自动送料装车系统分析

技师职业资格鉴定

维修电工论文

（国家职业资格二级）

论文题目：自动送料装车系统

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自动送料装车系统

摘要

可编程程序控制器（PLC, Programmable Logic Controller）因其高可靠性和较高的性价比，而在工业控制中被广泛应用。组态软件由于计算机的普及和其本身价值（实时多任务、开放性、灵活性、通用性和可靠性）的被认知，也在快速的发展中。

本文基于可编程序控制器PLC和组态软件设计自动配料系统的控制系统和监控系统。利用日本三菱公司的FX2N系列PLC对自动配料系统进行控制。运用与之相配的GX Developer 编程，通过LAD编程语言编制了下位机的控制程序，从而使该配料系统可以按要求完成自动配料，装料全过程。

本文的主要内容包括对生产过程控制系统发展和现状的概述、配料系统工作原理和配料控制系统的总体设计，重点描述了包括硬件设计、编程环境及软件设计在内的三菱PLC在配料系统中的应用。

关键词：PLC；可编程序控制器；配料

1 课题介绍

在小型控制系统中，大量的控制为顺序控制。顺序控制是指根据预先规定的程序或条件，对控制过程各个阶段顺序地进行自动控制。用PLC进行顺序控制十分方便，它可以采用多种编程方法，除了用基本逻辑指令和移位指令来编程以外，还可以用专用的顺序控制指令（例如步进指令）来编程。

自动送料装车系统一般是由给料器、传送带、小车等单体设备组合，来完成特定的过程。这类系统的控制需要动作稳定，具备连续可靠工作的能力。通过3 台电机和3 个传送带、料斗、小车等的配合，才能稳定有效率地进行自动送料装车过程（如图1-1）

图1-1自动送料车系统示意图

2 自动配料系统

车到位情况及对货车进行自动配料，当车装满时，配料系统自动关闭。本设计的突出点是故障检测部分的设计，首先，当某一节传送带发生故障时，该节传送带和其前面的传送带会立即停止，该节之后的传送带会在一定的延时后停止。其次，当某节传送带上的物体过重时，该节传送带和其前面的传送带会立即停止，并且数码显示电路会显示发生故障的电机的号码，该节之后的传送带自动配料系统主要是完成给小车的自动配料，系统启动后，配料装置能自动识别货会在一定的延时后停止。

1. 元器件选择如下表：

2-1 I/O地址分配表

3.控制要求状态图

根据控制要求状态图如图2-2所示

图2-2自动送料车系统状态转移图

4 基本逻辑指令编程及梯形图

根据流程图用基本逻辑指令编制的梯形图如图2-3所示程序运行过程如下：

按下启动按钮，X0闭合，M8002接通。

X1闭合，红灯L1灭，绿灯L2亮，允许汽车进装料，X1断开。 X2闭合，红灯L1亮，绿灯L2灭，汽车到位装料，X2断开。 X3闭合，电机M3启动，T0开始计时，T0计时到，X3断开。 X4闭合，电机M2开始启动,T1开始计时，T1计时到，X4断开。 X5闭合，电机开始M1启动，T2开始计时，T2计时到，X5断开。 X6闭合，阀K2打开，根据传感器S2，X6断开。 X7闭合，阀K2关闭，X7断开。

X9闭合，电机M1停止运转，T0开始计时，T0计时到，X10断开。 X10闭合，电机M2停止运转，T1开始计时，T1计时到，X11断开。

X11闭合，电机M3停止运转，T2开始计时，T2计时到，X12断开。

X12闭合，红灯L1灭，绿灯L2亮，允许汽车开走，X13断开。 程序结束，等待循环。 该程序的控制示意图如下：

（1）起动：起动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序启动。其起动顺序为:

（2）停止：停止时为了使运输皮带上不残留物料，要求顺物料

流动方向按一定时间间隔顺序停止。其停止顺序为：

电机M2打开

阀K2打开

时隔2S

电机M1打开

时隔2S

电机M2打开

时隔2S

电机M1打开 阀K2关闭

时隔2S 电机M3打开 时隔2S 电机M2打开 时隔2S

图2-3自动送料车系统梯形

3 系统硬件

3.1 硬件设计

该系统硬件控制要求如下：红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电机M1、M2、M3皆为OFF。当汽车到来时（用S2接通表示），L1亮，L2灭，M3运行，电机M2在M3接通后2S后运行，M1在M2接通后2S后运行，K2在M1接通后2S后打开出料。当料满后（用S2断开表示），料斗K2关闭，电机M1延时2S后关断，M2在M1停2S后停止，M3在M2停2S后停止，L2亮，L1灭，表示汽车可以开走。

根据自动送料车系统的工艺流程，控制系统的被控系数有电磁阀K2的开启与关闭、传感器S1、S2的接通与断开、信号灯L1、L2的亮灭，电动机M1、M2、M3对皮带的驱动等。考虑到现场工作环境比较恶劣等情况，采用日本三菱电工的FX2N-32MT-001系列可编程控制器（PLC）的CPU216为核心，配以扩展模块、外部接口及驱动单元组成自动送料车生产过程自动控制系统。

FX2N-32MT-001（晶体管输出型）自带32个I/O点，其中16个输入点、16个输出点，其输出为直流型输出，可以满足高频输出的要求。

FX2N PLC的体积比FX2 PLC小50%以上，但控制功能和性能相同。

FX2N PLC的编程，可用编程器，也可以在PC机上使用三菱公司的专用编程软件包MELSE MEDOC进行。

3.2 系统功能概述

FX系列PLC拥有无以匹及的速度，高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点； FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案；FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于FX系列中最高档次的超小形程序装置。除输入出16-25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，