自动控制送料系统PLC控制程序设计(毕业答辩)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,自动控制送料系统设计的背景,目前我国的大部分乡镇企业、私营企业由于受到资金短缺或是管理等方面的限制，送料装置一般都是采用手动送料。手动送料不仅劳动强度大、效率低，而且还容易造成事故。,随着市场经济的发展，传统的手工送料已不能满足生产的要求。为了能跟上市场的发展，企业就需要一套自动化程度高、性能可靠、性价比高的自动送料装置来提高企业的生产效率送料车还可通过手动控制其运行，但操作比较起来复杂，而且易出错，,PLC,在小车自动送料控制系统中可实现较高的自动化程度，大大提高系统的稳定性和可靠性，减少调试、运行、维护的强度，成为“无人值班，少人值守”的优选小车送料自动控制系统。通过分析可知,用,PLC,控制运料系统，安全、可靠，而且维护、调试方便，具有很高的推广价值。,自动控制送料系统设计的背景,综上所述，在本着降低生产成本、保障人身安全、提高生产率的科学人性化管理的方针下对送料装置进行自动化设计。本设计中的自动送料系统主要是采用以,PLC,为核心的自动控制技术来实现的。这样既可以降低企业的生产成本还能提高生产效率。,PLC,的定义,可编程序控制器简称,PLC,，其定义是：专门为在工业环境应用而设计的一种数字运算操作的电子系统。它采用一类可编程的存储器，用于存储用户程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟量输入，输出控制各种类型的机械或生产过程。,PLC,是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。随着科学技术的进步和可编程序控制器的不断发展，功能不断增强，其定义也会发生变化,PLC,的结构组成,可编程控制器实质上是一种工业控制专用计算机，其系统的实际组成与微机基本相同，一般由以下五个部分组成：,1,中央处理器。进行逻辑和数学运算，控制整个系统，使之协调地工作；,2,存储器。用于存放系统的监控程序、用户程序、逻辑变量和一些其他信息；,3,接口电路。它是,PLC,与现场设备以及外围设备的联系通道，如输入输出接口、键盘显示接口、通信接口和扩展接口，等等；,4,输入，输出电路。输入电路用来对输入信号进行隔离和电平转换；输出电路用来对,PLC,的输出结果进行放大和电平转换，驱动现场设备；,5,电源。包括系统电源、备用电源和掉电保护电源等。,PLC,的工作原理,PLC,采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式,扫描技术。当,PLC,投入运行后，其工作是以循环扫描的方式来完成的，一般分为,3,个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新,3,个阶段。完成上述,3,个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，,PLC,的,CPU,以一定的扫描速度重复执行上述,3,个阶段，一个周期所用时间为：,T=(,读入时间*输入点数,)+(,运算速度*程序步数,)+(,输出时间*输出点数,)+,自诊断时间,PLC,循环工作,扫描周期,1.,扫描输,入端口,2.,执行用,户程序,3,处理通,信请求,4.CPU,自诊断,5.,写输,出端口,西门子,S7-200PLC,简介,同其他,PLC,一样，,S7-200,的系统基本组成也是由主机单元和编码器组成。在需要进行系统扩展时，系统组成中还可包括：数字量扩展单元模块、模拟量扩展单元模块、通信模块、网络设备、人机界面等。,S7-200PLC,的性能特点,1,通用性强,由于采用了微型计算机的工作原理和基本结构，接口电路也考虑了工业控制的要求，输出接口能力强，因而对不同的控制对象可以采用相同的硬件，只需使用不同的软件，就可以实现不同的控制要求。,2,编程简单方便,一般用梯形图或用工业控制的简单指令编程。编程语言形象直观，容易掌握，具有一定的电工和工艺知识的人员可在短时间学会并应用自如。,3,接线简单,只需将限位开关和光电开关等接入控制器的输入端，将被控制的电磁阀、接触器和继电器等输出元件的线圈接到控制器的输出端，就完成了接线任务。,4,可靠性高，抗干扰能力强,S7-200,PLC,的输入输出端采取了隔离措施，并应用大规模的集成电路，所以它能在各种恶劣的环境下工作，可以直接安装在机器设备上运行。,5,体积小，容量大，重量轻，成本低，维修方便,S7-200PLC,是德国西门子公司生产的一种小型,PLC,但它的功能已近能达到中型或大型,PLC,的水平，然而价格却与小型,PLC,差不多。因此,S7-200PLC,一经推出便受到了广泛关注。,S7-200PLC,的编程语言,S7-200PLC,为用户提供了,4,种常用的编程语言：梯形图、语句表、功能图、功能块图。,梯形图（,LAD,）,梯形图是一种图形编程语言，它是从继电器控制原理图的基础上演变来的。,PLC,的梯形图沿用了继电器的线圈、触点、串并联等图形符号，对于能熟练使用继电器控制线路的技术人员来说是很容易接受的，且不需要学习专门的计算机知识。因此在,PLC,的编程中梯形图是最基本、最普遍的编程语言。这种编程方式一般是通过编程软件编写然后通过计算机下载到,PLC,上，如果使用编程器编码，还要将梯形图转变成语句表然后再输入,PLC,中。,语句表（,STL,）,简单地说语句表就是用一些容易记忆的符号来表示,PLC,的各种操作功能，有点像计算机的汇编语言。这种编程方式可用简单的编程器编码，再通过简单的编程器将用户的程序逐条输入到,PLC,中。用语句表编程设备简单、系统化、逻辑紧凑，连接的范围不受限制，但是比较抽象，一般情况与梯形图配合使用互为补充。,顺序功能图（,SFC,）,顺序功能图也称功能图，是采用画工艺流程图的方式编程，只要在每一个工艺方框内的输入端和输出端标上特定的符号即可。对于在工厂内进行工艺设计的人员来说并不需要太多的电气知识，且非常方便。因此它是一种效果很好，很受欢迎的编程语言。,功能块图（,FBD,）,功能块图是由一些逻辑功能符号组成的功能块图来表达操作功能的编程语言，该编程语言基本上沿用了半导体逻辑电路的逻辑框图。常用“与”、“或”、“非”等逻辑功能表达控制逻辑。用功能块图编程不仅能简单明了的表达逻辑功能，还可以通过各种功能块的组合实现加法、乘法等高级功能。对于熟悉逻辑电路和逻辑代数的人来说是很方便的编程方式。,自动控制送料系统的内容,1,初始状态,：,红灯,L1,暗，绿灯,L2,亮，允许汽车开进装料。料斗,K2,关闭，电动机,1,（,M1,）、电动机,2,（,M2,）、电动机,3,（,M3,）都处于关闭状态。,2,装料过程,当汽车到达时按下,S2,，红灯,L1,亮，绿灯,L2,不亮，小车到位灯,L5,亮。电动机,M3,转动，电动机,M2,在,M3,转动,3,秒后启动，电动机,M1,在,M2,转动,3,秒后启动，进料阀,K2,在电动机,M1,转动后,3,秒开始出料。,3,装料完成,当车装满后按下,S2,，进料阀,K2,关闭，电动机,M1,在进料阀,K2,关闭后延时,3,秒关断，电动机,M2,在电动机,M1,关断后延时,3,秒关断，电动机,M3,在电动机,M2,关断后延时,3,秒关断。绿灯,L2,亮，红灯,L1,熄灭，表示汽车装料完成可以开走。过,5,秒后小车到位灯,L5,熄灭，表示装满料的汽车已开走。,4,进料过程,当料斗中的料已到底限需要进料时，按下料斗进料开关,S3,，此时进料阀,K1,自动打开进料。当料斗快装满时按下,S1,，此时进料阀,K1,自动关闭。,自动控制系统在生产中的地位,在现代工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动强度，要求大部分工艺生产系统自动化，这都离不开自动控制系统。,自动控制系统是整个生产线的核心，对整个生产系统起着指挥的作用，假如控制系统出现障碍，轻者影响生产线的继续进行，重者甚至发生人身安全事故，这将对企业造成重大的经济损失。,自动控制送料系统是基于,PLC,控制系统来设计的。它将在生产系统中占有非常重要的地位。,可编程控制器,PLC,的优点,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,采用了现代大规模的集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采用了先进的抗干扰技术，具有很高的抗干扰能力。,PLC,还带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可发出警报信号。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的自我诊断程序，使系统中除,PLC,以外的电路和设备也能获得故障自诊断保护。,2,配套齐全，功能完善，实用性强,PLC,发展到今天，已近形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用以各种规模的工业控制场合。近年来,PLC,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,PLC,组成各种控制系统非常容易。,3,易学会，深受工程技术人员欢迎,PLC,作为通用工业控制计算机，面向工矿企业的控制设备，接口容易，编程语言比较容易接受，梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图比较接近，只用,PLC,的少量开关量逻辑控制指令就可以方便的实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路，不懂计算机语言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,容易改造，维护方便,可控编程控制器（,PLC,）大大减少了控制设备的外部接线，维护变得更容易，同一设备只需改变程序就可以改变生产过程。更适合多品种小批量的生产场合。,5,体积小，重量轻，耗能低,以超小型,PLC,为例，,PLC,的尺寸小于,100mm,重量小于,150g,，功耗仅数瓦，由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化产品的理想控制设备。,小车送料系统方案的选择,实现小车自考动控制送料有很多种方法，可以用单片机、可编程控制器（,PLC,）来实现。,但在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，还要分配出大量的中断路口地址，而且单片机控制电路很容易受到外界的干扰，也具有不稳定性。控制程序需要有一定编程能力的人才能编译出来，在维修时需要高技术的人员才能修复。所以不宜用单片机来实现。,而从,PLC,的特点了解可知，,PLC,具有很多优点，如可靠性高、平均无故障时间达,30,万小时以上，安装、操作、维护比较容易，编程简单，程序设计和产品调试周期短，具有很好的经济效益。,因此，最终我选择了用,PLC,来实现自动控制送料系统的控制，完成这次的设计题目。,控制系统,I/O,地址分配,输入元件,I/O,地址,输出元件,I/O,地址,料斗高位,S1,按钮,I0.0,红灯,L1,Q0.0,小车到位,S2,按钮,I0.1,绿灯,L2,Q0.1,料斗低位,S3,按钮,I0.2,料斗高限位灯,L3,Q0.2,料斗低限位灯,L4,Q0.3,小车到位灯,L5,Q0.4,进料阀,K1,Q0.5,进料阀,K2,Q0.6,电动机,M1,Q0.7,电动机,M2,Q1.0,电动机,M3,Q1.1,PLC,流程图,PLC,梯形图设计,PLC,语句表,Network 1,LD SM0.1,=Q0.1,Network 2,LD I0.1,S Q0.0,1,R Q0.1,1,S Q1.1,1,S Q0.4,1,Network 3,LD Q1.1,AN M0.1,TON T37,+50,Network 4,LD T37,S Q1.0,1,TON T38,+50,Network 5,LD T38,S Q0.7,1,TON T39,+50,Network 6,LD T39,S Q0.6,1,Network 7,LD I0.1,A|N|,R Q0.6,1,S M0.0,2,Network 8,LD M0.0,TON T40,+50,Network 9,LD T40,R Q0.7,1,TON T41,+50,Network 10,LD T41,R Q1.0,1,TON T42,+50,Network 11,LD T42,R Q1.1,1,S Q0.1,1,R Q0.0,1,R M0.0,2,Network 1