基于plc运料小车设计

基于plc运料小车设计内容摘要：

序执行阶段 输出阶段 输入阶段 程序执行阶段 4 梯形图语言是在继电器控制电路图的基础上发展而来的。 最大的优点就是直观易懂，使用简单方便。 对来自电气方面的用语，通过梯形图很容易就能掌握，同时它也是 PLC 的主要编程语言。 例如，一个简单 PLC 控制系统，当常开按钮SBFl 动作时，水泵开启，当常闭按钮 SBSl 动作时，水泵停止运行。 用继电器控制和用 PLC 控制的梯形图如图 14 和图 15 所示。 图 14 继电器控制电气图 图 15 PLC控制梯形图 助记符语言与汇编语言类似，它使用字符来代表可编程控制器的某种操作，这就要求用户要有一定的计算机编程基础。 用助记符语言编写上一个例子的程序如下： LD I0 OR Q0 ANDN I1 OUT Q0 西门子公司的 S7 系列 PLC 除了可以用梯形图和助记符语言进行编程外，还可以用功能块图语言进行编程。 功能块图语言与数字电 子技术的逻辑电路图类似，不同的功能块实现不同的功能，从而实现所需控制要求。 如图 16 所示： 图 16 PLC 功能块图 SBF1 KM1 KM1 SBFS X0 X1 Q0 Q0 OR AND 5 、 设计原则及步骤 PLC 控制系统由硬件部分和软件部分组成。 对于整个 PLC控制系统来说，其硬件部分不仅包括选择符合控制要求的 PLC机型、存储器容量、电源模块、输入 /输出模块、通信模块、模拟量输入 /输出模块和特殊功能模块等，还应当包括选择合适的可编程控制器外围装置、设备与接口，如输入设备（控制按钮、开关、传感器等）、执行装置（接触器、继电器等）和由执行 装置控制的现场设备（水泵、鼓风机、阀门等）。 软件部分主要包括对 PLC 进行 I/O 点地址、内部继电器、定时器、计数器等的分配， PLC 控制程序的设计（梯形图、语句表、流程图等），还有一些技术文件等。 PLC 控制系统是为工艺流程服务的，所以它首先要能很好地实现工艺提出的控制要求。 PLC 控制系统的设计应遵循以下原则。 （ 1）根据工艺流程进行设计，力求控制系统能最大限度地满足控制要求。 （ 2）在满足控制要求的前提下，尽量减少 PLC 系统硬件费用。 （ 3）考虑到以后控制要求的变化，所以控制系统设计时应考虑 PLC 的可扩展性。 （ 3）控制系统使用和维护方便、安全可靠。 一般 PLC 控制系统的设计步骤如图 17 所示，具体操作如下。 （ 1）控制要求分析 在设计 PLC 控制系统之前，必须对工艺过程进行细致的分析，详细了解控制对象和控制要求，这样才 能真正明白自己所要完成的任务，并更好地完成任务，设计出令人满意的控制系统。 （ 2）确定输入 /输出设备 根据控制要求选择合适的输入设备（控制按钮、开关、传感器等）和输出设备（接触器、继电器等），根据所选用的输入 /输出设备的类型和数量确定 PLC的 I/0 点数。 （ 3）选择合适 PLC 确定 PLC 的 I/0 点数后，就根据 I/0 点数、控制要求等来进行 PLC 的选择。 选择包括机型、存储器容量、输入 /输出模块、电源模块和智能模块等。 （ 4） I/0 点数分配 点数分配就是规定 PLC 的 I/0 端子和输入 /输出设备。 （ 5） PLC 程序设计 首先把工艺流程分为若干阶段，确定每一阶段的输入信号和输出要控制的设备，还有不同阶段之间的联系，然后画出程序流程图，最后再进行程序编制。 （ 6）模拟调试 程序编制好后，可以用按钮和开关模拟数字量，电压源和电流源代替模拟量， 6 进行模拟调试，使控制程序基本满足控制要求。 （ 7）现场联机调试 现场联机调试就是将 PLC 与现场设备进行调试。 在这一步中可以发现程序存在的实际问题，然后经过修正后使其满足控制要求。 （ 8）整理技术文件 这一步主要包括整理与设计有关的文档，包括设计说明书、 I/O 接线原理图、程序清单和使用说明书等。 图 17设计步骤示意图 控制要求分析 开始设计 设计结束 确定输入输出设备 现场模拟调试 选择合适的 PLC I/O 点数分配 PLC 程序设计 模拟调试 整理技术文件 7 2 运料小车控制系统的方案论证 某自动生产线上运料小车的运动 如图 21 所示： 图 21运料小车示意图 运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小向左行。 电动机正反转图如图 22 所示： 图 22三项异步电动机正反转主电路图 在生产线上有 5 个编号为 l～ 5 的站点供小车停靠，在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。 对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有 4 个呼叫按钮开关 (SK2～ SK5）分别与 4 个停靠站 点相对应。 运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下： （ 1）按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作； （ 2） 按下启动按钮后，小车在 1 号站停 20S 装料，结束后若有呼叫按钮按下，小车右行，到达呼叫按钮对应的停靠站时小车停止并卸料， 15S 后卸料完毕自动化生产线 运料小车 1 号站 _____ 2 号站 4 号站 3 号站 5 号站 运料小车 8 小车右行，到达装料停靠点时小车停止。 （ 3）呼叫按钮开关 SK2～ SK5 应具有互锁功能，先按下者优先。 方案论证 早期运料小车电气控制系统多为继电器 接触器组成的复杂系统 ， 这种系统存在设计周期长 、 体积大 、 成本高等缺陷 ， 几乎无数据处理和通信功能 ， 必须有专人负责操作。 后来，单片机应用到运料小车控制系统中。 单片机 有优异的性能价格比 、 集成度高 、 体积小 、 有很高的可靠性 、 控制功能强 、 低功耗 、 低电压 ， 便于生产便携式产品 ， 外部总线增加了 I C 及。