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1、 自動卸料爬斗的PLC控制 系 別： 自動化 姓 名： 小組成員： 指導教師： 石家莊鐵道大學四方學院 2011年 1月 9日 摘 要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，針對具體應用對象的特點，配以其它器件來加以完善。 電氣控制與PLC是本學期新開的一門技術課，也是非常重要的一門課，對于以后的工作

2、有很大的幫助。為了能更好的認識和理解PLC方面的知識，以便能更好的掌握PLC這門技術。 本設計是以自動卸料爬斗的PLC控制為例,設計一個爬斗的自動卸料,能夠單動和連動兩種模式,聯(lián)動能夠自動循環(huán),實現(xiàn)連續(xù)的工業(yè)生產。 設計以自動卸料爬斗的PLC控制為中心，從控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組成、軟件選用到系統(tǒng)的設計過程（包括設計方案、設計流程、設計要求、梯形圖設計、外部連接通信等），意在對其中的設計及制作過程作簡單的介紹和說明。 關鍵詞：爬斗、自動卸料、循環(huán)、PLC 目 錄 一、課題背景 ……………………………………………………………

3、…… 1 1、課題背景 …………………………………………………………………… 1 2、研究目的和意義 …………………………………………………………… 1 3、本文的主要工作 …………………………………………………………… 1 二、已知情況、控制要求、設計要求 ………………………………………… 2 1、已知情況 …………………………………………………………………… 2 2、控制要求 ………………………………………………………………… 2 3、設計要求 …………………………………………………………………… 3 三、總體設計思路 ……………………………………………………………

4、 4 四、程序設計 ………………………………………………………………… 5 1、PLC的選型及I/0分配圖 ………………………………………………… 5 2、梯形圖、程序工作過程簡析及編程元件明細表 ……………………… 6 五、電氣設計 ………………………………………………………………… 9 六、后期工作 ………………………………………………………………… 10 七、尚存在的問題及方案建議 ……………………………………………… 11 八、課程設計總結 …………………………………………………………… 12 九、致謝 ……………………………………………………………………… 13

5、 十、參考文獻 ……………………………………………………………… 13 自動卸料爬斗的PLC控制 自動卸料爬斗的PLC順序控制 一 課題背景 1、課題背景 在工業(yè)生產等行業(yè)中，自動卸料爬斗是必不可少的工序，而且也是其生產過程中十分重要的組成部分。而且對于生產的控制很嚴格，往往有時不能通過人為的操作來實現(xiàn)，其中包括危險等不安全因素。另外 ，生產要求該系統(tǒng)要具有卸料精確，控制可靠等特點，這也是人工操作和半自動化控制難以實現(xiàn)的。所以為了幫助相關行業(yè)，特別是其中的中小型企業(yè)實現(xiàn)卸料爬斗的自動控制。對于本課題來說，如果是一個較大控制系統(tǒng)的改造升級，新控制裝置需要根

6、據(jù)企業(yè)設備和工藝現(xiàn)況來構成并需盡可能的利用舊系統(tǒng)中的原器件。對于人機交互方式改造后系統(tǒng)的操作模式應盡量和改造前的相類似，以便于操作人員迅速掌握。從企業(yè)的改造要求可以看出在新控制系統(tǒng)中既需要處理模擬量也需要處理大量的開關量，系統(tǒng)的可靠性要高，人機交互界面要好，具備數(shù)據(jù)存儲和分析匯總的能力，要實現(xiàn)整個自動卸料爬斗控制的設計，需要從怎樣實現(xiàn)各電磁閥的開關以及電動機啟動的控制這個角度去考慮，現(xiàn)在就這個問題如何實現(xiàn)以及確定怎樣的方法來確定系統(tǒng)方案。 2、 研究目的和意義 本設計的目的是實現(xiàn)爬斗的自動卸料，并能自動循環(huán)和單步調試兩種工作狀態(tài)，實現(xiàn)爬斗的自動工作，脫離人控操作。它的意義是使工業(yè)生

7、產自動化，節(jié)省人工操作的成本，而且控制更加可靠。而且在生產環(huán)境惡劣的情況下降低了工作的危險性。 3、本文的主要工作 首先，自動卸料爬斗的應用越來越廣泛，對其的要求也越來越高，采用可編程程序控制器來代替中間繼電器和過程控制的微型機，設計開發(fā)了自動卸料爬斗裝置控制系統(tǒng)，才滿足了自動卸料的要求。 其次，敘述了可編程程序控制器的產生、發(fā)展、應用的歷程，通過論述可編程程序控制器的各種優(yōu)點、 卓越性能、結構、原理，有一個感性的總體認識。 然后，結合自動卸料爬斗的PLC控制的要求，進行硬件、程序設計，從主要部件的選擇、流程的分析、程序思路的產生來完成本次設計任務。 最后，通過對系統(tǒng)的調試和檢測，再

8、進行系統(tǒng)性梳理，將隱藏的不足之處加以修正和完善，確保系統(tǒng)能順利運行。 2、 已知情況、控制要求、設計要求 1、已知情況 傳送帶、爬斗的布置，其工作過程（工作循環(huán)）如圖1所示，元件動作狀態(tài)如圖1所示。 圖1 爬斗上升 爬斗下降 爬斗停運，開始加料 觸到SQ1 觸到SQ2 停止加料

9、 加料20秒 圖2 2、控制要求 有一物料傳送系統(tǒng)，能夠將傳送帶送過來的物料提升到一定的高度，并自動翻斗卸料，如圖所示，爬斗由電動機M1拖動，將物料提升到上限時，由行程開關SQ1控制自動翻斗卸料時間，隨后反向下降，到達下限SQ2位置停留20秒。料斗下落到SQ2位置時，同時啟動由電動機M2拖動的皮帶運輸機，向料斗加料，加料工作在20秒內完成。20秒后皮帶運輸機自動停止工作，料斗又自動上升，如此不斷地循環(huán)。 3、設計要求 設計上料爬斗PLC自動控制裝置，該裝置滿足以下要求： 1）、設置單動/連續(xù)開關，可以使該裝置實現(xiàn)單動調試或自動循環(huán)兩種工作方

10、式。 2）、當選擇開關轉到單動位置時，爬斗可單獨升，降，皮帶機可單獨運行。 3）、當選擇開關轉到自動循環(huán)工作時，爬斗應從原位（SQ2）處開始，按照皮帶運輸機起動，工作20秒后爬斗上升，SQ1動作，自動翻斗動作，爬斗下降，SQ2動作，皮帶運輸機起動......順序連續(xù)工作。按下停止按鈕時，料斗可以停在任意位置，啟動時可以使料斗雖已從上升或下降開始運行。 4）、操作面板上需設有PLC運行指示燈，指示上料爬斗工作在何種工作狀態(tài)。 5）、要具有必要的電氣保護和互鎖關聯(lián)。 3、 總體設計思路 根據(jù)已知情況

11、、控制要求、設計要求，此PLC-控制裝置的設計可按照以下3個部分，依序進行，各部分的設計任務分配如下: (1)程序設計及調試 擬采用傳送指令的方法，完成程序的設計，并在實驗室環(huán)境中進行模擬調試； (2)電氣設計 完成電氣線路原理圖、元件位置圖、接線圖、元件明細表的設計； (3)后期工作 說明操作過程、擬定常見故障排除方案、編寫程序說明書等。 4、 程序設計 1、PLC的選型及I/0分配圖 根據(jù)設計要求、控制要求，選定PLC的型號為：FX1N-40MR FX1N系列PL

12、C是一種普遍選擇方案，最多可達128點控制。由于FX1N系列PLC具有對于輸入/輸出、邏輯控制以及通訊/連接功能的可擴展性，因此它對普遍的解決方案有廣泛的適用范圍。 I/O分配圖,如圖3 圖3 2、梯形圖、程序工作過程

13、簡析及編程元件明細表 梯形圖如下： 圖4 指令表如下： 表1 本程序中所用到的PLC內部的編程元件及其作用如表2所示。 PLC編程元件明細表 編程元件 作用 X0 起動按鈕SB1 X1 停止按鈕SB2 X2 位置開關SQ1 X3 位置開關SQ2 X4 上升單動開關 X5 下降單動開關 X6 加料單動開關 X7 選擇單動/ 連續(xù)開關 Y0 M1正轉，爬斗上升 Y1 M1反轉，爬斗下降 Y2 M2運行，加料 Y3 上升指示燈 Y4 下降指示燈 Y5 加料指示燈

14、 表2 五、電氣設計 PLC外部接線原理圖如圖4 圖4 6、 后期工作 1、操作過程簡要說明 （1）通過X7選擇單動/連續(xù)運行。當X7通時，程序連續(xù)運行；當X7斷時，程序單動運行。 （2）當選擇單動時，扳動X4，M1正轉爬斗上升，指示燈Y3亮；扳動X5，M1反轉，爬斗下降，指示燈Y4亮；扳動X6，M2運行，進行加料，同時指示燈Y5亮。 （3）當選擇連續(xù)運行時，按下啟動按鈕X0，M1正轉爬斗上升，指示燈Y3亮。到達

15、SQ1位置時，按下X2，M1正轉停止，開始反轉，爬斗下降，指示燈Y4亮。到達SQ2位置時，按下X3，M1停止運行，M2開始運行，進行加料，同時指示燈Y5亮。20秒后，M2停止運行，M1又開始正轉，爬斗上升，如此循環(huán)下去。 （4）按下停止按鈕X1爬斗停止在任意位置，啟動時可以使爬斗從上升或下降開始運行。 2、常見故障及排除方案 (1)檢查單動/連續(xù)開關能否正常選擇？ 不能：程序錯誤 解決方案：程序重編 (2)檢查PLC能否完成1個工作流程? 不能：程序錯誤 解決方案：程序重編 (3)檢查PLC能否從最后1步(加料完畢)回到步1(爬斗上升)開始新一輪循環(huán)? 不能：程序錯誤 解

16、決方案：程序重編 (4)按下停止按鈕爬斗能否停止在任意位置，啟動時可以使爬斗從上升或下降開始運行? 不能：程序錯誤 解決方案：修改程序 七、尚存在的問題及方案建議 本設計方案雖然大體滿足要求，但至少存在以下2個問題尚未解決： (1) 當選擇開關轉到自動循環(huán)工作時，爬斗不是從原位（SQ2）處開始。 (2) 當按下停止按鈕再啟動時，在連動模式下不能從上一個狀態(tài)開始。 建議采取以下方案解決： (1)針對當選擇開關轉到自動循環(huán)工作時，爬斗不是從原位（SQ2）處開始的問題，建議把控制Y0、Y2的M101、M103對換。 (2)針對當按下停止按鈕再啟動時，在連動模式下不能從

17、上一個狀態(tài)開始的問題，建議按下停止按鈕時不要把M101、M102、M103不要清零。 八、課程設計總結 通過這次設計，我彌補了很多自己知識的不足，學習了傳送指令的實際應用。同時也明白了復位指令的用途，但在實驗的時候忽略了設計的要求，不過我從中知道了設計要求的重要性，一切程序設計的宗旨就是實現(xiàn)設計的要求，不能脫離這一最本質的要求。 我是一個人一組，在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了一些困難，但收獲頗豐。在整個設計過程中，我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立思考的能

18、力，相信會對我以后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了自己的編程能力，是我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅 在設計的過程中使我能夠不斷的發(fā)現(xiàn)錯誤，改正錯誤，在這個過程中使我對PLC的意義更加清晰，對PLC有了進一步的了解。在遇到解決不了的問題時，同學們集思廣益，大家一同解決問題，增加彼此的默契，也能夠提高大家的互助精神。通過老師的幫助和講解，我體會到了老師的工作勞累，對每個同學的問題都耐心解決，我真摯的感謝老師的辛勤幫助。 理論聯(lián)系實際，這就是我們的學習宗旨。從這次設計我深深體會到了實踐對學習的重要性，從中學到了很多在課本中不能學到的知識。 了解了PLC可編程控

19、制器在工業(yè)生產中的重要性，實現(xiàn)自動卸料爬斗的控制只是PLC在工業(yè)生產控制中的一點點體現(xiàn)，還有很多需要我們學習。 九、致謝 在這次plc小學期的實踐過程中，由于是自己獨立的完成一個設計任務，對于我們來說是空前的困難，是老師在分析題目的基礎上，幫助我們解決遇到的問題，使我們的分析能力明顯提高，我們在這里向老師表示衷心的感謝！ 這次課程設計基本上涵蓋了我們所學習的PLC程序的大部分知識點，課程設計題目要求不僅要求對課本知識有較深刻的了解，同時要求程序設計者由較強的思維能力和操作動手能力。這次課程設計使我對PLC程序的編程、程序的錄入、以及在上機操作調試有了很大的

20、提高。大部分同學只關心程序運行的結果，而對程序的創(chuàng)新絲毫不在意。這是非常不可取的，因為往往在動腦思考創(chuàng)新中我們會有更多收獲，學到更多的知識。做課程設計不僅讓我們修補了以前學習的漏洞，也讓我明白了一個道理：學習好PLC這門技術，需要自己對它有興趣，而且要自己肯于動手操作實驗。 最后該感謝幫助我的同學和老師。首先該感謝這門課程任教的王老師給我們精心的講解和適用的資料。感謝同學們對我學習上的交流和幫助，還得感謝學校給我們這樣的一個自己動手設計的好機會！ 10、 參考文獻 （1）電氣與可編程序控制器應用技術，鄧澤明主編,機械工業(yè)出版社,2008.1 （2）可編程控制器指導書 李文娟編著 13