基于PLC的运料小车控制系统设计.doc

1、 基于PLC的运料小车控制系统设计摘 要: 早期运料小车电气控制系统多为继电器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，无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作，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，PLC运料小车电气控制系统具有连线简单，控制速度快，可靠性和可维护性好，易于安装、维修和改造等优点。随着经济的发展，运料小车不断扩大到各个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化、自动化。 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

2、推广。关键词: PLC,运料小车,控制系统,I/O点Abstract：Early electric car control system of the transporter over the relay - contactor complex system composed of The system design cycle, there is a long, bulky, high cost, defects, no data processing and communications functions, must be hand operated, will be applied t

3、o transport materials car PLC electrical control system and can realize automatic control operation of the car, reducing the running costs of the system, reliability and maintainability is good, easy to install, repair and improvement and so on. With economic development, transport materials to vari

4、ous areas of growing car, from manual to automatic, and gradually formed the mechanization and automation.PLC control system in the car transporter in the application, has been in domestic and international projects has been applied in the factory, with huge economic and social value, the intelligen

5、ce and automation beyond the idea worthy of further research and extension.Key words ：PLC，transporter cart，control system，I/O points 目 录1 绪 论11.1 课题的提出背景11.2 运料小车的发展概况21.3 课题的意义及应用31.4 本课题的主要工作32 可编程控制器(PLC)的概述52.1 PLC的基本组成及各部分的作用52.2 PLC的应用领域72.3 运料小车控制系统图92.4 PLC选型102.4.1 选型分析102.4.2 系统的安装112.4.3

6、输入/输出模块选择112.4.4 开关量I/O点的节省和模拟量I/O模块的代用122.4.5 抗干扰措施122.5 方案设计132.5.1方案的比较132.5.2系统描述142.5.3控制要求142.5.4主要电气元件的配置143 基于PLC的运料小车控制系统的硬件设计183.1 系统工作原理分析183.1.1 运料小车的运动流程183.1.2设备控制要求183.2 系统硬件介绍193.3 系统硬件设计203.4 小车运动分析224 系统软件源程序设计254.1 小车行程开关254.2 小车启停辅助继电器254.3 呼叫按钮254.4 比较284.5 向左运动284.6 向右运动295 调试结

7、果及工作小结305.1 控制系统的调试305.1.1编程软件305.1.2 程序的构成305.1.3 程序的下载安装和调试32总 结34参考文献36致 谢37附 录38491 绪 论1.1 课题的提出背景PLC控制系统的应用几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域。在各种应用领域中， 尤其在生产过程和科学研究产业领域中，电气控制技术应用更为广泛。在机械设备的控制中，电气控制也比其他的控制方法使用的更为普遍。 长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化设

8、备的要求。由于计算机技术和微电子技术的迅速发展，极大的推动了PLC的发展，使得PLC的功能日益增强。如 PLC可进行模拟量控制、位置控制和PID控制等，易于实现化的需要。柔性制造系统。远程通信功能的实现更使PLC 如虎添翼。目前， PLC已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业企业。PLC是一种固态电子装置，它利用已存入的程序来控制机器的运行或工艺的工序。PLC 通过输入/输出（I/O）装置发出控制信号和接受输入信号。由于PLC综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异，大大超过其出现时的技术水平。它不但可以很容易地完成逻辑、顺序、定时、计数、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过

9、输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。特别是超大规模集成电路的迅速发展以及信息、网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。进入21世纪，中国是一个发展中大国，要加快科学技术发展、缩小与发达国家的差距，仍需要较长时期的艰苦努力，同时也有着诸多有利条件。我国企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得生产物的输送成为生产物流系统中的一个重要环节。运料小车自动控制正是用来实现输送生产物的控制系统，随着PLC的发展，国外生产线上的运输控制系统非常广泛的采用该控制系统，而且有些制造厂还开发研制出了专用的逻辑处理控制芯

10、片，我国的大部分工控企业的运料小车自动控制系统都是从国外引进的，成本高，为了满足现代化生产流通的需要，让PLC技术与自动化技术相结合，充分的利用到我国的工控企业生产线上，让该系统能够在各种环境下工作，可以达到成本低、维护方便、易控制，安全可靠，效率高等目的。传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器控制有着接线繁多、故障率高且维修不易等缺点。例如：整个运行过程中，运料小车的速度很难设定，如果太快，启动和制动时由于存在运料小车惯性难以控制的缺陷易造成物料的掉落、抛洒，这样就不能实现安全的启动停止。PLC作为目前国内市场的主流控制器，在技术、行业影响等方面有重要作用。利用PLC控制代替继电器控制已经

11、是大势所趋。 随着PLC的不断发展和革新，生产线的运输控制也得到了不断的改善和生产率的不断提高，运料小车自动控制系统经历了以下几个阶段 ： （1）手动控制：但是由于当时的技术还不够成熟，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：通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在小车自动控制系统在自动方面的应用。（3）全自动控制：PLC大多采用CPU结构，不断向高性能、高速度和大容量方向发展。 现代企业为提高生产车间物流自动化水平,实现生产环节间的运输自动化,使厂房内的物料搬运全自动化,许多企业在生产车间广泛使用无人小车,运料小车在车间

12、工作台或生产线之间自动往返装料卸料。由于运料小车自动往返的实际意义, 可实现运料小车的全自动控制，降低系统的运行费用。1.2 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

13、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。1.3 课题的意义及应用小车自动运料系统,由于其控制简单,成本低,因此广泛应用于车站、码头、仓库、矿井等生产场所。但传统

14、的接触继电器控制系统，有着其自身的缺点。例如：整个运行过程中，小车的速度很难设定，如果太快，启动和制动时由于存在小车惯性很容易造成物料的掉落、抛洒，这样就不能实现安全的启动。随着经济的不断发展，运料小车的应用也不断扩大到各个领域。早期运料小车电气控制系统多为继电器-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。现将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。PLC运料小车电气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，安装、维修和改造方便、设计施工调试周期短等优点。在自动

15、化生产线上，有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动，并且有的还要求在某些位置有一定时间的停留，以满足生产工艺要求。用PLC程序实现运料小车自动往返顺序控制，不仅具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，并且程序设计方法多样，便于不同层次的设计人员的理解和掌握。1.4 本课题的主要工作本文所做的工作就是通过PLC控制运料小车在工作台上各呼叫站间运动，以达到生产实际之用。全文主体思路共分为6节，第一节概述运料小车问题的提出和意义，运料小车控制系统的发展概况，明确论文要解决的问题；第二节介绍了可编程序控制器（PLC）。第三节详细介绍基于PLC的运料小车的硬件设计，分析被控对象和明确系统控制要求。第四节详细阐述运料小车系统的软件设计。第五节是调试结果和小结,分析系统的优缺点及对未来工作的展望。2 可编程控制器(PLC)的概述2.1 PLC的基本组成及各部分的作用PLC是一种通用的工业控制装置，其组成与一般的微机系统基本相同。按结构形式的不同，PLC可分为整体式和组合