装卸料小车PLC控制设计

电气控制与PLC课程设计题目：装卸料小车PLC控制设计院系:专业：班级：姓名：学号：指导教师：二〇一五年六月PLC课程设计任务书一、基本情况学时：1周学分：1学分适应班级：自动化1201-1202，电气工程1201-1204二、进度安排本设计共安排1周，合计30学时，具体分配如下：实习动员及准备工作：1学时总体方案设计：4学时硬件设计：10学时软件设计：10学时撰写设计报告：4学时总结：1学时教师辅导：随时三、基本要求1、课程设计的基本要求电气控制与PLC课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括总体方案选择，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图，应用程序。程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。2、课程设计的教学要求电气控制与PLC课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到6次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。课程设计的任务相对分散，每3-4名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。四、设计题目及控制要求题目：装卸料小车PLC控制设计要求：一辆小车在A,B两点之间运行，在A,B两点各设一个限位开关，如图所示，小车在A点时（后限位开关受压动作），操作控制按钮可使小车向前行至料斗下碰到前限位开关，停止，装料后再返回A地将料卸下。小车要求有4种控制方式。(1).手动控制方式，(2).单周期运行控制方式，(3).双周期运行控制方式，(4).自动循环运行控制方式。1手动控制要求①小车向前运行：小车在料斗下面时不能向前运行，小车的车门在打开时不能运行，小车采用点动控制，按下向前运行按钮，小车向前进，当小车行至料斗下时，碰到前限位开关时应停下来。②小车向后运行：小车在A地点时不能后退，小车的车门在打开时不能运行，小车采用点动控制，料斗门未关闭时不能运行，按下向后运行按钮时，小车向后运行至A地点时，小车碰到后限位开关应停下来。③料斗门打开控制：小车必须在B点料斗门下时，才能打开料斗门，以避免将料卸在地上。按一下料斗门打开按钮，控制料斗门的电磁铁得电，斗门打开，延时10秒种后电磁铁失电斗门关闭。④车门打开控制：小车必须在A地点时，才能打开车门，以保证将料卸在规定地点。按一下车门打开按钮，控制车门的电磁铁得电，车门打开，延时10秒种后电磁铁失电，车门关闭。2单周期运行控制要求小车在A地点，并且在车门关好的情况下，按一下向前运行按钮。小车就从A地点运行到B地点停下来，然后料斗门打开装料10秒钟，之后小车自动向后行到A地点停止，车门打开卸料4秒钟后，车门关闭。3双周期运行控制要求小车在A地点时，按一下向前运行按钮，小车将循环两次单周期的运行过程。4自动循环控制方式要求小车在A地点时，按一下向前运行按钮，小车将自动重复单周期运行过程，断开运行开关时，小车将在完成一个循环之后，结束运行。在手动控制方式下不能运行，单周期，双周期和自动运行方式，反之，在单周期，双周期和自动运行方式下也不能进行手动控制。五、设计报告设计完成后，必须撰写课程设计报告。设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于2000字，图形绘制规范。设计报告的格式如下：1、封面2、摘要3、目录4、正文(1)所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；(2)方案选择及论证；(2)硬件电路设计及描述（包括硬件的选型及电路图、输入输出接线图等的设计）；(3)软件设计流程及描述（流程图及文字说明；(4)源程序代码及调试；5、心得体会6、参考文献六、考核方法电气控制与PLC技术课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。考核分三个方面进行：平时表现20%；设计过程25%；设计报告40%；设计答辩15%。有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理：1、设计期间累计迟到、早退达8次；2、设计期间累计旷课达6节；3、设计报告雷同率超过50%或无设计报告；4、不能完成设计任务，达不到设计要求。摘要本课程设计是装卸料小车PLC控制设计，传统的运料小车大都是继电器控制。而继器控制有着接线繁多，故障率高且维护维修不易等缺点。装卸料采用PLC控制，体积小，重量轻，控制方式灵活，可靠性高，控制简单，维修容易。使用该设计不仅准确安全可靠，而且提高了劳动生产力，降低了工人劳动强度，具有较好的经济效益和社会效益。可编程控制器PLC以其丰富的I/O接口模块，高可靠性，可以在装卸料控制系统的设计中起到十分重要。关键词：PLC装卸料小车控制系统I/O接口目录第1章绪论........................................................11.1项目概况..............................................................................................11.2运料小车的发展概况..........................................................................2第2章送料小车的设计方案..........................................32.1设计要求..............................................................................................32.2控制要求..............................................................................................3第3章.硬件系统的选择.............................................53.1装卸料小车的控制系统总电路..........................................................53.2装卸料小车主要元器件的选择..........................................................53.3PLC外部接线......................................................................................53.4I/O分配及元器件表............................................................................6第4章软件的设计和仿真............................................94.1装卸料小车设计的流程图..................................................................94.2控制程序梯形图................................................................................104.2.2小车装卸料系统的梯形图....................................................................11心得体会........................................................................................................................151第1章绪论1.1项目概况随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制器的范围。被称为可编程控制器（ProgrammableControllerPC简称PLC）。随着我国社会经济的迅速发展，人民物质文化生活水平日益提高，随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，为了改变落后的生产状态，缓解日趋紧张的供求关系，我们研究装卸料小车PLC控制设计。将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。通信和数据连接功能选项使得PLC在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面非常完美。本课题主要包括：分析被控对象和明确系统控制要求、PLC选型、确定系统的I/O设备的数量及种类、控制流程设计、控制程序设计。PLC在运料小车控制系统中的应用，已经在国内外工程、工厂中得到实际应用，具有巨大的经济和社会价值，其智能化和自动化的思路值得以后继续深入研究和推广。控制系统在运输小车中的作用与地位：在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。控制系统是整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。一旦控制系统出现故障，轻者影响生产线的继续进行，重者甚至发生人身安全事故，这样将给企业造成重大损失。运输小车是基于PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步动作都直接作用于运输小车的运行，因此，运输小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。运输小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。21.2运料小车的发展概况由于PLC的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产率的不断提高，运料小车控制经历了以下几个阶段：（1）手动控制：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用PLC来实现运料小车的控制，但是由于当时的技术还不够成熟，只能够用手动的方式来控制机器，而且早期运料小车控制系统多为继电器一接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。（2）自动控制：在20世纪80年代，由于计算机的价格下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在运料小车控制系统在自动方面的应用。（3）全自动控制：现阶段，由于PLC技术的向高性能高速度、大容量发展大型PLC大多采用多CPU结构，不断向高性能、高速度和大容量方向发展。将PLC运用到运料小车控制系统，可实现运料小车的全自动控制，降低系统的运行费用。PLC运料小车自动控制系统具有连线简单控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，维修和改造方便等优点。3第2章装卸料小车PLC控制设计2.1设计要求料斗斗门小车车门后限位开关前限位开关向前向后图2-1装卸料小车图一辆小车在A,B两点之间运行，在A,B两点各设一个限位开关，如图所示，小车在A点时（后限位开关受压动作），操作控制按钮可使小车向前行至料斗下碰到前限位开关，停止，装料后再返回A地将料卸下。2.2控制要求小车要求有4种控制方式：（1）手动控制方式（2）单周期运行控制方式（3）双周期运行控制方式（4）自动循环运行控制方式1.手动控制方式在手动控制方式下，可用4个控制按钮控制小车的向前、向后运行，以及车门的打开和料斗门的打开。小车的运行由三相异步电动机控制，小车