畢業(yè)設(shè)計(jì)--plc在鋼卷運(yùn)輸小車控制的應(yīng)用設(shè)計(jì)

1、<p>　　PLC在鋼卷運(yùn)輸小車控制的應(yīng)用設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要 本論文是利用Controllogix系統(tǒng)的PLC來控制鋼卷運(yùn)輸小車的運(yùn)卷，利用傳感器來檢測位置和小車的高度對中，以及上卷的檢測，并結(jié)合圖形來敘述，簡單易懂，而且檢測裝置也很方便，上卷也很方便，從而保證了鋼卷能夠準(zhǔn)確的送到開卷機(jī)上，從而提高了生產(chǎn)效率，也取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　關(guān)鍵詞

2、Controllogix PLC，鋼卷小車，高度對中</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　簡單介紹PLC的發(fā)展和PLC的優(yōu)點(diǎn)以及在工業(yè)中應(yīng)用，也簡要介紹了鋼卷小車的分類以及鋼卷運(yùn)輸小車的發(fā)展史。</p><p>　　2 鋼卷運(yùn)輸小車的工藝流程</p><p>　　2.1 鋼卷運(yùn)輸小車的

3、流程簡介</p><p>　　本設(shè)計(jì)系統(tǒng)是利用PLC來控制鋼卷運(yùn)輸小車的運(yùn)輸過程，其工作原理是：運(yùn)輸小車初始在1號位，當(dāng)所有的液壓閥打開以后，當(dāng)所有準(zhǔn)備條件都準(zhǔn)備好時(shí)，小車接卷；小車接到鋼卷后，電磁閥打開，跟著比例閥也打開，小車快速向2號位行駛，行程開關(guān)檢測到后，也就是說到達(dá)2號預(yù)停位后，在慢速行向2號停止位。到達(dá)2號位的停止位后小車以比例閥設(shè)定值的速度上升，到高度對中位后停止。在進(jìn)行高度對中完成后，小車快速速向

4、前運(yùn)行到3號預(yù)停位，隨后慢速運(yùn)行到3號停止位，等待所有條件準(zhǔn)備好時(shí)，將鋼卷送到開卷機(jī)上等待。當(dāng)開卷機(jī)處所有條件全部滿足后，當(dāng)檢測到鋼卷上到開卷機(jī)后，開卷機(jī)接卷，小車下降到最低位，返回1號位停止。這樣周而復(fù)始的運(yùn)行。具體小車運(yùn)輸工藝流程圖(見圖2.1)</p><p>　　圖2.1 小車運(yùn)輸工藝流程圖</p><p>　　2.2 鋼卷運(yùn)輸小車</p><p>　　

5、2.2.1 鋼卷運(yùn)輸小車的功能</p><p>　　鋼卷運(yùn)輸小車的任務(wù)是將在取料處準(zhǔn)備好的鋼卷運(yùn)往開卷機(jī)。在其運(yùn)輸過程中，利用光電開關(guān)及光電編碼器來實(shí)現(xiàn)帶鋼的高度對中和測量鋼卷外徑，動(dòng)作過程為：</p><p>　?、?鋼卷小車1#位接受鋼卷；</p><p>　?、?鋼卷小車鞍座上升托住鋼卷并上升到上極限位置；</p><p>　　③ 鋼

6、卷小車下降，進(jìn)行外徑測量及高度對中；</p><p>　?、?對中完畢，鋼卷小車前進(jìn)，將鋼卷裝入開卷機(jī)卷筒；</p><p>　?、?上卷完畢，鋼卷小車鞍座下降到下極限位置；</p><p>　?、?鋼卷小車返回1#位。</p><p>　　2.2.1 鋼卷運(yùn)輸小車的高度對中和鋼卷卷徑測量</p><p>　　高度對

7、中過程：鋼卷中心與開卷機(jī)卷筒軸線的高度對中在鋼卷小車的原始位置（對中站）進(jìn)行，當(dāng)鋼卷小車從取料處運(yùn)載鋼卷行駛到這個(gè)位置時(shí)，通過一個(gè)光電開關(guān)和小車升降方向上的一個(gè)位移傳感器進(jìn)行高度自動(dòng)對中。其小車高度對中過程（見圖2.2）。</p><p>　　圖2.2 小車高度對中過程</p><p>　　高度對中的步驟為：小車先下降使高度對中光柵接通，小車記下這一高度值，通過計(jì)算與比較得出小車應(yīng)該上升

8、的距離，小車上升該距離值，并進(jìn)行判斷對中是否完成，如果h>h1,小車將慢速下降，直到h=h1為止，如果h<h1；小車將會(huì)慢速上升，直到h=h1。對中完成后將鋼卷送到開卷機(jī)。</p><p>　　鋼卷卷徑的計(jì)算（見圖2.3）。</p><p>　　圖2.3 鋼卷卷徑的計(jì)算</p><p>　　從工藝流程圖可以看出鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)，作為鋼卷生產(chǎn)中接收和運(yùn)輸鋼卷

9、的重要環(huán)節(jié)，操作水平和機(jī)械電氣安裝、定位精度直接影響鋼卷運(yùn)輸?shù)陌踩蜕a(chǎn)效率。在投產(chǎn)以來，由于操作和設(shè)備電氣等原因，已多次發(fā)生因系統(tǒng)運(yùn)輸偏差過大而導(dǎo)致鋼卷脫落，致使鋼卷及機(jī)械電氣設(shè)備的損壞；同時(shí)，由于故障的嚴(yán)重性，也給操作人員的操作形成心理壓力；這在一定程度上也影響了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。造成這些問題的主要原因是鋼卷的對中，往往就是鋼卷在對中上不夠精確，造成了鋼卷的脫落，從而也就影響了后面的生產(chǎn)。這也就是本設(shè)計(jì)需要解決的問題。</p&g

10、t;<p>　　3 鋼卷運(yùn)輸小車運(yùn)輸系統(tǒng)PLC的選型</p><p>　　3.1 PLC的選型</p><p>　　由于PLC選型的基本原則及本設(shè)計(jì)的工藝要求，我選擇工藝流程比較固定、環(huán)境條件比較好，所以選用模塊式的PLC機(jī)型，即ControlLogix PLC。</p><p>　　3.2 ControlLogix PLC的特點(diǎn)及PLC的基本組

11、成</p><p>　　ControlLogix控制系統(tǒng)看起來像一個(gè)可編程序控制器，其系統(tǒng)具有優(yōu)良的性能品質(zhì)，其特點(diǎn)有：① 無縫連接 ② 快速 ③ 可組態(tài) ④ 工業(yè)化 ⑤ 集成化⑥ 結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　PLC實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制型計(jì)算機(jī)，其基本組成見圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 可編程控制器的基本組成</p><p&

12、gt;　　3.3 ControlLogix PLC選型</p><p>　　3.3.1 檢測元件的選擇</p><p>　　在PLC工程設(shè)計(jì)中，我們要實(shí)現(xiàn)控制要求，我們往往要選擇許多具有特殊功能的檢測元件。本設(shè)計(jì)的檢測元件選擇見表3.1。</p><p>　　表3.1 檢測元件的選擇</p><p>　　3.3.1 ControlLo

13、gix PLC的硬件選擇</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中要選擇PLC的電源模塊、輸入輸出模塊以及CPU的模塊，具體選擇見表3.2。</p><p>　　表3.2 該課題的PLC硬件配置</p><p>　　4 小車自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)PLC的程序設(shè)計(jì)</p><p>　　在自動(dòng)運(yùn)輸控制小車的設(shè)計(jì)中，只有PLC硬件設(shè)計(jì)還不夠，必須得有與之相應(yīng)的軟

14、件設(shè)計(jì)。這就要根據(jù)PLC系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝要求以及軟件規(guī)格說明書，使用相應(yīng)的編程語言指令，編制要實(shí)現(xiàn)Controllogix系統(tǒng)PLC實(shí)際應(yīng)用程序形成程序說明書的過程，而這個(gè)過程就是程序設(shè)計(jì)。</p><p>　　4.1 Rslogix5000軟件簡介</p><p>　　Rslogix5000是功能十分強(qiáng)大的編程軟件，不僅僅用來對控制器進(jìn)行常規(guī)的編程，更多的用于組態(tài)和監(jiān)控，所有對外

15、交換的信息，不管是I/O刷新信息，還是對外設(shè)備的通信信息，統(tǒng)統(tǒng)要經(jīng)過編程軟件的組態(tài)或編程，更重要的是它面對系統(tǒng)的監(jiān)視功能和診斷功能，所有它屬下模塊的工作狀態(tài)全在它的監(jiān)視之下，其診斷結(jié)果將明了告知問題所在。Rslogix5000為梯形邏輯編程提供了靈活性、可靠性，并提高生產(chǎn)率，其運(yùn)行環(huán)境是Microsoft Windows 98和Windows NT。</p><p>　　4.2 系統(tǒng)的控制要求</p>

16、;<p>　　本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能有：</p><p>　　① 通過檢測元件的檢測，改變小車的速度，以準(zhǔn)確控制小車的行走位置；</p><p>　?、?小車的上升、下降及高度對中的計(jì)算；</p><p>　　③ 小車手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行的控制；</p><p>　?、?小車托輥電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；</p><p

17、>　?、?控制閥門的開關(guān)；</p><p>　?、?小車上的鋼卷數(shù)計(jì)算；</p><p>　?、?準(zhǔn)確的將鋼卷送上開卷機(jī)。</p><p>　　4.3 I/O地址分配</p><p>　　由于I/O分配采用了映像寄存器機(jī)制，所以PLC控制系統(tǒng)建立起來以后，需要建立內(nèi)部映像寄存器和實(shí)際的物理I/O接點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系，以使主CPU模塊能夠訪問

18、其他模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。一般情況下，PLC提供的映像寄存器數(shù)量要比其所能擴(kuò)展的實(shí)際物理I/O的點(diǎn)數(shù)多。系統(tǒng)的輸入、輸出點(diǎn)的編址號與I/O映像區(qū)的映像寄存器地址號相對應(yīng)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的PLC的I/O地址分配見表4.1。</p><p>　　表4.1 鋼卷小車自動(dòng)控制系統(tǒng)I/O地址分配表</p><p>　　4.4 控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　圖4.1 系統(tǒng)控

19、制流程圖</p><p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是PLC在鋼卷運(yùn)輸小車控制的應(yīng)用設(shè)計(jì)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對PLC有了一定的理解，基本上了解PLC的最新發(fā)展?fàn)顩r，以及鋼卷運(yùn)輸小車的的基本工藝，了解PLC的工作原理，PLC的選擇，熟悉了Controllogix系統(tǒng)，I/O模塊的選擇和I/O表的配置，還有Rslogix5000

20、編程軟件。</p><p>　　本設(shè)計(jì)涉及到的主要內(nèi)容有：①PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)（包括PLC的機(jī)型、機(jī)架數(shù)目、電源等）；②PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)（包括PLC的I/O點(diǎn)數(shù)、容量、I/O控制模塊等）；③PLC控制系統(tǒng)的編程（運(yùn)用了Rslogix5000編程器）；④選擇與PLC相關(guān)的輸入/輸出設(shè)備（現(xiàn)場檢測元件）。雖然Controllogix系統(tǒng)PLC在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，但隨著現(xiàn)代科技日新月異的發(fā)展，工業(yè)

21、生產(chǎn)要求不斷地提高，正朝著集約型方向發(fā)展。要求更高地自動(dòng)化技術(shù)、更精良地儀器設(shè)備、更準(zhǔn)確地監(jiān)測和傳輸系統(tǒng)，而這些要求與PLC的發(fā)展又是息息相關(guān)的，PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)良決定了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作狀態(tài)。本次設(shè)計(jì)是自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，是許多工業(yè)生產(chǎn)中首選的控制系統(tǒng)，但還存在著美中不足之處，還需要進(jìn)一步的改進(jìn)。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p>&l

22、t;p>　　[1] 逢增利．淺談PLC在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的正確應(yīng)用［Ｊ］．民營科技，2010，1：15-20．</p><p>　　[2] 徐世許．可編程序控制器原理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)［M］．安徽：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2001．</p><p>　　[3] 陳立定．電氣控制與可編程序控制器［M］．廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001．</p><p>　　[4] 郁

23、有文．傳感器原理及工程應(yīng)用［M］．西安電子科技大學(xué)出版社，2003.7．</p><p>　　[5]．范次猛，夏春榮．基于PLC物料自動(dòng)控制系統(tǒng)［J］．可編程控制器與工廠自動(dòng)化（PLCFA），2009，12：20-25．</p><p>　　[6] 求是科技．PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐［M］．北京：人民郵電出版社，2005.1．</p><p>　　[7] 周萬珍

24、，高鴻斌．PLC分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用［M］．北京：電子工業(yè)出版社，2004．</p><p>　　[8] 于慶廣．可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)［Ｍ］．北京：清華大學(xué)出版社，2004．</p><p>　　[9] 吳中俊，黃永紅．可編程序控制器原理及應(yīng)用［Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004．</p><p>　　[10] Curtis,Johnson．Process Con

25、trol Instrumentation Technology(6th) [M]．Pearson Education,Inc．，2002．</p><p>　　[11] ray ML．Afuzzy logic controller for temperature control of a six zone tube furnace [J] ．Selfturuing Temperature Controller f

26、or PLC，2001，8(2)：61-65．</p><p>　　[12] ernd Markus J．Plug and control [J]．self rurning Temperature controller for PLC，2001，12(4)：111-121．</p><p>　　PLC in the control of the coil car transport app

27、lication design</p><p>　　Abstract This thesis is to use PLC to control the Controllogix system of steel coils transport dolly, and use sensors to detect the location of the height of car, and the detection,

28、 and roll, easy to figure, and detection device roll are very convenient, so as to ensure the coil winding machine can accurately, thus to improve the production efficiency, also achieved good economic benefits.</p>