自動(dòng)供料系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的很多領(lǐng)域中，自動(dòng)控制系統(tǒng)起著越來(lái)越重要的作用，并且隨著生產(chǎn)和科技的發(fā)展，自動(dòng)化水平也越來(lái)越高，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越多。所以自動(dòng)化控制已成為未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。</p><p>　　自動(dòng)供料系統(tǒng)是常見的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的各種優(yōu)點(diǎn)所以自動(dòng)供料機(jī)的馬達(dá)常選用異步電動(dòng)機(jī)。異步電

2、動(dòng)機(jī)突出的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料，價(jià)格便宜。其工作原理是當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組，通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。本設(shè)計(jì)就是以PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料供給的控制。</p><p>

3、　　文中闡述了基于PLC的自動(dòng)加料機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，介紹了PLC的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)、自動(dòng)加料機(jī)的工藝技術(shù)要求、硬件的選擇、PLC模塊I/O端口的分配、程序結(jié)構(gòu)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)供料系統(tǒng)；PLC；梯形圖；程序設(shè)計(jì) </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　緒 論1</p>

4、<p>　　一、課題設(shè)計(jì)的背景2</p><p>　?。ㄒ唬┍菊n題設(shè)計(jì)目的和意義2</p><p>　?。ǘ┍菊n題設(shè)計(jì)的要求2</p><p>　　二、系統(tǒng)控制方案的確定4</p><p>　?。ㄒ唬┫到y(tǒng)設(shè)計(jì)的思路4</p><p>　?。ǘ┫到y(tǒng)控制方案4</p><p&

5、gt;　　三、可編程控制器概述6</p><p>　?。ㄒ唬㏄LC簡(jiǎn)介6</p><p>　?。ǘ㏄LC的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)7</p><p>　?。ㄈ㏄LC的應(yīng)用8</p><p>　?。ㄋ模㏄LC的發(fā)展10</p><p>　　四、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)11</p><p>　　（一）PLC的

6、選擇11</p><p>　　（二）電動(dòng)機(jī)的選擇12</p><p>　?。ㄈ┢渌骷倪x擇12</p><p>　?。ㄋ模┯布B接圖的繪制13</p><p>　　五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)15</p><p>　?。ㄒ唬㏄LC梯形圖概述15</p><p>　?。ǘ┫到y(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)16

7、</p><p>　?。ㄈ┨菪螆D的設(shè)計(jì)17</p><p>　?。ㄋ模┫到y(tǒng)程序調(diào)試19</p><p><b>　　結(jié) 論21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　致 謝23</b>

8、;</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，整個(gè)國(guó)家自動(dòng)化水平和信息化水平的長(zhǎng)足發(fā)展，社會(huì)對(duì)這方面的要求越來(lái)越多。以前的工廠都是利用人工的方式進(jìn)行生產(chǎn)加工，這樣的工作的方式，不僅沒有安全保障，而且沒有很高的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　改革開放以來(lái)，國(guó)內(nèi)的發(fā)展形式越來(lái)越好，競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越

9、激烈，高科技設(shè)備逐漸代替了以前的手工操作方式，自動(dòng)化設(shè)備也越來(lái)越多，自動(dòng)控制系統(tǒng)用的越來(lái)越多。公司面對(duì)的壓力也越來(lái)越大，不僅要考慮國(guó)內(nèi)的對(duì)手，國(guó)外的競(jìng)爭(zhēng)逐步加大，隨著信息科技、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，產(chǎn)品更新更為迅速，尤其是隨著高新科技的日新月異，產(chǎn)品的類型、工藝外形越來(lái)越復(fù)雜，再加上企業(yè)經(jīng)營(yíng)與發(fā)展必會(huì)面對(duì)勞工的短缺、人工成本要省力化、合理化與自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，傳統(tǒng)的手工送料已經(jīng)不能滿足要求，這時(shí)自動(dòng)加料機(jī)就應(yīng)運(yùn)

10、而生。在今天現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域中，什么是加料機(jī)呢？顧名思義，加料機(jī)就是專門用于粒料，粉料，片狀料，帶狀等材料的自動(dòng)化、數(shù)控化、精確化的輸送機(jī)器，送料機(jī)是借助于機(jī)器運(yùn)動(dòng)的作用力加于材料，對(duì)材料進(jìn)行運(yùn)輸?shù)臋C(jī)器。</p><p>　　特別是近年來(lái)，各項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，如自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和信息技術(shù)，使得這些應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越多。作為輔助裝置的送料機(jī)構(gòu)自動(dòng)化水平也需要越來(lái)越高。</p>

11、<p>　　綜上所述，在本著節(jié)約資金、降低成本、提高生產(chǎn)效率、保障人身安全、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)作的情況下對(duì)加料機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，研究出更加適合于工作環(huán)境的自動(dòng)化加料機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)的背景</b></p><p>　　在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域中，自動(dòng)控制技術(shù)起著越來(lái)越重要的作用，并且隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化水平也越來(lái)越高。自動(dòng)控制利用

12、控制裝置使被控對(duì)象的某個(gè)參數(shù)自動(dòng)的按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。本設(shè)計(jì)的自動(dòng)加料機(jī)控制系統(tǒng)就是采用自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的，這樣就大大提高了工作的效率，整個(gè)過(guò)程又快又穩(wěn)。</p><p>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)目的和意義</p><p>　　由于自動(dòng)化在當(dāng)今時(shí)代發(fā)展越來(lái)越快，自動(dòng)化水平也不斷的提高，所以PLC已成為了廣泛的應(yīng)用， PLC加料控制系統(tǒng)是工業(yè)流程中的一環(huán)，他通過(guò)PLC控制，接觸器、傳感器等配合。

13、再輔以開關(guān)元件、熱繼電器等元件設(shè)備，以達(dá)到自動(dòng)下料、稱量、并將原料運(yùn)走的全程自動(dòng)運(yùn)作。其中操作人員只需控制啟動(dòng)與停止按鈕即可，并可在任何時(shí)候按下停車按鈕，系統(tǒng)將在完成當(dāng)前流程后再停車于初始狀態(tài)，不用考慮因停車時(shí)間不對(duì)、原料滯留而引起的下次啟動(dòng)時(shí)過(guò)程錯(cuò)誤，從而降低了對(duì)工作人員的操作要求及其勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p><b>　?。ǘ┰O(shè)計(jì)的要求</b></p><p>

14、　　1．按下啟動(dòng)按鈕后，接通上輸送帶電動(dòng)機(jī)（進(jìn)料電動(dòng)機(jī)）M3，上輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)，開始向秤斗進(jìn)料。</p><p>　　2．當(dāng)稱斗中的原料達(dá)到設(shè)定重量，料位開關(guān)S3動(dòng)作，M3停止運(yùn)行，停止進(jìn)料，同時(shí)接通下輸送帶電動(dòng)機(jī)（進(jìn)料達(dá)到）M4（出料電動(dòng)機(jī)）和開閘電動(dòng)機(jī)M1，使下輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)，斗秤閘門打開，將料輸出至下傳送帶。</p><p>　　3．當(dāng)閘門完全打開，碰撞閘門上限位開關(guān)S1，切斷M1，M1停止

15、運(yùn)行。</p><p>　　4．當(dāng)稱斗中原料下完，料位開關(guān)S4動(dòng)作，接通關(guān)閘電動(dòng)機(jī)M2，關(guān)閉閘門。</p><p>　　5．當(dāng)閘門完全關(guān)閉，碰撞閘門下限位開關(guān)S2，切斷M2，M2停止運(yùn)行，接通M3，料倉(cāng)重新開始下料。</p><p>　　6．按下停止按鈕時(shí)，應(yīng)等秤斗中的原料下完，再延時(shí)10S，待傳送帶上的原料輸送完畢，自動(dòng)切斷電源，停止系統(tǒng)。</p>

16、<p>　　7．如果出現(xiàn)故障，可直接切斷電源，停止一切動(dòng)作。</p><p>　　二、系統(tǒng)控制方案的確定</p><p>　?。ㄒ唬┫到y(tǒng)設(shè)計(jì)的思路</p><p>　　在自動(dòng)供料系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1．深入了解和分析自動(dòng)供料系統(tǒng)的工藝條件和控制要求。</p><p>　　2．

17、確定I/O點(diǎn)數(shù)。根據(jù)自動(dòng)供料系統(tǒng)功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)等，常用的輸出設(shè)備有指示燈等。</p><p>　　3．根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型。</p><p>　　4．分配I/O點(diǎn)，分配PLC的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。</p><p>　　5．設(shè)計(jì)自動(dòng)供料系統(tǒng)的梯形圖程序，這是

18、整個(gè)異步電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。</p><p>　　6．將PLC程序經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)模擬運(yùn)行，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。</p><p>　　7．PLC軟、硬件設(shè)計(jì)完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要逐一排除，直至調(diào)試成功。</p><p><b>　?。ǘ┫到y(tǒng)控制方案</b></p><p>

19、　　實(shí)現(xiàn)基于S7-200供料系統(tǒng)控制設(shè)，進(jìn)行供料控制系統(tǒng)研究和分析；進(jìn)行PLC應(yīng)用研究和分析；進(jìn)行加料PLC系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，PLC軟件編程設(shè)計(jì)，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。三個(gè)電機(jī)均采用三相交流異步機(jī)，其中傳送帶電機(jī)M3、M4功率為4000瓦，額定電壓為380V，額定電流為10A，M1功率為2000瓦，額定電壓為380V，額定電流為5A。</p><p>　　供料系統(tǒng)工藝過(guò)程與控制要求：?jiǎn)?dòng)后，M3得電，輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)和開始進(jìn)料。

20、當(dāng)稱斗中的原料達(dá)到設(shè)定重量，S3動(dòng)作，接通M4，切斷M3，停止進(jìn)料，同時(shí)M1得電，M1電機(jī)正轉(zhuǎn)，打開稱斗閘門，下料至傳送帶，當(dāng)閘門完全打開，碰撞S1，切斷M1。當(dāng)稱斗中原料下完，S4動(dòng)作，接通M1電機(jī)的反轉(zhuǎn)，關(guān)閉閘門，當(dāng)閘門完全關(guān)閉，碰撞S2，切斷M1，接通M3，料倉(cāng)重新開始下料。當(dāng)按停車時(shí)，應(yīng)等稱斗中的原料下完，再延長(zhǎng)10秒，待傳送帶上的原料輸送完畢，才切斷電源。如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1

21、加料系統(tǒng)原理圖</p><p>　　三、可編程控制器概述</p><p><b>　?。ㄒ唬㏄LC簡(jiǎn)介</b></p><p>　　可編程控制器（Programmable Controller）是計(jì)算機(jī)家族中的一員是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)

22、稱PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。</p><p>　　在60年代，汽車生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的。當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。隨著

23、生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號(hào)更新的周期愈來(lái)愈短，這樣繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計(jì)和安裝，十分費(fèi)時(shí)，費(fèi)工，費(fèi)料甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現(xiàn)狀，美國(guó)通用汽車公司在1969年公開招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)，即</p><p>　　1．編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；</p><p>　　2．維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；</p><p&g

24、t;　　3．可靠性高于繼電器控制裝置；</p><p>　　4．體積小于繼電器控制裝置；</p><p>　　5．?dāng)?shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；</p><p>　　6．成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；</p><p>　　7．輸入可以是交流115V；</p><p>　　8．輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接

25、觸器等；</p><p>　　9．在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更；</p><p>　　10．用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K。 </p><p>　　1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出第一臺(tái)PLC，在美國(guó)通用汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在

26、美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。到1971年，已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。 </p><p>　　這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國(guó)家的高度重視。1971日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺(tái)PLC。1973年，西歐國(guó)家也研制出它們的第一臺(tái)PLC。我國(guó)從1974年開始研制。于1977年開始工業(yè)應(yīng)用。</p><p>　　（二）PLC的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

27、</p><p>　　基本結(jié)構(gòu)：各種PLC的組成結(jié)構(gòu)基本相同，主要有CPU,電源，儲(chǔ)存器和輸入輸出接口電路等組成。</p><p>　　1．中央處理器：中央處理器單元一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。CPU是PLC的核心，它不斷采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)輸出。</p><p>　　2．儲(chǔ)存器：PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器兩種。系統(tǒng)存儲(chǔ)器用于存放

28、PLC的系統(tǒng)程序，用戶存儲(chǔ)器用于存放PLC的用戶程序。</p><p>　　3．輸入輸出接口單元：PLC的輸入接口電路的作用是將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號(hào)輸入CPU；PLC的輸出接口電路的作用是將CPU向外輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行元件的信號(hào)，以便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。PLC的輸入輸出接口電路一般采用光耦合隔離技術(shù)，可以有效地保護(hù)內(nèi)部電路。</p><p>　　4．

29、輸入接口電路：PLC的輸入接口電路可分為直流輸入電路和交流輸入電路。直流輸入電路的延遲時(shí)間比較短，可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置連接；交流輸入電路適用于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。交流輸入電路和直流輸入電路類似，外接的輸入電源改為220V交流電源。</p><p>　　5．輸出接口電路：輸出接口電路通常有3種類型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型。</p><p>

30、　　6．?dāng)U展接口和通信接口：PLC的擴(kuò)展接口的作用是將擴(kuò)展單元和功能模塊與基本單元相連，使PLC的配置更加靈活，以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。</p><p>　　7．電源：PLC一般使用220V交流電源或24V直流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為PLC的中央處理器、存儲(chǔ)器等電路提供5V、12V、24V直流電源，使PLC能正常工作。</p><p>　　特點(diǎn)：使用靈活、通用性強(qiáng)；可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；

31、接口簡(jiǎn)單、維護(hù)方便；編程軟件簡(jiǎn)單易學(xué)；適用性好，具有柔性；體積小、功耗小、性價(jià)比高等特點(diǎn)。</p><p><b>　?。ㄈ㏄LC的應(yīng)用</b></p><p>　　PLC的應(yīng)用領(lǐng)域，最初，PLC主要用于開關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步，它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。如今，PLC不僅用于開關(guān)量控制，還用于模擬量及數(shù)字量的控制，可采集與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；

32、還可聯(lián)網(wǎng)、通訊，實(shí)現(xiàn)大范圍、跨地域的控制與處理。PLC已日益成為產(chǎn)業(yè)控制裝置家族中一個(gè)重要的角色。但歸納起來(lái)，PLC的主要應(yīng)用有以下五個(gè)方面：</p><p><b>　　1.開關(guān)邏輯量控制</b></p><p>　　開關(guān)邏輯量控制是PLC最基本的應(yīng)用，即用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序控制。如機(jī)床電氣控制、電動(dòng)機(jī)控制、注塑機(jī)控制、電鍍流水線、電

33、梯控制等等?？傊琍LC既可以用于單機(jī)控制，也可以用于多機(jī)群和生產(chǎn)線的控制。</p><p><b>　　2.模擬量過(guò)程控制</b></p><p>　　除了數(shù)字量之外，PLC還能控制連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、速度、流量、液位、電壓和電流等均為模擬量。通過(guò)各種傳感器將相應(yīng)的模擬量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過(guò)A/D模塊將他們轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送到PLC內(nèi)部CPU處理，處理后的

34、數(shù)字量在經(jīng)過(guò)D/A模塊轉(zhuǎn)換為模擬量進(jìn)行輸出控制。若使用專用的智能PID模塊，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的閉環(huán)控制。</p><p><b>　　3.機(jī)械件位置控制</b></p><p>　　位置控制是指PLC使用專用的位置控制模塊來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)械構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)控制，如控制構(gòu)件的速度、位移、運(yùn)動(dòng)方式等。PLC位置控制的典型應(yīng)用有機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)械手的

35、位置控制、電梯運(yùn)動(dòng)控制等，PLC還可以和計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置組成數(shù)控機(jī)床，以數(shù)字控制方式控制零件的加工、金屬的切削等，實(shí)現(xiàn)高精度的加工。</p><p>　　4.現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理</p><p>　　目前PLC都具有數(shù)據(jù)處理指令、數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令和循環(huán)移位與移位指令，所以由PLC構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)，可以方便的對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和加工處理。數(shù)據(jù)處理通常用于諸如柔性制造系統(tǒng)、

36、機(jī)器人和機(jī)械手的控制系統(tǒng)等大中型控制系統(tǒng)中。</p><p>　　5.通信聯(lián)網(wǎng)、多級(jí)控制</p><p>　　PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)之間通信，要采用其專用通信模塊，并利用RS-232或RS-422A接口，用雙絞線經(jīng)過(guò)同軸電纜或光纜將它們連接成網(wǎng)絡(luò)。并由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)PLC組成的分布式控制系統(tǒng)，進(jìn)行“集中管理，分散控制”，建立工廠的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。PLC還可以連接CRT顯示器或

37、打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)顯示和打印。</p><p><b>　?。ㄋ模㏄LC的發(fā)展</b></p><p>　　21世紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)

38、界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程

39、控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。</p><p><b>　　四、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　（一）PLC的選擇 </p><p>　　PLC輸入輸出地址分配：控制系統(tǒng)的I/O地址分配、元器件代碼、說(shuō)明見下方表格所示。其中SB1、SB2為按鈕；S1～S4為傳感器

40、觸點(diǎn)。KM1、KM2對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)M1正反轉(zhuǎn)；KM3、KM4控制電機(jī)M3、M4，以帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)課題的控制要求，繪制I/O分配表，如表4.1所示。</p><p>　　表4.1 系統(tǒng)的I/O分配表</p><p>　　PLC的選擇：通過(guò)對(duì)系統(tǒng)控制要求的分析可知，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)六個(gè)、開關(guān)量輸出點(diǎn)四個(gè)。再考慮一定的輸入輸出點(diǎn)余量，所以選用西門子S7—200系列的CPU222（8DI/6

41、DO）。由于系統(tǒng)無(wú)模擬量輸入輸出要求，故無(wú)需再選用擴(kuò)展模塊。如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 西門子S7—222</p><p><b>　?。ǘ╇妱?dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　由于經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，選擇額定轉(zhuǎn)速時(shí)則應(yīng)主要考慮縮短啟、制動(dòng)時(shí)間以提高生產(chǎn)率。啟、制動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)、短主要取決于電動(dòng)機(jī)的飛輪矩和額定

42、轉(zhuǎn)速，應(yīng)選擇較小的飛輪矩和額定轉(zhuǎn)速。</p><p>　　據(jù)上所述電動(dòng)機(jī)選取額定電壓為380V,額定功率為4KW、額定轉(zhuǎn)速720min/r 的鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)</p><p>　?。ㄈ┢渌骷倪x擇</p><p>　　接觸器的選擇：由三個(gè)電動(dòng)機(jī)均采用異步三相交流電機(jī)

43、，故采用AC—3型接觸器；其中傳送帶電機(jī)M3、M4的功率為4KW，額定電壓為380V，故KM3、KM4采用CJX2—12型接觸器（12A）；而帶動(dòng)閘門開關(guān)的電動(dòng)機(jī)M1為2KW，額定電壓為380V電機(jī)，故采用CJX2—12型接觸器（9A）作為KM1、KM2。</p><p>　　熱繼電器的選擇：由于M3、M4的額定電流為10A，于是采用TK—E02W—C（9—13A）型熱繼電器，調(diào)制9.5～10.5A既可；又M1的

44、額定電流為5A，故采用TK—E02S—C（4—6A）型熱繼電器，調(diào)至4.75～5.25A既可。</p><p>　?。ㄋ模┯布B接圖的繪制</p><p><b>　　1．主電路圖</b></p><p>　　三臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別為MA1、MA2、MA3。主電路如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.3 自動(dòng)加料的PLC控

45、制系統(tǒng)主電路</p><p>　　2．PLC外部接線圖</p><p>　　自動(dòng)供料的PLC控制系統(tǒng)外部接線圖，如圖4.4所示。</p><p>　　圖4.4 自動(dòng)加料的PLC控制系統(tǒng)接線圖</p><p><b>　　五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　（一）PLC梯形圖概述</

46、p><p>　　梯形圖是使用得最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱為PLC的第一編程語(yǔ)言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有觀點(diǎn)易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。</p><p>　　PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元

47、（軟繼電器），每一軟繼電器與PLC存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。該存儲(chǔ)單元如果為“l(fā)”狀態(tài)，則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈“通電”，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“l(fā)”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲(chǔ)單元為“0”狀態(tài)，對(duì)心軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“O”或“OFF”狀態(tài)。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。</p><p>　　梯形圖兩側(cè)的垂直公共線

48、稱為母線(Bus bar)，在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線（左母線和右母線）之問(wèn)有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，母線之問(wèn)有“能流”從左內(nèi)右流動(dòng)。右母線可以不畫出。</p><p>　　根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中符線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所

49、利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的。</p><p>　　（二）系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)木課題的控制要求和安全要求，所設(shè)汁的程序按照?qǐng)D5.1所示。</p><p>　　圖5.1 系統(tǒng)流程圖</p><p><b>　?。ㄈ┨菪螆D的設(shè)計(jì)</b></

50、p><p>　　本系統(tǒng)運(yùn)用SEPT7-Micro/WIN SMART編程軟件進(jìn)行梯形圖順控程序編寫，在編寫梯形圖的過(guò)程中遵循以下編程規(guī)則：</p><p>　　1．每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。</p><p>　　2．梯形圖每行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有觸點(diǎn)）。</p><p>

51、;　　3．線圈不能直接接在左邊母線上。</p><p>　　4．在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈如果使用2次，稱雙線圈輸出，它容易引起誤操作，應(yīng)避免。</p><p>　　5．在梯形圖中沒有真實(shí)的電流流動(dòng)，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定梯形圖中有“電流”流動(dòng)，在這個(gè)“電流”只能在梯形圖中但方向流動(dòng)——即從左到右流動(dòng)，層次的改變只能從上到下。</p>&l

52、t;p>　　設(shè)計(jì)的梯形圖如圖5.2所示，其中啟動(dòng)條件由I0.0（啟動(dòng)按鈕按下）閉合、或未停車及稱門完全閉合信號(hào)（I0.3+M0.0）所決定。而且用計(jì)時(shí)器T37做十秒的延時(shí)以控制運(yùn)走傳送帶電機(jī)M4的運(yùn)行。以保證斗稱中原料下完后傳送帶再運(yùn)行一段時(shí)間把已下原料全部運(yùn)走。而停止按鈕則使中間繼電器M0.0失電，即使稱門完全關(guān)閉（I0.3閉合），也無(wú)法再次啟動(dòng)。</p><p>　　圖5.2 系統(tǒng)梯形圖</p&g

53、t;<p>　　程序分析：按下啟動(dòng)按鈕SB1(I0.0)后，Q0.2接通（進(jìn)料），進(jìn)料達(dá)到之后，S3（I0.4）動(dòng)作，則Q0.2斷開（停止進(jìn)料），同時(shí)Q0.3(出料)、Q0.0(開閘)接通。開閘最大時(shí)門上限開關(guān)S1(I0.2)動(dòng)作，Q0.0斷開。下完料之后，S4(I0.5)動(dòng)作，Q0.1(關(guān)閘)接通，當(dāng)閘門關(guān)閉時(shí)，S2(I0.3)動(dòng)作,Q0.1斷開，同時(shí)接通Q0.2又開始進(jìn)料。如果不按下停止按鈕SB2(I0.1)，則可以循

54、環(huán)。如果按下停止按鈕SB2（I0.1），則M0、M2輔助繼電器接通，Q0.2斷開。同時(shí)Q0.3(出料)、Q0.0(開閘)接通。開閘最大時(shí)門上限開關(guān)S1(I0.2)動(dòng)作，Q0.0斷開。下完料之后，S4(I0.5)動(dòng)作，Q0.1(關(guān)閘)接通，M1輔助繼電器接通，定時(shí)器T0接通計(jì)時(shí)，當(dāng)閘門關(guān)閉時(shí)，S2(I0.3)動(dòng)作，Q0.1斷開，同時(shí)10S計(jì)時(shí)到的，Q0.3也運(yùn)料完畢，系統(tǒng)全部斷開。</p><p><b>

55、;　?。ㄋ模┫到y(tǒng)程序調(diào)試</b></p><p>　　使用Micro/win32軟件輸入梯形圖后，編譯、連接、檢查無(wú)誤后下載入PLC之后打開模擬堅(jiān)實(shí)按鈕，觀察程序運(yùn)行。</p><p>　　I0.0得電、中間繼電器M0.0得電并自鎖、Q0.2得電并自鎖；</p><p>　　I0.4得電、Q0.2被斷開、Q0.0得電并自鎖、Q0.3得電并自鎖；</

56、p><p>　　I0.2得電、Q0.0失電斷開；</p><p>　　I0.5得電、Q0.1得電并自鎖、中間繼電器M0.1得電并自鎖，使得開通延時(shí)繼電器T37得電并開始計(jì)時(shí)；</p><p>　　I0.3得電、Q0.1失電斷開、并使得Q0.2再次得電運(yùn)行；</p><p>　　T37計(jì)時(shí)到后、斷開Q0.3、并斷開自身計(jì)時(shí)回路；</p>

57、<p>　　I0.1得電、中間繼電器M0.0被斷開、既I0.3得電后無(wú)法啟動(dòng)Q0.2。</p><p>　　上述過(guò)程中利用PLC開關(guān)量與軟件模擬實(shí)際流程運(yùn)行過(guò)程。程序完成指定設(shè)計(jì)要求，能較好的完成工程任務(wù)，調(diào)試成功。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要應(yīng)用了PLC控制技術(shù)，對(duì)電機(jī)

58、的轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)化的控制，實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)配送。</p><p>　　通過(guò)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)PLC有了深入的了解。完成了以下的設(shè)計(jì)：</p><p>　　1．自動(dòng)供料的原理和結(jié)構(gòu)的分析</p><p>　　2．系統(tǒng)控制方案的確定</p><p>　　3．PLC類型的選擇</p><p>　　4．框圖和梯形圖的設(shè)計(jì)</p

59、><p>　　5．對(duì)設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行</p><p>　　在設(shè)計(jì)分析階段，由于本次是設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制系統(tǒng)，所以對(duì)其中的PLC的工作分析尤為重要。</p><p>　　但是由于對(duì)加工環(huán)境的不了解，而且沒有進(jìn)行具體的實(shí)際性操作，本次設(shè)計(jì)還有一定的不完善，希望在以后的實(shí)踐中補(bǔ)充不足。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b

60、></p><p>　　[1] 廖常初．可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M]．重慶大學(xué)出版社．2004</p><p>　　[2] 湯白春．PLC原理及應(yīng)用技術(shù)[M]．高等教育出版社．2006</p><p>　　[3] 胡志平．PLC控制系統(tǒng)的控制應(yīng)用[J]．2004</p><p>　　[4] 葉瑰昀．自功控制元件[M]．工程大學(xué)出版社．20

61、02</p><p>　　[5] 張萬(wàn)忠．PLC應(yīng)用及維修技術(shù)[M]．化學(xué)工業(yè)出版社．2006</p><p>　　[6] 吳明亮．可編程控制器實(shí)訓(xùn)教程[M]．化學(xué)工業(yè)出版社．2005</p><p>　　[7] 吉順平．西門子PLC與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社．2008</p><p><b>　　致 謝</b

62、></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次讓我們把所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化的應(yīng)用到實(shí)際中的一個(gè)體現(xiàn)，能夠鍛煉我們應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，讓自己能夠更好的了解大學(xué)三年來(lái)學(xué)到了什么，也加深了對(duì)本專業(yè)的了解。是一個(gè)很好的平臺(tái)，為我們以后不管是工作和生活都有很重要的作用。</p><p>　　經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，此次設(shè)計(jì)能夠順利的完成，在這里最先要感謝的是我的母?！獂x學(xué)院，它不僅教會(huì)了很多知識(shí)，而且還教我懂得了