課題自動卸料爬斗的PLC設計說明

1、自動卸料爬斗的PLC設計一、概述有一物料傳送系統(tǒng)如下圖所示，能夠將傳送帶送過來的物料提升到一定的髙 度，并自動翻斗卸料，爬斗由電動機ml拖動，將物料提升到上限后，由小車電 磁閥YV控制自動翻斗卸料，卸料10秒，隨后反向下降，到達下限sq2位置，停 留20so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 s完成。20 s后，皮帶運輸機自動停止工作，料斗又設計上料爬斗PLC自動控制裝置，該裝置滿足以下要求：（1）設置單動、連續(xù)兩個開關，可以使該裝置實現(xiàn)單步運行或自動循環(huán)兩種 工作方式。（2）自動循環(huán)工作方式時，爬斗應從原位（SQ2）處開始，按照皮帶運輸

2、機起 動一工作20s后爬斗上升一SQ1動作一自動翻斗動作IOS-爬斗下降一SQ2動作 -皮帶運輸機起動順序連續(xù)工作。按下停止按鈕時，料斗立即停止。單步運行工作方式時，爬斗按照裝料、上升、卸料、下降四個動作工作, 每按一次單步開關，爬斗執(zhí)行一個動作，且應在每個動作完成之后自動復位。有特定的信號指示燈指示爬斗工作在何種狀態(tài)。（5）要有必要的電氣保護和互鎖關聯(lián)。摘 要：上料爬斗是焦化廠及其他工業(yè)運料的主要設備之一，廣泛應用于冶金、 有色金屬、煤礦、等行業(yè)。早期上料爬斗電氣控制系統(tǒng)多為繼電器一接觸器” 組成的復雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設計周期長、體積大、成本高等缺陷，幾乎無數(shù) 據(jù)處理和通信功能，必須有專人

3、負責操作。而現(xiàn)代工業(yè)設備的自動化越來越多的 工廠設備采用PLC、變頻器、人機界面自動化器件來控制，因此自動化程度越來 越高.電器控制技術是隨著科學技術的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而 得到迅速發(fā)展的。pic控制能降低人工勞動強度，改善工作環(huán)境，減少人身傷害； 提髙工作效率，降低運行成本，提高管理水平.它能使整個系統(tǒng)具有連線簡單， 控制速度快，精度高，穩(wěn)定性、可靠性和可維護性好，安裝、維修和改造方便等 優(yōu)點。西門子S7-200型PLC即可上述實現(xiàn)題目控制要求。關鍵詞：PLC.西門子、S7-200、上料爬斗.自動化1緒論1. 1 PLC的定義1.2 PLC的特點1.3 PLC的發(fā)展趨勢2對控

4、制對象的分析2. 1 方案的初步設定2. 2 方案釆用的指令3控制系統(tǒng)的硬件配置3. 1 PLC的機型選擇3. 2電機Ml的正反轉控制和電機M2的控制主電路圖3.3各開關按鈕的選擇3.4 小車自帶電磁閥的選擇4控制系統(tǒng)的軟件配置4. 1 I/O分配表及接線圖4. 2 順序功能圖4.3 梯形圖5輸入程序并調(diào)試結束語參考文獻1緒論在自動化生產(chǎn)線上，有些機械需要按一定的順序且實現(xiàn)自動往返運動，并且 有的還要求在某些位置有一定的時間停留，以滿足生產(chǎn)工藝要求。用PLC實現(xiàn)運 料小車自動往返順序控制，不僅具有程序設計簡單、方便、可靠性高等特點，而 且程序設計方法多樣，便于不同層次設計人員的理解和掌握。1.

5、1 PLC的定義可編程控制器的定義可編程控制器，簡稱PLC ( Programmable logic Controller)，是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。1.2 PLC的特點1.2.1可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術, 采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。 例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余 CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構 成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到 數(shù)百甚

6、至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。1.2.2配套齊全，功能完善適用性強。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于 各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù) 據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力 的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 1.2.3系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系 統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得

7、容易起來。更重要的是使同一設 備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。1.3 PLC的發(fā)展趨勢：1.3.1向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲量。目前，有的PLC的掃描速度可達0. lms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很 重要的一個性能指標。在存儲容量方面，有的PLC最高可達幾十兆字節(jié)。為了 擴大存儲容量，有的公司已使用了磁泡存儲器或硬盤。1.3.2向超大型、超小型兩個方向發(fā)展當前中小型PLC比較多，為了適應市場的多種需要，今后PLC要向多品 種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個方向發(fā)展?，F(xiàn)已有I/O點數(shù)

8、達14336 點的超大型PLC,其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功 能強。小型PLC由整體結構向小型模塊化結構發(fā)展，使配置更加靈活。1.3.3 PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信能力為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高 速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶 CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴展了 PLC功能，又使用靈活方便，擴大了 PLC 應用圍。2對控制對象的分析2.1方案的初步設定通過對設計任務和要求進行分析，該控制系統(tǒng)需要輸入5點：一個單步開關（初步設定為SB2）、一個連續(xù)開關（初步設定為SB3）、

9、兩個行程開關（上限行 程開關SQ1和下限行程開關SQ2）、一個停止按鈕（初步設定為SB1 ）。輸出5點： PLC運行指示燈（初步設定為L1）、控制電機M2接觸器（初步設定為KM3）和皮 帶運輸機指示燈（初步設定為L2）、卸料電磁閥（初步設定為YV）、控制Ml正轉 接觸器KM1 （初步設定為KM1）和料斗上升指示燈（初步設定為L3）、控制11反 轉接觸器（初步設定為KM2）0料斗上/下的控制可由三相異步電機Ml的正反轉來拖動，且SQ1、SQ2即為 電機自動正、反轉的開關，電機正轉延遲時間設定為爬斗裝料時間即皮帶運輸機 工作時間（電機M2工作時間），時間為20秒，電機反轉延遲時間設定為爬斗卸 料時

10、間，為10秒，控制Ml的接觸器（初步設定為KM1和KM2）在電器上互鎖。 電機M2僅為一個方向運行，控制M2的接觸器初步設定為KM302.2方案采用的指令（1）單步運行工作方式時，可采用比較觸點指令與置位復位指令。（2）自動循環(huán)工作方式時，采用基本指令組合即可實現(xiàn)控制。（3）延時20秒和10秒，采用定時器指令即可。3控制系統(tǒng)的硬件配置3.1 PLC的機型選擇3.1.1 I/O點數(shù)統(tǒng)計輸入 5 點（SB1SB2SB3SQ1SQ2）,輸出 5 點（LI、KM3 和 L2、YV KM1 和 L3、 KM2）。3.1.2估算PLC用戶程序長度為I/O總點數(shù)的（1020）倍，大約135個字節(jié),選用S72

11、00CPU222AC/DC 繼電器輸出的PLC即能滿足要求。3. 2電機Ml的正反轉控制和電機M2的控制主電路圖LIL2L3QFE電機Ml的正反轉控制主電路圖ffl電機M2的控制主電路圖3.3各開關按鈕的選擇3. 3.1單步開關SB2與連續(xù)開關SB3的選擇單步開關和連續(xù)開關用常開的按鈕點動開關，按動鍵帽使開關觸頭接通或斷 開。3. 3.2停止按鈕SB1的選擇停止按鈕選擇常閉按鈕開關，通過按動鍵帽，使開關觸頭接通或斷開。3. 3.3行程開關SQ1、SQ2的選擇選擇直動式常開觸點的行程開關，將行程開關安裝在上、下限位置，當裝于 爬斗上的運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現(xiàn)電路的

12、 切換。3.3.4小車自帶電磁閥的選擇選擇直動式電磁閥即可，通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關閉件從閥座上提 起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，關閉。4控制系統(tǒng)的軟件配置S7-200CPU222單機集成8輸入/ 6輸出共14個數(shù)字量1/()點，選用AC/ DC繼電器輸出的主機，構成一個獨立的單機控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)完全能滿足上述 控制要求。4.1 I/O分配表及接線圖輸停止按鈕SB110.0入單步開關SB210. 1信連續(xù)開關SB310.2號上限行程開關SQ110.3下限行程開關SQ210.4輸運行指示燈L1Q0.0出控制M2啟動接觸器KH3,皮帶運輸機運行指示燈L2Q0. 1信卸料Q0.2號控制Ml正轉接觸器KM1,料斗上升指示燈L3Q0. 3控制Ml反轉接觸器KM2Q0.4I/O分配表AC220VYV工FR2 頁 FR11丄 L3g)L2 口KM3朝 L31LQO. 0QO. 1Q0.2QO. 3QO. 4IM10.010. 110. 210.310.4DC24VE Z ESB1 SB2 SB3 SQ1 SQ2接線圖4.2順序功能圖4.3梯形圖MO. 415輸入程序并調(diào)試將程序輸入到編程軟件中，經(jīng)調(diào)試之后并無問題。結束語【1】在知識獲得上，通過此次設計，我學會了如何收集整理有關資料，分析 和研究，綜合運用所學專業(yè)知識，懂得了撰寫課程設