自動生產(chǎn)線行駛小車的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊長春大學(xué)課程設(shè)計紙PAGEPAGE9共9頁第頁目錄第1章引言 11.1設(shè)計目的 11.2設(shè)計要求 1第2章系統(tǒng)總體設(shè)計 32.1總體思路 32.2主電路設(shè)計 3第3章控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 53.1PLC選型 53.2系統(tǒng)變量定義及分配表 53.3PLC系統(tǒng)接線圖 6第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計 7第5章總結(jié) 8參考文獻 9第1章引言在工業(yè)自動化生產(chǎn)早期，繼電器接觸器控制系統(tǒng)一直是電氣控制的主流。目前國內(nèi)仍有不少廠家應(yīng)用繼電器控制系統(tǒng)，其中輸入單元為按鍵開關(guān)等主令電器，邏輯單元是支配控制系統(tǒng)的程序，它是由各種繼電器的觸點，通過導(dǎo)線連接，并具有一定的邏輯功能的控制線路。輸出單元包括各種閥門的控制線圈，各類接觸器控制線圈及信號指示等執(zhí)行元件。這類控制系統(tǒng)的特點是：價格便宜，性能價格比低。由于存在繼電器抖動，打弧，吸合不良等現(xiàn)象，因此控制系統(tǒng)壽命短，可靠性差，因為它的自動控制功能是靠繼電器的輔助觸點動作來實現(xiàn)，而觸點動作一次需要幾十毫秒，所以控制速度慢；由于需要改變控制邏輯就要改變各觸點間的連線，故難度大，同時體積大，耗能高。20世紀70年代以來，在集成電路、計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備，人們把它稱為可編程控制器，簡稱為PLC。早期出現(xiàn)的可編程控制器只是用來取代繼電器控制，它只具備邏輯控制、計數(shù)等較少功能。隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路及微型計算機的發(fā)展，20世紀70年代中期微處理器和微機技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品中。使PLC不僅具有邏輯控制功能，而且還增加了數(shù)據(jù)運算、傳輸與處理功能，成為具備計算機功能的一種通用工業(yè)控制裝置，進一步擴大了其工業(yè)控制領(lǐng)域。近年來，正是由于它具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于自動生產(chǎn)線小車行駛控制中，小車通常采用電機驅(qū)動，電動機正轉(zhuǎn)小車前進，電動機反轉(zhuǎn)小車后退。1.1設(shè)計目的為了進一步提高對所學(xué)知識的運用能力，以及對《工廠電氣控制技術(shù)》一書的深入了解，會運用所學(xué)知識來解決實際問題。通過電路設(shè)計，了解PLC的工作特征，掌握PLC的工作原理，從而加深對課程知識的理解。通過本次課程設(shè)計，主要訓(xùn)練與培養(yǎng)學(xué)生一下能力：一方面掌握設(shè)計方法、技巧，另一方面加強理論結(jié)合實際及指導(dǎo)解決實際問題的途徑，以期達到理論與實際的統(tǒng)一，從而提高同學(xué)們對科學(xué)實驗的興趣和能力。1.2設(shè)計要求某自動生產(chǎn)線上，使用有軌小車來運轉(zhuǎn)工序之間的物件，小車的驅(qū)動采用電動機拖動，其行駛示意圖如圖1-1所示。電機正轉(zhuǎn)，小車前進；電機反轉(zhuǎn)，小車后退。圖1-1行駛小車示意圖控制過程為：小車從原位A出發(fā)駛向1號位，抵達后立即返回原位；接著直向2號位駛?cè)?，抵達后立即返回原位；第二次出發(fā)一直駛向3號位，到達后返回原位；必要時，像上述一樣小車出發(fā)二次運行一個周期能停下來；根據(jù)需要小車也能重復(fù)上述過程，不停的運行下去，直到按下停止按鈕為止。要求：畫出主電路，PLC外部接線圖，梯形圖第2章系統(tǒng)總體設(shè)計2.1總體思路在自動行駛小車控制系統(tǒng)中以PLC為核心，通過各種輸入端接收各種輸入信號，處理后經(jīng)輸出端輸出控制信號，通過控制器里的繼電器等電器開關(guān)的開通與閉合來控制小車的左行、右行與停止。本次課程設(shè)計選用西門子公司的S7-200系列的PLC，SIMATICS7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化，S7-200系列的功能強大，可實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。S7-200系列具有極高的性價比，可靠性，指令集豐富，易于掌握，操作便捷，內(nèi)置集成功能豐富，具有定時特性，通訊能力強，擴展模塊。根據(jù)控制任務(wù)和設(shè)計要求所設(shè)計的方案流程如圖2-1所示圖2-1自動行駛小車控制系統(tǒng)方案流程圖在圖2-1中，可以看到，本次設(shè)計的核心思想：通過PLC控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)達到小車的前進和后退，并在一定條件下停止運行，實現(xiàn)了對小車的自動控制，滿足了工業(yè)生產(chǎn)的要求。2.2主電路設(shè)計本設(shè)計重點內(nèi)容之一是設(shè)計電動機的正反轉(zhuǎn)控制邏輯，電動機的正反轉(zhuǎn)決定了小車的前進后退，因此合理的設(shè)計電動機的正反轉(zhuǎn)邏輯是一項必要并且非常重要的任務(wù)。本文設(shè)計的電動機正反轉(zhuǎn)的思想是把三相異步電動機的三相中的任意兩相互換，電機可由正轉(zhuǎn)變成反轉(zhuǎn)。為了保證兩個接觸器不能同時得電，提高可靠性，還需加入互鎖電路，集合以上要求，該控制系統(tǒng)的主電路如圖2-2所示圖2-2控制系統(tǒng)的主電路圖第3章控制系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1PLC選型根據(jù)設(shè)計要求，系統(tǒng)的輸入量有：啟、停按鈕信號；1號位、2號位、3號位限位開關(guān)信號；連續(xù)運行開關(guān)信號和原位點限位開關(guān)信號，系統(tǒng)的輸出信號有：運行指示和原位點指示輸出信號；前進、后退控制電機接觸器驅(qū)動信號，共需實際輸入點數(shù)7個，輸出點數(shù)4個。可選用西門子公司S7-00系列的224PLC,其輸入點數(shù)14個，輸出點數(shù)6個，滿足設(shè)計要求。3.2系統(tǒng)變量定義及分配表可將控制系統(tǒng)所有輸入和輸出元件分別分配到PLC各個輸入輸出點上，如下表3-1所示：序號符號地址名稱1SB1X0啟動按鈕2SQ0X1原位點限位開關(guān)3SQ1X21號位限位開關(guān)4SQ2X32號位限位開關(guān)5SQ3X43號位限位開關(guān)6SX6連續(xù)運行開關(guān)7SB2X7停車按鈕8KM1Y0原點指示9KM2Y1運行指示10KM3Y2前進11KM4Y3后退表3-1系統(tǒng)變量分配表3.3PLC系統(tǒng)接線圖由PLC的分配表3-1可繪制出PLC的硬件接線圖，如下圖3-2所示圖3-2PLC的硬件接線圖第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計小車PLC控制系統(tǒng)梯形圖如圖4-1所示圖4-1小車PLC控制系統(tǒng)梯形圖第5章總結(jié)自動行駛小車的PLC控制系統(tǒng)，使小車具有自動啟停的功能，設(shè)計中我采用了簡單的設(shè)計方法，使得設(shè)計的程序不但簡單易懂且清晰可觀。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來的知識還比較欠缺，明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的綜合素質(zhì)。整個課程設(shè)計，同時也是專業(yè)知識的學(xué)習(xí)過程，而且是更生動，更切實，更深入的專業(yè)知識的學(xué)習(xí)。首先，一個設(shè)計是把學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識應(yīng)用于實際，在理論和實際結(jié)合過程中進一步消化，加深和鞏固所學(xué)的專業(yè)知識，并把所學(xué)的專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為分析和解決問題的能力，其次，在搜集材料，調(diào)查研究，接觸實際的過程中，既可以印證學(xué)過的書本知識，又可以學(xué)到許多課堂和書本學(xué)不到的新知識?？傊?，這次課程設(shè)計對我也是一個很好的鍛煉機會。參考