plc課程設計--自動配料的PLC控制系統(tǒng)設計.doc

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1、 課 程 設 計課程名稱 電氣控制與PLC 課題名稱 自動配料的PLC控制系統(tǒng)設計 專業(yè)班級 自動化班 20 14 年 2 月 24日 課程設計任務書課程名稱 電氣控制與PLC 課題名稱 自動配料的PLC控制系統(tǒng)設計 專業(yè)班級 自動化1191 班 設計內(nèi)容與要求一. 課程設計的性質與目的 本課程設計是自動化專業(yè)教學計劃中不可缺少的一個綜合性教學環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)理論與實踐相結合的重要手段。它的主要目的是培養(yǎng)學生綜合運用本課程所學知識和技能去分析和解決本課程范圍內(nèi)的一般工程技術問題，建立正確的設計思想，掌握工程設計的一般程序和方法。通過課程設計使學生得到工程知識和工程技能的綜合訓練，獲得應用本課程的知

2、識和技術去解決工程實際問題的能力。 二. 課程設計的內(nèi)容 1.根據(jù)控制對象的用途、基本結構、運動形式、工藝過程、工作環(huán)境和控制要求，確定控制方案。2.繪制自動配料的PLC控制系統(tǒng)的電氣原理圖、控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。 3.選擇電器元件，列出電器元件明細表。 4. 上機調試程序。5. 編寫設計說明書 三. 課程設計的要求 1.所選控制方案合理，所設計的控制系統(tǒng)能夠滿足控制對象的工藝要求，并且技術先進，安全可靠，操作方便。 2.所繪制的設計圖紙符合國家標準局頒布的GB472884電氣圖用圖形符號、GB698887電氣制圖、GB715987電氣技術中的文字符號制定通

3、則。 3.所編寫的設計說明書應重點突出，層次清楚，條理分明，篇幅不少于7000字。主要設計條件1.實物PLC及其編程軟件，PLC實驗室設計說明書裝訂順序1.課程設計說明書封面。2.課程設計任務書。3.說明書目錄。4.正文（按設計內(nèi)容逐項書寫）。5.參考文獻。6.附錄。7.課程設計評分表。設計進度安排1. 第一周星期一上午：課題內(nèi)容介紹。2. 第一周星期一下午：仔細閱讀設計任務書，明確設計任務與要求，收集設計資料，準備設計工具。3. 第一周星期二第一周星期五：確定控制方案。繪制皮帶運輸機電氣控制系統(tǒng)的電氣原理圖、控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。選擇電器元件，列。4. 第

4、二周星期二：試驗調試5. 第二周星期三第二周星期五：編寫設計說明書,答辯。參考文獻1 劉星平.PLC原理及工程應用M. 北京： 中國電力出版社2 廖常初.PLC編程及應用M.北京：機械工業(yè)出版社3 萬太福.可編程序控制器及其應用M. 重慶：重慶大學出版社4 工廠常用電氣設備手冊編寫組.工廠常用電氣設備手冊M.北京：水利電力出版社5 謝桂林.電力拖動與控制M.北京： 中國礦業(yè)大學出版社6 劉星平.可編程控制器實驗指導書. 湖南工程學院附錄：課題簡介及控制要求有一個配料系統(tǒng)有四條傳送帶的傳送系統(tǒng)，分別用四臺電動機帶動，控制要求如下：系統(tǒng)啟動后，配料裝置能自動識別貨車到位情況及對貨車進行自動配料，當

5、車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關閉。1.初始狀態(tài)系統(tǒng)啟動后，紅燈L2滅，綠燈L1亮，表明允許汽車開進裝料。料斗出料口D2關閉，若傳感器S1置為OFF（料斗中的物料不滿），進料閥開啟進料（D4亮）。當S1置為ON（料斗中的物料已滿），則停止進料（D4滅）。電動機M1、M2、M3和M4均為OFF。2.裝車控制當汽車開進裝車位置時，限位開關SQ1置為ON，紅燈信號燈L2亮，綠燈L1滅；同時啟動電機M4，經(jīng)過1S后，再啟動M3，再經(jīng)1S后啟動M2，再經(jīng)過1S最后啟動M1，再經(jīng)過1S后才打開出料閥（D2亮），料斗出料。當車裝滿時，限位開關SQ2為ON，料斗關閉，1S后M1停止，M2在M1停止1S后停止，M3在

6、M2停止1S后停止，M4在M3停止1S后最后停止。同時紅燈L2滅，綠燈L1亮，表明汽車可以開走。3.停機控制按下停止按鈕SB2，自動配料裝車的整個系統(tǒng)終止運行。試設計滿足控制要求的PLC控制系統(tǒng)。目錄1緒論12課題介紹23設計內(nèi)容及要求3 3.1控制要求4 3.2設計要求5 3.3控制原理介紹及圖示6 3.4控制方案74 硬件設計8 4.1元器件選擇9 4.2元器件清單案104.3 硬件控制原理圖115軟件設計12 5.1設計思想13 5.2 I/O地址表146運行與調試157.小結168.參考文獻17附錄181順序功能圖192完整的梯形圖20一 緒論可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，

7、專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部儲存執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。目前，PLC在小型化，大型化，大容量，強功能等方面有了質的飛躍，使早期的PLC從最初的邏輯控制，順序控制發(fā)展成為具有邏輯判斷，定時，計數(shù)，記憶和算術運算，數(shù)據(jù)處理，聯(lián)網(wǎng)通行及PID回路調節(jié)等功能的現(xiàn)代PLC。但是仍能沿用著順序掃描，程序控制等基本模式及CPU+通行+I/O等基本結構。二課題介紹全自動配料控制系統(tǒng)在各個行業(yè)的應用

8、已屢見不鮮，如：冶金，有色金屬，化工，建材，食品等行業(yè)。它是成品生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，特別是有連續(xù)供料要求的行業(yè)，其配比的過程控制直接影響了成品的質量，它是企業(yè)取得最佳經(jīng)濟效益的的先決條件。雖然行業(yè)各自不同的工藝特點對配料控制要求也不同，但其高可靠性，先進性，開放性，免維護性，可擴展性是工廠自動化FA所追求的一致目標。2.1自動配料系統(tǒng)的特點（1）配料現(xiàn)場粉塵大，環(huán)境惡劣；（2）各組分在配方中所占比例不同，有時甚至 差異懸殊；（3）配料速度和精度要求高；（4）配方可能經(jīng)常變換，調整；（5）物料可能受環(huán)境影響，濕度影響；2.2自動配料系統(tǒng)的組成自動配料系統(tǒng)是對粉?；蛞后w物料進行單秤稱重并按所選配方混合

9、這一工業(yè)進行實時監(jiān)控管理的自動化系統(tǒng)已廣泛應用于冶金，建材，化工，醫(yī)藥，糧食及飼料的行業(yè)。（1）給料部分：給料部分是料倉向稱重設備中加料的執(zhí)行機構。根據(jù)物料的不同特性，可以選用的給料設備。（2）稱量部分：稱量部分由傳感器，標準連接件，接線盒和稱量斗組成與稱量儀表一起進行物料的稱量及誤差的檢測（3）配料控制系統(tǒng)：配料控制系統(tǒng)由稱量儀表，可編程控制器，上位工控機及其他控制器件等組成。（4）校秤系統(tǒng)：配料系統(tǒng)傳感器應進行定期調校，以保證系統(tǒng)配料精度。三設計要求及內(nèi)容 3.1控制要求系統(tǒng)啟動后，配料裝置能自動識別貨車到位情況和能夠自動對貨車進行配料，當車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關閉。3.2設計要求PLC

10、要實現(xiàn)各種下料量 的采集，喂料裝置的啟停，物料下料量的控制；3.3 控制原理皮帶輸送機由料斗，皮帶檢測系統(tǒng)和裝車系統(tǒng)組成。其工作原理是通過檢測料斗量來對整個系統(tǒng)進行控制。當物料不足時料斗進料，當料斗物料充足時，車到位皮帶啟動，料斗進行卸料，當車裝滿時皮帶依次停止，料斗關閉輸送過程結束。 3.4控制方案1根據(jù)課程設計任務書上提出的控制要求選擇系統(tǒng)方案與控制方式。2合理選擇元器件型號，正確選擇進行硬件電路 的設計與軟件的調試。3完成電路設計，編寫完成實時控制程序或編寫完成防真程序。 四硬件設計4.1元器件的選擇PLC的機型選擇原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠，維護使用最方便以及性能價格比

11、最的最優(yōu)化機型。在工藝過程比較固定，環(huán)境條件較好的場合，建議選用整體結構式的PLC，其他情況最好選用模塊式的PLC。4.2元器件的清單名稱 數(shù)量電器與可編程控制器 FX2N-48RM紅綠燈 6電動機 4開關與按鈕 5傳感器 1熔斷器 12繼電器 44.3 硬件控制原理圖 五軟件設計5.1設計思想（1）軟件設計的主要任務是根據(jù)控制系統(tǒng)的要求將順序功能圖轉換為梯形圖在程序設計的時候最好將使用的軟元件（如內(nèi)部繼電器，定時器，計算器等）列表，表明用途，以便于程序設計，調試和系統(tǒng)運行維護，檢修時查閱。（2）模擬調試。將設計好的程序下載到PLC的主單元中。由外界信號源加入測試信號，可用按鈕或小開關模擬輸入

12、信號，用指示燈模擬負載，通過各種指示燈的亮暗情況了解程序運行的情況，觀察輸入/輸出之間的變化關系及邏輯狀態(tài)是否符合設計的要求，并及時修改和調整程序，直到滿足設計要求為止。5.2 I/O表輸入SB1SB2S1SQ1SQ2I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4輸出D1D2D3D4L1L2M1M2M3M4Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1六運行與調試系統(tǒng)啟動后，配料裝置能自動識別貨車到位情況和能夠自動對貨車進行配料，當車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關閉。紅燈L2滅，綠燈L1亮，表明允許汽車開進裝料。料斗出料口D2關閉，若料位傳感器S1置為OOF（料斗中的物料

13、已滿），則停止進料（D4亮）。當S1置為ON（料斗中的物料已滿），則停止進料（D4滅）。電動機M1、M2、M3和M4均為OFF。裝車過程中，當汽車開進裝車位置時，限位開關SQ1置為ON，紅燈信號燈L2亮，綠燈L1滅；同時啟動電機M4，經(jīng)過1S后，再啟動啟動M3，再經(jīng)1S后啟動M2，再經(jīng)過1S最后啟動M1，再經(jīng)過1S后才打開出料閥（D2亮），物料經(jīng)料斗出料。當車裝滿時，限位開關SQ2為ON，料斗關閉1S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止1S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。同時紅燈L2滅，綠燈L1亮，表明汽車可以開走。七小結本實驗采用PLC控制方式來實現(xiàn)自動配料系統(tǒng)，實現(xiàn)物

14、料傳送，下料控制，等功能。配料裝置能自動識別貨車到位情況和能夠自動對貨車進行配料，當車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關閉。整個系統(tǒng)自動進行調高 了配料精度和速度。在本次課程設計中，得到了老師和同學的幫組，借此機會向他們表示誠摯的謝意，通過這一階段的努力，我對PLC這門課程有了更深刻的理解，對PLC編程，調試更加熟練，對我們將來工作有很大的幫助。這次自動配料系統(tǒng)模擬的設計與老師，同學的幫助，鼓勵是分不開的。八參考文獻參考文獻1 劉星平.PLC原理及工程應用M. 北京： 中國電力出版社2 廖常初.PLC編程及應用M.北京：機械工業(yè)出版社3 萬太福.可編程序控制器及其應用M. 重慶：重慶大學出版社4 工廠常

15、用電氣設備手冊編寫組.工廠常用電氣設備手冊M.北京：水利電力出版社5 謝桂林.電力拖動與控制M.北京： 中國礦業(yè)大學出版社6 劉星平.可編程控制器實驗指導書. 湖南工程學院附錄： 順序功能圖SM0.1I0.0*I0.2I0.0*I0.2I0.3T40T41T42M0.6M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4M0.5Q0.4Q0.4Q0.3SQ0.5SQ1.1T40SQ1.0T41SQ0.7T42SQ.6T43M0.7Q0.1M1.0M1.1M1.2M1.3T44T43I0.4T44RQ0.6T45T45RQ0.7T46T46RQ1.0T47M1.4T47RQ1.1RQ0.5Q0.4I0.1 梯形圖程序電氣信息學院課程設計評分表項 目評 價優(yōu)良中及格差設計方案合理性與創(chuàng)造性（10%）開發(fā)板焊接及其調試完成情況*（10%）硬件設計或軟件編程完成情況（20%）硬件測試或軟件調試結果*(10%)設計說明書質量(20%)答辯情況(10%)完成任務情況(10%)獨立工作能力(10%)出勤情況(10%)綜 合 評 分 指導教師簽名：_ 日 期：_注：表中標*號項目是硬件制作或軟件編程類課題必填內(nèi)容； 此表裝訂在課程設計說明書的最后一頁。課程設計說明書裝訂順序：封面、任務書、目錄、正文、評分表、附件（非16K大小的圖紙