基于无线控制的plc小车送料控制系统设计

基于无线控制的plc小车送料控制系统设计内容摘要：

开 启定 时 是 否 到1 0 S倒 料T 3 定 时 3 S定 时 是 否 到1 5 S小 车 是 否到 达 S 2 处是 否 到 3 S小 车 左 移T 4 定 时 1 5 S定 时 是 否 到1 5 S小 车 是 否到 达 S 1 处右 移 报 警T 1 定 时 1 5 S定 时 是 否 到1 5 S灯 光 报 警C 0 清 零 ，T 5 定 时 3 0 S是 否 到 3 0 S手 动 / 无 线控 制 模 式YY小 车 右 移T 2 定 时 1 5 S左 移 报 警YNYNNYYNYNYNNYYNN NYNY 图 工艺流程图 第 5 页 西华大学课程设计说明书 输入 输出 控制信息分析 根据本设计的要求，我们可以知道输入信号时比较多的，因为系统不仅要自动还要手动和无线控制。 首先就是有启动按钮，工作停止按钮和急停按钮。 小车要实现往复运动，那么我们自然就可以想到利用电机的正反转就可实现，而运动的位移大小就由行程开关控制，此外，小车在加料时有电磁阀控制，卸料时还需要一个电机来带动。 当然，关于电磁阀和电机的启停以及正反转自动的程序中要设置，手动和无线控制也要有这些按钮。 具体的输入信号设置可以参见 的表格。 PLC 的选型 目前，在国内外 PLC 生产厂家生产的 PLC 品种已达数百个，其性能各有特点，价格也不尽相同。 在设计 PLC 控制系统是，要选择最适宜的 PLC 机型，一般考虑下列因素： （ 1） 系统控制目标。 设计 PLC 控制系统是，首要的控制目标就是：确保控制系统安全可靠地稳定运行，提高生产效率，保证产品质量等。 首先应确定系统用 PLC 单机控制，还是用PLC 形成网络，由此计算 PLC 输入、输出点 数，并且在选购 PLC 时要在实际需要点数的基础上留有一定余量（ 10%）。 (2) 确定负载类型根据 PLC 输出端所带的 负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及 PLC 输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或品闸管输出。 不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。 (3) PLC 地硬件配置。 包括 CPU 的能力， I/O 系统，指令系统，响应速度，性价比等等。 存储容量与速度尽管国外各厂家的 PLC 产品大体相同，但也有一定的区别。 目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。 各个公司的开发软件都不相同，而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。 一般存储容量越大、速度越快的 PLC 价格就越高 ，但应该根据系统的大小合理选用 PLC 产品。 综上所述，本设计选用的 PLC 是 FX2N 系列的 FX2N232。 第 6 页 西华大学课程设计说明书 PLC I/O 表 表 PLC 输入信号表格 输 入 信 号 元件符号 名 称 端 子 号 作 用 SB1 启动按钮 X0 启动系统 SB2 停止按钮 X4 工作停止系统 S1 行程开关 X1 控制电磁阀 A（进料） S2 行程开关 X2 控制电磁阀 C(倒料 ) QB 选择按钮 X3 自动 /手动切换 SB3 手动按钮 X5 手动控制电磁阀 A SB4 手动按钮 X6 手动控制电动机 M1 正转 SB5 手动按钮 X7 手动控制电动机 M2 SB6 手动按钮 X10 手动控制电动机 M1 反转 KM1 继电器 X11 无线控制电磁阀 A KM2 继电器 X12 无线控制电动机 M1 正转 KM3 继电器 X13 无线控制电动机 M2 KM4 继电器 X14 无线控制电动机 M1 反转 SB7 急停按钮 X15 立刻停止系统 表 PLC 输出信号表格 输 出 信 号 元件符号 名 称 端 子 号 作 用 YV1 电磁阀 Y0 小车 进料 KM5 继电器 Y1 让电动机 M1 正转 KM7 继电器 Y2 接通电动机 M2 (倒料 ) KM6 继电器 Y3 让电动机 M1 反转 L1 报警灯 Y4 不进料报警 L2 报警灯 Y5 电机不转报警 第 7 页 西华大学课程设计说明书 中间元件表 表 中间元件表格 序 号 中 间 元 件 作 用 1 M0 启动系统 2 M1 手动标志 3 M2 自动标志 4 T0 定时 10s(进料时间 ) 5 T1 定时 15s(进料监控 ) 6 T2 定时 15s(正转监控 ) 7 T3 定时 3s(倒料时间 ) 8 T4 定时 15s(反转监控 ) 9 T5 定时 30s(暂停 ) 10 C0 计数 3 次 3 无线控制的 PLC 小车运料控制 系统硬件设计 系统总图设计 系统电源电路图设计 在这次设计的小车控制系统中，电源采用的是 380V 三相电源。 因为 隔离 开关 主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离，以 保证检修工作的安全。 隔离开关的触头全部敞露在空气中，具有明显的断开点。 因此为了保护电源，同时方便以后的检修，在主线路中加了一个隔离开关。 由于主线路的电压为 330V 属于低压，所以选择的隔离开关为：NH3100，此隔离开关型号的意思为： N企业特征代号 、 H隔离开关 、 2数字表示设计序号 、 100壳架等级额定电流（ A）。 当选好隔离开关以后，就可以从主线路中接 出支路电路，在我们这次所设计的内容要求小车运动拖动交流异步电机功率 ，小车卸料交流异步电机功率 ，以及 PLC 的电源供应三条支路。 首先设计的是小车运动拖动电机支路。 在设计的时候首先考虑的是安全问题，所以在设计支路时必须加入保护器件，由于该支路中的异步电机的功率为 ,电路的电压为 380v，考虑到最大电流， 当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。 若电路中正确地安置了熔断器，那么，熔断器就会在电 流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切 第 8 页 西华大学课程设计说明书 断电流，从而起到保护电路安全运行的作用 ， 所以选择一个熔断电流为 60A 的熔断器。 同时还要加的保护器件为热继电器，因为 热继电器的作用是电动机过负荷时自动切断电源，热继电器的构造是两片膨胀系数不同的金属片构成，电流过大时膨胀系数大的 先膨胀，起到切断电源的作用。 考虑到该电机的最大电流，选择的过热继电器型号为： JR281353。 另外还需用到的保护器件就是断路器， 断路器作用 ： 电流。 合 ,迅速切断故障电流 ,防止事故扩大 ,从而保证系统安全运行。 其实断路器就是一种开关 ， 它和其他普通开关的不同点主要在 ： 1.适用电压等级高 ,有真空 ,少油 ,多油及六氟化硫等等 ,效果好。 一般情况下断路器本身不存在润滑方面的问题 ,需要润滑的常常是它的操动机构。 当考虑好该支路的保护器件以后，就可以添加最后的控制对象交流异步电机，要想让 PLC 能够控制电机的起停，就必须使用 继电器。 继电器 简单的 说 就是一种用小电流来控制大电流的开关。 小电流通过线圈，产生磁场，这个磁场使得控制大电流的开关吸合。 由 于电机的功率和电源都已经选好，选择继电器只需考虑流过它的电流大小，所以选择的继电器为： CJ2063A。 因为小车的运动是往返运动，所示电机就带有正转和反转两中情况，因此需要两路继电器来控制电机的正反转。 图 为该支路的电路设计图，即驱动小车运动的电路图： L14L15L164 T 11 T 14 T 22 T 24 T 33 T 34 T 1 5 T 2 6 T 31 T 1 2 T 2 3 T 3M 1~T 2 T 3T 1K M 6C J 2 0 6 3 A4 T 1 5 T 2 6 T 31 T 1 2 T 2 3 T 3Q F 1L C 1 D 24 5 M 7 CF U 1F R 1K M 7C J 2 0 6 3 AR L 1Y 2 1 8 0 M 2J R 2 8 1 3 5 3 图 小车驱动电路图 第 9 页 西华大学课程设计说明书 当小车的驱动电路设计好以后，接下来就是设计小车的倒料电路，由于同样是一个 功率 的 交流异步电机 ，设计的电路包括元器件的选择，电路的画法等同小车的驱动电路相似，这里就 不再叙述。 然后是设计 PLC 的电源，因为选择的 PLC 是 220V 的交流电源的型号，所以可以通过一个变压器将 380V 的电压变为 220V，这样就可以加载到 PLC 的电源接口端。 变压器就选择 SG300VA,同样也需要对变压器进行保护，所以还需要添加断路器和熔断器。 图 是画好的总的小车送料控制系统接线图。 L 1L 2L 34T11T15T22T24T13T3NQ SL14L15L164 T 11 T 14 T 22 T 24 T 33 T 34 T 1 5 T 2 6 T 31 T 1 2 T 2 3 T 3M 1~T 2 T 3T 1K M 6C J 2 0 6 3 A4 T 1 5 T 2 6 T 31 T 1 2 T 2 3 T 3Q F 1F U 24 T 11 T 15 T 22 T 2Q F 43 8 0 V~2 2 0 VF U 3F R 2F X2 N 4 8 M R 0 0 1L110L111L C 1 D 24 5 M 7 CL C 1 D 24 5 M 7 CLNL11L12L134 T 11 T 14 T 22 T 24 T 33 T 34 T 1 5 T 2 6 T 31 T 1 2 T 2 3 T 3M 2~T 2 T 3T 1F U 1F R 1Q F 2L C 1 D 24 5 M 7 CK M 5L C 1 D 24 5 M 7 CK M 7C J 2 0 6 3 AN H 3 1 0 0R L 1Y 2 1 8 0 M 2Y 2 1 1 2 M 2J R 2 8 1 3 5 3 J R 2 8 1 3 1 4R T 1 8R L 1 图 无线控制的 PLC 小车送料控制系统主电路图 第 10 页 西华大学课程设计说明书 PLC 控制系统图设计 当设计完小车送料的主线路电路图以后，接下来 就是要设计 PLC 控制系统电路图。 S B 9S B 8K M 9K M 9F U 4F U 4K M 9 K M 6A C 2 2 0 ~R T 1 8R T 1 8 图 PLC 电源启动保护电路 如图 是设计出的 PLC 电源启动保护电路。 首先是设计 PLC 的电源输入电路，因为这。