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P L C課程設計 自 動 送 料 裝 車 系 統(tǒng) 學院：機械工程學院 班級：機電1311 目錄 第一章 PLC控制系統(tǒng)原理設計和分析……….3 1.1設計要求.......................................3 1.2控制原理.......................................4 1.3元素定義...................................... 4 第二章.PLC控制系統(tǒng)原理結構分析………… 5 2.1結構框圖....................................... 5 2.12自動送料裝車控制系統(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)................... 7 4.1初始狀態(tài)…………………………………………………… 7 4.2裝車系統(tǒng)....................................... 8 4.3停機控制系統(tǒng)................................... 10 4.4 程序時序圖……………………………………………… 10 4.5 I/O地址分配表................................. 11 4.6 I/O接線圖……………………………………………… 11 4.7 程序設計梯形圖…………………………………………… 12 4.8 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…………………………………………18 第一章 PLC控制系統(tǒng)原理設計和分析 1.1設計要求 1. 初始狀態(tài) 紅燈L1滅，綠燈L2亮，表示允許汽車開進裝料，進料閥指示燈K1、料斗指示燈K2不亮，電機M1，M2，M3皆為停止。 2. 啟動操作 按下啟動按鈕，開始下列操作： 系統(tǒng)自動檢測料斗是否已滿（傳感器S1亮表示滿），如果料斗未滿，則打開K1進料，當料斗滿時（傳感器S1亮），K1停止，然后紅燈L1亮，綠燈L2滅，表示正在裝車。同時電機M3啟動，M3啟動2S后M2啟動，M2啟動2S后M1啟動，M1啟動2S之后K2打開（出料）。當車裝滿時（傳感器S2亮），首先K2關閉，M1，M2，M3順序延時2S分別停止。等到車離開（傳感器S2滅）時，繼續(xù)循環(huán)上述的運行。 3.停止操作 按下停止按鈕系統(tǒng)恢復初始狀態(tài)。 設計完成要求 ?完成I/O分配圖，及PLC外圍電路圖的設計及連接。 ?完成設計說明書。 ?完成PLC程序，并調(diào)試通過。 1.2控制原理 1.初始狀態(tài) 在自動生產(chǎn)線中，剛開始紅燈L1滅，綠燈L2亮，表明允許進車裝料。這時，進料閥指示燈K1、料斗指示燈K2不亮，M1、M2、 M3皆為停止。 2. 啟動操作：按下啟動按鈕，開始下列操作： 系統(tǒng)自動檢測檢測料斗是否已滿（傳感器S1亮表示滿），如果料斗未滿，則打開K1進料，當料斗滿時（傳感器S1亮），K1停止，然后紅燈L1亮，綠燈L2滅，表示正在裝車。同時電機M3啟動，M3啟動2s之后M2啟動，M2啟動2s之后M1啟動，M1啟動2s之后K2打開（出料）。當車裝滿時（傳感器S2亮），首先K2關閉，M1、M2、M3順序延時2s分別停止。當車離開（傳感器S2滅時），繼續(xù)循環(huán)上述的運行。 3. 停止操作 按下停止按鈕系統(tǒng)恢復原始狀態(tài)。 1.3元素定義 啟動按鈕 電動機 M3 檢測料斗是否已滿 電動機 M2 檢汽車是否裝滿 電動機 M1 停止按鈕 進料 K1 料斗 K2 紅燈 L1 綠燈 L2 第二章.PLC控制系統(tǒng)原理結構分析 2.1結構框圖 電氣原理圖是用來表明設備電氣的工作原理及各電器元件的作用，相互之間的關系的一種表示方式。運用電氣原理圖的方法和技巧，對于分析電氣線路，排除機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、配電電路等幾部分組成. 2.12自動送料裝車控制系統(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。首先要對控制任務進行詳細分析，把所有的I/O點找出來，包括開關量I/O和模擬量I/O以及這些I/O點性質。I/O點的性質主要指它們的信號類型，電壓，輸出的類型。確定控制系統(tǒng)輸出點的類型，交流220V的接觸器、電磁閥，指示燈只留24V，選用的PLC的輸出點數(shù)大于實際點數(shù)。因為PLC的輸出點一般是幾個一組公用一個公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級。所以一旦它們被交流220V點的負載使用，則直流24V的負載只能使用其他組的輸出端了。這樣有可能造成輸出點數(shù)的浪費，增加成本。所以要選擇相同等級和種類的負載，比如使用交流220V的指示燈等。繼電器輸出的PLC使用最多，但對于要求高速輸出的情況，比如運動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。 在編程語言上，用梯形圖編程還是用語句表編程或使用功能圖編程，這主要取決于以下幾點： （1）PLC使用梯形圖編程不方便則可用語句表編程；單梯形圖總比語句表直觀。 （2）經(jīng)驗豐富的人員可用語句表直接編程，就像使用匯編語言一樣。 （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，則最好是用功能圖來設計程序。 第四章 程序設計 4.1初始狀態(tài) 紅燈L1滅，綠燈L2亮，表明允許進車開進料。進料閥指示燈K1、料斗指示燈K2不亮，電動機M1、M2、M3皆為停止。 4.2裝車系統(tǒng) 4.2.1 進料 按下開始按鈕SB1，如料斗中不滿（S1為不亮時），2s后K1指示燈亮，表示進料；當料滿（S1為亮時）終止進料，S1的指示燈亮。 4.2.2 裝車 當汽車開到裝車位置紅燈亮，綠燈滅，同時啟動M3,2s后啟動M2，再經(jīng)過2s后啟動M1，再經(jīng)過2s后K2指示燈亮，表示打開料斗。當車滿時K2指示燈滅，2s后M1停止，再經(jīng)過2sM2停止，再2sM3停止，同時紅燈滅，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 停機控制系統(tǒng) 按下停止按鈕SB2整個系統(tǒng)終止運行，回到初始狀態(tài)。 4.4程序時序圖 （1）啟動前或停止后時序圖： （2）按下啟動按鈕時序圖：（圖中未標注表示時間未知，單位：S） 4.5 I/O地址分配表 輸入信號 輸出信號 啟動按扭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 進料閥指示燈K1 Q0.2 傳感器S2 I0.4 電動機M3 Q0.3 電動機M2 Q0.7 電動機M1 Q0.5 料斗指示燈K2 Q0.6 4.6 I/O接線圖 4.7 程序設計梯形圖 4.8 程序說明 1、初始狀態(tài) 先進行系統(tǒng)初始化，綠燈亮，紅燈滅表示車正在開來. 2、啟動 按下SB1，同時進料口K1打開，開始進料，紅燈亮，M3啟動，啟動T37定時器開始2秒定時，到達2秒時，M2啟動，同時T38開始定2秒的定時，T38定時時間到，M1啟動，T39開始定時，2秒后，T39的常開點閉合，常閉點斷開，料斗被打開，開始往車中送料。 當料斗料滿限位開關S1工作，K1終止進料，指示燈熄滅。 當汽車被裝滿時裝料料滿限位開關S2觸點常閉點斷開K2失電，指示燈熄滅，定時器T40開始定時，設定時間為2秒，到達2秒后，T40的觸電斷開M1停止運行，同時定時器T41開始了2秒的定時，當定時器T41的2 秒時間到時，使M2停止、定時器T42開始定時，2秒后M3停止運行、紅燈滅綠燈亮表示汽車已裝滿可以開走。此時S2為OFF，進入下一輛車，反復循環(huán)。 3、停止 在任意時刻按下停止按鈕SB2，所有的觸電均復位，系統(tǒng)停止運行。 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和PLC輸出端的輸出指示燈進行；需要模擬信號I/0時，用電位器和萬用表配合進行。調(diào)試時，利用上述外圍設備模擬各種現(xiàn)場開關和傳感起狀態(tài)，觀察PLC的輸出邏輯是否正確。如果有錯誤則修改后反復調(diào)試。在PLC的主流產(chǎn)品都可在PC機上編程，并可在電腦上直接進行模擬調(diào)試。 聯(lián)機調(diào)試時，把編程好的程序下載到現(xiàn)場的PLC中。PLC也許只有這一臺，這時就要把PLC安裝到控制柜相應的位置上。調(diào)試時一定要先將主電路斷電，只需對控制電路進行調(diào)試。通過現(xiàn)場聯(lián)調(diào)信號的接入常常還會發(fā)現(xiàn)軟硬件中的問題，有時廠家還要對某些控制功能進行改進，要經(jīng)過反復測試系統(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自動送料裝置調(diào)試過程中遇到許多問題：1、對畫時序圖由于多個狀態(tài)出現(xiàn)造成無法畫出時序圖，感覺非常困難，我們討論看見有3個狀態(tài)，可以采用多張圖進行不同狀態(tài)的說明。2、在調(diào)試過程中紅燈應該亮的時候屢屢不亮，或是忽亮忽滅，經(jīng)過多次反復的調(diào)試，確定為紅燈輸出接口Q0.0接觸不良導致，還有電動機M2控制的燈在初始狀態(tài)就開始亮，也是經(jīng)過多次試驗確定為M2的輸出信號端子Q0.4接口已壞，不得已改成Q0.7，由此也做了整個I/O地址分配表，I/O接線圖及梯形圖的修改。3、任務書對控制要求部分說的不夠詳細，我們咬文嚼字，結合生活中的常識爭議很大，最后針對此問題做出了統(tǒng)一意見，由此也造成程序的反復修改和調(diào)試。 在設計的過程中，由于對自動送料裝置缺乏全面的了解，缺乏實際的生產(chǎn)經(jīng)驗，導致在設計中碰到了許多問題。但是通過請教有經(jīng)驗的同學和翻閱相關資料、查工具書，解決了設計過程中的一個又一個的問題。同時，也鍛煉了我的動手能力。 最后，經(jīng)過這次課程設計培養(yǎng)了我們的設計能力以及全面的考慮問題能力。學習的過程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動的。相信通過這次課程設計它對我以后的學習及工作都會產(chǎn)生積極的影響。 參考文獻 1. 黃永紅，電氣控制與PLC應用技術，機械工業(yè)出版社，2015年7月 2. TVT90HC機電一體化試驗臺說明書，天津源峰科技有限公司。 3. 上網(wǎng)查資料。