【文章內(nèi)容簡介】 開 啟定 時 是 否 到1 0 S倒 料T 3 定 時 3 S定 時 是 否 到1 5 S小 車 是 否到 達(dá) S 2 處是 否 到 3 S小 車 左 移T 4 定 時 1 5 S定 時 是 否 到1 5 S小 車 是 否到 達(dá) S 1 處右 移 報 警T 1 定 時 1 5 S定 時 是 否 到1 5 S燈 光 報 警C 0 清 零 ，T 5 定 時 3 0 S是 否 到 3 0 S手 動 / 無 線控 制 模 式Y(jié)Y小 車 右 移T 2 定 時 1 5 S左 移 報 警YNYNNYYNYNYNNYYNN NYNY 圖 工藝流程圖 第 5 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 輸入 輸出 控制信息分析 根據(jù)本設(shè)計的要求，我們可以知道輸入信號時比較多的，因?yàn)橄到y(tǒng)不僅要自動還要手動和無線控制。 首先就是有啟動按鈕，工作停止按鈕和急停按鈕。小車要實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動，那么我們自然就可以想到利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)就可實(shí)現(xiàn)，而運(yùn)動的位移大小就由行程開關(guān)控制，此外，小車在加料時有電磁閥控制，卸料時還需要一個電機(jī)來帶動。當(dāng)然，關(guān)于電磁閥和電機(jī)的啟停以及正反轉(zhuǎn)自動的程序中要設(shè)置，手動和無線控制也要有這些按鈕。具體的輸入信號設(shè)置可以參見 的表格。 PLC 的選型 目前，在國內(nèi)外 PLC 生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的 PLC 品種已達(dá)數(shù)百個，其性能各有特點(diǎn)，價格也不盡相同。在設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)是，要選擇最適宜的 PLC 機(jī)型，一般考慮下列因素： （ 1） 系統(tǒng)控制目標(biāo)。設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)是，首要的控制目標(biāo)就是：確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠地穩(wěn)定運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量等。 首先應(yīng)確定系統(tǒng)用 PLC 單機(jī)控制，還是用PLC 形成網(wǎng)絡(luò)，由此計算 PLC 輸入、輸出點(diǎn) 數(shù)，并且在選購 PLC 時要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量（ 10%）。 (2) 確定負(fù)載類型根據(jù) PLC 輸出端所帶的 負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及 PLC 輸出點(diǎn)動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。 (3) PLC 地硬件配置。包括 CPU 的能力， I/O 系統(tǒng)，指令系統(tǒng)，響應(yīng)速度，性價比等等。存儲容量與速度盡管國外各廠家的 PLC 產(chǎn)品大體相同，但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個公司的開發(fā)軟件都不相同，而用戶程序的存儲容量和指令的執(zhí)行速度是兩個重要指標(biāo)。一般存儲容量越大、速度越快的 PLC 價格就越高 ，但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用 PLC 產(chǎn)品。 綜上所述，本設(shè)計選用的 PLC 是 FX2N 系列的 FX2N232。 第 6 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 PLC I/O 表 表 PLC 輸入信號表格 輸 入 信 號 元件符號 名 稱 端 子 號 作 用 SB1 啟動按鈕 X0 啟動系統(tǒng) SB2 停止按鈕 X4 工作停止系統(tǒng) S1 行程開關(guān) X1 控制電磁閥 A（進(jìn)料） S2 行程開關(guān) X2 控制電磁閥 C(倒料 ) QB 選擇按鈕 X3 自動 /手動切換 SB3 手動按鈕 X5 手動控制電磁閥 A SB4 手動按鈕 X6 手動控制電動機(jī) M1 正轉(zhuǎn) SB5 手動按鈕 X7 手動控制電動機(jī) M2 SB6 手動按鈕 X10 手動控制電動機(jī) M1 反轉(zhuǎn) KM1 繼電器 X11 無線控制電磁閥 A KM2 繼電器 X12 無線控制電動機(jī) M1 正轉(zhuǎn) KM3 繼電器 X13 無線控制電動機(jī) M2 KM4 繼電器 X14 無線控制電動機(jī) M1 反轉(zhuǎn) SB7 急停按鈕 X15 立刻停止系統(tǒng) 表 PLC 輸出信號表格 輸 出 信 號 元件符號 名 稱 端 子 號 作 用 YV1 電磁閥 Y0 小車 進(jìn)料 KM5 繼電器 Y1 讓電動機(jī) M1 正轉(zhuǎn) KM7 繼電器 Y2 接通電動機(jī) M2 (倒料 ) KM6 繼電器 Y3 讓電動機(jī) M1 反轉(zhuǎn) L1 報警燈 Y4 不進(jìn)料報警 L2 報警燈 Y5 電機(jī)不轉(zhuǎn)報警 第 7 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 中間元件表 表 中間元件表格 序 號 中 間 元 件 作 用 1 M0 啟動系統(tǒng) 2 M1 手動標(biāo)志 3 M2 自動標(biāo)志 4 T0 定時 10s(進(jìn)料時間 ) 5 T1 定時 15s(進(jìn)料監(jiān)控 ) 6 T2 定時 15s(正轉(zhuǎn)監(jiān)控 ) 7 T3 定時 3s(倒料時間 ) 8 T4 定時 15s(反轉(zhuǎn)監(jiān)控 ) 9 T5 定時 30s(暫停 ) 10 C0 計數(shù) 3 次 3 無線控制的 PLC 小車運(yùn)料控制 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)總圖設(shè)計 系統(tǒng)電源電路圖設(shè)計 在這次設(shè)計的小車控制系統(tǒng)中，電源采用的是 380V 三相電源。因?yàn)?隔離 開關(guān) 主要用來將高壓配電裝置中需要停電的部分與帶電部分可靠地隔離，以 保證檢修工作的安全。 隔離開關(guān)的觸頭全部敞露在空氣中，具有明顯的斷開點(diǎn) 。因此為了保護(hù)電源，同時方便以后的檢修，在主線路中加了一個隔離開關(guān)。由于主線路的電壓為 330V 屬于低壓，所以選擇的隔離開關(guān)為：NH3100，此隔離開關(guān)型號的意思為： N企業(yè)特征代號 、 H隔離開關(guān) 、 2數(shù)字表示設(shè)計序號 、 100殼架等級額定電流（ A） 。當(dāng)選好隔離開關(guān)以后，就可以從主線路中接 出支路電路，在我們這次所設(shè)計的內(nèi)容要求小車運(yùn)動拖動交流異步電機(jī)功率 ，小車卸料交流異步電機(jī)功率 ，以及 PLC 的電源供應(yīng)三條支路。 首先設(shè)計的是小車運(yùn)動拖動電機(jī)支路。在設(shè)計的時候首先考慮的是安全問題，所以在設(shè)計支路時必須加入保護(hù)器件，由于該支路中的異步電機(jī)的功率為 ,電路的電壓為 380v，考慮到最大電流， 當(dāng)電路發(fā)生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。若電路中正確地安置了熔斷器，那么，熔斷器就會在電 流異常升高到一定的高度和一定的時候，自身熔斷切 第 8 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用 ， 所以選擇一個熔斷電流為 60A 的熔斷器。同時還要加的保護(hù)器件為熱繼電器，因?yàn)?熱繼電器的作用是電動機(jī)過負(fù)荷時自動切斷電源，熱繼電器的構(gòu)造是兩片膨脹系數(shù)不同的金屬片構(gòu)成，電流過大時膨脹系數(shù)大的 先膨脹，起到切斷電源的作用。 考慮到該電機(jī)的最大電流，選擇的過熱繼電器型號為： JR281353。另外還需用到的保護(hù)器件就是斷路器， 斷路器作用 ： 電流 。 合 ,迅速切斷故障電流 ,防止事故擴(kuò)大 ,從而保證系統(tǒng)安全運(yùn)行 。 其實(shí)斷路器就是一種開關(guān) ， 它和其他普通開關(guān)的不同點(diǎn)主要在 ： 1.適用電壓等級高 ,有真空 ,少油 ,多油及六氟化硫等等 ,效果好 。 一般情況下斷路器本身不存在潤滑方面的問題 ,需要潤滑的常常是它的操動機(jī)構(gòu) 。當(dāng)考慮好該支路的保護(hù)器件以后，就可以添加最后的控制對象交流異步電機(jī)，要想讓 PLC 能夠控制電機(jī)的起停，就必須使用 繼電器。繼電器 簡單的 說 就是一種用小電流來控制大電流的開關(guān)。小電流通過線圈，產(chǎn)生磁場，這個磁場使得控制大電流的開關(guān)吸合。 由 于電機(jī)的功率和電源都已經(jīng)選好，選擇繼電器只需考慮流過它的電流大小，所以選擇的繼電器為： CJ2063A。因?yàn)樾≤嚨倪\(yùn)動是往返運(yùn)動，所示電機(jī)就帶有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩中情況，因此需要兩路繼電器來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。圖 為該支路的電路設(shè)計圖，即驅(qū)動小車運(yùn)動的電路圖： L14L15L164 T 11 T 14 T 22 T 24 T 33 T 34 T 1 5 T 2 6 T 31 T 1 2 T 2 3 T 3M 1~T 2 T 3T 1K M 6C J 2 0 6 3 A4 T 1 5 T 2 6 T 31 T 1 2 T 2 3 T 3Q F 1L C 1 D 24 5 M 7 CF U 1F R 1K M 7C J 2 0 6 3 AR L 1Y 2 1 8 0 M 2J R 2 8 1 3 5 3 圖 小車驅(qū)動電路圖 第 9 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 當(dāng)小車的驅(qū)動電路設(shè)計好以后，接下來就是設(shè)計小車的倒料電路，由于同樣是一個 功率 的 交流異步電機(jī) ，設(shè)計的電路包括元器件的選擇，電路的畫法等同小車的驅(qū)動電路相似，這里就 不再敘述。 然后是設(shè)計 PLC 的電源，因?yàn)檫x擇的 PLC 是 220V 的交流電源的型號，所以可以通過一個變壓器將 380V 的電壓變?yōu)?220V，這樣就可以加載到 PLC 的電源接口端。變壓器就選擇 SG300VA,同樣也需要對變壓器進(jìn)行保護(hù)，所以還需要添加斷路器和熔斷器。 圖 是畫好的總的小車送料控制系統(tǒng)接線圖。 L 1L 2L 34T11T15T22T24T13T3NQ SL14L15L164 T 11 T 14 T 22 T 24 T 33 T 34 T 1 5 T 2 6 T 31 T 1 2 T 2 3 T 3M 1~T 2 T 3T 1K M 6C J 2 0 6 3 A4 T 1 5 T 2 6 T 31 T 1 2 T 2 3 T 3Q F 1F U 24 T 11 T 15 T 22 T 2Q F 43 8 0 V~2 2 0 VF U 3F R 2F X2 N 4 8 M R 0 0 1L110L111L C 1 D 24 5 M 7 CL C 1 D 24 5 M 7 CLNL11L12L134 T 11 T 14 T 22 T 24 T 33 T 34 T 1 5 T 2 6 T 31 T 1 2 T 2 3 T 3M 2~T 2 T 3T 1F U 1F R 1Q F 2L C 1 D 24 5 M 7 CK M 5L C 1 D 24 5 M 7 CK M 7C J 2 0 6 3 AN H 3 1 0 0R L 1Y 2 1 8 0 M 2Y 2 1 1 2 M 2J R 2 8 1 3 5 3 J R 2 8 1 3 1 4R T 1 8R L 1 圖 無線控制的 PLC 小車送料控制系統(tǒng)主電路圖 第 10 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 PLC 控制系統(tǒng)圖設(shè)計 當(dāng)設(shè)計完小車送料的主線路電路圖以后，接下來 就是要設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)電路圖。 S B 9S B 8K M 9K M 9F U 4F U 4K M 9 K M 6A C 2 2 0 ~R T 1 8R T 1 8 圖 PLC 電源啟動保護(hù)電路 如圖 是設(shè)計出的 PLC 電源啟動保護(hù)電路。首先是設(shè)計 PLC 的電源輸入電路，因?yàn)檫@