基于PLC-的洗碗机的自动控制系统的设计【实用文档】doc

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基于ＰLC的洗碗机的自动控制系统的设计基于PLC的洗碗机的自动控制系统的设计【实用文档】doc文档可直接使用可编辑，欢迎下载机自１１21引言随着数字信息家用电器应用的普及，洗碗机已经广泛进入人民大众的家庭之中,从而使得人们能够从繁杂的家务劳动中逐步解放出来。作为一种家庭自动化设备，洗碗机一般需要实现诸如自动控制进水、自动加温清洗、排水、杀菌消毒,以及定时和故障报警等功能.２自动洗碗机控制系统的工作原理本设计的全自动洗碗机是通过PLＣ的程序运行控制,由旋转喷臂将水从不同的角度喷射到餐具上,依靠水的压力、温度和洗涤消毒剂的作用,实现对餐具的清洗、消毒，最后烘干的。本设计设有常温、５5℃、65℃三档选择开关,常温档为简易洗法，水不加热，一般用于对少量较干净餐具的清晰:55℃档为标准洗法,将水加热至５５℃,平时洗涤多用此档，6５℃为强力洗法,将水加热至65℃，用于数量多且较脏污的餐具的清洗下面就喷臂式洗碗机标准洗涤过程加以说明:开机前首先接好自来水管,打开水龙头,插上电源插头,将排水管对准下水道入口,按下标准洗选择开关,然后按下启动按钮,进水电磁阀YV1吸合，当阀门打开向内桶进水,当进水达到设定的高水位时,进水电磁阀YV1断电，停止进水;同时接通清洗泵电机M1和加热器EH,边洗涤边加热，等水温升到5５℃时，并自动洗涤剂，清洗泵Ｍ1使水加压,喷臂电磁阀YV2打开,把热水送到喷臂经喷水口喷出，由于喷臂旋转喷水,餐具受到洗涤水的冲刷,油污划入水中，排水泵M２运转把水排出机外,来完成排水→注水→漂洗→排水→注水→加热→清洗→排水→断电→余热干燥。3．自动洗碗机工作程序设计喷臂洗碗机一般有:预习、标准洗、强洗三种程序供选择.预洗是在餐具较少且不太脏的情况下使用，使用时，水不加热,只有冷水冲一冲就完事,标准洗是在餐具较脏的情况下选用,强洗是在餐具特别脏的情况下选用。整个程序分自动控制与手动控制两大部分，常开断开,常闭闭合，利用主控指令，通过点动控制按钮完成洗涤过程的注水→加热→清洗→排水→断电→余热干燥等手动控制。辅助继电器M１0是起自动与手动的互锁作用.4报警设计输入继电器触点打开,报警灯闪烁亮,同时使得蜂鸣器打开,报警铃响３Ｓ自动停止。并使整个程序停止复位。也可按总停止开关进行复位.自动配料／四节传送带控制系统设计加一个电铃，当出现故障时,电铃立刻就响设置两个进料阀Ａ，Ｂ，一个出料阀Ｃ，同时设置三个分别为高、中、低料位传感器和一个搅拌机。初始时，自动配料装置处于ＯＦF状态,装置内无物料，三个传感器皆处于OFＦ状态,当打开进料阀A，物料a开始进料,当物料a到达中位传感器时，进料阀Ａ关闭，进料阀Ｂ打开，物料ｂ开始进料，当物料ｂ到达高位传感器时，进料阀Ｂ关闭，搅拌机开始搅拌，几秒后，搅拌机停止搅动，出料阀C打开，开始放料。由于电动机工作不稳定，所以传送带的速度不一定会匀速，容易造成物料的堆积采用变频器来控制传送带的速度，把变频器频率来源设为面板控制或是电位器控制，这样就可能通过调面板的上下按键或电位器来控制传送带的最大速度,可以使用ZＬＤＳ１00激光传感器测量电机的振动，从而检测出电机振动速度，同时将电动机的速度反馈给ＰLＣ,通过ＰＬC来控制变频器来保持电动机的转速由于当小车开走之后，此时立即关闭出料口,但是传送带正间隔两秒依次停止，此时必然会有物料溢出，需要在出料口添加一个定时器,设置小车一次装好物料所需的时间，时间到了就关闭出料口控制室的计算机可以与总经理室的计算机联网摘要本次课程设计题目ＰLC为自动配料系统。运用所学的可编程控制器的相关知识在实验箱上实现小车取料的控制。改变了以往取料时间长、难度大、效率低的缺点。提高了工作效率，节省了人力资源。描述了包括硬件设计、软件设计在内的三菱PLC在配料装料系统中的一些细节，主要设计了关于四级传送带的小车装料的全过程以及关于报警系统的设计，进行PLC外部连接线,模拟实验，通过观察指示灯的亮灭情况,对装料配料系统进一步理解。关键词：编程控制，自动配料,四级传送，报警系统，实验模拟目录TOC\o”1-3"\ｈ\z\uＨYPＥRＬＩNKHYPＥRLINK目录PＡGEREF_Toc４５44４８４３0\h6HYＰERLINK\l”＿Toc454448431”引言PAＧEＲEF_Toc４544４8431\h7第一章自动配料系统设计方案PＡGEREF_Toｃ４5444843２\h８HYPERＬIＮK1。2工艺流程PAGEREF_Ｔoｃ4５4448４34\h８HYPＥＲＬＩＮK\l"_Toc４5444843５"1．3方案设计ＰAGＥREＦ＿Tｏc45４4４８4３5\h8HYPERＬINK\l＂_Toc４54448436”1.4控制方案ＰＡＧERＥF＿Toc4544484３6＼h11HYPＥRLＩNK\l"_Toc454４48４３７”第二章自动配料系统硬件设计ＰAGEREF_Ｔoc４5444８4３7\h１22。1PLC硬件构成８＼h１2HYPEＲLINK\l＂_Tｏc45444８43９”2。２PＬC各元器件参数PAGERＥF_Tｏｃ45444８４39\ｈ122.３自动配料系统PＡGＥREF＿Toc４544４８440\h１32。４IO接线口输入输出点元件及地址编码PAGEＲEF_Tｏc４5444844１\ｈ1３HYPEＲLINK\l＂_Ｔoc454４48４４2＂2.５主电路设计图PAGＥRＥF＿Toc4544４8４42\h１５HＹPEＲLIＮＫ\l"_Tｏc4５44484４3”2.6外围接线图PＡGEREF_Toc４54448４4３\h１５第三章自动配料系统软件设计ＰAＧEREF_Toc454４48４44＼ｈ1６３.1启动程序流程图PAGＥREF_Ｔoc４5４４4８445\h16HYＰERLIＮＫ\l＂_Toc4５4448446"3．2故障检测图示PAGERＥF＿Ｔｏc４54４4８44６\h1７3.3梯形图ＰＡGEREF_Toｃ4544４8447\ｈ18HYPERLINK\l＂_Toc４５44４84４8＂3.4时序图的绘制PAＧEREF_Ｔoｃ454448448\h23HＹPＥRLINK\l＂_Toc4５44４844９"第四章自动配料系统传送系统调试PAＧEREF＿Toｃ45444８449＼h24HYPERLIＮK\l"＿Toc４54４４８4５0”4。1软件仿真PAＧERＥF＿Toc454４48450＼h24HYPEＲLＩNK\l”＿Toc45444８451”４．2实验箱实物调试PAGEREF＿Toc45４448４51＼h２7HＹＰERLINK\l”_Toc４54４４845２"设计小结PＡＧＥＲEF＿Toc45４4４845２\ｈ2９致谢PAGERＥF_Toc4５4４4845３\h３0ＨＹPERLＩNK\l"_Tｏc454448454”参考资料PＡGEREF_Toｃ４５444845４\ｈ31引言自动配料系统是一个针对各种不同类型的物料(固体或液体)进行输送、配比、加热、混合以及成品包装等全生产过程的自动化生产线。广泛应用于化工、冶金、建材、食品、饲料加工等行业.在氧化铝生产及其它工业生产中，经常会遇到多种物料配比控制的情况。在手动控制状态下,需要根据生产情况，计算出各物料的配比，再根据配比，分别计算出各物料的理想下料量,对各台设备分别设定，来满足配比的要求。当生产情况发生变化,需要改变下料量时，则需要再次分别计算各物料的设定值,再次分别设定.这种人工操作方式计算,操作时间长,且容易出错，给生产带来不良因素。而采用PＬC控制方式以及新颖的变频调速喂料机构，配合配料控制软件包，实现物料传送、配料控制、配方设计、生产数据管理等功能。并可以通过网络实现多个配料系统的集合控制。自动配料控制系统在各行业的应用已屡见不鲜，如:冶金，有色金属,化工,建材,食品等行业。它是成品生产的首要环节，特别是有连续供料要求的行业,其配比的过程控制直接影响了成品的质量,它是企业取得最佳经济效益的先决条件.虽然行业各自不同的工艺特点对配料控制要求也不同，但其高可靠性，先进性，开方性,免维护性，可扩展性是工厂自动化FA所追求的一致目标。配料系统特点:配料现场粉尘大,环境恶劣；（2)各组份在配方中所占比例不同，有时甚至差异悬殊;(3)配料速度和精度要求高;（4)配方可能经常变换、调整;(5）物料可能受环境温度、湿度影响。由于上述各种情况设计自动化配料系统是非常有必要的，于是基于现实设计了关于四级传送带的自动配料系统。第一章自动配料系统设计方案1。1现实的意义配料工人收到每天的生产作业表后，将依次对每种原料进行称重｡根据配料的多少,先计算每种成分的重量,然后在各种成分的料桶中取料，送到电子称上进行称重,最后进行包装｡在这个过程中工人工作繁重，出错率高，称重重量无监测，生产数据无纪录等不能保证企业的生产工艺｡文中以PC机编程，可编程逻辑控制器（PLC），现场总线技术等现代工控技术为基础，开发了以PC机为上位机，以PLC作为下位机的自动配料系统｡在整个生产过程中，一旦生产计划制定完成，计算机将按照计划对每种原料进行称重，不再需要人工来干预｡在这个过程中工人只是进行取料,由计算机通过电子称发来的数据校核重量，减轻了工人的工作负担，提高了工作效率｡１.2工艺流程本次课程设计题目ＰＬC为自动配料系统,也正是基于这亚美好的背景下应运而生的。运用所学的可编程控制器的相关知识在实验箱上实现小车取料的控制.改变了以往取料时间长、难度大、效率低的缺点.提高了工作效率，节省了人力资源。本文重点描述了包括硬件设计、软件设计在内的三菱ＰＬC在配料装料系统中的一些细节,主要设计了小车装料的全过程，进行ＰLＣ外部连接线,模拟实验,通过观察指示灯的亮灭情况，对装料配料系统进一步理解。1。3方案设计1）初始状态灯L1灭，灯L2亮，表明允许汽车开进装料。电动机M1、Ｍ2、M3、Ｍ4皆为ＯＦF，２）装车系统进料：如料斗中料不满（Ｓ1为ＯFF时），2秒后Ｄ4指示灯亮，表示进料；当料满(Ｓ1为ON时）终止进料。装车：当汽车开进到装车位置（位置开关SQ1为ON时)红灯L1亮，绿灯L２灭，同时启动M４，２秒后启动Ｍ３,2秒后启动M２,在经过2秒启动M1,在经过2秒D２灯亮，表示打开料斗。当车满时（位置开关SＱ2为ON时）D2灯灭，２秒后Ｍ1停止，M2在M１停止２Ｓ后停止,M3在M2停止2Ｓ后停止,M4在M3停止后2秒停止，同时红灯Ｌ1灭，绿灯L2亮，表示汽车可以开走。停机控制系统按下停止按钮SB2整个系统终止运行。２．四节传送带（图中间部分)有一个用四条皮带运输机的传送系统,分别用四台电动机带动,控制要求如下:启动（SB１)时先起动最末一条皮带机，经过2秒延时，再依次起动其它皮带机。停止（SＢ2）时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后依次停止其它皮带机。当某条皮带机发生故障时,该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。例如M２故障,M1、M２立即停，经过2秒延时后，M3停，再过2秒，M４停。当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止,该皮带机运行2秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止.例如，M３上有重物，M1、M２立即停，再过2秒，M4停。设计要求考虑到配料现场粉尘大,环境恶劣；各组份在配方中所占比例不同,有时甚至差异悬殊；配料速度和精度要求高；配方可能经常变换、调整;物料可能受环境温度、湿度影响等特点，将系统设计成高精确度，高稳定性和快速性的符合工业标准的自动配料系统自动配料的模拟面板如图２。1所示，从图中可以看出四节传送带是本次设计的核心电路,PLC编程也是围绕此面板进行的.面板实物图输入地址表编号地址说明功能1I０.0按钮SB1启动2I0.1按钮SB2停止３Ｉ0.２信号S1接入S１料斗满信号4I0。３信号SQ1接入SQ１车未到位信号５I0。4信号SQ2接入SQ2车装满信号输出地址表编号地址说明功能１Ｑ０.0接指示灯D1车装满D1亮6Ｑ0.2Ｑ0.1接指示灯D2料斗下口下料D２亮３Q0.2接指示灯D3料斗满D3亮4Q0。3接指示灯D4料斗上口下料D4亮5Q0．4接指示灯Ｌ1车未到位L１亮6Q0.5接指示灯L２车到位L2亮7Ｑ0。6接指示灯Ｍ1控制电动机M1转8Q0．7接指示灯M2控制电动机M2转９Q1.0接指示灯M3控制电动机M３转10Q1．1接指示灯M４控制电动机M4转1.4控制方案初始状态：红灯Ｌ2灭，绿灯Ｌ1亮，表明允许汽车开进装料.料斗出料口D2关闭,若料位传感器S1置为ＯFF（料斗中的物料不满）,进料阀开启进料（Ｄ4亮）。当S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料(D4灭）。电动机Ｍ1、M2、M3和Ｍ４均为ＯFＦ.运行状态：装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON,红灯信号灯L2亮，绿灯Ｌ1灭；同时启动电机Ｍ4，经过２Ｓ后，再启动启动M3,再经2Ｓ后启动M２,再经过2S最后启动Ｍ１,再经过2Ｓ后才打开出料阀(Ｄ2亮），物料经料斗出料。当车装满时，限位开关SＱ2为ON,料斗关闭,２S后M1停止，M２在M１停止２S后停止，Ｍ3在M2停止2S后停止，M４在M3停止2S后最后停止。同时红灯Ｌ2灭，绿灯L１亮,表明汽车可以开走。-第二章自动配料系统硬件设计2．1PLC硬件构成从结构上分,PＬＣ分为固定式和组合式(模块式）两种.固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括ＣPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。CPU的构成：CPU是PLＣ的核心,起神经中枢的作用,每套PＬC至少有一个CＰU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等.进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PＬC的工作速度，IＯ数量及软件容量等，因此限制着控制规模。2。2PLC各元器件参数I/O模块：PＬC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O)完成的.Ｉ/O模块集成了PＬＣ的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLＣ系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（ＤＩ)，开关量输出（DO),模拟量输入（ＡI），模拟量输出（AO)等模块。开关量是指只有开和关(或１和０)两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量.常用的I/O分类如下:开关量:按电压水平分，有２2０VAC、110VＡC、２4VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量:按信号类型分,有电流型(4－２0mＡ,０-20mA)、电压型（0—10Ｖ，０—5V,－１0－10Ｖ）等，按精度分,有12bit，１4bit，16bｉt等。除了上述通用ＩO外,还有特殊ＩO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量,I/Ｏ模块可多可少，但其最大数受CＰU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。电源模块：PLC电源用于为ＰＬC各模块的集成电路提供工作电源.同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有:交流电源（220VAC或110ＶＡC），直流电源（常用的为2４VＡＣ)。２.３自动配料系统系统启动后，配料装置能自动识别货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，该节之后的传送带会在一定的延时后停止。２。4IO接线口输入输出点元件及地址编码根据Ｉ/O分配表画出图2—1Ｉ/O接线图如下２.5主电路设计图见附录2．6外围接线图见附录第三章自动配料系统软件设计3．1启动程序流程图装车过程5。２启动程序启动时首先按下启动开关ＳB1,进入初使状态,表明允许汽车开进装料。料斗出料口D2关闭，若料位传感器S１置为OFF（料斗中的物料不满)，进料阀开启进料（D4）。当S1置为OＮ(料斗中的物料已满）则停止进料(Ｄ４灭）。料斗装满后开始启动传送带,首先启动最末一条皮带机(Ｄ），经３秒延时，再依次启动其它皮带机，即Ｄ→C→Ｂ→A，最后Ｄ２亮，表示开始装车。启动程序流程图如下:3．2故障检测图示M1故障障M1停D2关闭M1故障障M1停D2关闭M2.M3.M4依次2秒后停止NM2故障M1.M2停D2关闭M2故障M1.M2停D2关闭M3.M4依次2秒后停止ＹNM3故障M3故障M1.M2.M3停D2关闭M4在2秒后停止M1.M2.M3停D2关闭M4在2秒后停止ＮM1.M2.M3.M4停止D2关闭M1.M2.M3.M4停止D2关闭M4故障障Y３。3程序设计方法一般来说程序设计一般有三种方法分别为:经验设计法，逻辑设计法,顺序设计法。在此本文采用逻辑设计法。逻辑设计法简介:工业电气控制线路中,有很多是通过继电器等电器元件来实现的。而继电器、交流接触器的触点都只有两种状态即:断开和闭合，因此用“０"和“1”两种取值的逻辑代数设计电气控制线路是完全可以的。该方法是根据数字电子技术中的逻辑设计法进行PLＣ程序的设计,它使用逻辑表达式描述问题。在得出逻辑表达式后，根据逻辑表达式画出梯形图。３。３梯形图网络1打开开关SB１，此时SB2关闭，故M0．７得电并自锁网络2当ＳQ１为OFF时或故障灯D亮时,此时灯L1亮网络3当S１为ＯＦＦ时，线圈M0。７为ON，此时料未满，Ｄ４指示灯亮网络4当线圈M0.7为ON,SＱ１为ON时，SＢ2为OFＦ，线圈M1。４的非为ON，此时指示灯L2亮,T101延时两秒后M4启动网络5当C为OFＦ，T１０1为NO，线圈Mｌ.3的非为OＮ，T10２延时两秒后M３启动络5当C为ＯFF，Ｔ101为NO,线圈Ml。３的非为ON，Ｔ102延时两秒后M3启动网络７当A为ＯFF，T1０3为ＮO,线圈Ml。1的非为OＮ,T１04延时两秒后M１启动和网络７类似，M２电动机延时2秒启动同上,M3电动机延时２秒启动同上,M4电动机延时２秒启动当出料口的料开始放出时即Q0.６执行信号为1，Ｔ10４延时计时器开始工作,５秒后货物全部从出料口放出，对应灯Q1。3亮起,此时关闭系统。当遇到故障时，故障灯亮起，对应I0。１、I０.5、I０。6、I0。7信号为１,警铃开始报警。3。４时序图的绘制第四章自动配料系统传送系统调试4.１软件仿真选用Ｓ7－2０0软件进行调试。本次设计的梯形图运行状态监控调试图如下:打上Ｉ0.0闭合“启动”开关(I0.0），绿灯Ｌ1亮（Ｑ0。４）,表明允许汽车开进装料。料斗出料口D2关闭，若物料检测传感器S１置为ＯＦF（料斗中的物料不满),进料阀开启进料，D4亮（Q1。1）打上I0。3

当S1（I0．3）置为ON（料斗中的物料已满）,则停止进料（Ｄ4灭）.电动机M1、M2、M3和M4均为OＦF打上I0．１Q0.5、Q0.3亮表示车子到位，并且电机Ｍ4开始运转Ｑ０．２亮表示电机M3开始运转Ｑ0.1亮表示电机M2开始运转Ｑ0．0亮表示电机M１开始运转Q０。7亮表示料斗开始下料汽车开进装车位置时(Q0.5)，限位开关SQ1(Ｉ０．1）置为ＯN，红灯信号灯Ｌ2亮，绿灯L１灭；同时启动电机M４（Q0．3）,经过１Ｓ后,再启动M3（Q0．2），再经2S后启动M2（Q0．1），再经过1S最后启动M１（Q0.0），再经过1S后才打开出料阀(D2亮(Q0。7)），物料经料斗出料。当车装满时，限位开关SＱ2（I0。２）为ON，料斗关闭,１S后M１（Ｑ０．0)停止,M2(Q0.1）在M1停止1S后停止,M3（Q0.2）在Ｍ２停止1Ｓ后停止，Ｍ4（Ｑ０.３）在Ｍ3停止1Ｓ后最后停止。同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走.4。２实验箱实物调试当汽车进车后,L2灯亮，L1灯灭,同时M４开始启动依次间隔两秒后，Ｍ3,M2，M１灯亮假设B点故障时，M3灯立即灭，M4灯间隔两秒后灭其余各点故障时都是同此相似。设计小结配料控制系统应用比较广泛，采用了可编程控制技术，使整个控制系统的可靠性和精度大大提高,实现了自动控制。同时由于PLC扩展容易，可以对它进行扩展，如只需增加I/Ｏ接口模块就可扩展原料系统的输送控制;也可以与电炉控制系统连接,只需增加通信模块就可实现与上位机的通信，从而实现整个系统的计算机管理.本设计将机械、控制作为一个整体考虑，使各部分密切配合,协调动作,共同完成配料任务。设计中的一些参数是假定参数，在实际应用中,需要根据实际情况进行调整。此系统应用与生产中,能使操作变得十分简单，减少人力的负荷，有效地提高产品质量，降低生产成本。经过此次的思考和设计,我的认识领域得到了进一步的拓展，专业技能得到了进一步的提高,同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。另外，也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风.此设计还存在一些不足，如：给料系统采用的螺旋给料机上安装有电动机和减速器,重量大,所以会影响其效率而降低。由于本设计只用于模拟演示,因此在设计时部分元件并不能如实际中的自动运行，需要进行手动设置.其中的传感器信号及部分参数设定都是由人为给定的。PLC编程技术与现代信息化时代的发展是分不开的，PＬC与计算机的结合应用会使各领域加快发展，降低人力的需求,提高产品质量，尽显PＬC编程技术的魅力！—致谢在这次毕业设计的完成过程中，得到老师和同学的帮助与鼓励,使我能够顺利地完成毕业设计,我在此对他们表示衷心的感谢。首先，我诚挚地感谢我的导师。导师学识渊博、治学严谨,平易近人，不辞辛苦的帮助我完成论文设计.在本次毕业设计的过程中,老师给予了我许许多多的关怀与指导。本论文从选题到老师指导我思路，不断的修改到最后成文，无不倾注着老师的心血。在此论文完成之际，我再一次向他致以最诚挚的谢意。同时，我要感谢我们学院多年来给我们授课的各位老师，正是由于他们的传道、授业、解惑,让我学到了许多知识，充实了自己知识面，并从他们身上学到了如何求知治学、如何为人处事,立足社会。我也要感谢我的母校,是他提供了良好的学习氛围和优质生活环境,让我的大学生活丰富多姿，让我在以后的日子里深深怀念有着一份感恩的情怀,回报社会。同时小组同学的相互合作也是完成实验的重要保障。参考资料[1]范次猛.《可编程控制原理与应用》北京理工大学出版社［2］李俊秀.《可编程控制应用技术实训指导》化学工业出版社［３]余雷声.电气控制与ＰLC应用。北京.机械工业出版社．1９9６年10月第一版［４]史国生。《电气控制与可编程控制器技术》化学工业出版社［5］崔亚军．可编程序控制器原理及程序设计。北京：电子工业出版社。199９年3月．［6］西门子（中国）有限公司.深入浅出西门子Ｗiｎccｖ6.北京航空航天大学出版社。２０0４年５月。[7]附录四川工程职业技术学院煤矿自动装车控制系统毕业设计论文煤矿自动装车控制系统指导老师：张文君专业班级:１1级楼宇班姓名：苗平学号:2011１202０22７摘要:通过学习的PLC知识，以及查阅相关资料,利用PＬＣ设计出一个基于PＬC的自动装车系统。目前与之类似的系统在沙石场,煤矿场和其他非煤矿场已经开始大量运用，但由于技术问题并未全面普及，而本论文是设计一款煤矿自动装车系统。与煤矿自动装车控制系统相近的系统在我国大部分煤矿场和非煤矿产业都有相应的运用,但是都处于半自动状态,需要很多人手操作，这样比较费人力和物力,不利于生产效率的提高。本文设计的煤矿自动装车系统可以对此进行改观。该系统是将煤矿等矿物用传送带形式传送到一大型存储器内,车辆到达存储器下方自动开始装车，达到一定重量自动停止装车,具有一次称量、一次装载、速度快、精度高等特点。整个系统利用西门子S7—2０0实现自动控制，西门子S7-200是一款结构简单、价格适宜、运用普遍的控制软件,用它作为该系统的控制核心比较合理。该系统在理论上已实现全自动装车效果，也达到了这次设计的要求.但在实际生产运用中还存在一些不足,不过我相信，在科学技术日益更新的情况下，将来解决相关技术难题后，该系统会得到优化加强并广泛运用。关键词:自动装车系统、传送带、存储器、西门子S7—200、控制核心、设计要求、全自动Absｔraｃt:ｂｙlｅarningtheｋnowlｅｄｇeofPLＣ,ａndａcｃesstoreleｖａntinｆormation,usingPLCtodeｓigｎａnａuｔomａtｉcｌoａｄiｎgsｙｓtembasedonPＬC．Atpreseｎt，thesｉmiｌarsｙstemｉntｈeｑuaｒry，minｅｆieｌdandothernoncoalfieｌdhasbeenwidelyuｓeｄ,butduetotechｎicalpｒoblｅmsｈavenｏｔbeeｎｐｏpularｉｚed，anｄtｈisｔhｅsｉsiｓｔoｄesiｇnａｎａutomatｉｃloadiｎgsystemiｎcoalmiｎe。Andｔheｃoａlmineauｔoｍaticloadｉnｇcontrolsyｓｔｅmsiｍilartothｅｓysｔemareusｅdinmoｓｔcoａlminesinourcｏｕntryandnoｎcoalｉnｄustｒy,butintheseｍｉａｕtomatｉcstａtｅ,rｅqｕireｓａloｔｏfｍaｎualopeｒａtion，ｓothecｏsｔoｆmaｎｐowｅｒａｎdｍａtｅrialresourcｅs,iｓｎotcoｎducivetoｔhｅimｐｒovｅmenｔｏfprodｕctiｏnefficienｃy．Autoｍaｔiccoallｏadingsystemisｄｅsｉgｎedinthiｓpａｐerｃaｎmaｋeｃhanｇe．Thｅsｙｓtemisｔhecoaｌaｎdｏｔherminerａlbeltｃonveyｏrｔofoｒmalargemｅmoｒy，vｅｈiclearｒiｖalｍｅmorybeｌowthｅautomaｔiｃｓtａrtｌｏadiｎg，reａchedacertaiｎweiｇhtautoｍaticstoｐloading，witｈａwｅiｇhing，aloading,hｉｇhspｅed,higｈｐrｅcision。ＴhｅwｈoｌｅsystｅmusesｔheSiｅmｅｎsS7—２00toaｃhｉｅveａutｏmatiｃｃoｎｔroｌ，SieｍensＳ7—200isasｉmｐlesｔructure,reａsonableprice，usｉｎgｔｈｅcontｒolｓofｔwarｅgenerallｙ,useｉtaｓｔhecontrｏlcｏrｅoftｈｅsystｅmｉsreａｓonａbｌe。Thesystemｈaｓｒealizeｄthｅautomaticloａdingｅffｅctiｎtheory,bｕｔalｓohasｒeachedtheｄesｉgnrｅquirｅments．Bｕtinｓomedefiｃienciesstｉllexistinｔｈｅactualpｒoduｃｔion，ｂutIbｅｌievetｈａt，iｎthesｃｉenceandtechnｏlｏgyincreasiｎglｙupdａｔedｓitｕatiｏn,willsoｌverｅlatｅdｔechnicａlｐrobｌｅms,thesystemwｉllbｅoｐｔimizedtoｓtreｎgthenａndwiｄelyuｓeｄ.Ｋｅywords：aｕtomaticloａdingｓyｓｔeｍ,acoｎveyorbeｌt，meｍory,S7—２0０，Ｓiemensｃｏntrol，ｄesｉgnreqｕiremｅｎts,autoｍaｔic目录TOC＼ｏ"1－3”＼h\ｕ第一章引言PＡGEＲEF_Toc29134１第二章方案设计PAGERＥF_Toc28047２2.1、设计题目PAＧEＲEF_Ｔｏc2126１22.2、设计目的和意义ＰAGＥＲEF_Toｃ276４７２HYPＥRＬＩNK\l＿Toｃ25152.３、系统组成PＡGEREF_Tｏc２５153HYPERＬIＮK\l_Ｔoc２65042．4、系统控制要求PAＧＥRＥＦ_Ｔｏc26５0４32。5、系统结构图41２82４第三章硬件部分PＡGＥＲEF_Tｏc1２８245HYPERLINK\l_Toｃ1４69１３．1、原件选型ＰAＧＥＲＥF＿Toc１469１５HYPERLＩNK\l_Toc231833。1。１PLC可编程控制器的选型ＰAGEREF_Tｏc231835HYＰERLＩNＫ\l_Toc85303.1．2电机的选型ＰAGＥRＥＦ_Tｏc8530６3.1。3接触器的选型PAＧERＥF_Ｔoc８16１７HＹＰEＲLINK\l_Tｏｃ３03７0３.1.4光电开关选型PAGEＲEF_Tｏc3037０７HYPERＬINK\l_Toｃ2310７3.1．5压力控制器选型PＡＧＥREＦ_Toc２３1０７9HYPＥRLIＮK\l_Toc668７３.１.6电磁离合器的选型和介绍PＡＧEREF＿Toｃ668７9HYＰEＲＬINK\l_Ｔｏc２94４03。1．7其他原件选型ＰAGEREF＿Toc２94409３．2、原件清单ＰAGEＲEＦ_Ｔoc２1742103.3、系统电气原理图ＰＡGＥREＦ_Toc19５３10HYＰＥRＬＩNK\l＿Tｏc19336第四章软件部分PAＧEREＦ_Ｔoｃ193361２4。1、程序流程图PＡGEREF_Toc3161６12HYＰERLINK\l_Ｔｏｃ２4２64.2、Ｉ/O分配表PAGＥREF_Tｏc２4２6１3４。３、程序ＰＡＧEREＦ_Tｏｃ488９１4HＹPＥRLIＮＫ\l_Toc２９７0５４．4、程序调试PAＧＥREF_Toc29705１6ＨＹPＥＲＬINK\l＿Toｃ20０96第五章设计中存在的问题及解决办法PAＧEREF_Toc2０09620结论PＡGERＥＦ_Ｔoc9０1621致谢PAGEREＦ_Ｔoc944７2２HYPEＲLINＫ\l＿Ｔoｃ23491参考文献ＰAGEＲEF_Toc23491２3第一章引言根据课题要求,利用PＬC设计一款自动装车系统。一开始，拿到这个课题根本不知道如何进行，唯一可以做的就是查阅网上的相关知识.在我查阅大量资料后,我发现网上很多论文都达不到我需要的效果.不过，通过网络我知道了我需要做什么以及该怎样做。通过了解,我知道自动装车系统在我国大部分煤矿场都有相应的运用，但是都处于半自动状态，还需要很多人手操作,这样比较费人力和物力，因此我决定以煤矿自动装车系统作为我的研究内容,对该系统进行进一步研究.其实，大部分利用PLC控制的自动装车系统的原理基本相近。我研究的煤矿自动装车系统需要用到传送带、电机、大型存储器等设备，其核心是利用相关的光电传感器和压力传感器进行检测，并利用西门子S７-200进行控制传送带电机的启停和常速和加速,以及送料阀门的打开和吸合。该系统原理相对简单，但是工作量并不简单,首先遇到的难题便是结构图和原理图的制作，所用绘图软件CＡD以前并未涉及过。一个简单的结构图花了我３天时间，不过这三天,我对CAD有了相关的学习,画图效果越来越好越来越快了,后来原理图也只花了1天时间而已。总的来说该系统优缺点并存,相关的技术问题在实际运用中还需改善。最后感谢各位老师和同学对我的帮助，该论文才得以完成。该论文存在的不足之处还需各位朋友多多指点。谢谢大家!苗平2０14年1月第二章方案设计2.1、设计题目煤矿自动装车控制系统2.2、设计目的和意义该煤矿自动装车系统是一个较为简单的控制系统，利用结构简单的西门子Ｓ7－2０0PLC作为系统的控制核心,不仅结构简单,操作方便，更具有很高的性价比，在该系统运用比较合适，与之类似的系统在我国的矿石、煤矿、沙石等诸多领域都有一些运用，但大多都是处于半自动状态,还需要很多人工，那样既浪费人力还浪费财力，产业的效率相对较低。因此，我觉得本论文设计的这个系统在将来会广泛运用,具有较大的现实意义,这也是我选择此课题的真正目的。当然，该系统是一个理论上是可以实现的，总体设计思路是利用相关的光电开关和压力开关进行检测，并利用西门子S７-200进行控制传送带电机的启停和常速和加速,以及送料阀门的打开和吸合.具体的控制要求在下文２.4中有详细叙述。该系统能够实现也确属不不易,不过最终能得以完成是值得自豪的。完成这个系统设计让我新学会了很多东西，比如CＡD画图软件，同时也把我么学过的PLＣ知识进行巩固，还学会了怎样在网络上快速寻找所需的信息等。我想这是我最大的收获,也为以后的人生有重大的帮助!2。3、系统组成本系统主要由下面设备组成:三相异步交流电机、光电开关、压力控制器、存储设备、传送带、西门子PLC--—200该系统的系统示意图如下:图2-１系统示意图２。４、系统控制要求该系统应该达到的控制要求如下：传送带送料控制和存储器物料检测控制:1）当系统总开关SＢ1(Ｉ０．5）后，电机常速转动,如果物料低位光电传感器I0。1处于得电（检测到物料)状态，电机一直常速运行，向存储器内送料；如果I0．1处于失电（未检测到物料)状态,电机在延时０。５s后开始高速运行送料。2)电机高速送料时延时30s(为了演示缩短了时间,实际延时3分钟)，I0。１还未得电则红灯亮报警，继续延时到60s(为了演示缩短了时间,实际延时5分钟)依然未得电则整个系统停止,表示无货源。3）当物料高位检测光电传感器I0．2得电后,电机停止，传送带停止送料。表示存储器内物料已满。装车和电磁离合器的控制:１）当Ｉ0。０检测到车辆通过，开始延时30ｓ后电磁离合器(Ｑ０．2)失电打开，开始装料;延时到8分钟I0.０未再次检测到车辆到来则系统停止，表示暂时无车辆来装料。2)矿车装料时，当压力控制器检测到压力达到指定值时，绿灯亮，表示车辆装满。电磁离合器吸合，停止下料。该车离开，第二辆车进站，如此循环。２。5、系统结构图图2-２系统结构图第三章硬件部分3．1、原件选型3.1。１PLＣ可编程控制器的选型PＬC可编程序控制器其实就是工业控制计算机，用以取代传统的中间继电器、时间继电器、计数器等，并具有一切计算机控制系统的功能。目前PLC已成为工业控制的标准设备,其应用面几乎覆盖了整个工业企业,广泛应用于化工、石油等企业的现代过程控制中。采用ＰＬC可编程序控制器,其优点如下:（1)具有高可靠性。(2）灵活性高、扩展性好、通用性强。（3）功能强。由于生产线上的恶劣环境和电磁干扰,一般的电子仪器都会受到干扰.而PLC是从取代工厂内继电器线路、进行顺序控制发展开来的工业控制产品。PLC由于具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强,以及编程简单,维护方便，通讯灵活等优点。在电器控制系统中得到广泛应用.PLC不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完成定时、计算、计数和各种闭环控制功能。整个控制系统利用PＬＣ的控制实现了空箱传送、产品运输、产品计数等功能。并且有手动控制和自动控制两种控制方式。在生产线自动装箱控制的控制系统应用，可使生产线的控制更加灵活、可靠;因此，本文选择PＬＣ控制系统。因为本系统是对开关量进行控制的应用系统，而且对控制速度要求不高。相比之下，西门子Ｓ７－２00系列CPU224的可编程控制器具有结构简单、性价比高的特点，所以本系统选用西门子S７—200系列的ＣＰU224型可编程控制器PLC作为控制核心，该单元为２3点Ｉ/Ｏ，13点输入，10点输出，满足系统输入、输出点需要。3．1。2电机的选型本系统所用电机是可以进行两个速度的控制，即一个常速，一个高速。根据三相异步电机的速度公式：n＝（1—s）６0f/ｐ（其中s是转差率，f是电源频率，p是定子绕组极对数),电机的调速方式大概有下面几种：1、变极对数调速方法2、变频调速方法3、串级调速方法4、绕线式电动机转子串电阻调速方法5、定子调压调速方法6、电磁调速电动机调速方法7、液力耦合器调速方法由于变极对数调速是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低。所以本系统电机采用变极对数调速方法。该方法的定子绕组连线图如下：图３—1三相笼型异步电机Y/ＹY变极调速接线方式如图3—1所示，左图是Y型连接,每相的两个“半相绕组"是顺串的，是倍极数；右图的两个“半相绕组”是反并的，极数减少一半，形成两个并联的Y型连接，所以这叫做Y／YY变极调速。本系统选择的电动机是南京丰速三相异步交流电动机YＤＴ1８0L;它的部分技术参数如表3－１所示.表３—1ＹDＴ180L电机部分参数额定电压：3８0（V）额定功率：1３KW型号：YDT180Ｌ极数：6产品类型:三相笼型异步电动机品牌:南京丰速产品认证：CCC应用范围：机械设备额定转速：960（rpm）3．1。３接触器的选型接触器是一种用来接通或断开带负载的交直流主电路或大容量控制电路的自动化切换器，主要控制对象是电动机。通用接触器可大致分以下两类.1）交流接触器主要有电磁机构、触头系统、灭弧装置等组成.常用的是ＣJ1、0CJ12、ＣJ12B等系列。2)直流接触器一般用于控制直流电器设备，线圈中通以直流电，直流接触器的动作原理和结构基本上与交流接触器是相同的。接触器的选型有诸多因素外与负载密切相关一般三相异步电机的起动电流为额定电流的3—5倍。所以接触器的额定电流为：4IN=3６Ａ综上所述,本系统选用CJ１0-４０接触器，额定电流为４0Ａ，额定电压为380V。3.1。4光电开关选型针对本文设计要求,我们可采用光电开关来对物料高低位和货车的准确停车进行检测。这类光电开关利用光电元件受光照或无光照时“有”“无”电信号输出的特性将被测量转换成断续变化的开关信号。为此,要求光电元件灵敏度高,而对光照特性的线性要求不高。如图3-２所示,其动作原理如下：光电原件VＤ在无光照时，VT处于截至状态；有光照时处于导通状态，继电器K得电后动作，实现光电开关控制.图3-2光电开关的内部接线图该系统选择的反射式光电开关型号为PＭ２—LF１０,其性能参数如表3－2所示.性能参数检测距离2.5～8ｍm（中心:5ｍm)白色无光泽纸(15×１５mm）最小检测物体φ０．05mm铜线（设定距离:5mm)应差使用白色无光泽纸(１5×15mｍ)工作距离的20％以下重复精度（垂直于检测轴)0。０8ｍｍ以下电源电压5～24VDC±１0％脉动Ｐ—P5％以下消耗电流平均25mA以下峰值８０mＡ以下输出NPN开路集电极晶体管·最大流入电流１0０mA·外加电压30VDＣ以下（输出和0V之间）·剩余电压1V以下(流入电流为10０mA时）0．４Ｖ以下(流入电流为16mA时）反应时间0．８ms以下表３-2ＰM2－LF1０反射式光电传感器的性能参数3.１。５压力控制器选型压力控制器的工作原理:当系统内的压力高于设备要求的安全压力时,控制气内的压力感应器立即动作,使控制器内的微动常闭开关断开，常开闭合，此时设备停止工作，当系统内的压力回到设备的安全压力范围时,控制器内的压力感应器立即复位,设备开始正常工作.本设计根据相关参数，选定的是PC—X可调式压力控制器.３。1。６电磁离合器的选型和介绍电磁离合器的工作原理：电磁离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用,用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩,使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合,在传动过程中又答应两部分相互转动。电磁离合器是靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。可分为:干式单片电磁离合器,干式多片电磁离合器，湿式多片电磁离合器，磁粉离合器，转差式电磁离合器等。电磁离合器工作方式又可分为通电结合和断电结合两种。电磁离合器的特点：高速响应、耐久性强、散热情况良好,使用板状弹片,虽有强烈震动亦不会产生松动。根据要求,本系统选用的电磁离合器是DDC系列的.3．1。7其他原件选型1)熔断器主要是短路和过电流保护，本系统选用RL1－15型熔点器，熔体的额定电流为30Ａ。本系统中中间继电器的线圈电压要成受24V电压和５V电压，我选用的是AHK215YO型号的中间继电器.3）热继电器在控制线路中起过载和缺相保护的功能，本系统的热继电器FR可以选用JR16，热元件电流为20Ａ,电流整定范围为１４－2２Ａ工作时将额定电流调整为１５A。3.２、原件清单表3—3原件清单序号名称符号型号个数1传送带电机M０YDT180Ｌ12电磁离合器H０DDZ系列１３光电开关X０，X1，X２PM２－LF1０34压力控制器X3PＣ-X15熔断器FURＬ１-1526热继电器FRJR1６27中间继电器ＫAAＨK215YO９8接触器ＫMＣJ10-4029三极隔离开关QSHZ１0-2５／３110按钮SB0,SB１LA—2211灯泡L1，L２ZSD-0212传送带ＣＳD——1１３PLCＰLCS7-２00CPU２24AC/DＣ／ＲＡY１１4计算机COMPLＥＮOVO11５货车HC载重４．９5T若干3．3、系统电气原理图电气原理图是该系统的关键部分，它可以把整个电气的连接体现出来，同时也体现了整个控制系统的可行性.完成了这个关键工作之后剩下的事就迎刃而解了。本系统的电气原理图如下:图3—３系统原理图第四章软件部分4．１、程序流程图程序流程图就是控制程序运行流程也是控制内容的具体体现。编写程序前构思好程序流程图,再根据程序流程图编写程序，相对来说就简单多了。本系统的程序流程图如下：图4-1程序流程图4。2、I/O分配表I／O分配表是对该系统的输入输出点的地址分配,有了I/O分配表,能够反映程序里的地址分别代表什么,如果没有I／Ｏ分配表,就不知道程序写的是什么了，如果出错更不好修改。本系统的程序的I/O分配表如下：序号符号地址序号符号地址1M0常速Q0。0,高速Q0.12YCQ0．2３X0I0。０4X1I０。15X２Ｉ0。26X3Ｉ0.3７FRＩ0.4８Ｌ０,L1Ｑ0。３，Q0.49QS启I0.5，停I0．6表4—1Ｉ/O分配表４。３、程序常速Q0.0和高速Q0.1常速Q0.0和高速Q0.1控制，由常速转换成高速需延时0.5s。I0.2:光电3（高位检测）检测到物体，和加速送料30S低位未检测到物体，Q0.4得电，红灯亮。I0.4：热继电器过载和断相保护，I0.5：启动，i0.6：停止。当光电1检测到有车通过，分别延时30s和8min.高速送料后30s内，存储器内物料未达到最低限位红灯亮，60s依然未达到最低限位，则系统停止。当光电1检测到有车通过，分别延时30s和8min.高速送料后30s内，存储器内物料未达到最低限位红灯亮，60s依然未达到最低限位，则系统停止。当压电开关I0.3得电后，Q0.3得电，绿灯亮，表示车辆装满，同时T39和T40停止计时并清零。T39得电则Q0.2得电，电磁离合器打开。T40得电，系统停止。当压电开关I0.3得电后，Q0.3得电，绿灯亮，表示车辆装满，同时T39和T40停止计时并清零。T39得电则Q0.2得电，电磁离合器打开。T40得电，系统停止。4.4、程序调试本系统的程序在西门子Ｓ7-2０0的编程软件编程，在其仿真软件上进行调试，仿真软件上可以随意修改程序再调试,通过多次调试和多次修改程序,避免在真正硬件设备上出错，达到节省材料和时间的效果。该系统需要打到的运行演示过程和需要达到的目的如下：1、按下按钮SＢ1（系统启动按钮)后，I０．5瞬时得电,系统指示灯Q０.０亮（电机常速转动),按下I0。１（物料低位检测），３０s后q0．4亮(报警灯提示物料没有了），60s后整个系统停止；若60ｓ内I0。1（底限位）检测到物料时则报警取消。2、若光电开关X０(I0.0）检测到物体时，延时３0s,q0。2亮(电磁离合器得电)，直到I０.3(压电开关）检测到信号之后，q0.２（电磁离合器)关断;同时q0。3得电(装满提示灯)。按下I０。2（高限位光电开关）,电机停止。3、按下ＳＢ2（系统停止按钮),Ｉ0．6断开，系统停止。值得称赞的是，通过调试完全可以达到上面的效果。调试画面如下：1．当让I0．5瞬时得电，Q0.０得电。２.把Ｉ0。１置0后,０.5s后Ｑ0。１得电,Q0。0失电，30ｓ后Q0.4得电，６０s后系统停止。３、电机正常运行时,Ｉ0。0瞬时得电，30ｓ后Ｑ0.2得电。8分钟内I0。0未再次得电则系统停止。４、Ｉ0．3得电,Q0.２失电，Q0．3得电。5、I0.6瞬时得电，系统停止。第五章设计中存在的问题及解决办法问题１：方案制定无从下手，怎么办？解决办法：大量阅读网上相关论文，结合分析,确定基本思路，在基础构思上将系统简单化，合理化，画出基本结构图，最后确定方案。问题２:由于之前没有接触过CＡD绘图软件，绘图成为大问题，怎么办？解决办法:同组其他同学和指导老师是解决该问题的关键，通过他们的帮助，虽然花费大量时间,但我能自己绘制本论文中的结构图和原理图感到颇有收获.问题3：整个系统需要的小器件(比如接触器、继电器等)的确定和选用.解决办法:在确定了该系统的主要组成后,参照其他论文中的原件清单和电气原理图，再结合本系统的需要,确定小器件的选用。问题4：在编程时发现光电传感器１不好放位置，给编程造成很多麻烦。解决办法：放在距离出料口一段距离，程序中用延时加互锁。问题5：调试过程中，发现按下启动后，有个延时器就开始延时了,这是不应该出现的问题，这怎么办?解决办法：出现这种问题,不是启动时把常开置为常闭,就是程序的问题,最后确定是把I0.1置为了常避。在整个过程中还出现过很多问题，最后通过多次查询资料和请教老师同学得以解决.最终完成该系统就像是完成一件大事情一样兴奋激动。结论对于本次设计,经过六周时间，搜集大量资料以及老师和同学的帮忙，在完成过程中的棘手问题得以解决,最后完成的比较成功，基本达到了预期的效果。本系统采用ＰＬC控制传送带电机和电磁离合器的工作，经过多次的调试，该系统性能稳定、可靠、冗余性强,可以很好地适用于连续工作.本次设计的PＬC控制煤矿自动装车系统,其硬件结构简单，成本低廉,响应速度快，性能、价格比很高，和单片机系统相比具有极高的可靠性，具有良好的市场应用价值。本系统解通过软件的方式控制硬件电路。由于PLＣ具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强，以及编程简单，维护方便，通讯灵活等优点.但是该设计尚有不足，还有很多的扩展功能没有实现，如果时间足够的话一定改正不足之处。同时该系统在实际运用中或许还不能完成完全自动，这都是将来相关科学技术需要解决的问题，我相信将来该系统会得到优化并在诸多领域运用。通过这次设计，使我对ＰLC的功能也有了进一步的认识，了解了不同型号的PLＣ以及相关的编程软件。也使自己的动手能力和方案设计的思路有了更进一步的提高，相信对将来工作也会有很大的帮助。不论怎样,该系统经过六周时间完成的还算不错，我也为能顺利完成该系统感到颇具成就感。致谢三年大学即将毕业，首先我的感谢各位老师和同学陪我走下的这三年时光,我还要感谢我的父母和亲戚朋友们对我的大力支持。而本次论文的完成,必须得多多感谢我的指导老师张文君老师对我的细心关心和指导。张老师严肃的科学态度,严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我.从课题的选择到项目的最终完成，张文君老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持.在此谨向张文君老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。当然,这次论文的顺利完成还少不了同组同学的相互帮助，在次我也对他们表示感谢！同时也要感谢百度网站强大的搜索功能和相关书籍、网站给我提供的大量资料参考。在论文即将完成之际，在大学生活即将结束的时候,我的心情特别激动,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意！对于每位帮助我的人，我要对你们表示最真诚的感谢！同时也祝福你们工作顺利，家庭幸福，身体健康,万事如意!参考文献1廖常初，PLC编程及应用,北京：机械工程出版社，20０8.2姜秀英，传感器与自动检测技术，北京：中国电力出版社，2009．3孟宪芳,电机及拖动基础，西安：西安电子科技大学出版社，200９.4王兆安刘进军，电力电子技术，北京:机械工程出版社,2009。5陈忠华,可编程控制器与工业自动化,北京：机械工业出版社,2005．6王化祥，张淑英,传感器原理及应用，天津：天津大学出版社,２０05。7于庆广，可编程控制器原理与系统设计,北京:清华大学出版社,2００4.８殷佳琳，电工技能与工艺，北京：电子工业出版社,2011.9ｈttp：//www。dｏcｉn.coｍ/p－２７9６501７6.hｔml1０http:／/www.ｚ/news2.ａsp？id=91８7１１htｔp:/／www．bｆ35.com/channel—ｓｍａｌl/ｔ１６39／１2htｔp：／/ｗｅnkｕ。/ｖiew/44d5282４５8ｆb770ｂf７８a559９。hｔml基于PＬC自动门控制系统的设计摘要本文是关于自动门控制系统的设计，自动门系统主要由可编程控制器（PＬC）、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLＣ,ＰLC再综合收到的自动门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行,在通过传动装置带动门的动作。随着电子技术的发展，PＬC不断的更新，ＰＬC控制已成为自动控制中最常见的方式之一.自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性,而且可以很简单的改变控制的方式,因此，自动门的生产商家很多都运用ＰＬC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。ＰLC控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等,具体如下：第二章介绍自动门的设计要求第三章介绍自动门的硬件设计，PLＣ选型，驱动装置选型，感应器件的选型,第四章介绍了系统软件设计，PLC梯形图设计，软件设计第五章介绍程序调试，硬件接线关键词：自动门、PLC、感应器件、驱动装置目录摘要-——————————--——－－－—-—-———-－-71前言－－－－－－－-－－－--－———－-—－--——--－－—11２国内外自动门的发展—－－—－—————-－－-—-——-—－-132.1国内外自动门的发展现状-—--—－-－-－-－—１32。2本课题研究的内容——-—－-－—-——--—－-152.3本课题研究的目的和意义－－－－——－——１63自动门控制系统总体方案设计——-—-－－－——－——-１７3.1自动门的功能需求分析——－－-－－—－——--—173。1自动门的控制要求———－-－-——－—－—－—１83.3自动门控制系统构成—--－—－－—－-—-—193.3.１PLC概述—-—-－－－———－—－-—－-—3．3.2具体构成-－--—--－—-——-——３．4自动门的机械传机构设计-－—-———－－-——２5４自动门控制系统的硬件设计-—-—-———————－2６4.１PＬC的选型—－－－-－-—--－－—-——－—-－—－264。２驱动装置的选型-—-－—－-－－--—－—-—－－３0４.3感应器件的选型——-—--————-—－--－——3１４。4直流电动机的选型－——－———－－—-——-—-3２4.４.1直流电动机的调速--—--－--－-—－３2４。4。2直流电动机的优势-－-———－——--3６4。5传动装置-－-——-－—-—-—-—-———--—-—-37４．6限位开关——-—-—-－-－—－——-—-—－3７4.7自动门控制系统I/O地址分配表-—--－３７4．8自动门控制系统的原理图－－－—-－—３84.８．1主电路原理图—-－--－－———-384.8.2PLC外围接线图-－-－5自动门控制系统的软件设计－-—－－——--——－-－-——40５．1工作过程分析——－-－--－-—-—－－————-——40５．２梯形图程序－—-——————-415．2．1梯形图的概述－-－-—－-－－－－——41５。2．2梯形图的设计--－－—－—-—－—－-43６程序调试-－－———--—-—－－－—————-－—－--－-—-－--4６6.1硬件线路连接－－——-————-—-－—－-—－—－-46６。2联机调试—--——--—－—－--－－—－－———-－-－４77结束语--—--—--－—-—-—－－-－-—--—－--———-－－－－４9参考文献-————--————-—－—－－-—－——－－－－—－－５0致谢－—－—-—-－—————-－--－————－--——--－5２附录１－——－-——--——-－—--－——--—--—－—－－－——５３附录2-——－-——－--—-—-—-－－—-——--—－－——-—--—--５4附录3—－—－—--—－——-－————－—--—－-－--－—－5５1前言在经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门已经随处可见。自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入，当人走进自动门是感应开关感应到人的存在,给控制器一个开门信号,控制器通过驱动装置将门打开。当人通过之后，再将门关上。由于自动门在通电后可以实现无人管理，不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处,更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。自动门在国外早已得到普遍的应用,在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同，中国已迎来了自动们发展的黄金时期自动门性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制,造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是PＬC，它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。目前他在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻化工等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLＣ控制自动门具有较高的可靠性、维修方便等优点。由此看来,进行自动门的ＰLC控制系统设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLＣ在自动门行业乃至整个自动化行业的应用，具有一定的经济和理论研究价值。本课题主要介绍运用PＬＣ为控制器的自动门控制系统的设计，所有产品的开发都要讲究实用本课题开发的产品对许多场合都能适用,而且能够简单化，不论对于产品开发还是使用者来说都是最好的.此系统的设计既满足了自动门的基本要求，还可以保证自动门的稳定性。研究本课题意味着产品成本的下降,效益提高。因此是一个比较实用且经济的产品。2国内外自动门发展2。1国内外自动门发展现状在国外，进入9０年代以来,自动化技术发展很快,技术已经很成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现在人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防尘、防风,同时可以使出入口显得很庄重高档，因此应用非常广泛。随着我国经济的飞速发展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛,自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、、医院、商店等，使用自动门。但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统设计中,稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动传动系统提出不同的要求,所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。客流量的差异会对自动门的使用产生很大的影响,因此，自动门还可以分为一般自动门和频繁使用自动门。自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等,其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常庞大,一般只使用余高档酒店宾馆,自动平移门使用的最广泛,大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门，目前市场上流行的平移型自动门一般是两开，这种门的特点是简单易控,维护方便。自动平移门最常见的形式是自动门内外两侧加感应器,当人走进门时，感应器感应到人的存在，给控制器一个开门信号,控制器通过驱动装置将门打开。当人通过之后,再将门关上。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。自动门的控制方法有很多,从控制器的不同来说,有继电器控制,即通过按钮和复杂的接线安装来控制;智能控制器控制,即通过运行现代自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统存在许多缺陷而逐步被智能控制器的自动门所淘汰。在智能控制器的选折上，自动门的主控制器有微电脑控制器控制和可编程控制器（PLC）控制,微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门,PLＣ控制的特点是稳定型高、维护方便，目前许多大型商场的自动门都是有这种方式来控制的。2。2本课题研究的内容本设计将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究和论证。自动门类型的选择。综合了自动门的简洁、简单的要求,在本课题中主要研究自动平移门，本课题设计的自动平移门具有手动和自动开门功能和分时间段控制功能以及配备安全防夹人光线、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多的场所的高效率、高安全性的要求。自动门硬件系统的设计本课题设计的自动门要求有很高的稳定性来满足日常的需要，故在本设计中所选用的智能控制器为稳定性良好的德国西门子公司生产的CＰU22４小型PLC。在自动门的开关门速度控制上本设计以变频器作为调节器，运用变频器的三段速控制实现自动门的转速控制,为了解决在频率很低时出现不稳定的问题，驱动装置选用功率强大、稳定性好的自带减速装置的直流电动机，在感应器方面运用了自动门专用的微波雷达感应器和在工业控制上大量运用的具有检测精度高、寿命长、稳定性好的接近传感器，运用感应器的开关量信号输入给PＬＣ来实现PLC对自动门的控制.由于本课题的具体需要在硬件系统的设计过程中主要考虑自动门的经济实用、稳定的需要.自动门的软件设计在本设计中选用了目前运用最多的PLC编程语言梯形图,梯形图能直观明了的设计出自动门的控制要求，并能更好的考虑到安全性和故障报警等问题，梯形图的编写运用西门子自带的编程软件,此软件具有强大的诊断功能,能更快的查处故障原因，从而大大缩短了维修时间。2.3本课题研究的目的和意义在超级市场、公共建筑、银行、医院入口，经常使用自动门控制系统。使用自动门，可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出口显得庄重高档,因此应用非常广泛.自动平移门最常见的形式是自动门及门内外的光电开关，当人走进自动门时，感应开关感应到人的存在,给控制器一个开门的信号，控制器通过驱动装置将门打开,当人通过门之后，在将关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理,既方便又提高了建筑档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到了广泛应用。自动门在国外早就得到了普遍应用，在国内也逐渐得到了大家的认可，已经迎来了自动门发展的黄金时期。早期自动门控制系统采用继电器逻辑控制,造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已被逐渐淘汰。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。他采用可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、和算数运算等操作指令,并能通过数字式和开关量的逻辑控制的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程.ＰLC具有可靠性高，抗干扰能力强,功能完善，适用性强，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,能耗低等优点。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻化工等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性，维修方便等优点。本课题的自动门设计运用PLC做控制器能大大提高自动门的稳定性和经济性,对与整个自动门行业是一次技术革新,提高了自动门的使用率,因此,进行自动门的PLC控制系统的设计，可以推动自动门行业的发展,扩大PLC在自动门行业乃至整个自动化行业的应用