基于plc的自动送料装车控制系统的设计(修改)

基于plc的自动送料装车控制系统的设计(修改)内容摘要：

，物料通过传送带的传送，装入汽车。 当车装满了时，称重开关 SQ2 动作， K2 使料斗关闭， 2S 后 M1 停止， M2 在 M1停止2S 后停止， M3和 K1 在 M2停止 2S 后停止，同时红灯 L1灭，绿灯 L2 亮，表明汽车可以开走。 4 PLC控制系统的设计 了解 PLC 控制 系统 设计的步骤 详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对 PLC 控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。 入／输出设备 根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与 PLC 有关的输入 /输出设备，以确定 PLC 的 I/O 点数。 PLC PLC 选择包括对 PLC 的机型、容量、 I/O 模块、电源等的选择，详见本章第二节。 四川师范大学成都学院本科毕业设计 8 分配 I/O 点：画出 PLC 的 I/O 点与输入／输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第 二 步中进行。 设计 PLC 外围硬件线路（见附录 B）。 画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入 PLC 的控制电路等。 由 PLC的 I/O 连接图和 PLC 外围电气线路图组成系统的电气原理图。 到此为止系统的硬件电气线路已经确定。 设计中 PLC 控制系统语言 （ IL）指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，和汇编语言一样由操作码和操作数组成。 在无计算机的情况下，适合采用 PLC 手持编程器对用户程序进行编制。 同时，指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应，在 PLC 编程软件下可以相互转换。 上采用助记符表示，便于操作，可在无计算机的场合进行编程设计；与梯形图有一一对应关系。 其特点与梯形图语言基本一致。 （ LD）梯形图语言是 PLC 程序设计中最常用的编程语言。 它是与继电器线路类似的一种编程语言。 由于电气设 计人员对继电器控制较为熟悉，因此，梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。 梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器控制相一致，电气设计人员易于掌握。 梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，应用时，需要与原有继电器控制的概念区别对待。 梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言 ， 这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果。 每个梯级是一个因果关系。 在梯级中，描述事 件发生的条件表示在左面，事件发生的结果表示在后面。 梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。 它源于继电器逻辑控制系统的描述。 在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。 梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。 采用梯形图程序设计语言，程序采用梯形图的形式描述。 这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果。 每个梯级是一个因果关系。 在梯级中，描述事件发生的条件表示在左面，事 件发生的结果表示在后面。 梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。 它源于继电器逻辑控制系统的描述。 在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。 其特点：操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原四川师范大学成都学院本科毕业设计 9 有继电器逻辑控制技术相一致，对电气技术人员来说，易于撑握和学习；与原有继电器逻辑控制技术不同的是，梯形图中的能流（ Power FLow）不是实际意义的电流，内部继电器也不是实际存在的继电器，因此，应用时，需与原有继电器逻辑控 制技术的有关概念区别对待。 程序设计与调试 程序设计 根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计 PLC 程序。 程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。 除此之外，程序通常还应包括以下内容：。 在 PLC 上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。 初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。 这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再添加；保护和连锁程序，保护和连锁是程序中不可缺少的部分，必须认真加以考虑。 它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。 ： 四川师范大学成都学院本科毕业设计 10 K2 打开 SQ2=ON， K2 关闭 M1 停止 红灯灭，绿灯亮， KK2 关闭，电机为 OFF SB1=ON， L1 亮， L2 灭，M3启动， K1 打开 M2电机启动，延时 2S M1电机启动，延时 2S M2停止 M3停止， LI 灭、 L2 亮 汽车开走 汽车开进 继续前行 到位 继续装料 料满 是否装满 N Y N Y 是否到位 开始 图 程序流程图 四川师范大学成都学院本科毕业设计 11 程序调试模拟 程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。 根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有 硬件模拟法和软件模拟法两种形式： （如用另一台 PLC 或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到 PLC 系统的输入端，其时效性较强。 PLC 中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。 模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。 5 动力装置选择 主要工作动力 来 源于交流伺服电机 ， 当 准确测算出系统的具体电机功率和控制节拍要求后，可以选择配套的交流伺服控制器和交流伺服电机。 电动机的介绍 普通异步电机 普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。 由于变频调速 对电机 有以下 影响： ， 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。 拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波 PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为： 2u+1（ u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。 因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。 除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。 这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加 10%20%。 ， 目前中小型变频器，不少是采用 PWM的控制方式。 他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电 动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。 另外，由 PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 四川师范大学成都学院本科毕业设计 12 ， 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。 变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。 当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。 由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波 的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 、制动的适应能力 ， 由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。 ， 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。 其次，普通异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小， 致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。 普通同步电机 转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流电动机。 其转子转速 n与磁极对数 p、电源频率 f之间满足 n=f/p。 转速 n决定于电源频率 f，故电源频率一定时，转速不变，且与负载无关。 具有运行稳定性高和过载能力大等特点。 常用于多机同步传动系统、精密调速稳速系统和大型设备 (如轧钢机 )等。 同步电动机是属于交流电机，定子绕组与异步电动机相同。 它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机。 正由于这样，同 步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。 为此，在很多时候，同步电动机是用以改进供电系统的功率因数的。 变频电机 对普通异步电动机来说，再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。 而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近 1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。 方式一般如下： （ 1） 尽可能的减小定子和转子电阻。 减小定子电阻即可降低基波铜耗 ，以弥补高次谐波引起的铜耗增 四川师范大学成都学院本科毕业设计 13 （ 2） 为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。 但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。 因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。 3）变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。 再结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题： （ 1） 绝缘等级，一般为 F级或更高，加强对地绝 缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。 （ 2） 对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。 （ 3） 冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。 （ 4） 防止轴电流措施，对容量超过 160KW电动机应采用轴承绝缘措施。 主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。 （ 5） 对恒功率变频电动机，当转速超过 3000/min时， 应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。 因此，异步电动机，变频电动机二者各有特点， 由于本设计 的工况环境工程成本，选择 异步电机 作为动力装置。 电动机的选择 为了保证电动机能够得到既必要又充分的过载保护，就必须全面了解电动机的性能，并给其配以合适的过继电器，进行必要的整定。 通常在选择 电动机 时，应考虑以下原则： 、规格和特性 电动机的绝缘材料等级有 A级、 E级、 B级等，他们的允许温度各不相同，因而其承受过载的能力 也不相同。 在选 择热继电器时应引起注意的。 另外，开启式电动机散热比较容易，而封闭式电动机散热就困难的多，稍有过载，其温升就可能超过限值。 虽然热继电器的选择从原则上讲是按电动机的额定电流来考虑，但对于过载能力较差的电动机，它所配的热继电器（或热元件 0的额定电流就适当小些。 在这种场合，一般可以取热继电器 9或热元件）的额定电流为电动机的额定电流的 60%~80%。 四川师范大学成都学院本科毕业设计。