機電一體化畢業(yè)論文---自動裝車送料系統(tǒng)的plc控制設計

1、<p>　　學生畢業(yè)設計（論文）報告</p><p>　　系 別： 機電工程系</p><p>　　專 業(yè)： 機電一體化 </p><p>　　班 號： 09機電01班</p><p>　　學 生 姓 名： </p><p>　　學 生 學 號：

2、 </p><p>　　設計（論文）題目：自動送料裝車系統(tǒng)PLC控制設計</p><p>　　指 導 教 師： </p><p>　　自動裝車送料系統(tǒng)的PLC控制設計</p><p>　　摘要 本文設計是為實現(xiàn)小車送料與裝車的手動和自動化的轉(zhuǎn)化，改變以往的單純手動控制裝車送料，不僅減少了勞動力，更提高了生產(chǎn)效率，

3、實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)。</p><p>　　關鍵詞：PLC 送料小車 控制 程序設計</p><p><b>　　0.前言</b></p><p>　　可編程序控制器（Programmable Logic Controller）,簡稱PLC. 隨著社會的迅速發(fā)展，各種機械產(chǎn)品層出不窮?？刂葡到y(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，應用范圍涉及各個領域，例如：機械，汽車

4、制造，交通，化工，軍事，民用等。PLC專為工業(yè)環(huán)境應用而設計，其最顯著特點之一是可靠性高，抗干擾能力強，編程簡單，控制程序可變，使用方便，質(zhì)量輕，體積小，價格低廉和功能強等特點，在冶金和機械制造等領域得到了廣泛的應用。</p><p>　　送料小車控制系統(tǒng)采用了PLC控制，從裝車送料小車的工藝流程來看，它的控制系統(tǒng)屬于自動和手動控制相結(jié)合的系統(tǒng)。在設計該PLC送料小車程序的同時總結(jié)了以往PLC送料小車程序的方法，

5、步驟。并把以前學的基礎課程融匯到了這次設計當中來，更加深入了解了更多的PLC知識。</p><p>　　1. 自動裝車送料控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　1.1 本系統(tǒng)主要由自動裝車部分和手動要料兩部分組成。</p><p>　　自動裝車部分由：加料電機，料斗，限位開關（SQ5），加料指示燈（HL0），壓力傳感器，空車指示燈(HL5)，送料小車組成。</p

6、><p>　　手動要料部分由：四個限位開關（SQ1，SQ2,SQ3，SQ4）,四個倉位要料按鈕（SB1，SB2，SB3，SB4）組成</p><p>　　如圖（1）所示為小車裝車送料示意圖</p><p>　　圖1所示為小車裝車送料示意圖</p><p><b>　　系統(tǒng)功能介紹</b></p><p&g

7、t;　　本控制系統(tǒng)是用于控制小車自動裝車送料。它既減輕了人的勞動強度，又可以自動準確到達人所不能到達或很難到達的預定位置。它實現(xiàn)了自動裝車和手動要料兩種功能。</p><p>　　自動裝車功能的實現(xiàn)由限位開關SQ5和壓力傳感控制，只有當傳感器檢測出小車內(nèi)沒有料物，并且當小車行至加料位置，壓下限位開關SQ5時，加料電機才能啟動開始加料。</p><p>　　手動要料功能的實現(xiàn)是由壓力傳感器，

8、四個位置開關（SQ1-SQ4），四個要料按鈕（SB1-SB4）控制要料。只有當壓力傳感器檢測到小車內(nèi)料物裝滿后，并發(fā)出一個電信號。這時四個要料倉位才可以通過四個要料按鈕控制要料，而四個位置開關則控制送料小車的停止。當按下一個要料按鈕，小車行至該要料位置，壓下限位開關，小車會停止。</p><p><b>　　2. 硬件的設計</b></p><p>　　2.1 PLC

9、的選擇</p><p>　　可編程控制器PLC對用戶來說，是一種無觸點設備，改變程序即可改變工藝?？删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩舻膶Ｓ玫墓I(yè)控制計算機，具有許多明顯的特點。可靠性高，抗干擾能力強；配套齊全，功能完善，適用性強；易學易用，深受工程技術人員歡迎；系統(tǒng)的設計，建造的工作量小，維護方便，容易改造；體積小，重量輕，能耗低。</p><p>　　PLC型號的選擇；該系統(tǒng)選用西門子S7——200

10、系列CPU226。共用了12個輸入，用直流24V；9個輸出，用交流電220V；CPU226的主要的技術參數(shù)：輸入24VDC，24點。輸出220VAC，16點，電源電壓為AC100—240V50/60HZ?？杉訑U展模塊。</p><p><b>　　2.2 壓力傳感器</b></p><p>　　傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測感受外界的信號，物理條件(如光，熱

11、，濕度)或化學組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其它裝置或器官。國家標準GB7665—87對傳感器的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成?！眰鞲衅魇且环N檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按照一定的規(guī)律變換成為電信號或其它所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸;處理存儲，顯示，記錄和控制等要求，它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。</p>

12、<p>　　本文應用了壓力傳感器，用來檢測小車內(nèi)是否有料,當小車內(nèi)料物壓力超過一定值時，小車為滿車狀態(tài)(I1.2閉合),這時四個料位可以要料,當車內(nèi)物料壓力低于一個數(shù)值時,小車為沒有料狀態(tài)(I1.2斷開),這時,四個要料位不得要料小車返回加料</p><p><b>　　壓力傳感器接線圖</b></p><p>　　圖2壓力傳感器接線圖</p>

13、<p>　　壓力傳感器的注意事項：</p><p>　　1)壓力量程不要超過該傳感器的過壓量程，以免損壞；</p><p>　　2）使用溫度在建議使用溫度之內(nèi)。一般壓力傳感器都有溫度補償，但仍然會對精度造成影響。 比如傳感器標定精度為0.25%，考慮上溫度的影響，綜合誤差可能會超過1%。所以要使傳感器工作在建議使用溫度。（最好溫度能穩(wěn)定）；</p><p&

14、gt;　　3）考查使用介質(zhì)是否對傳感器有影響。 該傳感器是否耐酸，是否耐腐蝕性介質(zhì)都要考慮；</p><p>　　4）遠離干擾源，或者做干擾屏蔽；</p><p>　　5）輸入電壓保持穩(wěn)定，等等。</p><p>　　2.3裝車送料小車PLC的I/O分配表</p><p>　　I/O分配表共有12個輸入信號，9個輸出信號</p>

15、<p><b>　　圖3 I/O分配表</b></p><p>　　2.4 PLC端子接線圖</p><p><b>　　3. 軟件設計</b></p><p>　　3.1 本次設計的自動裝車送料小車梯形圖是分開來畫的，由自動裝車程序結(jié)構圖，手動要料程序結(jié)構圖，總程序結(jié)構圖組成。</p><

16、p>　　圖4 自動裝車程序結(jié)構圖</p><p>　　小車自動裝料運行程序如圖（3-10所示），按下啟動按鈕SB5(I0.0)，壓力傳感器開始檢測小車內(nèi)是否有料，若小車內(nèi)沒有料，空車指示燈HL5（Q0.7）亮，小車自動行至加料位置SQ5(I1.1)處，行程開關閉合，加料電機轉(zhuǎn)動，加料指示燈HL0(Q0.0)亮，料斗開始給小車加料。加滿料停止，壓力傳感器發(fā)出信號，料位可以要料。</p><

17、p>　　圖5 手動要料程序結(jié)構圖</p><p>　　小車加滿料后，四個倉位就可以通過按鈕（SB1-SB4）向小車要料，M0.0,M0.1,MO.2，M0.3分別代表小車從1號倉位到四號倉位的要料狀態(tài)，送料小車當前所處的位置由I0.5，I0.6，I0.7，I1.0，送料小車的左行(Q0.6)，右行(Q0.5)，停止控制。小車到位后，用了微操作（P）來清除料倉要料狀態(tài)信號，控制小車停止。（上微分操作注意事項，

18、上微分脈沖只存在在一個掃描周期，接受這一脈沖控制的元件，應寫在這一脈沖出現(xiàn)的語句后）</p><p><b>　　3.2 流程圖</b></p><p><b>　　圖6流程圖</b></p><p>　　3.3用PLC對自動裝車送料小車實現(xiàn)控制的具體要求如下;</p><p>　　小車的裝車要求：

19、小車的裝車要求受壓力傳感器檢測，當小車內(nèi)沒料時，小車上的信號燈HL5亮，指示燈受PLC的Q0.7控制。這時四個倉位不得要料，小車返回加料位置SQ5，(SQ5受PLC I0.9檢測)。當加料機指示燈HL0亮時（HL0受PLC Q0.0控制），開始加料。</p><p>　　小車送料的動作要求：</p><p>　　小車負責向四個料倉送料，在送料的路上從左到右有四個料倉（位置開關SQ1，SQ2

20、，SQ3，SQ4）分別受PLC的I0.5，I0.6，I0.7，I1.0檢測。當信號燈亮時說明小車到達該位置，小車的行走受兩個信號驅(qū)動，Q0.6驅(qū)動小車左行，Q0.5驅(qū)動小車右行。料倉要料由四個開關按鈕（SB1，SB2，SB3，SB4）（對應的PLC為I0.1，I0.2，I0.3，I0.4）發(fā)出信號。相應的指示燈（HL1，HL2，HL3，HL4）,指示燈分別受 PLC的QO.1，Q0.2，Q0.3，Q0.4控

21、制。</p><p>　　（3）送料小車的行走條件：</p><p>　　小車右行條件：小車在0號位，1號要料；小車在0,1號倉位，2號要料；小車在0,1,2，號倉位，4號要料。</p><p>　　小車左行條件：小車在4號倉位時，3號倉位要料；小車在4,3號倉位時，2號倉位要料；小車在4,3,2好倉位時，1好倉位要料；當小車里沒有料時左行。</p>

22、<p>　　送料小車的停止條件：小車加料時停止；小車與要料倉位一致時停止；</p><p>　　運料小車的互鎖條件：小車右行是不允許左行啟動；同樣小車右行時，也不允許右行啟動。</p><p><b>　　4. 總梯形圖設計</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p&g

23、t;　　在做這個設計中，我學會了很多以前沒學過的知識，也鞏固了很多以前沒學好的知識，使我的專業(yè)理論知識更加扎實，軟件操作更加熟練了。做完這個設計后，我得出幾個結(jié)論如下：</p><p>　　一、送料小車在硬件設計中，加入了擴展模塊，可以在觸點不夠的情況下方便地實現(xiàn)該小車的系統(tǒng)控制；然后軟件設計中，運用了上微分指令，簡化了程序，還運用了互鎖和聯(lián)鎖，確保了系統(tǒng)的正常運行，減少了系統(tǒng)的故障點。在送料小車的系統(tǒng)中加入了手

24、動操作程序，便于設備的維修，方便操作人員操作。</p><p>　　二、該小車系統(tǒng)在實施的情況下，其成本價格比較高。</p><p>　　三、該小車控制系統(tǒng)的研究方向：由于本小車系統(tǒng)并不完善，只做了送料，沒有設計小車怎么裝料和小車到料倉后送料的多少。這兩方面是該系統(tǒng)設計的完善，是將來的研究方向。 </p><p>　　最后，經(jīng)過這次畢業(yè)設計培養(yǎng)了我們的設計能力以及全

25、面的考慮問題能力。學習的過程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動的。相信通過這次畢業(yè)設計它對我以后的學習及工作都會產(chǎn)生積極的影響。</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　本論文是在xx導師親自指導下完成的。導師在學業(yè)上給了我很大的幫助，使我在設計過程中避免了許多無為的工作，在此我對導師表示衷心的感謝！</p><p>

26、;　　本論文能夠完成，要感謝機電工程學院的所有老師，是他們在這三年的時間里，教會我的專業(yè)知識。在我撰寫論文期間，得到了我的指導老師的幫助，在忙碌的工作之余，給予我專業(yè)知識上的指導，而且教給我學習的方法和思路，使我在科研工作及論文設計過程中不斷有新的認識和提高。導師為論文課題的研究提出了許多指導性的意見，為論文的撰寫、修改提供了許多具體的指導和幫助。多得他們的指導和幫助才使我能完成本論文。我會在以后的工作中為社會作出貢獻去回報他們對我的教

27、導。希望每個人都和我一樣，通過做畢業(yè)設計，能夠?qū)W到很多的知識與道理，大家都能用一顆熱誠的心去投身未來的工作，報效祖國、父母、老師。</p><p>　　在本文結(jié)束之際，特向我敬愛的導師和機電工程學院所有老師致以最崇高的敬禮和深深的感謝！</p><p><b>　　主要參考文獻:</b></p><p>　　1.廖常初，PLC基礎及應用。北京

28、：電子工業(yè)出版社，2004</p><p>　　2.儲云峰，西門子電氣可編程序控制器原理及應用。常州：電子工業(yè)出版社，2002</p><p>　　3. 汪巍，汪小鳳.基于PLC的氣動機械手研究.遼寧工程技術大學學報，2005，4(12)：97～98</p><p>　　4.丁筱玲，趙立新. PLC在機械手控制系統(tǒng)上的應用.山東農(nóng)業(yè)大學學報，2006，37(1)：1