PLC運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)引言運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)控制隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，運(yùn)料小車(chē)不斷擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域，從手動(dòng)到自動(dòng)，逐漸形成了機(jī)械化，自動(dòng)化。將PLC應(yīng)用到運(yùn)料小車(chē)電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車(chē)的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。它功能強(qiáng)大，可擴(kuò)展到128I/O點(diǎn)。且能增加特殊功能模塊或擴(kuò)展板。在運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。本文以控制技術(shù)為核心，采用SIEMENS公司的S7-200系列的PLC，論述了運(yùn)料小車(chē)控制的軟硬件設(shè)計(jì)方案及其控制原理，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)控制。1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求（1）設(shè)計(jì)任務(wù)某自動(dòng)生產(chǎn)線上運(yùn)料小車(chē)的運(yùn)動(dòng)如圖1.1所示： 自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)料小車(chē)1號(hào)

2、站_2號(hào)站4號(hào)站3號(hào)站5號(hào)站 圖1.1 運(yùn)料小車(chē)示意圖運(yùn)料小車(chē)由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車(chē)向右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小向左行。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)圖如圖1.2所示：在生產(chǎn)線上有5個(gè)編號(hào)為l5的站點(diǎn)供小車(chē)?？?，在每一個(gè)?？空景惭b一個(gè)行程開(kāi)關(guān)以監(jiān)測(cè)小車(chē)是否到達(dá)該站點(diǎn)。對(duì)小車(chē)的控制除了啟動(dòng)按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有5個(gè)呼叫按鈕開(kāi)關(guān)(SB1SB5）分別與5個(gè)?？空军c(diǎn)相對(duì)應(yīng)。圖1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路圖（2）設(shè)計(jì)要求1）按下啟動(dòng)按鈕,系統(tǒng)開(kāi)始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作；2）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕SB的編碼時(shí)，小車(chē)向右運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕SB所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止；3）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前

3、所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕SB的編碼時(shí)，小車(chē)向左行，運(yùn)行到呼叫按鈕SB所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止；4）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕SB的編碼時(shí)，小車(chē)保持不動(dòng)；5）呼叫按鈕開(kāi)關(guān)SB1SB5應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。6）設(shè)計(jì)PLC硬件電器連接圖。7）設(shè)計(jì)PLC控制程序(梯形圖或指令程序)。 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1 機(jī)型的選擇PLC機(jī)型的選擇應(yīng)是在滿(mǎn)足控制要求的前提下，保證可靠、維護(hù)使用方便以及最佳的性能價(jià)格比。S7-200系列PLC是西門(mén)子公司推出的一種小型PLC。S7-200系列PLC在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能適用范圍從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到復(fù)雜的自動(dòng)化控制。它適用于各行各

4、業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列PLC CUP模塊外部結(jié)構(gòu)，如圖.所示。圖2.1S7-200系列PLCCUP模塊外部結(jié)構(gòu)2.2 容量估算PLC的容量指I/O點(diǎn)數(shù)和用戶(hù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量?jī)煞矫娴暮x。在選擇PLC型號(hào)時(shí)不應(yīng)盲目追求過(guò)高的性能指標(biāo)，但是在I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量方面除了要滿(mǎn)足控制系統(tǒng)要求外，還應(yīng)留有余量，以做備用或系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)使用。2.3 系統(tǒng)地址的分配S7-200系列PLC地址分配原則有兩點(diǎn)：）數(shù)字量和模擬量分別編址，數(shù)字量輸入地址冠以字母“I”，數(shù)字量輸出地址冠以字母“Q”，輸出/輸入字節(jié)可以重號(hào)。模擬量輸入地址冠以字母“AI”，模擬量輸出地址冠以字母“AQ

5、”，輸出/輸入字可以重號(hào)。）是數(shù)字量模塊的編址是以字節(jié)為單位。本次小車(chē)運(yùn)料plc控制設(shè)計(jì)，I/Q分布表，如表一。表一 小車(chē)運(yùn)料I/Q地址分配表輸入輸出啟動(dòng)I0.0左移Q0.01號(hào)站I0.1右移Q0.12號(hào)站I0.2停止Q0.23號(hào)站I0.34號(hào)站I0.45號(hào)站I0.5SB1I1.1SB2I1.2SB3I1.3SB4I1.4SB5I1.5停止I0.72.4 安全回路設(shè)計(jì)安全回路是保護(hù)負(fù)載或控制對(duì)象以及防止操作錯(cuò)誤或控制失敗而進(jìn)行連鎖控制的回路。在直接控制負(fù)載的同時(shí)，安全保護(hù)回路還給PLC輸入信號(hào)，以便于PLC進(jìn)行保護(hù)處理。安全回路一般考慮以下幾個(gè)方面。1）短路保護(hù)2）互鎖與聯(lián)鎖措施3）失壓保護(hù)與

6、緊急停車(chē)措施4）極限保護(hù)2.5 計(jì)算機(jī)和PLC的鏈接通信連接S7-200 CPU 可以用PC/PPI電纜建立個(gè)人計(jì)算機(jī)與PLC之間的通信連接，如圖2.2所示。圖2.2 PC/PPI電纜建立個(gè)人計(jì)算機(jī)與PLC之間的通信連接運(yùn)料小車(chē)控制的軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。要設(shè)計(jì)好PLC的應(yīng)用軟件，必須充分了解被控對(duì)象的生產(chǎn)工藝、技術(shù)特性、控制要求等。通過(guò)PLC的應(yīng)用軟件完成系統(tǒng)的各項(xiàng)控制功能。S7-200系列PLC的編程語(yǔ)言非常豐富，有LAD（梯形圖）、STL（語(yǔ)句表）、FBD（功能塊圖/邏輯功能圖）、順序功能圖（SFC）等，用戶(hù)可以選擇一種語(yǔ)言編程，如果需要，也可混合使用幾種語(yǔ)言編程。

7、3.1 STEP7-Micro/WIN編程軟件STEP7-Micro/WIN是專(zhuān)為S7-200 PLC設(shè)計(jì)的編程和配置軟件，是SIEMENS公司S7-200系列PLC用戶(hù)不可缺少的開(kāi)發(fā)工具。STEP7-Micro/WIN的使用基于windows操作系統(tǒng)。STEP7-Micro/WIN編程軟件的窗口如圖3.1所示。圖3.1 STEP7-Micro/WIN編程軟件的窗口STEP7-Micro/WIN的使用步驟：（1）創(chuàng)建程序（2）下載程序（3）運(yùn)行程序（4）監(jiān)控程序狀態(tài)3.2運(yùn)料小車(chē)控制梯形圖設(shè)計(jì)由表一及設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，在STEP7-Micro/WIN做運(yùn)料小車(chē)PLC控制梯形圖，如圖3.2所示。

8、圖3.2 運(yùn)料小車(chē)PLC控制梯形圖3.3運(yùn)料小車(chē)控制語(yǔ)句表設(shè)計(jì)由圖3.2運(yùn)料小車(chē)PLC控制梯形圖，可寫(xiě)出運(yùn)料小車(chē)控制語(yǔ)句表，如圖3.3所示。 圖3.3 運(yùn)料小車(chē)控制語(yǔ)句表3.4運(yùn)料小車(chē)PLC控制設(shè)計(jì)說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)1：按下啟動(dòng)（I0.0）按鈕,系統(tǒng)開(kāi)始工作。網(wǎng)絡(luò)2：按下停止(I0.1)按鈕，系統(tǒng)停止工作。網(wǎng)絡(luò)3：小車(chē)停車(chē)位置編碼。用傳送指令將一號(hào)站（I0.1）編碼為0、二號(hào)站（I0.2）編碼為1、三號(hào)站（I0.3）編碼為2、四號(hào)站（I0.4）編碼為3、五號(hào)站（I0.5）編碼為4。網(wǎng)絡(luò)4：呼叫按鈕編碼，即按下呼叫按鈕，當(dāng)前按鈕被編碼。用傳送指令將呼叫按鈕SB1(I1.1)編碼為0、呼叫按鈕SB2(I1.

9、2)編碼為1、呼叫按鈕SB3(I1.3)編碼為2、呼叫按鈕SB4(I1.4)編碼為3、呼叫按SB5(I1.5)編碼為4。網(wǎng)絡(luò)5：呼叫優(yōu)先，呼叫按鈕開(kāi)關(guān)SB1SB5應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。網(wǎng)絡(luò)6：當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕SB的編碼時(shí)，小車(chē)向左行，運(yùn)行到呼叫按鈕SB所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止。網(wǎng)絡(luò)7：當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕SB的編碼時(shí)，小車(chē)向右運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕SB所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止。網(wǎng)絡(luò)8：當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處停靠站的編碼等于呼叫按鈕SB的編碼時(shí)，小車(chē)保持不動(dòng)。4 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計(jì)盡管PLC是專(zhuān)為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)，有較強(qiáng)的抗干擾能力，但是如果環(huán)境過(guò)于惡劣

10、，電磁干擾特別強(qiáng)烈或PLC的安裝和使用方法不當(dāng)，還是有可能給PLC控制系統(tǒng)的安全和可靠性帶來(lái)隱患。因此，在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還需要注意系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計(jì)。4.1 抗電源干擾的措施（1）采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾（2）硬件濾波措施 在干擾較強(qiáng)或可靠性要求較高的場(chǎng)合，應(yīng)該使用帶屏蔽層的隔離變壓器對(duì)PLC系統(tǒng)供電。還可以。在隔離變壓器一次側(cè)串接濾波器，如圖4.1所示。（3）正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)。圖4.1 濾波器和隔離變壓器同時(shí)使用4.2控制系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安全，其二是為了抑制

11、干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。接地系統(tǒng)的接地方式一般可分為3種方式：串聯(lián)式單點(diǎn)接地、并聯(lián)式單點(diǎn)接地、多分支單點(diǎn)接地即第3種接地方式。PLC采用第3種接地方式即單獨(dú)接地。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。4.3防I/O干擾的措施由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)作或死機(jī)?？刹扇∫韵麓胧┮詼p小I/O干擾對(duì)PLC系統(tǒng)的影響。5 PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試統(tǒng)調(diào)試是系統(tǒng)在正式投入使用之前的必經(jīng)步驟。與繼電器控制系統(tǒng)不同

12、，PLC控制系統(tǒng)既有硬件部分的調(diào)試還有軟件的調(diào)試，與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)的硬件調(diào)試要相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是PLC程序的編制和調(diào)試。一般可按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：應(yīng)用程序的編制和離線調(diào)試、控制系統(tǒng)硬件檢查、應(yīng)用程序在線調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、總結(jié)整理相關(guān)資料、系統(tǒng)正式投入使用。6小結(jié)在本次設(shè)計(jì)中，雖然遇到了很多難題，但也收獲了很多，這次實(shí)踐充分將平時(shí)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步穩(wěn)固和提高自己理論知識(shí)結(jié)構(gòu)，通過(guò)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際中去，在實(shí)際中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，提高分析和解決問(wèn)題能力。目前我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型期并且隨著科技的不斷發(fā)展，未來(lái)工廠的生產(chǎn)過(guò)程必定會(huì)越來(lái)越智能化。小車(chē)送料是一種物料傳輸設(shè)備，因其高效、連續(xù)、快速的特性，被廣泛的應(yīng)用于礦業(yè)、化工、機(jī)械、電力、建材、輕工業(yè)以及港口碼頭等重要的工業(yè)領(lǐng)域。也正因?yàn)閭魉蛶У膽?yīng)用十分的廣泛，對(duì)傳送帶的制造和自動(dòng)化改進(jìn)對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的意義日趨重大。PLC自誕生起便廣