自动卸料爬斗的PLC控制孙苗海.doc

1、自动卸料爬斗的PLC控制 系 别: 自动化 姓 名： 孙苗海 小组成员: 孙苗海 指导教师： 王振玉 石家庄铁道大学四方学院2011年 1月 9日摘 要近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新.在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，针对具体应用对象的特点，配以其它器件来加以完善。 电气控制与PLC是本学期新开的一门技术课，也是非常重要的一门课，对于以后的工作有很大的帮助。为了能更好的认识和理解PLC方面的知识，以便能更好的掌握PLC这门技术.本设计是以自动卸料爬斗的PLC控制为例，设计一个爬斗的自动卸料，能

2、够单动和连动两种模式,联动能够自动循环,实现连续的工业生产。设计以自动卸料爬斗的PLC控制为中心，从控制系统的硬件系统组成、软件选用到系统的设计过程(包括设计方案、设计流程、设计要求、梯形图设计、外部连接通信等），意在对其中的设计及制作过程作简单的介绍和说明。关键词：爬斗、自动卸料、循环、PLC目 录一、课题背景 11、课题背景 12、研究目的和意义 13、本文的主要工作 1二、已知情况、控制要求、设计要求 21、已知情况 2 2、控制要求 2 3、设计要求 3三、总体设计思路 4四、程序设计 51、PLC的选型及I/0分配图 52、梯形图、程序工作过程简析及编程元件明细表 6五、电气设计 9

3、六、后期工作 10七、尚存在的问题及方案建议 11八、课程设计总结 12九、致谢 13十、参考文献 13自动卸料爬斗的PLC顺序控制一 课题背景1、课题背景在工业生产等行业中，自动卸料爬斗是必不可少的工序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。而且对于生产的控制很严格，往往有时不能通过人为的操作来实现，其中包括危险等不安全因素。另外 ，生产要求该系统要具有卸料精确,控制可靠等特点,这也是人工操作和半自动化控制难以实现的。所以为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实现卸料爬斗的自动控制。对于本课题来说,如果是一个较大控制系统的改造升级,新控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽可能的利

4、用旧系统中的原器件。对于人机交互方式改造后系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于操作人员迅速掌握。从企业的改造要求可以看出在新控制系统中既需要处理模拟量也需要处理大量的开关量，系统的可靠性要高，人机交互界面要好,具备数据存储和分析汇总的能力，要实现整个自动卸料爬斗控制的设计，需要从怎样实现各电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑,现在就这个问题如何实现以及确定怎样的方法来确定系统方案。2、 研究目的和意义 本设计的目的是实现爬斗的自动卸料，并能自动循环和单步调试两种工作状态，实现爬斗的自动工作,脱离人控操作。它的意义是使工业生产自动化，节省人工操作的成本，而且控制更加可靠。而且在

5、生产环境恶劣的情况下降低了工作的危险性。3、本文的主要工作首先，自动卸料爬斗的应用越来越广泛，对其的要求也越来越高,采用可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机，设计开发了自动卸料爬斗装置控制系统,才满足了自动卸料的要求。其次，叙述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程，通过论述可编程程序控制器的各种优点、 卓越性能、结构、原理,有一个感性的总体认识。然后，结合自动卸料爬斗的PLC控制的要求,进行硬件、程序设计,从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。最后,通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理,将隐藏的不足之处加以修正和完善，确保系统能顺利运行.2、

6、已知情况、控制要求、设计要求1、已知情况传送带、爬斗的布置，其工作过程（工作循环）如图1所示，元件动作状态如图1所示。图1爬斗上升爬斗下降爬斗停运，开始加料 触到SQ1 触到SQ2 停止加料 加料20秒图22、控制要求有一物料传送系统,能够将传送带送过来的物料提升到一定的高度，并自动翻斗卸料,如图所示，爬斗由电动机M1拖动，将物料提升到上限时，由行程开关SQ1控制自动翻斗卸料时间，随后反向下降,到达下限SQ2位置停留20秒。料斗下落到SQ2位置时,同时启动由电动机M2拖动的皮带运输机,向料斗加料,加料工作在20秒内完成。20秒后皮带运输机自动停止工作，料斗又自动上升，如此不断地循环。3、设计要

7、求设计上料爬斗PLC自动控制装置,该装置满足以下要求:1）、设置单动/连续开关，可以使该装置实现单动调试或自动循环两种工作方式.2)、当选择开关转到单动位置时,爬斗可单独升，降，皮带机可单独运行。3）、当选择开关转到自动循环工作时,爬斗应从原位(SQ2）处开始，按照皮带运输机起动,工作20秒后爬斗上升，SQ1动作，自动翻斗动作，爬斗下降，SQ2动作,皮带运输机起动.。.。顺序连续工作。按下停止按钮时,料斗可以停在任意位置，启动时可以使料斗虽已从上升或下降开始运行。4）、操作面板上需设有PLC运行指示灯,指示上料爬斗工作在何种工作状态。5）、要具有必要的电气保护和互锁关联。3、 总体设计思路根据

8、已知情况、控制要求、设计要求，此PLC-控制装置的设计可按照以下3个部分，依序进行,各部分的设计任务分配如下：(1） 程序设计及调试拟采用传送指令的方法，完成程序的设计，并在实验室环境中进行模拟调试;(2)电气设计完成电气线路原理图、元件位置图、接线图、元件明细表的设计； （3）后期工作说明操作过程、拟定常见故障排除方案、编写程序说明书等。4、 程序设计1、PLC的选型及I/0分配图根据设计要求、控制要求,选定PLC的型号为：FX1N-40MRFX1N系列PLC是一种普遍选择方案，最多可达128点控制。由于FX1N系列PLC具有对于输入/输出、逻辑控制以及通讯/连接功能的可扩展性，因

9、此它对普遍的解决方案有广泛的适用范围。I/O分配图,如图3图3 2、梯形图、程序工作过程简析及编程元件明细表梯形图如下：图4指令表如下：表1 本程序中所用到的PLC内部的编程元件及其作用如表2所示. PLC编程元件明细表编程元件作用X0起动按钮SB1X1停止按钮SB2X2位置开关SQ1X3位置开关SQ2X4上升单动开关X5下降单动开关X6加料单动开关X7选择单动/ 连续开关Y0M1正转，爬斗上升Y1M1反转，爬斗下降Y2M2运行,加料Y3上升指示灯Y4下降指示灯Y5加料指示灯 表2五、电气设计PLC外部接线原理图如图4图46、 后期工作1、操作过程简要说明（1）通过X7选择单动/连续运行。当X

10、7通时，程序连续运行;当X7断时，程序单动运行。(2）当选择单动时，扳动X4，M1正转爬斗上升，指示灯Y3亮;扳动X5，M1反转，爬斗下降，指示灯Y4亮；扳动X6，M2运行，进行加料,同时指示灯Y5亮。（3）当选择连续运行时,按下启动按钮X0,M1正转爬斗上升,指示灯Y3亮.到达SQ1位置时，按下X2,M1正转停止,开始反转,爬斗下降，指示灯Y4亮。到达SQ2位置时,按下X3，M1停止运行，M2开始运行，进行加料，同时指示灯Y5亮。20秒后,M2停止运行，M1又开始正转,爬斗上升，如此循环下去。（4）按下停止按钮X1爬斗停止在任意位置，启动时可以使爬斗从上升或下降开始运行。2、常见故障及排除方

11、案（1)检查单动/连续开关能否正常选择?不能:程序错误解决方案：程序重编(2）检查PLC能否完成1个工作流程？不能：程序错误解决方案：程序重编（3）检查PLC能否从最后1步(加料完毕）回到步1（爬斗上升)开始新一轮循环？不能：程序错误解决方案:程序重编(4)按下停止按钮爬斗能否停止在任意位置,启动时可以使爬斗从上升或下降开始运行？不能：程序错误解决方案:修改程序七、尚存在的问题及方案建议本设计方案虽然大体满足要求，但至少存在以下2个问题尚未解决：(1) 当选择开关转到自动循环工作时，爬斗不是从原位(SQ2）处开始。(2) 当按下停止按钮再启动时，在连动模式下不能从上一个状态开始.建议采取以下方

12、案解决：(1）针对当选择开关转到自动循环工作时，爬斗不是从原位（SQ2)处开始的问题，建议把控制Y0、Y2的M101、M103对换。(2)针对当按下停止按钮再启动时,在连动模式下不能从上一个状态开始的问题，建议按下停止按钮时不要把M101、M102、M103不要清零。八、课程设计总结通过这次设计,我弥补了很多自己知识的不足，学习了传送指令的实际应用。同时也明白了复位指令的用途，但在实验的时候忽略了设计的要求，不过我从中知道了设计要求的重要性,一切程序设计的宗旨就是实现设计的要求，不能脱离这一最本质的要求。我是一个人一组，在设计过程中,我通过查阅大量有关资料,与同学交流经验和自学，并向老师请教等

13、方式，使自己学到了不少知识,也经历了一些困难,但收获颇丰.在整个设计过程中,我懂得了许多东西,也培养了我独立思考的能力，相信会对我以后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了自己的编程能力，是我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦在设计的过程中使我能够不断的发现错误，改正错误,在这个过程中使我对PLC的意义更加清晰，对PLC有了进一步的了解。在遇到解决不了的问题时，同学们集思广益,大家一同解决问题,增加彼此的默契,也能够提高大家的互助精神。通过老师的帮助和讲解，我体会到了老师的工作劳累,对每个同学的问题都耐心解决,我真挚的感谢老师的辛勤帮助.理论联系实际，这就是我们的学习宗旨

14、.从这次设计我深深体会到了实践对学习的重要性,从中学到了很多在课本中不能学到的知识.了解了PLC可编程控制器在工业生产中的重要性，实现自动卸料爬斗的控制只是PLC在工业生产控制中的一点点体现,还有很多需要我们学习。九、致谢在这次plc小学期的实践过程中，由于是自己独立的完成一个设计任务,对于我们来说是空前的困难,是老师在分析题目的基础上,帮助我们解决遇到的问题,使我们的分析能力明显提高,我们在这里向老师表示衷心的感谢！这次课程设计基本上涵盖了我们所学习的PLC程序的大部分知识点，课程设计题目要求不仅要求对课本知识有较深刻的了解，同时要求程序设计者由较强的思维能力和操作动手能力。这次课程设计使我对PLC程序的编程、程序的录入、以及在上机操作调试有了很大的提高。大部分同学只关心程序运行的结果,而对程序的创新丝毫不在意。这是非常不可取的，因为往往在动脑思考创新中我们会有更多收获，学到