自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)plc控制設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　自動(dòng)裝車(chē)送料系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要 本文設(shè)計(jì)是為實(shí)現(xiàn)小車(chē)送料與裝車(chē)的手動(dòng)和自動(dòng)化的轉(zhuǎn)化，改變以往的單純手動(dòng)控制裝車(chē)送料，不僅減少了勞動(dòng)力，更提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC 送料小車(chē) 控制 程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　0.前言</b></p>

2、;<p>　　可編程序控制器（Programmable Logic Controller）,簡(jiǎn)稱(chēng)PLC. 隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，各種機(jī)械產(chǎn)品層出不窮。控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，應(yīng)用范圍涉及各個(gè)領(lǐng)域，例如：機(jī)械，汽車(chē)制造，交通，化工，軍事，民用等。PLC專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其最顯著特點(diǎn)之一是可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，控制程序可變，使用方便，質(zhì)量輕，體積小，價(jià)格低廉和功能強(qiáng)等特點(diǎn)，在冶金和機(jī)械制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)

3、用。</p><p>　　送料小車(chē)控制系統(tǒng)采用了PLC控制，從裝車(chē)送料小車(chē)的工藝流程來(lái)看，它的控制系統(tǒng)屬于自動(dòng)和手動(dòng)控制相結(jié)合的系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)該P(yáng)LC送料小車(chē)程序的同時(shí)總結(jié)了以往PLC送料小車(chē)程序的方法，步驟。并把以前學(xué)的基礎(chǔ)課程融匯到了這次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，更加深入了解了更多的PLC知識(shí)。</p><p>　　1. 自動(dòng)裝車(chē)送料控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　1.1

4、本系統(tǒng)主要由自動(dòng)裝車(chē)部分和手動(dòng)要料兩部分組成。</p><p>　　自動(dòng)裝車(chē)部分由：加料電機(jī)，料斗，限位開(kāi)關(guān)（SQ5），加料指示燈（HL0），壓力傳感器，空車(chē)指示燈(HL5)，送料小車(chē)組成。</p><p>　　手動(dòng)要料部分由：四個(gè)限位開(kāi)關(guān)（SQ1，SQ2,SQ3，SQ4）,四個(gè)倉(cāng)位要料按鈕（SB1，SB2，SB3，SB4）組成</p><p>　　如圖（1）所示為

5、小車(chē)裝車(chē)送料示意圖</p><p>　　圖1所示為小車(chē)裝車(chē)送料示意圖</p><p><b>　　系統(tǒng)功能介紹</b></p><p>　　本控制系統(tǒng)是用于控制小車(chē)自動(dòng)裝車(chē)送料。它既減輕了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又可以自動(dòng)準(zhǔn)確到達(dá)人所不能到達(dá)或很難到達(dá)的預(yù)定位置。它實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)裝車(chē)和手動(dòng)要料兩種功能。</p><p>　　自動(dòng)裝車(chē)功

6、能的實(shí)現(xiàn)由限位開(kāi)關(guān)SQ5和壓力傳感控制，只有當(dāng)傳感器檢測(cè)出小車(chē)內(nèi)沒(méi)有料物，并且當(dāng)小車(chē)行至加料位置，壓下限位開(kāi)關(guān)SQ5時(shí)，加料電機(jī)才能啟動(dòng)開(kāi)始加料。</p><p>　　手動(dòng)要料功能的實(shí)現(xiàn)是由壓力傳感器，四個(gè)位置開(kāi)關(guān)（SQ1-SQ4），四個(gè)要料按鈕（SB1-SB4）控制要料。只有當(dāng)壓力傳感器檢測(cè)到小車(chē)內(nèi)料物裝滿(mǎn)后，并發(fā)出一個(gè)電信號(hào)。這時(shí)四個(gè)要料倉(cāng)位才可以通過(guò)四個(gè)要料按鈕控制要料，而四個(gè)位置開(kāi)關(guān)則控制送料小車(chē)的停止。

7、當(dāng)按下一個(gè)要料按鈕，小車(chē)行至該要料位置，壓下限位開(kāi)關(guān)，小車(chē)會(huì)停止。</p><p><b>　　2. 硬件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 PLC的選擇</p><p>　　可編程控制器PLC對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，是一種無(wú)觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變工藝?？删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩?hù)的專(zhuān)用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有許多明顯的特點(diǎn)?？煽啃愿撸垢蓴_能力強(qiáng)；配

8、套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)；易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，建造的工作量小，維護(hù)方便，容易改造；體積小，重量輕，能耗低。</p><p>　　PLC型號(hào)的選擇；該系統(tǒng)選用西門(mén)子S7——200系列CPU226。共用了12個(gè)輸入，用直流24V；9個(gè)輸出，用交流電220V；CPU226的主要的技術(shù)參數(shù)：輸入24VDC，24點(diǎn)。輸出220VAC，16點(diǎn)，電源電壓為AC100—240V50/60HZ?？杉訑U(kuò)展模

9、塊。</p><p><b>　　2.2 壓力傳感器</b></p><p>　　傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測(cè)感受外界的信號(hào)，物理?xiàng)l件(如光，熱，濕度)或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其它裝置或器官。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665—87對(duì)傳感器的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成?！眰鞲衅魇?/p>

10、一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按照一定的規(guī)律變換成為電信號(hào)或其它所需形式的信息輸出，以滿(mǎn)足信息的傳輸;處理存儲(chǔ)，顯示，記錄和控制等要求，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。</p><p>　　本文應(yīng)用了壓力傳感器，用來(lái)檢測(cè)小車(chē)內(nèi)是否有料,當(dāng)小車(chē)內(nèi)料物壓力超過(guò)一定值時(shí)，小車(chē)為滿(mǎn)車(chē)狀態(tài)(I1.2閉合),這時(shí)四個(gè)料位可以要料,當(dāng)車(chē)內(nèi)物料壓力低于一個(gè)數(shù)值時(shí),小車(chē)為沒(méi)有料狀態(tài)(I1.2斷開(kāi)

11、),這時(shí),四個(gè)要料位不得要料小車(chē)返回加料</p><p><b>　　壓力傳感器接線圖</b></p><p>　　圖2壓力傳感器接線圖</p><p>　　壓力傳感器的注意事項(xiàng)：</p><p>　　1)壓力量程不要超過(guò)該傳感器的過(guò)壓量程，以免損壞；</p><p>　　2）使用溫度在建議使用溫

12、度之內(nèi)。一般壓力傳感器都有溫度補(bǔ)償，但仍然會(huì)對(duì)精度造成影響。 比如傳感器標(biāo)定精度為0.25%，考慮上溫度的影響，綜合誤差可能會(huì)超過(guò)1%。所以要使傳感器工作在建議使用溫度。（最好溫度能穩(wěn)定）；</p><p>　　3）考查使用介質(zhì)是否對(duì)傳感器有影響。 該傳感器是否耐酸，是否耐腐蝕性介質(zhì)都要考慮；</p><p>　　4）遠(yuǎn)離干擾源，或者做干擾屏蔽；</p><p>　

13、　5）輸入電壓保持穩(wěn)定，等等。</p><p>　　2.3裝車(chē)送料小車(chē)PLC的I/O分配表</p><p>　　I/O分配表共有12個(gè)輸入信號(hào)，9個(gè)輸出信號(hào)</p><p><b>　　圖3 I/O分配表</b></p><p>　　2.4 PLC端子接線圖</p><p><b>　　

14、3. 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)裝車(chē)送料小車(chē)梯形圖是分開(kāi)來(lái)畫(huà)的，由自動(dòng)裝車(chē)程序結(jié)構(gòu)圖，手動(dòng)要料程序結(jié)構(gòu)圖，總程序結(jié)構(gòu)圖組成。</p><p>　　圖4 自動(dòng)裝車(chē)程序結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　小車(chē)自動(dòng)裝料運(yùn)行程序如圖（3-10所示），按下啟動(dòng)按鈕SB5(I0.0)，壓力傳感器開(kāi)始檢測(cè)小車(chē)內(nèi)是否有料，若小車(chē)內(nèi)沒(méi)有料，空車(chē)指

15、示燈HL5（Q0.7）亮，小車(chē)自動(dòng)行至加料位置SQ5(I1.1)處，行程開(kāi)關(guān)閉合，加料電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，加料指示燈HL0(Q0.0)亮，料斗開(kāi)始給小車(chē)加料。加滿(mǎn)料停止，壓力傳感器發(fā)出信號(hào)，料位可以要料。</p><p>　　圖5 手動(dòng)要料程序結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　小車(chē)加滿(mǎn)料后，四個(gè)倉(cāng)位就可以通過(guò)按鈕（SB1-SB4）向小車(chē)要料，M0.0,M0.1,MO.2，M0.3分別代表小車(chē)從1號(hào)倉(cāng)位到四

16、號(hào)倉(cāng)位的要料狀態(tài)，送料小車(chē)當(dāng)前所處的位置由I0.5，I0.6，I0.7，I1.0，送料小車(chē)的左行(Q0.6)，右行(Q0.5)，停止控制。小車(chē)到位后，用了微操作（P）來(lái)清除料倉(cāng)要料狀態(tài)信號(hào)，控制小車(chē)停止。（上微分操作注意事項(xiàng)，上微分脈沖只存在在一個(gè)掃描周期，接受這一脈沖控制的元件，應(yīng)寫(xiě)在這一脈沖出現(xiàn)的語(yǔ)句后）</p><p><b>　　3.2 流程圖</b></p><

17、p><b>　　圖6流程圖</b></p><p>　　3.3用PLC對(duì)自動(dòng)裝車(chē)送料小車(chē)實(shí)現(xiàn)控制的具體要求如下;</p><p>　　小車(chē)的裝車(chē)要求：小車(chē)的裝車(chē)要求受壓力傳感器檢測(cè)，當(dāng)小車(chē)內(nèi)沒(méi)料時(shí)，小車(chē)上的信號(hào)燈HL5亮，指示燈受PLC的Q0.7控制。這時(shí)四個(gè)倉(cāng)位不得要料，小車(chē)返回加料位置SQ5，(SQ5受PLC I0.9檢測(cè))。當(dāng)加料機(jī)指示燈HL0亮?xí)r（HL0

18、受PLC Q0.0控制），開(kāi)始加料。</p><p>　　小車(chē)送料的動(dòng)作要求：</p><p>　　小車(chē)負(fù)責(zé)向四個(gè)料倉(cāng)送料，在送料的路上從左到右有四個(gè)料倉(cāng)（位置開(kāi)關(guān)SQ1，SQ2，SQ3，SQ4）分別受PLC的I0.5，I0.6，I0.7，I1.0檢測(cè)。當(dāng)信號(hào)燈亮?xí)r說(shuō)明小車(chē)到達(dá)該位置，小車(chē)的行走受兩個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)，Q0.6驅(qū)動(dòng)小車(chē)左行，Q0.5驅(qū)動(dòng)小車(chē)右行。料倉(cāng)要料由四個(gè)開(kāi)關(guān)按鈕（SB1，SB

19、2，SB3，SB4）（對(duì)應(yīng)的PLC為I0.1，I0.2，I0.3，I0.4）發(fā)出信號(hào)。相應(yīng)的指示燈（HL1，HL2，HL3，HL4）,指示燈分別受 PLC的QO.1，Q0.2，Q0.3，Q0.4控制。</p><p>　?。?）送料小車(chē)的行走條件：</p><p>　　小車(chē)右行條件：小車(chē)在0號(hào)位，1號(hào)要料；小車(chē)在0,1號(hào)倉(cāng)位，2號(hào)要料；小車(chē)在0,1,2，號(hào)倉(cāng)位

20、，4號(hào)要料。</p><p>　　小車(chē)左行條件：小車(chē)在4號(hào)倉(cāng)位時(shí)，3號(hào)倉(cāng)位要料；小車(chē)在4,3號(hào)倉(cāng)位時(shí)，2號(hào)倉(cāng)位要料；小車(chē)在4,3,2好倉(cāng)位時(shí)，1好倉(cāng)位要料；當(dāng)小車(chē)?yán)餂](méi)有料時(shí)左行。</p><p>　　送料小車(chē)的停止條件：小車(chē)加料時(shí)停止；小車(chē)與要料倉(cāng)位一致時(shí)停止；</p><p>　　運(yùn)料小車(chē)的互鎖條件：小車(chē)右行是不允許左行啟動(dòng)；同樣小車(chē)右行時(shí)，也不允許右行啟動(dòng)。&l

21、t;/p><p><b>　　4. 總梯形圖設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　在做這個(gè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了很多以前沒(méi)學(xué)過(guò)的知識(shí)，也鞏固了很多以前沒(méi)學(xué)好的知識(shí)，使我的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)更加扎實(shí)，軟件操作更加熟練了。做完這個(gè)設(shè)計(jì)后，我得出幾個(gè)結(jié)論如下：</p><p>　　

22、一、送料小車(chē)在硬件設(shè)計(jì)中，加入了擴(kuò)展模塊，可以在觸點(diǎn)不夠的情況下方便地實(shí)現(xiàn)該小車(chē)的系統(tǒng)控制；然后軟件設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了上微分指令，簡(jiǎn)化了程序，還運(yùn)用了互鎖和聯(lián)鎖，確保了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少了系統(tǒng)的故障點(diǎn)。在送料小車(chē)的系統(tǒng)中加入了手動(dòng)操作程序，便于設(shè)備的維修，方便操作人員操作。</p><p>　　二、該小車(chē)系統(tǒng)在實(shí)施的情況下，其成本價(jià)格比較高。</p><p>　　三、該小車(chē)控制系統(tǒng)的研究方向

23、：由于本小車(chē)系統(tǒng)并不完善，只做了送料，沒(méi)有設(shè)計(jì)小車(chē)怎么裝料和小車(chē)到料倉(cāng)后送料的多少。這兩方面是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善，是將來(lái)的研究方向。 </p><p>　　最后，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們的設(shè)計(jì)能力以及全面的考慮問(wèn)題能力。學(xué)習(xí)的過(guò)程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動(dòng)的。相信通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)它對(duì)我以后的學(xué)習(xí)及工作都會(huì)產(chǎn)生積極的影響。</p><p><b>　　謝 辭</b

24、></p><p>　　本論文是在劉芬導(dǎo)師親自指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上給了我很大的幫助，使我在設(shè)計(jì)過(guò)程中避免了許多無(wú)為的工作，在此我對(duì)導(dǎo)師表示衷心的感謝！</p><p>　　本論文能夠完成，要感謝機(jī)電工程學(xué)院的所有老師，是他們?cè)谶@三年的時(shí)間里，教會(huì)我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。在我撰寫(xiě)論文期間，得到了我的指導(dǎo)老師的幫助，在忙碌的工作之余，給予我專(zhuān)業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)，而且教給我學(xué)習(xí)的方法和思路，使我在

25、科研工作及論文設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷有新的認(rèn)識(shí)和提高。導(dǎo)師為論文課題的研究提出了許多指導(dǎo)性的意見(jiàn)，為論文的撰寫(xiě)、修改提供了許多具體的指導(dǎo)和幫助。多得他們的指導(dǎo)和幫助才使我能完成本論文。我會(huì)在以后的工作中為社會(huì)作出貢獻(xiàn)去回報(bào)他們對(duì)我的教導(dǎo)。希望每個(gè)人都和我一樣，通過(guò)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)W到很多的知識(shí)與道理，大家都能用一顆熱誠(chéng)的心去投身未來(lái)的工作，報(bào)效祖國(guó)、父母、老師。</p><p>　　在本文結(jié)束之際，特向我敬愛(ài)的導(dǎo)師和機(jī)

26、電工程學(xué)院所有老師致以最崇高的敬禮和深深的感謝！</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn):</b></p><p>　　1.廖常初，PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用。北京：電子工業(yè)出版社，2004</p><p>　　2.儲(chǔ)云峰，西門(mén)子電氣可編程序控制器原理及應(yīng)用。常州：電子工業(yè)出版社，2002</p><p>　　3. 汪巍，汪小鳳