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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……….3 1.1設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)分析………… 5 2.1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)................... 7 4.1初始狀態(tài)…………………………………………………… 7 4.2裝車系統(tǒng)....................................... 8 4.3停機(jī)控制系統(tǒng)................................... 10 4.4 程序時(shí)序圖……………………………………………… 10 4.5 I/O地址分配表................................. 11 4.6 I/O接線圖……………………………………………… 11 4.7 程序設(shè)計(jì)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(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，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(diǎn)： （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(yàn)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(wù)，則最好是用功能圖來設(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 Q0.6 4.6 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. 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?，或是忽亮忽滅，?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。