【正文】 基于 PLC控制自動(dòng)裝車送料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 第一章 前 言 裝車運(yùn)料控制系統(tǒng)的發(fā)展 伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷加強(qiáng)，科技在各大中小型企業(yè)單位中起到越來越明顯的地位。能滿足企業(yè)提高管理水平的要求較大地提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，具有眾多的適用場(chǎng)合與廣闊的應(yīng)用前景。并將該裝置擴(kuò)展改裝為其他方面的功能做出一部分的 探討。開關(guān)量又稱數(shù)字量，如電機(jī)的啟停、閥門的開閉、電子元件的置位與復(fù)位、產(chǎn)品的計(jì)數(shù)等；模擬量又稱連續(xù)量，如溫度、壓力、流量、液位等。這是自動(dòng)控制的開始，也是以后諸多形式控制設(shè)備產(chǎn)生的基礎(chǔ)?？删幊炭刂破骷夹g(shù)與 CAD/CAM 技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)共同構(gòu)成了現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱技術(shù) 。傳統(tǒng)的控制采用繼電接觸器控制，又許多缺點(diǎn)，引入 PLC 控制，完全可以實(shí)現(xiàn)原有的功能，并且編程容易，硬件連接簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠性高，具有繼電器所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)。通過自動(dòng)輸送設(shè)備實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)化，把工廠中的各個(gè)部分、各個(gè)生產(chǎn)工位、各存儲(chǔ)點(diǎn)連結(jié)起來，為工廠控制系統(tǒng)的投入運(yùn)行帶來極大的方便和經(jīng)濟(jì)性 ,對(duì)于提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。 自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)一般是由給料器、傳送帶、小車等單體設(shè)備組合來完成特定的過程。通過三臺(tái)電機(jī)和三個(gè)傳送帶、料斗、小車等的配合，才能穩(wěn)定、有效率地進(jìn)行自動(dòng)送料裝車 過程。稱重開關(guān) S2 控制汽車開來或開走。進(jìn)料開關(guān) K1 控制控制進(jìn)料與否。 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于 PLC控制自動(dòng)裝車送料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 另外，在 S2 處增設(shè)兩個(gè)七段數(shù)碼管，用來統(tǒng)計(jì)每日的裝車數(shù)。脈沖計(jì)數(shù)方法是當(dāng)裝料車裝滿時(shí) S2 斷開后，開始定時(shí)放送脈沖；當(dāng) S2 閉合時(shí)停止發(fā)送脈沖。用兩個(gè)數(shù)碼管計(jì)數(shù)，所計(jì)的數(shù)即為裝車數(shù)。當(dāng)料滿后（ S2 斷開后），料斗 K2 關(guān)閉，電動(dòng)機(jī) M1 延時(shí) 2S 后關(guān)斷， M2 在 M1停后 2S 后停止， M3 在 M2 停止后 2S 后停止， L2 燈亮， L1 燈滅，此時(shí)汽車可以開走。當(dāng)汽車到來時(shí)（ S2 接通表示）， L1 亮， L2 滅， M3 運(yùn)行，電動(dòng)機(jī) M2 在M3 通 2S 后運(yùn)行， M1 在 M2 通 2S 后運(yùn)行， K2 在 M1 通 2S 后打開出料。 第三節(jié) 設(shè)計(jì)要求 當(dāng)料不滿（ S1 為 OFF，燈滅），料斗開關(guān) K2 關(guān)閉（ OFF），燈滅，不出料，進(jìn)料開關(guān)K1 打開（ K1 為 ON）進(jìn)料，否則不進(jìn)料。 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于 PLC控制自動(dòng)裝車送料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 第三章 整體設(shè)計(jì) 第一節(jié) 可編程控制器的優(yōu)點(diǎn) （ 1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) （ 2）編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)，使用方便 （ 3）功能完善，應(yīng)用靈活 （ 4）環(huán)境要求低，適應(yīng)性強(qiáng)， （ 5）體積小，重量輕，能耗低 （ 6）維修工作量小，維修方便 （ 7）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試工作量少 第二節(jié) PLC 的結(jié)構(gòu)和工作原理 可編程控制器主要由 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊、編程器、電源組 成。 輸入 輸出模塊（ I/0）模塊是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和 CPU 模塊的橋梁。 可編程控制器有運(yùn)行（ RUN）和停止（ STOP）兩種基本的工作狀態(tài)。為了使可編程控制器的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至可編程控制器停機(jī)或者切換到 STOP 工作狀態(tài)。由于計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入輸出關(guān)系來看，處理過程幾乎是同時(shí)完成的。在通信服務(wù)階段，可編程控制器與別的帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，還要執(zhí)行輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理等階 段?？删幊炭刂破魈菪螆D中別的編程元件也有對(duì)應(yīng)的映像存儲(chǔ)區(qū)，它們統(tǒng)稱為元件映像寄存器。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄存器的狀態(tài)也不會(huì)隨之而變，輸入信號(hào)變化了的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段被讀入。梯形圖中某一輸出繼電器的線圈 “ 通電 ” 時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出映像寄存器為 “1” 狀態(tài)。 第三 節(jié) PLC 與其他工業(yè)控制的比較 優(yōu)點(diǎn) 1. DCS 是一種 “ 分散式控制系統(tǒng) ” ，而 PLC (可編程控制器 ) 只是一種控制 “ 裝置 ” ，兩者是 “ 系統(tǒng) ” 與 “ 裝置 ” 的區(qū)別。 2. 在網(wǎng)絡(luò)方面 ,DCS 網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，它是安全可靠雙冗余的高速通訊網(wǎng)絡(luò) ，系統(tǒng)的拓展性與開放性更好 .而 PLC 因?yàn)榛旧隙紴閭€(gè)體工作，其在與別的 PLC或上位機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)，所采用的網(wǎng)絡(luò)形式基本都是單網(wǎng)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也經(jīng)常與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)不符。我們采用電源 ,CPU,網(wǎng)絡(luò)雙冗余 。而單用 PLC 互相連接構(gòu)成的系統(tǒng)，其站與站（ PLC 與 PLC）之間的聯(lián)系則是一種松散連接方式，是做不出協(xié)調(diào)控制 的功能。 5. DCS 安全性：為保證 DCS 控制的設(shè)備的安全可靠， DCS 采用了雙冗余的控制單元，當(dāng)重要控制單元出現(xiàn)故障時(shí)，都會(huì)有相關(guān)的冗余單元實(shí)時(shí)無(wú)擾的切換為工作單元，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠。特別是當(dāng)其某個(gè) PLC 單元發(fā)生故障時(shí)，不得不將整個(gè)系統(tǒng)停下來，才能進(jìn)行更換維護(hù)并需重新編程。 6. 系統(tǒng)軟件，對(duì)各種工藝控制方案更新是 DCS 的一項(xiàng)最基本的功能，當(dāng)某個(gè)方案發(fā)生變化后，工程師只需要在工程師站上將更改過的方案編譯后，執(zhí)行下裝命令就可以了，下裝過程是由系統(tǒng)自動(dòng)完成的，不影響原控制方案運(yùn)行。而對(duì)于 PLC 構(gòu)成的系統(tǒng)來說，工作量極其龐大，首先需要確定所要編輯更新的是哪個(gè) PLC，然后要用與之對(duì)應(yīng)的編譯器進(jìn)行程序編譯，最后再用專用的機(jī)器（讀寫器）專門一對(duì)一的將程序傳送給這個(gè) PLC，在系統(tǒng)調(diào)試期間，大量 增加調(diào)試時(shí)間和調(diào)試成本，而且極其不利于日后的維護(hù)。這就決定了為什么在大中型控制項(xiàng)目中（ 500 點(diǎn)以上），基本不采用全部由 PLC 所連接而成的系統(tǒng)的原因。E輸入輸出混合擴(kuò)展單元及擴(kuò)展模塊 。 EY輸出專用擴(kuò)展模塊 . ③ 輸出形式 (其中輸入專用無(wú)記號(hào) ): R繼電器輸出 。S晶閘管輸出 ④ 特殊物品的區(qū)別 D:DC電源 ,DC輸入 A1:AC電源 ,AC輸入 (AC100120V)或 AC輸入模塊 H:大電流輸出擴(kuò)展模塊 V:立式端子排的擴(kuò) 展模式 C:接插口輸入輸出方式 F:輸入濾波器 1ms 的擴(kuò)展模塊 L:TTL 輸入型模塊 S:獨(dú)立端子 (無(wú)公共端 )擴(kuò)展模塊 第五節(jié) PLC 機(jī)型的選擇 在 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： （ 1）最大限度地滿足被控對(duì)象或生產(chǎn)過程的控制要求。 （ 2）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。 （ 4）考慮到生產(chǎn)發(fā)展和 工藝的改進(jìn)，在選擇 PLC 容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有余量。 第六節(jié) 元器件 的選擇 開關(guān)量輸入模塊的選擇 選擇三相交流輸入電源 AC380V，采用共點(diǎn)式輸入接線方式，即三個(gè)電動(dòng)機(jī)共用一個(gè)電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于 PLC控制自動(dòng)裝車送料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 電源。 開關(guān)的選擇 在該系 統(tǒng)的主電路中，采用三級(jí)的組合開關(guān)。 熔斷器的選擇 因?yàn)?預(yù)期短路電流 可能 較大，選用分?jǐn)嗄芰^高的熔斷器，如 RT1 RT1 RT15系列的熔斷器。 繼電器的選擇 采用具有掉電保持功能的繼電器，防止因電源故障造成數(shù)據(jù)的丟失。并且 價(jià)格費(fèi)用方面便宜， 可選用 JS72A 型號(hào)的空氣阻尼式時(shí)間繼電器，其觸點(diǎn)額定電壓為 380V，觸點(diǎn)額定電流為 5A 均能符合要求。 3）、 接觸器的選擇（ KM） 額定電流為 AKUPINNC 100 0 ???? (11) 則可以選擇 CJ105 型號(hào)的交流接觸器。 此時(shí)的程序?yàn)椋? LD X002 OUT Y003 OR Y003 LDI Y003 ANI X001 OUT Y002 汽車啟動(dòng) 所對(duì)應(yīng)的梯形圖為如圖 43 所示： 圖 43 汽車啟動(dòng)梯形圖 當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕 S3（ X002 接通）時(shí)， Y003 得電，即紅燈 L1 亮，常閉觸點(diǎn) Y003 斷