基于PLC的自动加料机控制系统

南昌工程学院毕业设计题目：基于PLC的自动加料机控制系统

摘要

在现代科学技术的很多领域中，自动控制系统起着越来越重要的作用，并且，随着生产和科技的发展，自动化水平也越来越高，应用领域也越来越多。自动控制系统（automatic control systems）是指在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的自动控制。自动控制系统是实现自动化的主要手段，自动控制利用控制装置使被控对象的某个参数自动的按照预定的规律运行。如近年来，在玻璃制造行业中，玻璃全电熔技术中的人工加料方式逐渐被自动加料系统取代等。自动加料系统具有工作时间长、操作简单、加料均匀、工作稳定，自动化程度高等优点，因此，一些有实力采用全电熔的玻璃产家已经开始使用自动加料设备。本设计的自动加料控制系统就是利用自动控制技术来实现的。利用可编程控制器PLC来控制自动加料，本文以PLC程序控制的自动加料设备的控制的程序。

此设计本着节约资金、降低成本，提高生产效率，人机操作的简便性，保障人身安全的情况下对加料机机构进行自动化设计。设计出更加适合于工作环境的加料机构。此设计中自动加料机控制体系是采用以PLC为核心，结合触摸屏等辅助设备对ＰＬＣ的控制这样的一套自动化设备来实现的，这样就可以在不购买新设备的基础上对旧设备进行自动化改良，这不仅大大提高了工作的效率和经济效应，也提高了产品的质量，方便了管理好设备，让公司管理体系更加完善，减少了人力物力，保证了在提高产品品质的前提下，以最少的成本的生产方式。

文中阐述了基于PLC的自动加料机控制系统的结构，并分别介绍了PLC的结构和技术特点、自动加料机的工艺技术要求、触摸屏界面设计、硬件的选择、PLC 模块I/O端口的分配、PLC原理图、程序结构、主电气图和系统的功能及保护。

关键词：自动控制系统；PLC；自动加料机；变频器；触摸屏；程序结构；

目录

第一章绪论 (5)

1.1 设计背景和研究意义 (5)

1.2 自动加料机控制系统的技术要求..................................................7. 第二章可编程控制器基础 (9)

2.1 PLC的产生及概述 (9)

2.2 PLC的结构 (10)

2.3 PLC的分类 (12)

2.4 PLC的特点 (13)

2.5 PLC的应用 (15)

2.6 PLC的发展 (16)

2.7 PLC系统的外围设备 (18)

2.8 PLC编程语言及设计原则 (18)

2.9 PLC的通信联网 (21)

第三章系统硬件设计 (23)

3.1 PLC的选择 (23)

3.2 自动加料机的选择 (26)

3.3 变频器的选择 (27)

3.4 触摸屏的选择 (30)

3.5 触摸屏界面设计 (32)

3.6 电动机的选择 (35)

3.7 气缸的选择 (39)

第四章系统软件设计 (41)

4.1 工作流程图及主电路电气接线图 (41)

4.2 PLC模块I/O端口分配 (44)

4.3 系统程序设计 (46)

总结 (53)

致谢 (54)

参考文献 (55)

第一章绪论

1.1 设计背景和研究意义

随着科学技术的不断进步，整个国家自动化水平和信息化水平的长足发展，社会对这方面的要求越来越多。以前的工厂都是利用人工的方式进行生产加工，这样的工作的方式，不仅没有安全保障，而且没有很高的经济效益。特别是加工制造业方面，都是小工厂，小作坊形式，没有自动化的设备，什么事只能靠人力去做，在乡镇里体现的更明显。而制造业是我国经济增长的主导部门和经济转型的基础；作为经济社会发展的重要依托，制造业是我国城镇就业的主要渠道和国际竞争力的集中体现。是提高我国国民生产的重要支柱，制造业直接体现了一个国家的生产力水平，是区别发展中国家和发达国家的重要因素，制造业在世界发达国家的国民经济中占有重要份额。

改革开发以来，国内的发展形式越来越好，竞争也越来越激烈，高科技设备逐渐代替了以前的手工操作方式，自动化设备也越来越多，自动控制系统用的越来越多。公司面对的压力也越来越大，不仅要考虑国内的对手，国外的竞争逐步加大，随着信息科技、市场经济的迅猛发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，尤其是随着高新科技的日新月异，产品的类型、工艺外形越来越复杂，再加上企业经营与发展必会面对对劳工的短缺、人工成本要省力化、合理化与自动化的发展趋势！传统的手工送料已经不能满足要求，这时自动加料机就应运而生。在今天现代科学技术的许多领域中，什么是加料机呢？顾名思义，加料机就是专门用于粒料，粉料，片状料，带状等材料的自动化，数控化，精确化的输送机器，无论是轻工行业还是重工业都不可缺少的设备。传统观念，送料机是借助于机器运动的作用力加于材料，对材料进行运动运输的机器。

特别是近年来，各项技术的不断发展，如自动控制技术、电力电子技术、检

测技术和信息技术，使得这些应用的领域越来越多。作为辅助装置的送料机构自动化水平也需要越来越高。提高自动化的水平不仅可以提高效率、产品的质量同时也能保证工人的人身安全。

综上所述，在本着节约资金、降低成本，提高生产效率，保障人身安全的情况下对加料机机构进行自动化设计。设计出更加适合于工作环境的加料机构。此设计中自动加料机控制体统就是采用以PLC为核心的自动控制技术来实现功能来实现的。

1.2 自动加料机控制系统的技术要求

近年来，在玻璃制造行业中，玻璃全电熔技术中的人工加料方式逐渐被自动加料系统取代。自动加料系统具有工作时间长、操作简单、加料均匀、自动化程度高等优点，因此，一些有实力采用全电熔的玻璃产家已经开始使用自动加料设备。为此，本人以此设计一套以PLC程序控制的自动加料设备的控制的程序。工艺要求如下：

自动加料机的机械系统共设计了2台电动机，振动电机和变频电机，分别实现对加料设备的振动和对传送带的驱动。振动是使物料能顺利的下落到传送带上，不至于卡住。驱动电机是驱动传送带运动，将物料装入下料口中。此系统的工作全过程是：启动系统，然后推动手臂到位，待到手臂到位后触动行程开关，此时给PLC一个信号驱动变频器启动。接着启动变频电机E13，此时变频电机驱动传送带转动，传送带上E5、E6上的料就加到料斗E11中去。为保证传送带上有料且不出现堆料及缺料现象本例采用了断续加料方式，及启动振动器加料时间T3再停止振动器停止加料时间T4，如此循环，直到累计加料时间到达T2。这时候停止振动器和变频器，接着延时时间T5 5~10秒。接着缩回手臂，带手臂缩回到位后，再延时时间T6 5~10 秒。这样循环下去，直到到达设定的运行次数再停止系统。