【正文】 PLC控制自動(dòng)送料系統(tǒng)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)目錄1 引言 1 自動(dòng)送料系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀分析 2 送料小車發(fā)展現(xiàn)狀 2 設(shè)計(jì)的目的和意義 32 PLC及其基本原理結(jié)構(gòu) 5 PLC的產(chǎn)生和發(fā)展 5 PLC的產(chǎn)生及定義 5 PLC的發(fā)展 6 PLC的組成和基本工作原理 8 PLC的基本組成 8 PLC的基本原理 11 S7200CPU原理 13 13 CPU規(guī)格 14 S7200PLC CPU接線功能介紹 153 送料小車系統(tǒng)方案的選擇 16 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇 16 行程開關(guān)的選擇 18 繼電器的選擇 19 204 編程軟件的介紹 23 STEP7Micro/WIN32編程軟件介紹 23 23 235 基于PLC的送料小車設(shè)計(jì)系統(tǒng) 26 控制系統(tǒng)介紹 26 I/O分配表 27 PLC端子接線圖 27 286 組態(tài)王仿真 31 紫金組態(tài)王軟件介紹 31 34 組態(tài)王中送料系統(tǒng)的模擬連接 36 40 40 創(chuàng)建動(dòng)畫窗口 41 創(chuàng)建總貌窗口 41 定義畫面 44(程序) 46結(jié) 論 50致謝 51參考文獻(xiàn)： 521 引言隨著社會(huì)迅速的發(fā)展，各機(jī)械產(chǎn)品層出不窮?？刂葡到y(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，應(yīng)用范圍涉及各個(gè)領(lǐng)域，例如：機(jī)械、汽車制造、化工、交通、軍事、民用等。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。PLC的應(yīng)用不但大大地提高了電氣控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，而且大大地簡(jiǎn)化和減少了維修維護(hù)的工作量。PLC以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、控制程序可變、體積小、質(zhì)量輕、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉等特點(diǎn) ，在機(jī)械制造、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。送料小車控制系統(tǒng)采用了PLC控制。從送料小車的工藝流程來(lái)看，其控制系統(tǒng)屬于自動(dòng)控制與手動(dòng)控制相結(jié)合的系統(tǒng)，因此，此送料小車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式。我在程序設(shè)計(jì)上采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，這樣就省去了工作方式程序之間復(fù)雜的聯(lián)鎖關(guān)系，從而在設(shè)計(jì)和修改任何一種工作方式的程序時(shí)，不會(huì)對(duì)其它工作方式的程序造成影響，使得程序的設(shè)計(jì)、修改和故障查找工作大為簡(jiǎn)化。在設(shè)計(jì)該P(yáng)LC送料小車設(shè)計(jì)程序的同時(shí)總結(jié)了以往PLC送料小車設(shè)計(jì)程序的一般方法、步驟，并且把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，更加深入的了解了更多的PLC知識(shí)。 自動(dòng)送料系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀分析自第三次工業(yè)革命以來(lái)，社會(huì)各方面加速發(fā)展，商品的生產(chǎn)與流通日益社會(huì)化、機(jī)械化、智能化，自動(dòng)送料機(jī)正以嶄新的面貌崛起，引起人們普遍重視。自動(dòng)送料機(jī)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。在將來(lái)，如果沒有自動(dòng)送料機(jī)就沒有商品的生產(chǎn)和銷售，如果沒有先進(jìn)的工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的綜合發(fā)展，也不可能出現(xiàn)高水平的現(xiàn)代化生產(chǎn)迄今，一些科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家，在食品、醫(yī)藥、輕工、化工、紡織、電子、儀表和兵器等工業(yè)部門，已經(jīng)不同程度地形成了由原料處理、中間加工和產(chǎn)品包裝三大環(huán)節(jié)所組成的包裝連續(xù)化和自動(dòng)化的生產(chǎn)過程，有的還將包裝材料加工、包裝容器成型及包裝產(chǎn)品儲(chǔ)存系統(tǒng)都聯(lián)系起來(lái)組成高效率的流水作業(yè)線。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，尤其是實(shí)現(xiàn)具有高度靈活的自動(dòng)流水線，不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向，同時(shí)也可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由此可見，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械化和建立現(xiàn)代化生產(chǎn)工業(yè)，乃是關(guān)系到國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的一件大事，也是搞好社會(huì)主義四個(gè)現(xiàn)代化的一項(xiàng)重要內(nèi)容。國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀：我國(guó)自動(dòng)送料系統(tǒng)工業(yè)歷史短，總體技術(shù)水平和生產(chǎn)能力較低，但是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)巨大的市場(chǎng)促進(jìn)下，并受國(guó)外先進(jìn)技術(shù)影響，發(fā)展速度很快，局部技術(shù)水平有了明顯提高。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，自動(dòng)送料機(jī)主要還是引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，建立一批自動(dòng)送料機(jī)骨干企業(yè)。該工業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的非常重要的新興行業(yè)。根據(jù)我國(guó)國(guó)情自動(dòng)送料系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是：（1）引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，建立一批自動(dòng)送料機(jī)骨干企業(yè)，包括個(gè)別中外合資企業(yè)，從而可滿足大型包裝生產(chǎn)線以及高精度、高自動(dòng)化程度的單機(jī)或機(jī)組生產(chǎn)的需要，進(jìn)而可加快自動(dòng)送料系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化的速度。（2）大多數(shù)企業(yè)要重點(diǎn)發(fā)展中、小型自動(dòng)送料機(jī)。我國(guó)大多數(shù)企業(yè)技術(shù)水平不高，生產(chǎn)能力較低，生產(chǎn)以單機(jī)為主的中、小型自動(dòng)送料系統(tǒng)比較適宜，但要在此基礎(chǔ)上不斷提高制造精度、自動(dòng)化程度和配套能力。（3）在自動(dòng)送料系統(tǒng)生產(chǎn)中，大量引入高新技術(shù)，研制組合式、模塊式等先進(jìn)結(jié)構(gòu)，使自動(dòng)送料系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)先進(jìn)、使用可靠、使其性能指標(biāo)、工藝水平、“三化”水平高，向機(jī)電結(jié)合、主輔系統(tǒng)結(jié)合、成套聯(lián)線方向發(fā)展。 送料小車發(fā)展現(xiàn)狀送料裝車設(shè)備廣泛地應(yīng)用于建材、冶金、煤炭、電力、化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)部門。老式送料裝車設(shè)備因?yàn)闆]有計(jì)量而存在多裝、少裝的問題。特別是在運(yùn)輸?shù)倪^程中，不允許車輛超載，多裝了，得卸掉，少裝了，得進(jìn)行二次裝車，使得裝車工作進(jìn)行非常緩慢。 隨著當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類物料輸送的生產(chǎn)線對(duì)自動(dòng)化程度的要求越來(lái)越高，原有的生產(chǎn)送裝料設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的不能滿足當(dāng)前高度自動(dòng)化的需要。由于控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展和革新，使得生產(chǎn)線的運(yùn)輸控制也將得到不斷的改善和生產(chǎn)效率的不斷提高，送料裝車的控制經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：（1）手動(dòng)控制 在20世紀(jì)60年代末70年代初期，便有一些工業(yè)生產(chǎn)采用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)送料裝車的控制，但是限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)還不夠成熟，只能采用手動(dòng)的控制方式來(lái)控制機(jī)器設(shè)備[5]，而且早期送料裝車控制系統(tǒng)多為繼電器和接觸器所組成的復(fù)雜控制系統(tǒng),這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、體積大、成本高等缺陷，幾乎無(wú)數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須要有專人負(fù)責(zé)操作。（2）自動(dòng)控制 在20世紀(jì)80年代，由于計(jì)算機(jī)的價(jià)格普遍下降，這時(shí)的大型工控企業(yè)將PLC充分的與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，通過機(jī)器人技術(shù)，自動(dòng)化設(shè)備終于實(shí)現(xiàn)了PLC在送料裝車控制系統(tǒng)中自動(dòng)控制方面的應(yīng)用[6]。（3）全自動(dòng)控制 現(xiàn)階段，由于PLC技術(shù)向高性能、高速度、大容量發(fā)展，大型PLC大多數(shù)采用多CPU結(jié)構(gòu)，不斷向高性能、高速度、大容量方向發(fā)展。將PLC運(yùn)用到送料裝車控制系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)送料裝車的全自動(dòng)控制，降低了系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。PLC控制的送料裝車自動(dòng)控制系統(tǒng)具有連線簡(jiǎn)單、控制速度快、精度高、可靠性和可維護(hù)性好、維修和改造方便等優(yōu)點(diǎn)[7]。 設(shè)計(jì)的目的和意義 能夠運(yùn)用以前學(xué)到的電子電工學(xué)、電氣控制、PLC技術(shù)等有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，根據(jù)實(shí)際進(jìn)行電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及PLC程序的編制；通過設(shè)計(jì)過程，熟悉電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟和順序；學(xué)會(huì)使用電控器產(chǎn)品（如PLC）產(chǎn)品手冊(cè)、說明書及相關(guān)參考資料的方法；能夠根據(jù)設(shè)計(jì)要求，利用有關(guān)資料來(lái)正確選擇產(chǎn)品的型號(hào)和模塊配置；進(jìn)一步將課堂中學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。早期運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)多為繼電器接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng),這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、體積大、成本高等缺陷,幾乎無(wú)數(shù)據(jù)處理和通信功能,可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制,控制速度快,精度高,可靠性和可維護(hù)性好,安裝、維修和改造方便等優(yōu)點(diǎn).運(yùn)料車的作用是將攪拌好的成品料提升到成品料存儲(chǔ)倉(cāng)中。早期的攪拌設(shè)備中，運(yùn)料車控制通常都是采用繼電器邏輯控制，由于繼電器的穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上目前的plc控制設(shè)備。特別是隨著科技的不斷發(fā)展，plc以其體積小，功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，被國(guó)內(nèi)外瀝青混合料攪拌設(shè)備廠家廣泛采用。本項(xiàng)目運(yùn)用plc(可編程邏輯控制)控制運(yùn)料小車的運(yùn)行，取代了傳統(tǒng)的繼電器控制，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)料過程的自動(dòng)化。在具體控制過程中，通過移位指令、計(jì)時(shí)器和移位寄存器的復(fù)位指令使運(yùn)料車能夠連續(xù)運(yùn)行，直到需要停止時(shí)按停止按鈕停車。運(yùn)料車還可通過手動(dòng)控制其運(yùn)行,plc在小車自動(dòng)送料控制系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)較高的自動(dòng)化程度，大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)的強(qiáng)度，成為“無(wú)人值班，少人值守”的優(yōu)選小車送料自動(dòng)控制系統(tǒng)。用plc控制運(yùn)料系統(tǒng)，安全、可靠，而且維護(hù)、調(diào)試方便，具有很高的推廣價(jià)值。2 PLC及其基本原理結(jié)構(gòu) PLC的產(chǎn)生和發(fā)展 PLC的產(chǎn)生及定義在制造業(yè)和過程工業(yè)中，除了以模擬量為被控制對(duì)象的反饋控制外，還存在著大量的以開關(guān)量（數(shù)字量）為主的邏輯順序控制，這一點(diǎn)在以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征的制造工業(yè)中尤為突出。它要求控制系統(tǒng)按照邏輯條件和一定的順序、時(shí)序產(chǎn)生控制動(dòng)作，并能夠?qū)?lái)自現(xiàn)場(chǎng)的大量開關(guān)量、脈沖、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)以及模擬量的超限報(bào)警等數(shù)字信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視和處理。這些工作在早期是由繼電器—接觸器電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，繼電器—接觸器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、抗干擾能力強(qiáng)、故障檢測(cè)直觀方便、使用范圍廣，可以滿足大容量、遠(yuǎn)距離控制的要求，直到今天仍是工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域基本的控制系統(tǒng)之一。為了解決繼電器—接觸器控制系統(tǒng)存在的問題，20世紀(jì)50年代，人們開始考慮利用計(jì)算機(jī)功能完善、通用性、靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)來(lái)解決繼電器—接觸器存在的問題。但由于當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)原理復(fù)雜，成本高，編程難度大，加工工業(yè)控制需要大量的外圍接口設(shè)備，可靠性問題突出，這一設(shè)想最終未能實(shí)現(xiàn)。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，20世紀(jì)60年代末美國(guó)通用汽車公司為了適應(yīng)汽車市場(chǎng)多品種、小批量的生產(chǎn)要求，需要解決生產(chǎn)線繼電器—接觸器控制系統(tǒng)中普遍存在的通用性、靈活性差的問題，提出了研究新型控制器的設(shè)想，總結(jié)提出了新型控制器應(yīng)該具有的10大要求。美國(guó)的數(shù)字設(shè)備公司在1969年率先研制出了世界第一臺(tái)新型控制器，并稱之為可編程序邏輯控制器，從此PLC開始被廣泛應(yīng)用于各種開關(guān)量邏輯控制的場(chǎng)合。20世紀(jì)70年代中期出現(xiàn)了微型計(jì)算機(jī)，微機(jī)技術(shù)被應(yīng)用到PLC中，使得PLC不僅具有邏輯控制的功能，而且還增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和處理等功能，成為具有計(jì)算機(jī)功能的工業(yè)控制裝置。1980年美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA)正式將其命名為可編程控制器，現(xiàn)在人們普遍稱可編程控制器為PLC而不是PC是為了避免與廣泛使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱PC相混淆。國(guó)際電工委員會(huì)(mc)于1982年11月和1985年1月頒布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)第一稿和第二稿，對(duì)可編程控制器作了如下的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)．它采用可編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的命令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則而設(shè)計(jì)?？傊?，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入腧出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力?？删幊炭刂破鳟a(chǎn)品并不是針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，其靈活、標(biāo)準(zhǔn)的配置能夠適應(yīng)工業(yè)上的各種控制。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件可根據(jù)需要選用配置，其軟件則需要根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 PLC的發(fā)展推動(dòng)PLC技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力主要來(lái)自兩個(gè)方面，其一是企業(yè)對(duì)高性能、高可靠性自動(dòng)控制系統(tǒng)的客觀需要，如關(guān)于PLC最初的性能指標(biāo)就是由用戶提出的。其次，大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，微處理器性能的不斷提高，為PLC技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)并開拓了發(fā)展空間。這兩大因素的結(jié)合，是的當(dāng)今的PLC控制器已經(jīng)在所有性能指標(biāo)上大大超越了初期的指標(biāo)。PLC技術(shù)的發(fā)展大致可分為如下4個(gè)階段。（1）1970—1980年：結(jié)構(gòu)典型階段，在此階段，各種類型的順序控制其不斷出現(xiàn)，如邏輯電路型、1位機(jī)型、通用計(jì)算機(jī)型、單片機(jī)型等，但均被迅速淘汰，最終以微處理器為核心的現(xiàn)有PLC結(jié)構(gòu)形式得到了市場(chǎng)的認(rèn)可，得以迅速發(fā)展與推廣；PLC的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟；應(yīng)用領(lǐng)域也開始由最初的小范圍、有選擇地使用向機(jī)床、生產(chǎn)線領(lǐng)域擴(kuò)展。（2）1980—1990年：普及與系列化階段，在此階段，PLC的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，價(jià)格不斷降低，PLC迅速普及，各PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品開始形成系列，相繼出現(xiàn)了固定I/O點(diǎn)型、基本單元家擴(kuò)展型和模塊化型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)；PLC的應(yīng)用范圍開始遍及順序控制的全部領(lǐng)域。在該階段，西門子公司以最早的S3系列PLC產(chǎn)品為主；1978年后的產(chǎn)品逐漸被S5系列產(chǎn)品所代替，S5系列PLC包垮了大、中、小型各種規(guī)格的產(chǎn)品。（3）1990—2000高性能與小型化階段，在此階段，隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，CPU的運(yùn)算速度大幅上升，位數(shù)不斷增加，用于