基于plc的自动送料小车设计

基于plc的自动送料小车设计内容摘要：

毕业设计（论文） 6 6．通信接口 为了实现“人一机”或“机一机”之间的对话， PLC 配有多种通信接口。 PLC 通过这些通信接口可以与监视器、打印机和其他的 PLC 或计算机相连。 当 PLC 与打印机相连时，可将过程信息、系统参数等输出打印。 当与监视器相连时 .可将过程图像显示出来。 当与其他 PLC 相连时，可以组成多机系统或连成网路，实现更大规模的控制。 当与计算机相连时，可以组成多级控制系统，实现控制与管理相 结合的综合性控制。 编程器 编程器的作用是提供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。 编程器有简易型和智能型两类。 简易型的编程器只能联机编程，且往往需要将梯形图转化为机器语言助记符后，才能输入。 它一般由简易键盘和发光二级管或其他显示管件组成。 智能型的编程器又称为图形编程器，它 可以联机编程，也可以脱机编程，具有 LCD 或 CRL 图形显示功能，可以直接输入梯形图和通过屏幕对话。 还可以利用 PC 作为编程器， PLC 生产厂家配有相应的编程软件，使用编程软件可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、语句表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的互相转换。 程序被下载到 PLC，也可以将 PLC 中的程序上传到计算机。 程序可以存盘或打印，通过网络，还可以实现远程编程和传送。 现在很多PLC 已不再提供编程器，而是提供微机编程软件了，并且配有相应的通信连接电缆。 PLC 的应用领域 PLC用存储逻辑 代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。 这特别适合多品种、小批量的生产场合。 目前， PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类 : (1)开关量逻辑控制 取代传统的继电器控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于控制天津工业大学 2020 高职毕业设计（论文） 7 单台设备，也可用于多机群控及自动化流水线。 如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、 磨床、包装生产线、电镀流水线等。 (2)工业过程控制 在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量 (即模拟量 )， PLC采用相应的 A/D和 D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。 PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。 过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 (3)运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。 一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器 人、电梯等场合。 (4)数据处理 PLC具有数学运算 (含矩阵运算、函数运算、逻辑运算 )、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。 数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 (5)通信及联网 PLC通信包括 PLC间的通信及 PLC与其它智能设备间的通信。 随着工厂自动化网络的发展，现在的 PLC都具有通信接口，通信非常方便。 但是，可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。 天津工业大学 2020 高职毕业设计（论文） 8 第 2 章 控制系统介绍和 控制过程要求 控制系统在送料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。 送料小车是基于 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送料小车的运行，因此，送料小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。 送料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不 可分。 控制系统介绍 天津工业大学 2020 高职毕业设计（论文） 9 图 11 送料小车 本控制系统只要是用于控制送料小车的自动送料。 它既能减轻人的劳动强度又能自动准确到达人不能达到或很难到达的预定位置。 如图 11，推车机可以沿轨道上下移动，到达预定位置。 推车机上是一个小型泵站，通过控制电磁阀换向，使两油缸伸出、缩回，顶出送料小车，再由各个仓位控制要料。 用 PLC 对送料小车实现控制 ， 其具体要求如下 ： (1) 送料小车 1 动作要求：送料小车负责向四个料仓送料，送料路上从左向右 共有 4 个料仓（位置开关 SQ1， SQ2， SQ3， SQ4）分别受 PLC 的 ， ， 检测，当信号状态为 1 是，说明运料小车到达该位置。 小车行走受两个信号的驱动， 驱动小车左行， 驱动小车右行。 料仓要料由 4 个手动按钮（ SB1， SB2， SB3， SB4）发出 (对应于 PLC 为 ， ， )按钮发出信号其相应指示灯就亮（ HL1HL4） ， 指示灯受 PLC 的 控制。 送料小车 2 动作要求：送料小车负责向四个料仓送料，送料路上从左向右共有 4 个料仓（位置 开关 SQ11， SQ12， SQ13， SQ14）分别受 PLC 的 ， ， 检测，当信号状态为 1 是，说明运料小车到达该位置。 小车行走受两个信号的驱动， 驱动小车左行， 驱动小车右行。 料仓要料由 4 个手动按钮（ SB11， SB12， SB13， SB14）发出 (对应于 PLC 为 ， ， )按钮发出信号其相应指示灯就亮（ HL11HL14） ， 指示灯受 PLC 的 控制。 (2)运料小车行走条件： 运料小车右行条件：小车在 1， 2， 3 号仓位， 4 号仓要料； 小车在 1， 2号仓位， 3 号仓要料；小车在 1 号仓位， 2 号仓要料。 运料小车左行条件：小车在 4， 3， 2， 0 号仓位， 1 号仓要料；小车在 4，3， 0 号仓位， 2 号仓要料；小车在 4， 0 号仓位， 3 号仓要料；小车在 0 位，4 号仓位要料。 运料小车停止条件：要料仓位与小车的车位相同时，应该是小车的停止条件。 运料小车的互锁条件：小车右行时不允许左行启动，同样小车左行时也不允许右行启动。 天津工业大学 2020 高职毕业设计（论文） 10 第 3 章 送料小车系统方案的选择 可编程控制器 PLC 的优点 可编程控制器 PLC 对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。 目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的推广应用。 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。 1. 可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。 PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。 例如 西门子 公司生产的 S7 系列 PLC 平均无故障时间高达30 万小时。 一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均无故障工作时间则更长。 从 PLC的机外电路来说，使 用 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电 器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。 此外， PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。 在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。 这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 2. 配套齐全，功能完善，适用性强 PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。 可以用于各种规模的工业控制场合。 除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的 数据运算能力，可用于各种数字控制领域。 近年来 PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、 CNC 等各种工业控制中。 加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。 3. 易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。 它接口容天津工业大学 2020 高职毕业设计（论文） 11 易，编程语言易于为工程技术人员接受。 梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。 为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和 汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 4. 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。 更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。 这很适合多品种、小批量的生产场合。 5. 体积小，重量轻，能耗低 以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100 mm，重量小于150 g，功耗仅数瓦。 由于体积小 ， 很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。 小车送料系统方案的选择 实现小车送料系统控制有很多方法来实现，可以用单片机、可编程控制器 PLC 等元器件来实现。 但 在单片机控制系统电路中需要加入 A/D， D/A 转换器，线路复杂，还要分配大量的中断口地址。 而且单。