基于PLC的小车自动往返运动控制系统
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摘要
可编程控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
本设计是基于PLC编程的生产流水线小车循环运动控制设计。论述了小车控制系统的软、硬件设计方案及其控制原理。采用的是步进指令,因而比较简洁。
关键词:PLC 步进指令循环控制
目录
摘要...........................................................................................I 第一章概述.. (1)
设计背景及意义 (1)
第二章硬件设计 (3)
主电路图 (3)
I/O地址分配 (4)
I/O接线图 (4)
元件列表 (5)
第三章软件设计 (6)
程序流程图 (6)
梯形图 (7)
STL指令 (11)
程序分析 (12)
第四章程序调试 (14)
程序流程图 (14)
设计感想 (16)
参考文献 (17)
第一章概述
设计背景及意义
传统的运料小车大都是继电器控制,而继电器控制有着接线繁多、故障率高且维修不易等缺点,PLC作为目前国内市场的主流控制器,在技术、行业影响等方面有重要作用。利用PLC控制代替继电器控制已经是大势所趋。
由于PLC的不断发展和革新,使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产率的不断提高,小车自动控制系统经历了以下几个阶段:(1)手动控制:但是由于当时的技术还不够成熟,这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷,几乎无数据处理和通信功能,必须有专人负责操作。(2)自动控制:通过机器人技术,自动化设备终于实现了PLC在小车自动控制系统在自动方面的应用。(3)全自动控制:PLC大多采用多CPU结构,不断向高性能、高速度和大容量方向发展。
现代企业为提高生产车间物流自动化水平,实现生产环节间的运输自动化,使厂房内的物料搬运全自动化,许多企业在生产车间广泛使用无人小车,小车在车间工作台或生产线之间自动往返装料卸料。由于小车自动往返的实际意义,随着不同企业不同的要求,控制的难度可以不同。
本文介绍了一种基于西门子PLC控制的生产流水线自动控制小车系统设计方案。将PLC运用到小车自动控制系统,可实现小车的全自动控制,降低系统的运行费用。PLC小车自动控制系统具有连线简单控制速度快,精度高,可靠性和可维护性好,维修和改造方便等优点。利用PLC 控制技术,可实现小车相关运动,小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端,当按下启动按钮,则小车自动循环地工作,若按下停止按钮,则小车
完成本次循环工作后,停止在最初位置。其运动路线示意图如下图1-1所示。
如图1-1 小车运动路线示意图
第二章硬件设计
主电路图
如图2-1为小车循环控制的主电路原理图。该电路图利用两个接触器的主触点KM1、KM2分别接至电机的三相电源进线中,其中相对电源的任意两相对调,即可实现电机的正反转,也可达到小车左右运行的目的。假设接通KM1为正转(小车右行),则接通KM2为反转(小车左行)。
图2-1小车循环控制的主电路原理
I/O地址分配
如表2-1为小车循环运动PLC控制的I/O分配表。在运行过程中,这
些I/O口分别起到了控制各阶段的输入和输出的作用,并且也使小车的控制
过程更清晰明了,动作与结果显示更加方便直接。
表2-1
I/O接线图
如图2-2为小车循环运动PLC控制的I/O接线图。在进行调试过程时,在PLC模块上,当有输入信号,即按下SQ1;当有输入信号,也即按下SQ2,以此类推,I/O接线图就是把实际的开关信号变成调试时的输入信号。同理,输出信号也是利用PLC模块把小车的实际运动用、的状态表现出来。
图2-2小车循环运动PLC控制的I/O接线图
元件列表
如表2-2为小车循环运动PLC控制的元件列表。在本次设计中就是利用这些元件,用若干导线连接起来组成了我们需要的原理图、I/O接线图。
序号代号名称型号数量
1
1 M 三相异步电机J02-22-4, 1410转/分,380V,
安
2 QS 空气开关DZ47-3P 3
3 FR 热继电器JR36-20 1
4 CPU PLC处理器CPU222 1
5 KM 交流接触器CJX2-09 2
6 SB 按钮LAY8 2
7 SQ 行程开关LXK2 4
8 FU 熔断器RT16-20 4
9 L 导线若干
第三章软件设计
程序流程图
如图3-1为小车循环运动PLC控制的程序流程图。小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端,当按下启动按钮,则小车自动循环地工作,若按下停止按钮,则小车完成本次循环工作后,停止在最初位置。
首先小车位于初始位置,按下SB1启动后,小车向右行驶;当碰到行程开关SQ4,小车转向,向左行驶;碰到行程开关SQ2,小车再一次转向,向右行驶;碰到行程开关SQ3,小车又向左行驶,直到再次碰到SQ1,然后开始依次循环以上过程。若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动,若此时按下停止按钮SB2,小车又碰到行程开关SQ1,则小车回到初始位置。
图3-1小车循环运动PLC控制的程序流程图
梯形图
如图3-2为小车循环运动PLC控制的梯形图,此设计按照以下程序运行,以实现在生产流水线上的一辆自动控制小车的运动。其中,小车在一个周期内的运动有4段组成。设小车最初在左端,当按下启动按钮,则小车自动循环的工作,若按下停止按钮,则小车完成本次循环工作后,停在初始位置。