PLC之自动装料系统

现代电气控制技术及PLC课程设计报告课题十三自动装料系统的PLC控制目录目录课题十三自动装料系统的PLC控制..........................................................................1一、设计课题........................................................................................................1二、选题背景与意义............................................................................................2三、设计任务与要求............................................................................................23.1设计任务.................................................................................................23.2设计要求.................................................................................................3四、设计方案........................................................................................................44.1硬件选型及I/O分配.............................................................................44.2、功率计算...............................................................................................44.3控制系统原理图及接线图.....................................................................54.4控制方案.................................................................................................64.5控制程序编制.........................................................................................84.6监控界面设计.......................................................................................134.7模拟调试过程.......................................................................................15五、总结..............................................................................................................19六、参考文献......................................................................................................19七、附录..............................................................................................................19PLC课程设计——自动装料系统1课题十三自动装料系统的PLC控制一、设计课题1.设备概况自动装料系统由料斗、四节传送带组成，如图1-1所示，传送带电动机MA1-MA4的功率均为3kW。图1-1自动装料系统示意图2.控制要求（1）启动控制系统启动后，红灯PG2灭，绿灯PG1亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口电磁阀MB1关闭，若料位传感器BG0置为OFF（料斗中的物料不满），进料阀MB2开启进料（PG64亮）。当BG0置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料MB2关闭（PG6灭）。电动机MA1、MA2、MA3和MA4均为OFF。（2）装车控制装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关BG1置为ON，红灯信号灯PG2亮，绿灯PG1灭；同时启动电机MA4，经过2S后，再启动MA3，再经2S后启动MA2，再经过2S最后启动MA1，MA1启动2S后才打开出料阀MB1（PG5亮），物料经料斗出料。当车装满时，限位开关BG2为ON，料斗关闭，2S后MA1停止，MA2在MA1停止2S后停止，MA3在MA2停止2S后停止，MA4在MA3停止2S后最后停止。同时红灯PG2灭，绿灯PG1亮，汽车可以开走，计数器计数。PLC课程设计——自动装料系统2（3）停机控制当装满120车或按下停止按钮SF2，自动装料装车的整个系统终止运行。表1-1控制信号说明输入输出文字符号说明文字符号说明SF1启动按钮PG1车未到指示灯SF2停止按钮PG2车到指示灯BG0料斗状态开关PG3车满指示灯BG1车位状态开关PG4料斗满指示灯BG2车满动作开关PG5出料口电磁阀工作指示灯PG6进料口电磁阀工作指示灯MB1出料口电磁阀MB2进料口电磁阀MA1-MA4传送带电动机二、选题背景与意义在当今这个快速发展的时代，随着科技的发展，我们身边的很多人力逐渐被智能的机器所取代，但是在装料这方面的设备依然消耗着大量的人力，本次选题就是基于这样的背景。本设计可以减少大量的用于装料的人力，从而更加节约成本，也可以节约更多的时间，提高装料效率，本次设计是基于西门子PLCS7-1200的关于自动装料系统的PLC控制，它可以在启动之后，自动运行、自动计数，无需人为的指挥，这样可以很方便装料。三、设计任务与要求3.1设计任务1)根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。2)根据控制要求，编制自动装料系统PLC控制程序，有条件可以利用模拟开关板调试程序，模拟运行。PLC课程设计——自动装料系统33)编写设计说明书，内容包括：①设计过程和有关说明。②基于PLC的自动装料系统电气控制系统电路图。③PLC控制程序（梯形图和指令表）。④电器元器件的选择和有关计算。⑤电气设备明细表。⑥参考资料、参考书及参考手册。⑦其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。3.2设计要求（1）启动控制系统启动后，红灯PG2灭，绿灯PG1亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口电磁阀MB1关闭，若料位传感器BG0置为OFF（料斗中的物料不满），进料阀MB2开启进料（PG64亮）。当BG0置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料MB2关闭（PG6灭）。电动机MA1、MA2、MA3和MA4均为OFF。（2）装车控制装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关BG1置为ON，红灯信号灯PG2亮，绿灯PG1灭；同时启动电机MA4，经过2S后，再启动MA3，再经2S后启动MA2，再经过2S最后启动MA1，MA1启动2S后才打开出料阀MB1（PG5亮），物料经料斗出料。当车装满时，限位开关BG2为ON，料斗关闭，2S后MA1停止，MA2在MA1停止2S后停止，MA3在MA2停止2S后停止，MA4在MA3停止2S后最后停止。同时红灯PG2灭，绿灯PG1亮，汽车可以开走，计数器计数。（3）停机控制当装满120车或按下停止按钮SF2，自动装料装车的整个系统终止运行。PLC课程设计——自动装料系统4四、设计方案4.1硬件选型及I/O分配硬件选型：本次课程设计使用的是5个输入端口，12个输出端口，由于西门子S7-1200PLC的1214c有10个输入10个输出端口，以及一定的裕量的原因，故缺少相应的输出端口，故而添加1个SM1223扩展模块I/O端口分配如表4-1表4-1I/O分配启动按钮%I3.0停止按钮%I3.1料斗状态开关%I3.2车位状态开关%I3.3车满动作开关%I3.4车未到指示灯%Q1.5车到指示灯%Q1.6车满指示灯%Q1.7料斗满指示灯%Q2.0出料口电磁阀工作指示灯%Q2.1进料口电磁阀工作指示灯%Q2.2出料口电磁阀%Q2.3进料口电磁阀%Q2.4传送带电动机1%Q2.5传送带电动机2%Q2.6传送带电动机3%Q2.7传送带电动机4%Q3.04.2、功率计算表4-2功率计算两种电源DC5VDC24VCPU1214CAC/DC/Rly1600mA400mA减PLC课程设计——自动装料系统5CPU1214C，14点输入-14×4mA=56mA一个SM1223，5V电源145mA-一个SM1223，8点输入-8×4mA=32mA一个SM1223，8点继电器输出-8×11mA=88mA总要求/mA145mA176mA等于总电流差额/mA1455mA224mA4.3控制系统原理图及接线图控制电路如图4-1图4-1控制电路主电路如图4-2PLC课程设计——自动装料系统6图4-2主电路4.4控制方案启动控制流程图如图4-3开始红灯PG2灭，绿灯PG1亮料斗出料口电磁阀MB1关闭料是否满BG0置为OFFMB2开启进料NBG0置为ON停止进料MB2关闭Y图4-3启动控制装车控制流程图如图4-4PLC课程设计——自动装料系统7开始车子进入BG1置为ON红灯PG2亮，绿灯PG1灭；启动电机MA4启动MA3启动MA2启动MA1打开出料阀MB1限位开关BG2为ONMA1停止MA2停止MA3停止MA4停止，红灯PG2灭，绿灯PG1亮汽车开走图4-4装车控制停止控制流程图如图4-5PLC课程设计——自动装料系统8开始车子开走I=I+1I是否等于120停止否按下SF2是是是图4-5停止控制4.5控制程序编制Main函数如图4-6（程序功能：用于启动系统，按下启动按钮可以启动系统）注：由于在监控界面中使用的按钮不是点动型的，故没有使用自锁电路接下页PLC课程设计——自动装料系统9续上页图4-6main函数启动控制（FC1）：按下启动按钮，系统开始运行如图4-7图4-7启动控制PLC课程设计——自动装料系统10装车控制（FC2）：车位状态开关及车满动作开关依次打开如图4-8接下页PLC课程设计——自动装料系统11续上页PLC课程设计——自动装料系统12图4-8装车控制停车控制（FC3）：当按下停车按钮或则计数达到120时系统停止运行如图4-9PLC课程设计——自动装料系统13图4-9停车控制4.6监控界面设计监控界面包括按钮和显示器如表4-3：表4-3按钮和显示器按钮显示器启动按钮车未到指示灯停止按钮车到指示灯料斗状态开关车满指示灯车位状态开关料斗满指示灯车满动作开关出料口电磁阀进料口电磁阀出料口指示灯进料口指示灯传送带电动机1传送带电动机2传送带电动机3传送带电动机4PLC课程设计——自动装料系统14PLC设备组态如图4-10图4-10PLC设备组态PC站设备组态如图4-11图4-11PC站设备组态PLC课程设计——自动装料系统15PLC与PC站的设备连接如图4-12图4-12PLC与PC站的设备连接监控界面如图4-13图4-13监控界面4.7模拟调试过程模拟调试界面如图4-14PLC课程设计——自动装料系统16图4-14模拟调试界面按下启动按钮，