基于PLC的自动上料机设计

基于PLC的自动上料机设计

摘要

电器控制技术应用于各个行业，电气控制技术的发展，是随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进和电器控制的日新月异而迅速发展。从简单的控制系统发展到以计算机为中心的上位机对下位机的控制。越来越多的实现对机械的控制。

上料机是在日常生产中应用广泛的设备，自动控制能够减轻人的劳动，使人从中解放出来。自动上料是常见的工业生产环境，因为伺服电动机的各种优点所以自动送料机的马达选用伺服电动机。因为伺服电机不需要A\D 转换，能够直接将数字脉冲信号转化为位移，所以被认为是理想的执行元件。随着伺服电机技术的发展，伺服电动机已经能够单独在系统上进行使用，成为不可替代的执行元件。伺服电机的抗干扰能力强，它工作的可靠性高，同时，由于实现模块化结构，使系统构成十分灵活，便于在线修改，产品适应性强。本课题采用PLC控制伺服电机来控制小车的自动运行，实现自动上料功能，完成要求的运行状态。

本文以为燃煤锅炉为研究背景进行了如下设计：

(1)建立了基本模型，确定了控制要求。

(2)确定了系统控制方式，选定了PLC，制定了设计过程，设计了能够实现完整功能的程序。

(3)进行了部分硬件接线的设计，能够完成部分接线任务。

关键词：PLC；自动上料；控制系统

目录

摘要...................................................................................................................... I 第1章绪论.. (3)

1.1 课题背景 (3)

1.2 本课题设计的目的和意义 (3)

1.3 主要研究内容 (4)

第2章上料系统 (5)

2.1 上料系统图 (5)

2.2 控制要求 (6)

2.3 本章小结 (6)

第3章硬件及连接 (7)

3.1 硬件的选择 (7)

3.1.1 电机 (7)

3.1.2 传感器 (8)

3.1.3 接触器 (9)

3.2 线路接线 (11)

3.2.1 PLC的连接 (11)

3.2.2 电机接线 (11)

3.3 本章小结 (11)

第4章系统控制确定 (13)

4.1 PLC的结构及优点 (13)

4.1.1 PLC的结构 (13)

4.1.2 PLC的控制的优点 (14)

4.2 PLC的主要功能和应用 (16)

4.3 设计过程 (16)

4.3.1 系统程序设计的基本步骤 (16)

4.3.2 确定I\O接口 (17)

4.3.3 PLC的选型 (17)

4.4 梯形图 (18)

4.5 本章小结 (22)

结论 (23)

参考文献 (24)

致谢 (25)

第1章绪论

1.1 课题背景

人类逐渐发展向机械化时代，越来越多的自动化产品代替手工劳动，使人类得到解放，自动化控制是时代的需求，面对未来的需求，本课题研究就是实现日常中上料小车的自动控制。产业中已不在是仅仅要求单机自动化，而是要求能实现一条产线甚至更大规模的全盘自动化。因此将机械、电子等联系起来实现整体的自动化控制是很有必要的。

本次课题就是实现PLC对上料小车的自动控制，PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。并使其完成人为规定其需要完成的动作，各执行机构根据系统要求，实现一定的规律和顺序运动。[1]

PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。可靠性高，抗干扰能力强。配套齐全，功能完善，适用性强。易学易用，深受工程技术人员欢迎。系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造体积小，重量轻，能耗低。

因此进行伺服电机的PLC控制系统设计，可以推动与伺服电机相关行业的发展，具有一定的经济和理论研究的价值。

1.2 本课题设计的目的和意义

自动送料系统是当今常见的工业生产设备，由于计算机的发展，使得

伺服电机获得了广泛的应用和普及，在许多领域的到应用。伴随着不同数字化技术的发展以及伺服电机本身技术的提高，使得其应用领域更广，故自动上料控制有广泛的应用价值。

目前比较典型的控制方法是用单片机产生的脉冲来控制电机。但采用单片机控制，不仅要设计复杂的控制程序和I\O接口电路，实现比较麻烦，而且工业现场的恶劣环境适应性差，可靠性不高。基于PLC控制具有设计简单、实现方便、定位精度高、参数设灵活的优点，在工业过程控制中使用可靠性高，监控方便。因此用PLC来控制伺服电机来实现自动控制，非常有实际价值。

1.3主要研究内容

课题主要研究的是如何实现要求的功能，在完成硬件接线的前提下，安全稳定的实现控制功能。

(1)通过编程，控制系统的整体运行，主要研究对象是程序，认真仔细的编写程序。

(2)通过编程软件的自检测功能检测程序是否能正常运行，保证程序的准确性，在实现功能的前提下尽可能是程序精简，保证程序高效运行，减少运行时间，使系统高效工作，达到最节能最高效的工作。