基于plc的自动送料装车系统设计

基于plc的自动送料装车系统设计内容摘要：

的厂家几乎都有自己的系列化产品，同一系列的产品指令上兼容，扩展设备容量，以满足新机型的推广和使用。 要形成自己的系列化产品，以便与其他 PLC 厂家竞争，就必然要开发各种模块，使系统的构成更加灵活、方便。 一般 PLC 可分为主模块、扩展模块以及各种智能模块，每种模块的体积都较小，相互连接方便，使用更简单，通用性更强。 （ 2） 小型机功能强化 从可编程序控制器出现以来，小型机的发展速度大大高于中、大型 PLC。 随着微电子技术的进一步发展， PLC 的结构必将更为紧凑，体积更小，而安装和使用更方便。 有的小型机只有手掌大小，很容易 用其制成机电一体化产品。 有的小型机的 I/O 可以以点为单位由用户配置、更换或维修。 很多小型机不仅有开关量 I/O，而且还有模拟量 I/O、高速计数器、 PWM 输出等。 中、大型机高速度、高功能、大容量 （ 3） 低成本 随着科学技术的飞跃发展， PLC 主要部件的成本 也在 不断下降。 这 就 使得 PLC 功能 在德州学院 机电工程系 2020 届 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计） 4 大幅提高的同时，其成本却 在 大幅降低。 由于价格的不断降低， PLC 也逐渐在工业控制领域占据主导地位。 （ 4） 多功能 PLC 功能 呈现多样化，以满足不同的的 工业 控制需求。 同时， PLC 的 计算 处理功能的也将得到 进一步 发展 ，使 其 可以替代计算机进行 日常工业生产的 管理、监控。 智能 I/O 组件也将进一步 完善 ，用来完成各种专门的任务 [7]。 第 2 章 控制系统的方案选择 送料小车的系统控制可以有很多方法可以来实现，比较常用是用单片机和可编程序控制器 PLC。 在单片机控制系统 电路中需要加入 A/D、 D/A 转换器， 线路 比较 复杂， 并且 还要分配大量的中断口地址。 同时 单片机控制电路 容 易受外界环境的干扰，稳定性 不可靠。 另外 ，控制程序 还 需要具有一定编程能力的人才能编译出，在维修时也需要高技术的人员才能修复 [8]。 而从上述对 PLC 的特点了解可知， PLC 具有很 多优点，因此我们归纳出： PLC 的 可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单。 此外 PLC 内部 定时、计数资源丰富，可以方便地实现对送料小车的控制。 因此，最终 我们 选择了用可编程 序 控制器 PLC 来实现 对送料装车 系统的 控制 ， 以 完成本次 论文设计 题目 第 3 章 控制系统的设计 自动送料装车系统控制工艺要求 基于 PLC 控制的自动送料装车系统的控制要求如下： 初始状态：红灯 L2 灭，绿灯 L1亮，表示允许汽车进来装料。 此时，进料阀门（ K1），送料阀门（ K2），电动机（ M M M3）皆为 OFF 状态。 当汽车到来 时，车辆检测开关 S2接通，红灯 L2 亮，绿灯 L1 灭，电动机 M3 运行，电动机 M2 在 M3 接通 2 秒后运行，电动机 M1 在 M2 启动 2 秒后运行，依次顺序起动整个送料系统。 当电动机 M3 运行后，进料阀门 K1 打开给料斗进料。 当料斗中物料装满时，料斗检测开关 S1 接通，此时进料阀门 K1 关闭（设 1 料斗物料足够运料小车装满一车）。 料斗出料阀门 K2 在电动机 M1 运行 2秒及料斗装满后，打开放料，物料通过传送带 PD PD2 和 PD3的传送，装入汽车。 当运料小车装满后，称重开关 S3 动作，送料阀门 K2 关闭，同时电动机 M1 延时 2秒后德州学院 机电工程系 2020 届 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计） 5 停止，电动机 M2在 M1 停止 2 秒后停止，电动机 M3 在 M2 停止 2 秒后停止。 此时绿灯 L1亮，红灯 L2 灭，表示汽车可以开走。 故障操作：在带式传输机传送物料过程中，若传送带 PD1 超载，则送料阀门 K2 立即关闭，同时停止电动机 M1，电动机 M2和 M3 在电动机 M1停止 4秒后停止； 在带式传输机传送物料过程中，若传送带 PD2 超载，则同时停止电动机 M1 和 M2并关 闭送料阀门 K2，延时 4S后电动机 M3 停止； 在带式传输机传送物料过程中，若传送带 PD3 超载，则同时停止电动机 M M2 和 M3并关闭送料阀门 K2。 I/O 地址分配 此次设 计，系统占用 18个 PLC 的 I/O 端口，分别是 8个输入端口和 10 个输出端口，具体的 I/O 分配如表 1 所示： 表 1 自动送料装置系统 I/O 地址表 输 入 输 出 启动 电机 M3 称重开关 电机 M2 装车开关 电机 M1 紧急停止 送料阀门 K2 料斗已满 进料阀门 K1 电动机 M3 故障 红灯 L2 电动机 M2 故障 绿灯 L1 电动机 M1 故障 电机 M3 故障显示 电机 M2 故障显示 电机 M1 故障显示 PLC 外部接线图的设计 该控制系统核心部分是以德国西门子 CPU226 为主，其外部硬件接线图如图 1 所示： 德州学院 机电工程系 2020 届 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计） 6 I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6Q 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6C P U 2 2 6 C N+2 4 V称 重 开 关 S 2装 车 开 关 S 3停 止 按 钮故 障 开 关 M 1故 障 开 关 M 2故 障 开 关 M 3进 料 阀 门 K 1送 料 阀 门 K 2K M 1K M 2K M 3绿 灯红 灯料 斗 检 测 开 关 S 1启 动 开 关Q 0 . 7Q 1 . 0Q 1 . 1I 0 . 71 L2 L3 L电 动 机 M 1 故 障电 动 机 M 2 故 障电 动 机 M 3 故 障1 MF U2 2 0 图 1 PLC 自动送料 I/O 接线图 第 4 章 基于 PLC 装车系统的梯形图 PLC 程序流程图 PLC 采用计算机控制技术，其程序工作过程可用流程图 2 表示。 PLC 的程序执行为循环扫描工作方式，即进行输出刷新后，再重新开始输入扫描，循环执行 [9]。 德州学院 机电工程系 2020 届 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计） 7 红 灯 灭绿 灯 亮小 车 进 入启 动进 料 阀 门料 斗 满。 电 机 M 3 启 动电 机 M 2 启 动电 机 M 1 启 动送 料 阀 门关 闭 送 料阀 门电 动 机过 载。 装 车达 到 小 车重 量关 闭 电 机 M 2关 闭 电 机 M 1小 车 退 出红 灯 灭绿 灯 亮关 闭 送 料 阀 门关 闭 电 动 机 M 3初 始 状 态显 示 故 障电 机排 除 故 障电 机延 时 2 秒延 时 2 秒延 时 2 秒延 时 2 秒YNYNYNYNYN 图 2 PLC 程序流程图 PLC 梯形图设计 梯形图编程语言习惯上称为梯形图。 梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，也可以说，梯形图编程语言是在电气控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，是目前用的最多的一种 PLC 编程语言 [10]。 本送料装车系统的 PLC 梯形图如图 3： 德州学院 机电工程系 2020 届 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计） 8 德州学院 机电工程系 2020 届 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计）。