【文章內(nèi)容簡介】 畢業(yè)設計論文 1 第 1 章 前 言 隨著社會迅速的發(fā)展，各機械產(chǎn)品層出不窮?？刂葡到y(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，應用 范圍涉及各個領域，例如：機械、汽車制造、化工、交通、軍事、民用 等。 PLC 專為工業(yè)環(huán)境應用而設計，其顯著的特點之一就是可靠性高，抗干擾能力強。 PLC 的應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 ， 而且大大地簡化和減少了維修維護的工作量。 PLC 以其可靠性高 、抗干擾能力強、編程簡單、使用方便、控制程序可變、體積小、質(zhì)量輕、功能強和價格低廉等特點 ， 在機械制造、冶金等領域得到了廣泛的應用。 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看，其控制系統(tǒng)屬于自動控制與手動控制相結(jié)合的系統(tǒng)，因此，此送料小車電氣控制系統(tǒng)設計具有手動和自動兩種工作方式。 我 在程序設計上采用了模塊化的設計方法，這樣就省去了工作方式程序之間復雜的聯(lián)鎖關系，從而在設計和修改任何一種工作方式的程序時，不會對其它工作方式的程序造成影響，使得程序的設計、修改和故障查找工作大為簡化。 在設計該 PLC 送料小車 設計程序 的同時總結(jié)了以往 PLC 送料小車 設計程序 的一般方法、步驟 ， 并且 把以前學過的基礎課程融匯到本次設計當中來，更加深入的了解了更多的 PLC 知識。 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 2 第 2 章 控制系統(tǒng)介紹和 控制過程要求 控制系統(tǒng)在送料小車中的作用與地位 在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動負擔，要求整個工藝生產(chǎn)過程全盤自動化，這就離不開控制系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)是整個生產(chǎn)線的靈魂，對整個生產(chǎn)線起著指揮的作用。一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進行，重者甚至發(fā)生人 身 安全事故，這樣將給企業(yè)造成重大損失。 送料小車是基于 PLC 控制系統(tǒng)來設計的，控制系統(tǒng)的每一步動作都直接作用于送料小車的運行，因此，送料小車性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關系。送料小車能否正常運行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不 可分。 控制系統(tǒng)介紹 圖 21 送料小車 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 3 本控制系統(tǒng)只要是用于控制送料小車的自動送料。它既能減輕人的勞動強度又能自動準確到達人不能達到或很難到達的預定位置。如圖 21，推車機可以沿軌道上下移動，到達預定位置。推車機上是一個小型泵站，通過控制電磁閥換向，使兩油 缸伸出、縮回，頂出送料小車，再由各個倉位控制要料。 用 PLC 對送料小車實現(xiàn)控制 ， 其具體要求如下 ： (1) 送料小車 1 動作要求：送料小車負責向四個料倉送料，送料路上從左向右共有 4 個料倉（位置開關 SQ1， SQ2， SQ3， SQ4）分別受 PLC 的 ， ， 檢測，當信號狀態(tài)為 1 是，說明運料小車到達該位置。小車行走受兩個信號的驅(qū)動， 驅(qū)動小車左行， 驅(qū)動小車右行。料倉要料由 4 個手動按鈕（ SB1， SB2， SB3， SB4）發(fā)出 (對應于 PLC 為 ， ， )按 鈕發(fā)出信號其相應指示燈就亮（ HL1HL4） ， 指示燈受 PLC 的 控制。 送料小車 2 動作要求：送料小車負責向四個料倉送料，送料路上從左向右共有 4 個料倉（位置開關 SQ11， SQ12， SQ13， SQ14）分別受 PLC 的 ， ， 檢測，當信號狀態(tài)為 1 是，說明運料小車到達該位置。小車行走受兩個信號的驅(qū)動， 驅(qū)動小車左行， 驅(qū)動小車右行。料倉要料由 4 個手動按鈕（ SB11， SB12， SB13， SB14）發(fā)出 (對應于 PLC 為 ， ， )按鈕 發(fā)出信號其相應指示燈就亮（ HL11HL14） ， 指示燈受 PLC 的 控制。 (2)運料小車行走條件： 運料小車右行條件：小車在 1， 2， 3 號倉位， 4 號倉要料；小車在 1， 2號倉位， 3 號倉要料；小車在 1 號倉位， 2 號倉要料。 運料小車左行條件：小車在 4， 3， 2， 0 號倉位， 1 號倉要料；小車在 4，3， 0 號倉位， 2 號倉要料；小車在 4， 0 號倉位， 3 號倉要料；小車在 0 位，4 號倉位要料。 運料小車停止條件：要料倉位與小車的車位相同時，應該是小車的停止條件。 運料小車的互鎖條件：小車右行時不允許左行啟動，同樣小車左 行時也不允許右行啟動。 常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 4 第 3 章 送料小車系統(tǒng)方案的選擇 可編程控制器 PLC 的優(yōu)點 可編程控制器 PLC 對用戶來說，是一種無觸點設備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的推廣應用。可編程控制器是面向用戶的專用工業(yè)控制計算機，具有許多明顯的特點。 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，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如 西門子 公司生產(chǎn)的 S7 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 器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 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?？梢杂糜诟鞣N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。 3. 易學易用，深受工程技術人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式常州信息職業(yè)技術學院電子與電氣工程學院 畢業(yè)設計論文 5 和繼電器電路圖相當接近，只用 PLC 的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 4. 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。 5. 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100 mm，重量小于150 g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小 ， 很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。 小車送料系統(tǒng)方案的選擇 實現(xiàn)小車送料系統(tǒng)控制有很多方法來實現(xiàn)，可以用單片機、可編程控制器 PLC 等元器件來實現(xiàn)。 但 在單片機控制系統(tǒng)電路中需要加入 A/D， D/A 轉(zhuǎn)換器，線路復雜，還要分配大量的中斷口地址。而且單片機控制電路易受外界環(huán)境的干擾，也具有不穩(wěn)定性。另外 控制程序需要具有一定編程能力的人才能編譯出，在維修時也需要高技術的人員才能修復 ，所以在此也不易用單片機來實現(xiàn)。 而從上述第一節(jié)對 PLC 的特點了解可知， PLC 具有很多優(yōu)點，因此我們歸納出：可編程控制器 PLC 具有很高的可靠性 ， 通常的平均無故障時間都在30 萬小時以上 ； 安裝 ， 操作和維護也較容易；編程簡單 ， PLC 的基本指令不多 ， 編程器使用比較方便 ， 程序設計和產(chǎn)品調(diào)試周期短