自动循环配送料PLC控制系统设计论文

广西工学院综合实验设计用纸第1页共12页摘要：本文基于自动循环配送料PLC控制系统设计，对设计方法思路和特点，作了全面阐述和归纳总结。利用PLC对自动循环运料小车的控制。为现代工业控制的生产起到了积极作用，整个系统结构简单，操作方便、灵活，具有较好的实际价值和使用性。关键词：PLC，顺序控制，顺序功能图，梯形图，指令。广西工学院综合实验设计用纸第2页共12页一、引言自动化生产线上，有些生产机械工作台需要按一定顺序实现自动往返运动，有还要求某些位置有一定时间停留，以满足生产工艺要求。用PLC程序实现运料小车自动循环配送料控制，具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，程序设计方法多样，便于不同层次设计人员理解和掌握。二、设计目的通过这次的测控综合实验，让同学们对与所学知识应用在实际生活中，是一种理论用于实际的综合。在这次中，要求同学们懂得流程图的编写，梯形图和指令表的相互转换与结合；了解并掌握置位与复位指令SET、RST在控制中的应用及其编程方法；熟练使用各条基本指令，通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试；进一步熟悉PLC的I/O连接。三、硬件设计任务及控制要求控制要求：1．系统如图（1）所示：A点B点C点前进后退原点SQ1SQ2SQ3SQ4甲原料乙原料搅拌池起动停止单周循环急停单步图（1）系统运作图2．工作过程如下：a.起动后，小车前进，到达A点停下，延时1秒，打开甲原料放料阀装甲原料，时间为30秒，关闭放料阀后延时1秒小车前进；b．到达B点停下，延时1秒，打开乙原料放料阀装乙原料，时间为60秒，关闭放料阀后延时1秒小车前进；c.到达C点停下，延时1秒，打开卸料门卸料，时间为60秒，关闭卸料门小车后退；d．小车退到A点停下装料，――，到B点装料，——，到C点卸料，如此广西工学院综合实验设计用纸第3页共12页重复；3．操作方式：a.单循环：将单周/循环开关选择在单周模式，按下起动按钮，小车送完一次料回到原点停下；b.循环：将单周/循环开关选择在循环模式，按下起动按钮，小车送完一次料回到A点装料―――重复送料；c.单步：在停止的情况下，每按一次单步按钮，小车运行一步；在运行中按下无效；d.停止：在运行或单周期过程中按下，小车送完本次料后回到原位停下；在单步方式中按下，无意义；e．在任何方式下按下急停按钮，小车原地停止，所有阀门关闭。4．所有输入输出均为开关量。2、控制系统流程示意图广西工学院综合实验设计用纸第4页共12页图（2）系统控制流程图PLC选型及I/O分配表原点向右行驶A点装料B点装料C点卸料向左行驶原点单周期？结束开始广西工学院综合实验设计用纸第5页共12页在这次的实验设计中，我们采用三菱的FX2系列。其I/O口的分配如下：启动按钮SB1X0装料泵S1Y0停止按钮SB2X1卸料泵S2Y1右行RXX2右行灯R1Y2左行LZX3右行灯R2Y3单步A1X4右行灯R3Y4单周期A2X5左行灯L1Y5循环A3X6左行灯L2Y6急停A4X7左行灯L3Y7表（1）I/O口的分配表前进标志M13，后退标志M14.M9为循环标志，M0，M1，M2,M3,M4,M5，M6，M7，M8，M10，M11，M12为各阶段的运行标志。4、I/O接线图图（3）I/O接线图三、软件设计要求1、控制系统设计梯形图X0Y0X1Y1X2Y2X3Y3X4PLCY4X5Y5X6Y6X7Y7COMCOM~广西工学院综合实验设计用纸第6页共12页广西工学院综合实验设计用纸第7页共12页广西工学院综合实验设计用纸第8页共12页广西工学院综合实验设计用纸第9页共12页2、控制系统设计指令表四、系统调试1、硬件调试PLC的硬件调试主要分为通电试验、手动旋转试验、I/O连接检查、安全电路4部分。(1）通电检查通电检查的主要目的是确认强电控制线路以及PLC外围线路的工作情况。通电检查可以分为以下步骤：1.1）首先PLC运行开关置“STOP”，停止PLC运行，并将电气控制系统的全部断路器（自动开关）均置“OFF”状态。1.2）根据电气控制原理图的要求，依次设定、检查各种断路器、自动开关、热继电器等的保护电流值。1.3）检查电源设备输入，并确认与电气控制原理图设计要求相符合。1.4)合上总电源开关按照电气控制原理图，逐页、依次测量检查各线路连接点的电压，确认符合原理图的要求。1.5)检查过程中如出现断路器、自动开关“跳闸”或者不能合上的情况，表明相应的回路存在短路，应立即检查对应线路，找出短路点，然后进行下一步的实验。2)手动旋转试验在合上全部的断路器、自动开关，并测量无误后可进行电机旋转试验。旋转试验应通过手动接下接触器3)I/O连接检查在I/O连接检查之前应确认控制系统动力线路的断路器、自动开关已经断开，气动、液压的气源、液压已经关闭，然后按一下步骤进行I/O检查：（1）输入信号连接检查输入信号的连接检查步骤：1.1)确认全部输入信号的电源电压已经符合PLC输入信号的要求。1.2）确认PLC处于“STOP”状态，并接通PLC的电源。一般来说，对于使用扩展单元或特殊功能的模块的控制系统，应首先接通PLC扩展单元或功能模块的电源，然后接通PLC基本单元的电源。电源接通后，广西工学院综合实验设计用纸第10页共12页可以通过PLC上的“POWER”指示灯，确认的电源已经正常加入。1.3）手动按压PLC输入端的全部按钮。开关，通过PLC上的输入指示灯或者通过编程器对输入信号的检测，确认信号的连接地址正确，且按钮与开关的发信正常。1.4）对于接近开关类的检测信号输入，应利用其他发信装置代替“发信挡块”进行试验，确认信号地址与接近开关的动作。对于信号无法通过手动方式进行发信的输入点，也应在检测元件侧通过对输入信号的“短接”等方式对其他连接情况与地址进行检查确认。(2)输出信号连接检查输出信号连接信号检查步骤如下：1.1）确认全部输出点外部无短路，且输出点的外部电源电压已经符合PLC对应输出信号的要求。1.2）确认PLC处于“STOP”状态，且PLC的电源已经正常加入。1.3）在调试现场有编程器的场合，通过输出信号的强壮ON/OFF，检查输出端的连接的执行元件的动作情况与输出地址连接的正确性。1.4）在现场无编程器或无法对PLC输出进行强制ON/OFF的场合，也应通过对PLC的输出进行模拟动作，检查PLC输出地址连接于对应执行元件动作情况(4)安全电路确认安全电路确认是指用于设备紧急分断、安全保护等的保护电路，这部分线路必须由继电器—接触器等电磁动作元件所组成，而不可以通过PLC进行控制。在进行PLC软件调试前，必须对线路中的安全电路一一进行检查确认，保证控制系统的保护电路能够可靠动作，真正起到安全保护的作用，对于紧急分断电路，应进行多次通断实验，确认安全性欲可靠性。2、软件调试在PLC软件调试完后，可以进行PLC控制系统的软件调试。在PLC软件调试前，应首先利用外部编程器对所编制的程序进行语法、程序结构等检查，排除程序中的语法与结构错误，然后将程序输入PLC，并根据如下步骤进行软件调试。单步运行试验1.1）确认控制系统动力线路的断路器、自动开关已经断开。1.2）检查PLC内部程序，确认输入程序正确。1.3）接通PLC电源，将PLC运行开关置于“Run”，使PLC进入工作状态。1.4）确认PLC的“POWER”、“run”指示灯亮。当出现诸如“PROG-E”、“CPU-E”“ERROR”、“BATTERYERROR”之类的报警灯亮时，表明PLC存在软件、硬件、电池等方面的报警应首先排除故障，然后进行进一步的调试。1.5）根据PLC程序设计，在设备手动运行方式下逐一对机械的动作进行单步调试，并通过观察PLC的输出确认动作的正确性。1.6）通过观察PLC的输出，在全部单步动作得到确认后，可以接通动力线路、动、液压气源、液压，进行实际机械动作实验，确认机械动作部件动作正常。、广西工学院综合实验设计用纸第11页共12页运行调试起动：按动按钮SB1，X000的动合触点闭合，M0线圈得电，M0的动合触点闭合，M13线圈得电，即接触器KM13的线圈得电，模拟小车前进，当运行到A点碰上A点的限位开关时，M13断电，小车停下第一盏右行指示等亮（这里用来表示到达A点），1秒后Y000线圈得电，打开装料阀门，开始装甲原料。T3开始计时，装料时间为60秒，60秒时间到，接通定时器T4，T4计时1秒后，小车开始前进，当到达C点的时候撞上C点的限位开关，将前进标志继电器M13停止并启动T5开始计时1秒后接通卸料继电器电动机作星形连接起动；同时定时器线圈T0得电，当起动时间累计达6秒时，T0的动断触点断开，Y003失电，接触器KM3断电，触头释放，与此同时T0的动合触点闭合，T1得电，经0.5秒后，T1动合触点闭合，Y002线圈得电，电动机接成三角形，起动完毕。定时器T1的作用使KM3断开0.5秒后KM2才得电，避免电源短路。停车：按停止按钮ST，X001的动断触点断开，M100、T0失电；M100、T0的动合触点断开，Y001、Y003失电。KM1、KM3断电，电动机作自由停车运行。过载保护：当电动机过载时，X002的动断触点断开，Y001、Y003失电，电动机也停车。按一下按钮FR，可模拟过载，观察运行结果。五、设计心得六、参考文献1、工厂电气控制技术方承远，张振国编著.-3版.-北京：机械工业出版社，2006.7（2009.1重印）2、三菱FX/Q系列PLC应用技术/龚仲华。史建成，孙毅编著。--北京：人民邮电出版社，2006.12（2008.11重印）．《电气控制与可编程控制器技术》史国生主编化学工业出版社2．《PLC应用开发实用子程序》贾德胜主编人民邮电出版社3．《PLC应用开发技术与工程实践》求是科技主编人民邮电出版社4．《可编程序控制器原理及在建筑中的应用》黄民德著天津大学出版社5．《可编程控制器编程语言及应用》黄海燕编著电子工业出版社6．《可编程控制器技术及应用》高岩编著北京理工大学出版社7．《PLC机电控制系统应用设计技术》鲁远栋著电子工业出版社广西工学院综合实验设计用纸第12页共12页8．《可编程序控制器原理及应用》汪晓光著机械工业出版社9．网站：、