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自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)PLC控制設(shè)計(jì).doc

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自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)PLC控制設(shè)計(jì).doc

P L C課程設(shè)計(jì)自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)學(xué)院:機(jī)械工程學(xué)院班級(jí):機(jī)電1311目錄第一章 PLC控制系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)和分析.31.1設(shè)計(jì)要求.31.2控制原理.41.3元素定義. 4第二章.PLC控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)分析 52.1結(jié)構(gòu)框圖. 5 2.12自動(dòng)送料裝車控制系統(tǒng)的操作面板. 5第三章:PLC 控制系統(tǒng) 6 3 PLC的選型 6第四章:PLC控制系統(tǒng). 74.1初始狀態(tài) 74.2裝車系統(tǒng). 8 4.3停機(jī)控制系統(tǒng). 104.4 程序時(shí)序圖 10 4.5 I/O地址分配表. 11 4.6 I/O接線圖 114.7 程序設(shè)計(jì)梯形圖 124.8 程序說明15第五章 系統(tǒng)調(diào)試. 16遇到的問題及解決16參考文獻(xiàn)18第一章 PLC控制系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)和分析1.1設(shè)計(jì)要求1. 初始狀態(tài)紅燈L1滅,綠燈L2亮,表示允許汽車開進(jìn)裝料,進(jìn)料閥指示燈K1、料斗指示燈K2不亮,電機(jī)M1,M2,M3皆為停止。2. 啟動(dòng)操作 按下啟動(dòng)按鈕,開始下列操作: 系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)料斗是否已滿(傳感器S1亮表示滿),如果料斗未滿,則打開K1進(jìn)料,當(dāng)料斗滿時(shí)(傳感器S1亮),K1停止,然后紅燈L1亮,綠燈L2滅,表示正在裝車。同時(shí)電機(jī)M3啟動(dòng),M3啟動(dòng)2S后M2啟動(dòng),M2啟動(dòng)2S后M1啟動(dòng),M1啟動(dòng)2S之后K2打開(出料)。當(dāng)車裝滿時(shí)(傳感器S2亮),首先K2關(guān)閉,M1,M2,M3順序延時(shí)2S分別停止。等到車離開(傳感器S2滅)時(shí),繼續(xù)循環(huán)上述的運(yùn)行。 3.停止操作 按下停止按鈕系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)。設(shè)計(jì)完成要求完成I/O分配圖,及PLC外圍電路圖的設(shè)計(jì)及連接。完成設(shè)計(jì)說明書。完成PLC程序,并調(diào)試通過。1.2控制原理1.初始狀態(tài) 在自動(dòng)生產(chǎn)線中,剛開始紅燈L1滅,綠燈L2亮,表明允許進(jìn)車裝料。這時(shí),進(jìn)料閥指示燈K1、料斗指示燈K2不亮,M1、M2、 M3皆為停止。2. 啟動(dòng)操作:按下啟動(dòng)按鈕,開始下列操作:系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)檢測(cè)料斗是否已滿(傳感器S1亮表示滿),如果料斗未滿,則打開K1進(jìn)料,當(dāng)料斗滿時(shí)(傳感器S1亮),K1停止,然后紅燈L1亮,綠燈L2滅,表示正在裝車。同時(shí)電機(jī)M3啟動(dòng),M3啟動(dòng)2s之后M2啟動(dòng),M2啟動(dòng)2s之后M1啟動(dòng),M1啟動(dòng)2s之后K2打開(出料)。當(dāng)車裝滿時(shí)(傳感器S2亮),首先K2關(guān)閉,M1、M2、M3順序延時(shí)2s分別停止。當(dāng)車離開(傳感器S2滅時(shí)),繼續(xù)循環(huán)上述的運(yùn)行。3. 停止操作按下停止按鈕系統(tǒng)恢復(fù)原始狀態(tài)。 1.3元素定義 啟動(dòng)按鈕 電動(dòng)機(jī) M3 檢測(cè)料斗是否已滿 電動(dòng)機(jī) M2 檢汽車是否裝滿 電動(dòng)機(jī) M1 停止按鈕 進(jìn)料 K1 料斗 K2 紅燈 L1 綠燈 L2第二章.PLC控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)分析2.1結(jié)構(gòu)框圖 電氣原理圖是用來(lái)表明設(shè)備電氣的工作原理及各電器元件的作用,相互之間的關(guān)系的一種表示方式。運(yùn)用電氣原理圖的方法和技巧,對(duì)于分析電氣線路,排除機(jī)床電路故障是十分有益的。電氣原理圖一般由主電路、控制電路、保護(hù)、配電電路等幾部分組成.2.12自動(dòng)送料裝車控制系統(tǒng)的操作面板如下 第三章:PLC控制系統(tǒng)3. PLC的選型 選擇PLC的容量。首先要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)分析,把所有的I/O點(diǎn)找出來(lái),包括開關(guān)量I/O和模擬量I/O以及這些I/O點(diǎn)性質(zhì)。I/O點(diǎn)的性質(zhì)主要指它們的信號(hào)類型,電壓,輸出的類型。確定控制系統(tǒng)輸出點(diǎn)的類型,交流220V的接觸器、電磁閥,指示燈只留24V,選用的PLC的輸出點(diǎn)數(shù)大于實(shí)際點(diǎn)數(shù)。因?yàn)镻LC的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組公用一個(gè)公共端,這一組輸出只能有一種電源的種類和等級(jí)。所以一旦它們被交流220V點(diǎn)的負(fù)載使用,則直流24V的負(fù)載只能使用其他組的輸出端了。這樣有可能造成輸出點(diǎn)數(shù)的浪費(fèi),增加成本。所以要選擇相同等級(jí)和種類的負(fù)載,比如使用交流220V的指示燈等。繼電器輸出的PLC使用最多,但對(duì)于要求高速輸出的情況,比如運(yùn)動(dòng)控制的高速脈沖輸出,就要使用五觸電的晶體管輸出的PLC了。 在編程語(yǔ)言上,用梯形圖編程還是用語(yǔ)句表編程或使用功能圖編程,這主要取決于以下幾點(diǎn): (1)PLC使用梯形圖編程不方便則可用語(yǔ)句表編程;單梯形圖總比語(yǔ)句表直觀。 (2)經(jīng)驗(yàn)豐富的人員可用語(yǔ)句表直接編程,就像使用匯編語(yǔ)言一樣。 (3)如果是清晰的單順序、選擇順序或并發(fā)順序的控制任務(wù),則最好是用功能圖來(lái)設(shè)計(jì)程序。 第四章 程序設(shè)計(jì)4.1初始狀態(tài) 紅燈L1滅,綠燈L2亮,表明允許進(jìn)車開進(jìn)料。進(jìn)料閥指示燈K1、料斗指示燈K2不亮,電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3皆為停止。 4.2裝車系統(tǒng) 4.2.1 進(jìn)料按下開始按鈕SB1,如料斗中不滿(S1為不亮?xí)r),2s后K1指示燈亮,表示進(jìn)料;當(dāng)料滿(S1為亮?xí)r)終止進(jìn)料,S1的指示燈亮。 4.2.2 裝車當(dāng)汽車開到裝車位置紅燈亮,綠燈滅,同時(shí)啟動(dòng)M3,2s后啟動(dòng)M2,再經(jīng)過2s后啟動(dòng)M1,再經(jīng)過2s后K2指示燈亮,表示打開料斗。當(dāng)車滿時(shí)K2指示燈滅,2s后M1停止,再經(jīng)過2sM2停止,再2sM3停止,同時(shí)紅燈滅,綠燈亮,表示汽車可以開走。汽車離開,則S1為不亮狀態(tài),S2也為不亮狀態(tài)。 4.3 停機(jī)控制系統(tǒng) 按下停止按鈕SB2整個(gè)系統(tǒng)終止運(yùn)行,回到初始狀態(tài)。4.4程序時(shí)序圖(1)啟動(dòng)前或停止后時(shí)序圖:(2)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)序圖:(圖中未標(biāo)注表示時(shí)間未知,單位:S)4.5 I/O地址分配表輸入信號(hào) 輸出信號(hào)啟動(dòng)按扭SB1 I0.1 紅燈L1 Q0.0 停止按鈕SB2 I0.2 綠燈L2 Q0.1 傳感器S1 I0.3 進(jìn)料閥指示燈K1 Q0.2 傳感器S2 I0.4 電動(dòng)機(jī)M3 Q0.3 電動(dòng)機(jī)M2 Q0.7 電動(dòng)機(jī)M1 Q0.5 料斗指示燈K2 Q0.64.6 I/O接線圖4.7 程序設(shè)計(jì)梯形圖 4.8 程序說明 1、初始狀態(tài)先進(jìn)行系統(tǒng)初始化,綠燈亮,紅燈滅表示車正在開來(lái). 2、啟動(dòng) 按下SB1,同時(shí)進(jìn)料口K1打開,開始進(jìn)料,紅燈亮,M3啟動(dòng),啟動(dòng)T37定時(shí)器開始2秒定時(shí),到達(dá)2秒時(shí),M2啟動(dòng),同時(shí)T38開始定2秒的定時(shí),T38定時(shí)時(shí)間到,M1啟動(dòng),T39開始定時(shí),2秒后,T39的常開點(diǎn)閉合,常閉點(diǎn)斷開,料斗被打開,開始往車中送料。 當(dāng)料斗料滿限位開關(guān)S1工作,K1終止進(jìn)料,指示燈熄滅。當(dāng)汽車被裝滿時(shí)裝料料滿限位開關(guān)S2觸點(diǎn)常閉點(diǎn)斷開K2失電,指示燈熄滅,定時(shí)器T40開始定時(shí),設(shè)定時(shí)間為2秒,到達(dá)2秒后,T40的觸電斷開M1停止運(yùn)行,同時(shí)定時(shí)器T41開始了2秒的定時(shí),當(dāng)定時(shí)器T41的2 秒時(shí)間到時(shí),使M2停止、定時(shí)器T42開始定時(shí),2秒后M3停止運(yùn)行、紅燈滅綠燈亮表示汽車已裝滿可以開走。此時(shí)S2為OFF,進(jìn)入下一輛車,反復(fù)循環(huán)。 3、停止 在任意時(shí)刻按下停止按鈕SB2,所有的觸電均復(fù)位,系統(tǒng)停止運(yùn)行。 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試分為模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。 硬件部分的模擬調(diào)試可在斷開主電路的情況下,主要試一試手動(dòng)控制部分是否正確。軟件部分的模擬調(diào)試可借助于模擬開關(guān)和PLC輸出端的輸出指示燈進(jìn)行;需要模擬信號(hào)I/0時(shí),用電位器和萬(wàn)用表配合進(jìn)行。調(diào)試時(shí),利用上述外圍設(shè)備模擬各種現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)和傳感起狀態(tài),觀察PLC的輸出邏輯是否正確。如果有錯(cuò)誤則修改后反復(fù)調(diào)試。在PLC的主流產(chǎn)品都可在PC機(jī)上編程,并可在電腦上直接進(jìn)行模擬調(diào)試。聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí),把編程好的程序下載到現(xiàn)場(chǎng)的PLC中。PLC也許只有這一臺(tái),這時(shí)就要把PLC安裝到控制柜相應(yīng)的位置上。調(diào)試時(shí)一定要先將主電路斷電,只需對(duì)控制電路進(jìn)行調(diào)試。通過現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)調(diào)信號(hào)的接入常常還會(huì)發(fā)現(xiàn)軟硬件中的問題,有時(shí)廠家還要對(duì)某些控制功能進(jìn)行改進(jìn),要經(jīng)過反復(fù)測(cè)試系統(tǒng)后,才交付使用。遇到的問題以及如何解決由于我們的能力有限所以對(duì)自動(dòng)送料裝置調(diào)試過程中遇到許多問題:1、對(duì)畫時(shí)序圖由于多個(gè)狀態(tài)出現(xiàn)造成無(wú)法畫出時(shí)序圖,感覺非常困難,我們討論看見有3個(gè)狀態(tài),可以采用多張圖進(jìn)行不同狀態(tài)的說明。2、在調(diào)試過程中紅燈應(yīng)該亮的時(shí)候?qū)覍也涣粒蚴呛隽梁鰷?,?jīng)過多次反復(fù)的調(diào)試,確定為紅燈輸出接口Q0.0接觸不良導(dǎo)致,還有電動(dòng)機(jī)M2控制的燈在初始狀態(tài)就開始亮,也是經(jīng)過多次試驗(yàn)確定為M2的輸出信號(hào)端子Q0.4接口已壞,不得已改成Q0.7,由此也做了整個(gè)I/O地址分配表,I/O接線圖及梯形圖的修改。3、任務(wù)書對(duì)控制要求部分說的不夠詳細(xì),我們咬文嚼字,結(jié)合生活中的常識(shí)爭(zhēng)議很大,最后針對(duì)此問題做出了統(tǒng)一意見,由此也造成程序的反復(fù)修改和調(diào)試。在設(shè)計(jì)的過程中,由于對(duì)自動(dòng)送料裝置缺乏全面的了解,缺乏實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中碰到了許多問題。但是通過請(qǐng)教有經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)和翻閱相關(guān)資料、查工具書,解決了設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)又一個(gè)的問題。同時(shí),也鍛煉了我的動(dòng)手能力。最后,經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們的設(shè)計(jì)能力以及全面的考慮問題能力。學(xué)習(xí)的過程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動(dòng)的。相信通過這次課程設(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。參考文獻(xiàn)1. 黃永紅,電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù),機(jī)械工業(yè)出版社,2015年7月2. TVT90HC機(jī)電一體化試驗(yàn)臺(tái)說明書,天津源峰科技有限公司。3. 上網(wǎng)查資料。

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