計(jì)要求1）畫(huà)出端子分配圖和順序功能圖。2）設(shè)計(jì)并調(diào)試PLC控制梯形圖；3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。1.3任務(wù)分析 設(shè)計(jì)題目：加熱爐自動(dòng)送料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)包括自動(dòng)臺(tái)車(chē)、機(jī)械臂起吊裝置、冷卻槽和夾緊裝置四部分?？刂苿?dòng)作主要包括：臺(tái)車(chē)的前進(jìn)/后退、機(jī)械臂的上升/下降、夾鉗的夾緊/松開(kāi)、冷卻槽的前進(jìn)/后退。示意圖如圖所示。動(dòng)作控制要求： 圖1：送料系統(tǒng)示意圖2 總體設(shè)計(jì)2.1 PLC選型西門(mén)子公司的SIMATIC S7-200系列屬于小型PLC，即可用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

4、 PLC的控制主機(jī)，使用西門(mén)子S7200系列作為整個(gè)系統(tǒng)的主控制機(jī)?？刂葡到y(tǒng)中需要22個(gè)輸入端口和8個(gè)輸出端口，根據(jù)輸入和輸出端口數(shù)，還有系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的相應(yīng)功能，所以在這個(gè)控制系統(tǒng)中選擇 S7-200 CPU226 AC/DC/繼電器性PLC。2.2PLC端子分配圖2：端子分配圖2.3外部電路接線(xiàn)圖3：外部電路接線(xiàn)圖2.4主電路圖及電動(dòng)機(jī)的選型圖4.電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路2.5.1 電動(dòng)機(jī)的選型 根據(jù)加熱爐自動(dòng)送料控制系統(tǒng)要求可選擇三相交流異步電動(dòng)機(jī)。按下正向啟動(dòng)按鈕，相應(yīng)線(xiàn)圈得電，其主觸點(diǎn)KM1閉合，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正傳。當(dāng)要求電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，需要按下正向停止按鈕，使相應(yīng)線(xiàn)圈失電，再按反向啟動(dòng)按鈕，使反向

5、相應(yīng)線(xiàn)圈得電，其主觸點(diǎn)KM2閉合，三相電源的兩相對(duì)調(diào)，因而使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。3 PLC程序設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)思想 設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，首先是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，即根據(jù)被控制對(duì)象的功能和工節(jié)要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和必備的條件，然后是進(jìn)行PLC系統(tǒng)的功能分析，即通過(guò)分析系統(tǒng)的功能，即提出PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能分析，提出PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式控制信號(hào)的種類(lèi)，數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模，布局。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定PLC的機(jī)型和系統(tǒng)的具體配置。其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想及其步驟如下：（1）深入了解分析被控對(duì)象工藝條件和被控要求，如控制的本方式，操作方式。（2）根據(jù)被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的功能要

6、求和所需要的輸入，輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)等，選擇合適的類(lèi)型的的PLC.(3)根據(jù)被控制要求所需的用戶(hù)輸入，輸出設(shè)備，確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，并設(shè)計(jì)I/O端口接線(xiàn)圖。（4）根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，畫(huà)出系統(tǒng)工作循環(huán)表。（5）根據(jù)系統(tǒng)工作循環(huán)圖表設(shè)計(jì)出梯形圖。3.2順序功能圖圖5：順序功能圖3.3PLC梯形圖3.3.1 主程序圖6：主程序梯形圖3.3.2自動(dòng)圖7：自動(dòng)梯形圖3.3.3回原點(diǎn)圖8：回原點(diǎn)梯形圖3.3.4取料子程序圖9：取料子程序梯形圖3.3.5放料子程序圖10：放料子程序梯形圖3.3.6冷卻子程序圖11：冷卻子程序梯形圖4. 程序調(diào)試說(shuō)明 仿真軟件不能直接收到S7-200的程序代碼，必須使用編程軟件

7、的導(dǎo)出功能將S7-200的用戶(hù)程序轉(zhuǎn)換為擴(kuò)展名為“awl”的ASC文件。選擇合適的CPU然后裝載程序。初始界面如圖所示：圖12：初始界面本程序需要完成單周期、連續(xù)、回原點(diǎn)三種工作方式。調(diào)試過(guò)程中，小燈亮代表相應(yīng)的步工作正常，可進(jìn)行下一步調(diào)試。自動(dòng)程序調(diào)試，打開(kāi)啟動(dòng)按鈕I0.0，閉合停止按鈕I2.1。單周期階段，按單周期按鈕I0.1，運(yùn)行1次結(jié)束。連續(xù)階段，按連續(xù)按鈕I0.2之后逐步調(diào)試，對(duì)應(yīng)的小燈亮并循環(huán)工作。圖13：?jiǎn)沃芷陔A段圖14：連續(xù)階段回原點(diǎn)階段按回原點(diǎn)按鈕I0.3，之后開(kāi)啟各個(gè)按鈕，對(duì)應(yīng)的燈泡亮，代表運(yùn)行正常。圖15：回原點(diǎn)階段5結(jié)束語(yǔ)這次課程設(shè)計(jì)在老師和同學(xué)的幫助下順利完成了。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)PLC有了進(jìn)一步的了解。在編程和調(diào)試過(guò)程中熟練掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本原理、可編程序控制器（PLC）控制電路的設(shè)計(jì)方法以及繼電器接觸器控制電路的PLC改造方法、常用電器元件的選擇方法，并具備熟練運(yùn)用的能力。 本次課程設(shè)計(jì)教會(huì)我做事要細(xì)心和有耐心，一點(diǎn)小小的錯(cuò)誤都可能導(dǎo)致程序不能運(yùn)行。在不