基于PLC控制的自动送料装车系统
摘要
随着PLC技术的广泛应用，工业控制系统的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式，对项目来说是费力费时、得不偿失，同时，MIS（management information system,管理信息系统）和CIMS(computer integration manufacture system,计算机集成制造系统)的大量应用，要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据，以便优化企业生产经营中的各个环节。因此组态软件在我国的应用逐渐的到了普及。
本文基于PLC对自动送料装车系统的控制，提出了用组态仿真的方法实现对自动送料装车系统的监控。首先，用PLC编程实现送料系统的基本功能。其次，画出组态仿真画面，定义组态变量，对组态中的一些基本量如（管道中物料的流动）进行仿真。然后，把PLC程序和组态结合，通过数据连接，实现通信。最后，运行PLC程序及组态仿真程序，实现组态对整个系统实时监控。在实现组态控制时，本文详细的介绍了组态王软件的编程及通信，使读者很容易的了解组态王软件运行仿真过程。
关键词：PLC,组态王,监控,仿真
PLC-based automatic feed Loading System
ABSTRACT
Along with PLC technology widespread application, industrial control system's thorough, when faces the scale is bigger, controls the more complex control system, the people gradually realize the original superior machine programming the development way, to the project is the time-consuming hard sledding, the gain does not equal the loss, simultaneously, MIS (management information system) and CIMS (computer integration manufacture s ystem) the massive applications, the request industry scene for enterprise's production, the management, the decision-making provides more detailed and a thorough data, with the aim of optimizing in the enterprise production operation each link. There fore configuration software in our country's application gradual to popularization.
This article based on PLC to feed control load system, proposed realizes with the configuration simulation's method to the feed control load system's monitoring. First, programs with PLC realizes feed system's basic function. Next, draws the configuration simulation picture, the definition configuration variable, like (in pipeline material flowing) carries on the simulation to configuration some fundamental quantities. Then, the PLC procedure and the configuration union, through the data connection, realizes the correspondence. Finally, moves the PLC procedure and the configuration simulated program, realizes the configuration real-time monitoring overall system. When realizes the configuration control, this article detailed introduction configuration king software's programming and the correspondence, caused the reader very easy to understand the configuration king software movement simulation process.
KEY WORDS: PLC,configuration,monitoring,simulation
目录
前言................................................. V 第1章概述 (1)
§1.1 可编程控制技术的发展状况 (1)
§1.2 基于PLC控制的自动送料装车系统简介 (1)
§1.3 PLC的特点 (2)
§1.4 PLC的应用领域 (3)
§1.5 组态仿真软件简介 (4)
§1.5.1 组态王软件简介 (4)
§1.5.2 组态王6.5的特点 (5)
§1.5.3 组态王作用 (8)
第2章系统硬件设计 (9)
§2.1 系统硬件的设计 (9)
§2.1.1 自动送料装车系统控制工艺要求 (9)
§2.1.2 主电路的设计 (10)
§2.1.3 I/O地址分配 (10)
§2.1.4 PLC外部接线图的设计 (11)
第3章系统软件设计 (13)
§3.1 系统功能的分析与设计 (13)
§3.2 系统结构的分析与设计 (14)
§3.3 程序设计的常用方法 (15)
§3.4 PLC程序设计 (16)
§3.4.1 PLC程序流程图 (16)
§3.4.2 PLC梯形图设计 (18)
§3.5 组态监控系统设计 (21)
§3.5.1 监控系统的形成背景 (21)
§3.5.2 组态王工程的建立 (22)
§3.5.3 组态画面的建立 (23)
§3.5 4 定义IO设备 (25)
§3.5.5 构造数据库 (26)
§3.5.6 建立动画连接 (28)
第4章软件调试 (32)
§4.1 软件调试概述 (32)
§4.2 通信协议 (33)
§4.3 PLC软件测试 (33)
§4.3.1 PLC程序的模拟调试 (33)
§4.3.2 PLC程序下载 (34)
§4.4 组态调试 (35)
§4.4.1 组态通讯调试 (35)
§4.4.2 组态监控仿真 (37)
§4.4.3 导航菜单 (38)
第5章总结与展望 (41)
§5.1 全文总结 (42)
§5.2 研究展望 (42)
参考文献 (43)
致谢................................ 错误！未定义书签。附录................................ 错误！未定义书签。
前言
可编程控制器（PLC）是集自动控制、计算机和通信技术三者于一体的工业控制装置。PLC与组态软件的联合应用，可组成目前较为流行的监控系统。目前，西门子（SIEMENS）、欧姆龙（OMRON）和三菱（MITSUBISH）等几家公司的PLC应用较为广泛。本设计主要用西门子（SIEMENS）公司的S7-200系列小型PLC和目前较为流行的组态王6.5（KingView6.5）软件为主要工具，设计开发自动送料装车运行及监控系统。本设计用大量的图形的形式介绍组态王（KingView）与PLC的联合应用，真正达到理论和实际的有机结合。
本文从自动送料装车系统的工艺出发，选择了西门子（SIEMENS）S7-200系列PLC作为主要的编程对象，实现自动送料装置的基本运行，然后又详细地介绍了组态王 6.5（KingView6.5）软件的功能及命令语言的编辑，实现了对系统的监控功能，并且对一些变量实现了远程控制。
由于时间仓促，加之理论水平的限制，论文中难免有疏漏和不足之处，恳请老师和读者指正。
第1章概述
§1.1 可编程控制技术的发展状况
可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称PC或PLC，是60年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司(DEC)为美国通用公司研制开发并应用汽车生产线上，取得了极佳的效果，可编程控制器自此诞生。随着计算机技术的飞速发展，PLC软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也不断朝着智能化方向发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。现代PLC已经成为真正的工业控制设备。最初，PLC主要是用在生产线控制和大型机械的控制上。但不久，西德的西门子(SIEMENS)公司、BBC公司就开始研制PLC，当时主要是用于轧钢机、升降设备等大型设备上。70年代初，日本的欧姆龙（OMRON）也推出了他们的PLC。三菱、日立、富土、东芝、横河、日电等公司也先后加入了PLC制造者的行列。70年代中期，美国和西德首先出现了微电脑化的小型PLC。由于PLC是为工业控制所生产的通用性很强，适合于大批量生产的装置，所以成本迅速下降；加上其是专为工业控制所设计，所以具有极好的抗干扰性能；并且他的使用和维护都极为方便，实现了低水平的操作、高性能的控制，所以在机械制造业深受欢迎。小型PLC 开始步入诸如塑料注塑机、包装机械、橡胶机械、纺织机械等轻工机械的控制领域，其成本的低廉和性能的优良对直接使用微机作为控制单元的做法构成了强有力的挑战，更有全面取代传统继电器控制屏的趋势。据国外资料介绍:1982年美国PLC用户中，有48%来自自动程序操作部门(如汽车、拖拉机工业、机械工业等)、13%来自石油化工业、9%来自食品饮料业、7%来自冶金工业、其余部分来自造纸、采矿、污水处理等部门。近年来，随着我国对外开放，日、美、西德等国生产的PLC已通过多种途径进入了我国，引起了各方面的重视并得到应用。如宝钢工程应用了数百台PLC，首钢、武钢、开滦煤矿也分别应用了美国和西德的PLC。
§1.2 基于PLC控制的自动送料装车系统简介
自动送料装车系统是用于物料输送的流水线设备，主要是用于煤粉、细砂等材料的运输。自动送料装车系统一般是由给料器、传送带、小车等单体
设备组合来完成特定的过程。这类系统的控制需要动作稳定，具备连续可靠工作的能力。通过三台电机和三个传送带、料斗、小车等的配合，才能稳定、有效率地进行自动送料装车过程。本次自动送料装车系统采用了PLC控制。从送料小车运行的工艺流程来看，其控制系统属于自动运行的控制系统，因此，此送料小车的电气控制系统设计采用自动扫描循环工作方式。而在程序设计上采用整体式设计方法，这样就可以使读者一目了然地看懂整个程序，从而在一定程度上省去了使用人员阅读并分析程序的大量宝贵时间，同时也使得程序的设计、修改和故障查找工作大为简化。
自动送料装车系统控制系统的软件部分（信号显示和故障显示）均采用经验设计法，而自动程序则采用顺序控制法设计。
为了使整个控制过程更加完善，本设计采用北京亚控公司的组态王 6.5仿真软件对整个系统进行组态模拟仿真，以进一步充分检验并修改系统硬件与软件。下面我们先介绍一下PLC及组态各自的特点。
§1.3 PLC的特点
1. 可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2. 配套齐全，功能完善，适用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加
上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
3. 易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
4. 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
5. 体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
§1.4 PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。
1. 开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2. 模拟量控制
在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生
产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
3. 运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4. 过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
5. 数据处理
现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
6. 通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
§1.5 组态仿真软件简介
§1.5.1 组态王软件简介
组态一词来源于英文单词Configuration，“组态软件”作为一个专业术语,到目前为止,并没有一个统一的定义。从组态软件的内涵上说组态软件
是指在软件领域内,操作人员根据应用对象及控制任务的要求,配置(包括对象的定义、制作和编辑，对象状态特征属性参数的设定等)用户应用软件的过程,也就是把组态软件视为“应用程序生成器”。从应用角度讲组态软件是完成系统硬件与软件沟通、建立现场与监控层沟通的人机界面的软件平台,它的应用领域不仅仅局限于工业自动化领域。工业控制领域是组态软件应用的重要阵地，伴随着集散型控制系统DCS (Distributed Control System)的出现组态软件已引入工业控制系统。在工业过程控制系统中存在着两大类可变因素:一是操作人员需求的变化;二是被控对象状态的变化及被控对象所用硬件的变化。而组态软件正是在保持软件平台执行代码不变的基础上通过改变软件配置信息(包括图形文件、硬件配置文件、实时数据库等),适应两大不同系统对两大因素的要求，构建新的监控系统的平台软件。以这种方式构建系统既提高了系统的成套速度,又保证了系统软件的成熟性和可靠性,使用起来方便灵活,而且便于修改和维护。
组态王6.5是一个具有丰富功能的HMI/SCADA软件。可用于工业自动化的过程控制和管理监控。组态王6.5为系统工程者提供了集成、灵活、易用的开发环境和广泛的功能，能够快速建立、测试和部署自动化应用，来连接、传递和记录实时信息。使用户可以实时查看和控制工业生产过程。
§1.5.2 组态王6.5的特点
1. 工程管理
对于系统集成商和用户来说，一个系统开发人员可能保存有很多个组态王工程，对于这些工程的集中管理以及新开发工程中的工程备份等都是比较烦琐的事情。组态王工程管理器的主要作用就是为用户集中管理本机上的所有组态王工程。工程管理器的主要功能包括：新建、删除工程，对工程重命名，搜索指定路径下的所有组态王工程，修改工程属性，工程的备份、恢复，资料词典的导入导出，切换到组态王开发或运行环境等。另外，组态王 6.5开发系统提供工程加密，画面和命令语言导入、导出功能。
2. 画面制作系统
a.支持无限色和过渡色
组态王6.5调色板支持无限色，支持二十四种过渡色效果，组态王的任一种绘图工具都可以使用无限色，大部分图形都支持过渡色效果，巧妙地利用无限色和过渡色效果，可以使您轻松构造面无限逼真、美观的画面。
b.图库
使用图库具有很多好处：降低了工程人员设计接口的难度，缩短开发周期；用图库开发的软件将具有统一的外观，方便工程人员学习和掌握；利用图库的开放性，工程人员可以生成自己的图库元素，"一次构造，随处使用"，节省了工程人员投资。6.5图库全新改版，提供具有属性定义向导的图库精灵，用户只需稍做调整即能制作具有个性化的图形。
c.按钮和图形
组态王6.5支持按钮的多种形状和多种效果，并且支持位图按钮，用户可以构造无限漂亮的按钮。另外，组态王6.5提供了全新的图形库，包含了大量预先建立好的组合图形对象，比如控制按钮、指示表、阀门、电机、泵、管路和其它标准工业组件。图库中的元素称为“图库精灵”，使用“图库精灵”将极大地加快应用系统的构造。为了满足不同行业用户的需要，图库被设计成可扩充的。设计者可以创建图库精灵，把它们加入到图库中去，或者把不再需要的精灵从图库中删除。设计者还可以创建新的图库。
d.可视化动画连接向导
通过可视化图形操作，直接完成移动、旋转的动画连接定义。
3. 报警和事件系统
组态王6.5报警系统全新改版，具有方便、灵活、可靠、易于扩展的特点。组态王分布式报警管理提供多种报警管理功能。包括：基于事件的报警、报警分组管理、报警优先级、报警过滤、新增死区和延时概念等功能，以及通过网络的远程报警管理。组态王还可以记录应用程序事件和操作员操作信息。报警和事件具有多种输出方式：文件、数据库、打印机和报警窗，并且可以利用控件等工具轻松浏览和打印报警数据库的内容。
4. 报表系统
组态王6.5提供一套全新的、集成的内嵌式报表系统，内部提供丰富的报表函数，用户可创建多样的报表。提供报表工具条，操作简单明了，比如：日报表的组态只需用户选择需要的变量和每个变量的收集间隔时间；提供报表模板，方便用户调入其它的表格。报表能够进行组态，例如有日报表、月报表、年报表、实时报表的组态，另外，报表打印时可以进行预览和页面设置。
5. 控件
组态王6.5支持Windows标准的Active X控件（主要为可视控件），包括Microsoft提供的标准Active X控件和用户自制的Active X控件。Active X控件的引入在很大程度上方便了用户，用户可以灵活地编制一个符合自身需要的控件，或调用一个已有的标准控件，来完成一项复杂的任务，而无须在组态王中做大量的复杂的工作。一般的 Active X控件都具有属性、方法、事件，用户通过控件的这些属性、事件、方法来完成工作。组态王6.5版本中新增三个功能强大的控件，即数据表格控件（可将ODBC数据源里的大量数据在组态王中进行显示和打印）；历史曲线控件（可动态增删曲线，进行曲线比较，并且数据来源可以是ODBC数据源）；PID调节控件（对过程量进行死循环控制，可实现三种PID控制算法：标准型，归一参数型，和近似微分型）。
6. OPC
全面支持OPC标准（组态王6.5既可以作为OPC服务器，也可以作为OPC 客户端）开发人员可以从任何一个OPC服务器直接获取动态数据，并集成到组态王中；同时组态王作为OPC服务器，可向其它符合OPC规范的厂商的控制系统提供数据。OPC节省了不同厂商的控制系统相连的工作量和费用。并且组态王提供SDK开发包，用户可以自己利用VC，VB编制程序，利用组态王的OPC接口来访问组态王的变量和变量的域。
7. 通讯系统
⑴支持远程拨号组态王6.5支持与远程设备间通过拨号方式进行通讯。组态王的远程拨号与组态王原有驱动程序无缝连接，硬设备端无需更改程序。利用远程拨号能实时显示现场设备运行状况，随时打印，报警和历史数据自动上传等功能。
⑵开发中进行硬件测试开发系统中有硬件测试接口，在不启动运行系统的情况下，能测试对硬设备的读写操作，并且IO变量支持时间戳和质量戳，能随时判断数据采集的时间和检查通讯质量的好坏。
⑶支持网络DDE，组态王6.5版本支持win2000操作系统下的DDEshare 方式，实现组态王与excel和VB程序间通过网络进行数据交换。
8. 安全系统
组态王6.5采用分级和分区保护的双重保护策略。新增用户组和安全区管理，999个不同级别的权限和64个安全区形成双重保护，另外组态王能记录程序运行中操作员的所有操作。
9. 网络功能
组态王6.5完全基于网络的概念，是一种真正的客户--服务器模式，支持分布式历史数据库和分布式报警系统，组态王的网络结构是一种柔性结构，可以将整个应用程序分配给多个服务器，如指定报警服务器和历史数据记录服务器，这样可以提高项目的整体容量结构并改善系统的性能。
10. 冗余系统
组态王6.5提供全面的冗余功能，能够有效地减少数据丢失的可能，增加了系统的可靠性，方便了系统维护。组态王提供三重意义上的冗余功能，即双设备冗余、双机冗余和双网络冗余。对于这三种冗余方式，设计者可综合运用，可以同时采取或采取其中的任意一种或两种。采用冗余后，系统运行时将更加稳定、可靠，对各种情况都能应付自如。
§1.5.3 组态王作用
(1) 显示功能：工艺流程、测量值、设备运行状态、操作模式、报警等显示、画面调用等功能；
(2) 报警处理和报表生成功能：纪录报警发生时间、故障内容等信息，并对报警信息进行管理，系统报表有时报、日报、月报等；
(3) 历史趋势功能：对现场的皮带速度、料槽料位以曲线图形显示。每个趋势曲线显示的画面主要包括画面名称、时间、趋势等；
(4) 画面系统对系统料位参数进行修改，实现对系统自动/手动的切换；
(5) 管理权限：实现不同级别的系统管理权限，系统操作员可以选择操作模式，查看趋势曲线及报表等；系统工程师可以对监控软件和下位机软件进行修改；
(6) 操作控制功能：根据界面上的按钮可以对各条皮带进行操作，比如：启动、停止；对料位按工艺要求进行设定并对其进行选择。
第2章系统硬件设计
自动化系统所使用的各种类型PLC中，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。PLC控制系统的硬件设计主要是指硬件选型，近十几年来，国内外众多厂家提供了多种系列、功能各异的PLC产品，已有几十个系列、几百种型号。PLC品种繁多，其结构形式、性能、I/O点数、用户程序内存容量、运算速度、指令系统、编程方法和价格各有不同，使用场合也各有侧重。因此，PLC的合理选择，，对提高PLC控制系统的技术、经济指针以及对于控制系统都有着重要作用。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力，另一方面要求应用部门在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。
§2.1 系统硬件的设计
§2.1.1 自动送料装车系统控制工艺要求
基于PLC控制的自动送料装车系统的控制要求如下：
初始状态：红灯L2灭，绿灯L1亮，表示允许汽车进来装料。此时，进料阀门（K1），送料阀门（K2），电动机（M1、M2、M3）皆为OFF状态。当汽车到来时，车辆检测开关S2接通，红灯L2亮，绿灯L1灭，电动机M3运行，电动机M2在M3接通2秒后运行，电动机M1在M2启动2秒后运行，依次顺序起动整个送料系统。
当电动机M3运行后，进料阀门K1打开给料斗进料。当料斗中物料装满时，料斗检测开关S1接通，此时进料阀门K1关闭（设1料斗物料足够运料小车装满一车）。料斗出料阀门K2在电动机M1运行2秒及料斗装满后，打开放料，物料通过传送带PD1、PD2和PD3的传送，装入汽车。
当运料小车装满后，称重开关S3动作，送料阀门K2关闭，同时电动机M1延时2秒后停止，电动机M2在M1停止2秒后停止，电动机M3在M2停止2秒后停止。此时绿灯L1亮，红灯L2灭，表示汽车可以开走。
故障操作：在带式传输机传送物料过程中，若传送带PD1超载，则送料阀门K2立即关闭，同时停止电动机M1，电动机M2和M3在电动机M1停止4秒后停止；
在带式传输机传送物料过程中，若传送带PD2超载，则同时停止电动机M1和M2并关闭送料阀门K2，延时4S 后电动机M3停止；
在带式传输机传送物料过程中，若传送带PD2超载，则同时停止电动机M1、M2和M3并关闭送料阀门K2。
§2.1.2 主电路的设计
主电路的设计对于本次设计小车自动送料装车系统设计相当重要,只有在主电路设计正确且简便的基础上,系统控制电路及软件设计才能精简方便。 根据系统的控制工艺要求，我所设计的电气控制系统主回路原理图如图2-1所示。图中，M1，M2，M3为三台皮带传输送料电动机，交流接触器KM1~KM3通过控制三台电动机的运行来控制三个传送带，从而进行对物料的传输。FR1，FR2，FR3为起过载保护作用的热继电器，用于物料传输过程中当传送带过载时断开主电路。FU1为熔断器，起过电流保护作用。
电机M1电机M2电机M3
L1
L2
L3
图2-1 自动送料装车系统主电路原理图
§2.1.3 I/O 地址分配
此次设计，系统占用18个PLC 的I/O 端口，分别是8个输入端口和10
个输出端口，具体的I/O分配如表2-1所示：
表2-1 自动送料装置系统I/O地址表
§2.1.4 PLC外部接线图的设计
该控制系统核心部分是以德国西门子CPU226为主，CPU模块采用整体式结构，它的体积小、价格低，CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱形机壳内，前盖下面有模式选择开关、模拟量电位器和扩展模块连接器。I/O模块中输入8点，输出10点，可实现高速输入输出响应，内部具有高速计数和中断处理功能。PLC的输入输出端子均接到相应的接线端子排，输入输出信号通过这些接线端子排可由其它地方直接引入，这些接线端子排的布置与 PLC 的输入输出端子以及电源端、接地端和公共端的实际位置一一对应。I/O模块接口将输入输出信号引入到控制台上。 PLC外部硬件接线图如图2-2所示(PLC外部接线图)。PC/PPI编程电缆上标有 PC的 RS一232端连接电脑的RS一232通信接口，标有 PPI的 RS一485端连接到CPU模块的通信口，并拧紧两边接口的螺丝。PC/PPI编程电缆通常在试验中下载梯形图程序时使用。
称重开关S2装车开关S3
停止按钮
故障开关M1故障开关M2故障开关M3进料阀门K1送料阀门K2 KM1
KM2
KM3
绿灯
红灯
料斗检测开关S1
启动开关
电动机M1故障
电动机M2故障
电动机M3故障
图2-2 PLC自动送料I/O接线图
第3章系统软件设计
§3.1 系统功能的分析与设计
PLC软件功能的分析与设计实际上是PLC控制系统的功能分析与设计中的一个重要组成部分。对于控制系统的整体功能要求，可以通过硬件途径、软件途径或者软硬件结合途径来实现。因此，在正式编写程序之前，首先要站在控制系统的整体角度上，进行系统功能要求的分配，弄清楚哪些功能是要通过软件的执行来实现的，即明确应用软件所必须具备的功能。对于一个实用软件，大体上可以从以下两个方面来考虑：
（1）控制功能；
（2）自诊断功能。
作为PLC控制系统，其最基本的要求就是如何通过PLC对被控对象实现人们所希望的控制，所以对于以上两方面，控制功能是最基本的，必不可少。对于一些简单的PLC控制系统或许仅此功能就可以了，但对于本次自动送料装车系统的设计远远不够。该系统最主要的功能就是实现物料的自动输送及装载功能，但怎样实现呢？这就要靠及时准确地控制检测开关、阀门、皮带传输送料电动机等元器件来实现。但是针对不同的元器件，我们要根据需要设计出不同的功能。比如用皮带传输送料电动机用于传输物料、用阀门打开与闭合控制物料的进出等。在进行功能的分析、分配之后，要进行具体功能的设计，对于不同的PLC控制系统，其主要依据是根据被控对象和生产工艺要求而定。在该系统中，设法搞清被控设备（运料小车、皮带传输送料电动机、称重检测装置、物料检测装置等）的动作时序、控制条件、控制精度等等，做出明确具体的规定，分析这些规定是否合理、可行。再者就是，要弄清楚，如果电动机出现轴承损坏;发热;绕组对地及相间短路等故障时，我们应该对其做出相应的保护。如果经过分析后，认为达不到预期效果（自动传输物料和物料自动装载以及故障报警显示与处理），则要对其进行修订，其中也可能包括与之配合的硬件系统，直至所有的控制功能都被证明是合理可行为止。
第二部分是自诊断功能。它包括PLC自身工作状态的自诊断和系统中被控设备工作状态的自诊断两部分。对于前者可利用PLC自身的一些信息和手
段来完成。而对于后者，则可以通过分析被控设备接收到的控制指令及被控工作的反馈信息，来判断被控设备的工作状态。例如在本设计中，我们用三个热继电器FR1~FR3来实现故障报警及处理。具体表现为当三个传送带PD1、PD2和PD3中任意一个或多个发生过载时，系统通过不同的信号灯的状态变化实现自动报警，并通过在程序中控制其它被控对象的运行状态来及时准确的处理相应故障。
§3.2 系统结构的分析与设计
1. I/O信号的分析与设计
PLC的工作环境是工业现场，工业现场的检测信号（如：料斗检测信号、车辆检测信号、称重和故障信号等）多种多样，有模拟量（如：运料小车、物料等），也有开关量（如红灯、绿灯、进/送料阀门等），PLC就以这些现场数据作为对被控对象进行控制的源信息。同时，PLC又将处理的结果送给被控设备或工业生产过程，驱动各种执行机构（进/送料阀门、皮带传输送料电动机）实现控制。因此对I/O信息的分析，就是对后面编程所需要的I/O信号进行详细的分析和定义，并以I/O信息表的形式提供给编程人员。I/O信号分析的主要内容有：
（1）定义每一个输入信号并确定它的地址。该设计中以I/O地址表和PLC外部接线图的形式给出，图中也包含对每一个输入点所做的简洁说明，使其一目了然。
（2）定义每一个输出信号并确定它的地址。该设计中以I/O地址表和PLC外部接线图的形式给出，图中也包含对每一个输出入点所做的简洁说明，使其一目了然。
（3）审核上述分析设计是否能满足系统规定的功能要求。若不满足，则需修改，直至满足为止。
2. 数据结构的分析与设计
数据结构设计的任务，就是对程序中所用到的数据结构进行具体的规划和设计，合理地对内存进行估算，提高内存的利用率。
PLC应用程序所需的存储空间，与内存利用率、I/O点数、程序编写水平有关。通常把系统中I/O点数和存放用户机器语言所占内存数之比成为内存利用率。高的内存利用率，占用整个系统的内存比较少，可以大大缩短扫描
周期时间，从而提到系统的相应速度。同样，用户编写程序的优劣对程序的长短和运行时间都有很大的影响，而数据结构的设计必将直接关系到编程质量。
数据结构设计的主要内容有：
（1）按照软件设计要求，将PLC的数据空间做进一步的划分，分为若干个子空间，并对每一个子空间进行具体的定义。当然，这要以功能算法、硬件设备要求、预计的程序结构和占有量为依据，综合考虑来决定。
（2）应为每一子空间留出适当的裕量，以备以后使用。
该设计中，实验室提供的CPU型号为CPU 226 CN，它有40个I/O点数，但是我们只需要8个输入点和10个输出点共18个I/O点数，剩下的I/O点数就可以作为裕量使用。 I/O信号和数据结构的分析与设计为PLC编程人员提供了重要的依据。
§3.3 程序设计的常用方法
在工程中，对PLC应用程序的设计有多种方法，这些方法的使用，也因各个设计人员的技术水平和喜好有较大的差异。现将常用的几种应用程序的设计方法简要介绍如下。
1. 经验设计法
经验设计法也叫凑试法。在掌握一些典型控制环节和电路设计的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选择、组合。这种方法对于一些简单的控制系统的设计是比较凑效的，可以收到快速、简单的效果。但是它没有一个普遍的规律可遵循，具有一定的试探性和随意性，最后得到的结果也不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验的多少有关。
经验设计法的具体步骤如下：
（1）确定输入/输出电器；
（2）确定输入和输出点的个数、选择PLC机型、进行I/O分配；
（3）做出系统动作工程流程图；
（4）选择PLC指令并编写程序；
（5）编写其它控制控制要求的程序；
（6）将各个环节编写的程序合理地联系起来，即得到一个满足控制要求
一、控制要求 1．1 控制对象介绍 自动送料装车系统是用于物料输送的流水线设备，主要是用于煤粉、细砂等材料的运输。 自动送料装车系统一般是由给料器、传送带、小车等单体设备组合来完成特定的过程。这类系统的控制需要动作稳定，具备连续可靠工作的能力。通过三台电机和三个传送带、料斗、小车等的配合，才能稳定、有效率地进行自动送料装车过程。如下图所示： 1．2 控制原理 自动送料装车系统是通过电机和限位开关来控制的。称重开关S2控制汽车开来或开走。三台电机控制三个传送带。进料开关K1控制控制进料与否。检测开关S1控制料斗中物料的空满。 另外，在S2处增设两个七段数码管，用来统计每日的装车数。装车数的统计采用脉冲计数的方法进行。脉冲计数方法是当装料车装满时S2断开后，开始定时放送脉冲；当S2闭合时停止发送脉冲。一个脉冲的宽度即为一辆汽车。用两个数码管计数，所计的数即为装车数。 当S2接通时，红灯L1亮，绿灯L2灭，传送电动机M3运行，传送电动机M2延迟M3电动机2S运行，送料电动机M1延迟M2电动机2S运行，料斗K2延迟M2电动机2S打开出料。当料满后（S2断开后），料斗K2关闭，电动机M1延时2S后关断，M2在M1停后2S后停止，M3在M2停止后2S后停止，L2灯亮，L1灯灭，此时汽车可以开走。 1．3 自动送料装车系统的启停过程示意图 该图中从上到下是启动顺序，从下到上是停止顺序。 1．4 控制要求 初始状态：红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电动机M1，M2，M3皆为OFF。当汽车到来时（S2接通表示），L1亮，L2灭，M3运行，电动机M2在M3通2S后运行，M1在M2通2S后运行，K2在M1通2S后打开出料。当物料满后（用S2断开表示），料斗K2关闭，电动机M1延时2S后关断，
本科机械毕业设计论文CAD图纸QQ 401339828 毕业设计(论文) 自动外圆磨床自动上料系统设计
摘要 自动送料机构是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。自动送料机构的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的自动送料机构是由P LC 输出三路脉冲，分别驱动横轴、竖轴变频器，控制自动送料机构横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给P LC 主机；位置信号由接近开关反馈给P LC 主机，通过交流电机的正反转来控制自动送料机构手爪的张合，从而实现自动送料机构精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运自动送料机构可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。 关键词：自动送料机构, 交流电机，PLC，流程，参数
Abstract Manipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices composition; Electric have AC motor, inverter, sensor, and other electronic device components. The device covers a programmable control technology, position control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. This paper presents a manipulator by three PLC output pulse, driving horizontal, the vertical axis transducer, control manipulator axis horizontal and vertical positioning precision,micro-switches position signal transmission will host PLC; location close to the switching signal from the feedback from the mainframe to the PLC, through the exchange of Motor reversion to control the manipulator gripper Zhang, thus achieving accurate manipulator movement functions. The topics to be developed by the Manipulator grasping be up in space objects, movements flexible, diverse, can replace the artificial heat and dangerous operation conducted operations, According to the workpiece can change the campaign process and the requirements of any changes to the relevant parameters. Key Words:Manipulator, AC motor, PLC, signal, relevant parameters
自动送料装车系统p l c 控制设计 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
一、控制要求 1．1 控制对象介绍 自动送料装车系统是用于物料输送的流水线设备，主要是用于煤粉、细砂等材料的运输。 自动送料装车系统一般是由给料器、传送带、小车等单体设备组合来完成特定的过程。这类系统的控制需要动作稳定，具备连续可靠工作的能力。通过三台电机和三个传送带、料斗、小车等的配合，才能稳定、有效率地进行自动送料装车过程。如下图所示： 1．2 控制原理 自动送料装车系统是通过电机和限位开关来控制的。称重开关S2控制汽车开来或开走。三台电机控制三个传送带。进料开关K1控制控制进料与否。检测开关S1控制料斗中物料的空满。 另外，在S2处增设两个七段数码管，用来统计每日的装车数。装车数的统计采用脉冲计数的方法进行。脉冲计数方法是当装料车装满时S2断开后，开始定时放送脉冲；当S2闭合时停止发送脉冲。一个脉冲的宽度即为一辆汽车。用两个数码管计数，所计的数即为装车数。 当S2接通时，红灯L1亮，绿灯L2灭，传送电动机M3运行，传送电动机M2延迟M3电动机2S运行，送料电动机M1延迟M2电动机2S运行，料斗K2延迟M2电动机2S打开出料。当料满后（S2断开后），料斗K2关闭，电动机M1延时2S
后关断，M2在M1停后2S后停止，M3在M2停止后2S后停止，L2灯亮，L1灯灭，此时汽车可以开走。 1．3 自动送料装车系统的启停过程示意图 该图中从上到下是启动顺序，从下到上是停止顺序。 1．4 控制要求 初始状态：红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电动机M1，M2，M3皆为OFF。当汽车到来时（S2接通表示），L1亮，L2灭，M3运行，电动机M2在M3通2S后运行，M1在M2通2S后运行，K2在M1通2S后打开出料。当物料满后（用S2断开表示），料斗K2关闭，电动机M1延时2S后关断，M2在M1停2S后停止，M3在M2停2S后停止，L2亮，L1灭，表示汽车可以开走。 设计要求：当料不满（S1为OFF，灯灭），料斗开关K2关闭（OFF），灯灭，不出料，进料开关K1打开（K1为ON）进料，否则不进料。当汽车到来时M3运行，电机M2在M3运行2S后运行，M1在M2运行2S后运行，K2在M1运行2S后打开出料，当料满后（用S2断开表示），电动机M1延迟2S后关断，M2在M1停2S 后停止，M3在M2停2S后停止，而且具有每日装车数的统计功能。 三.系统分配 I/O地址表 PLC外部接线图
课程设计任务书 1.设计题目：加热炉自动送料控制系统设计 2. 设计内容： 1）完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。 2）按停止按钮，立即停止。 3）要求可以实现回原点、单周期、连续控制。 3.设计要求 1）画出端子分配图和顺序功能图 2）设计并调试PLC控制梯形图 3）设计说明书 4.进度安排 1)理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 2天2）PLC顺序功能图与梯形图设计 5天3）说明书撰写 2天4）答辩 1天 指导教师：
主管院长：年月日 目录 前言 (2) 摘要 (3) 第一部分 PLC概述 (4) PLC设计任务书及基本要求 (5) PLC选型 (7) 第二部分 I/O端口分配表 (8) 加热炉自动控制送料系统设计思想 (9) 程序流程图 (10) 梯形图 (11) 语句指令表 (18) 总结 (21) 附注：参考文献
前言 加热炉自动控制（automatic control of reheating furnace）对加热炉的出口温度、燃烧过程、联锁保护等进行的自动控制。早期加热炉的自动控制仅限控制出口温度，方法是调节燃料进口的流量。现代化大型加热炉自动控制的目标是进一步提高加热炉燃烧效率，减少热量损失。为了保证安全生产，在生产线中增加了安全联锁保护系统。 自动化学科有着光荣的历史和重要的地位，20世纪50年代我国政府就十分重视自动化学科的发展和自动化专业人才的培养。现在，世界上有很多非常活跃的领域都离不开自动化技术，比如机器人、月球车等。另外，自动化学科对一些交叉学科的发展同样起到了积极的促进作用，例如网络控制、量子控制、流媒体控制、生物信息学、系统生物学等学科就是在系统论、控制论、信息论的影响下得到不断的发展。在整个世界已经进入信息时代的背景下，中国要完成工业化的任务还很重，或者说我们正处在后工业化的阶段。 工业加热炉的炉温应当按照生产工艺要求维持在一定的数值。但是炉的热负荷经常在变化(例如常常要打开炉门取出已加热的工件和送入冷的工件)，在这种条件下要靠自动控制技术准确控制炉温，保持炉温的误差很小。而靠人力调整则难以做到，从而会造成能源的浪费甚至影响产品质量。 人们每年都把许多重量达到吨级的人造地球卫星准确送入位于数百千米乃至数万千米高空的预先计算好的轨道，并一直保持其姿态正确，也就是使它的太阳能电池帆板保持指向太阳，使它的无线电天线保持指向地球。这只有依靠先进的自动控制技术才能做到。 然而在国际形势日益复杂、科学技术日益进步的今天，人造地球卫星和宇宙飞船已经不能完全满足需要，近年来出现的“空天飞行器”要求既能在大气层外飞行，又能在返回大气层以后转为像飞机那样自主地高速航行，而不像人造卫星或宇宙飞船那样在返回大气层以后只能被动地降落地面。研制这种“空天飞行器”必须解决的技术难题之一就是智能自主控制技术。
P L C课程设计 自 动 送 料 装 车 系 统 学院：机械工程学院 班级：机电1311
目录 第一章 PLC控制系统原理设计和分析 (3) 1.1设计要求 (3) 1.2控制原理 (4) 1.3元素定义 (4) 第二章.PLC控制系统原理结构分析 (5) 2.1结构框图 (5) 2.12自动送料装车控制系统的操作面板 (5) 第三章：PLC 控制系统 (6) 3 PLC的选型 (6) 第四章：PLC控制系统 (7) 4.1初始状态 (7) 4.2装车系统 (8) 4.3停机控制系统 (10) 4.4 程序时序图 (10) 4.5 I/O地址分配表 (11) 4.6 I/O接线图 (11) 4.7 程序设计梯形图 (12) 4.8 程序说明 (15) 第五章系统调试 (16) 遇到的问题及解决 (16) 参考文献 (18)
第一章 PLC控制系统原理设计和分析 1.1设计要求 1.初始状态 红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，进料阀指示灯K1、料斗指示灯K2不亮，电机M1，M2，M3皆为停止。 2.启动操作 按下启动按钮，开始下列操作： 系统自动检测料斗是否已满（传感器S1亮表示满），如果料斗未满，则打开K1进料，当料斗满时（传感器S1亮），K1停止，然后红灯L1亮，绿灯L2灭，表示正在装车。同时电机M3启动，M3启动2S后M2启动，M2启动2S后M1启动，M1启动2S之后K2打开（出料）。当车装满时（传感器S2亮），首先K2关闭，M1，M2，M3顺序延时2S分别停止。等到车离开（传感器S2灭）时，继续循环上述的运行。 3.停止操作 按下停止按钮系统恢复初始状态。
标准实用 文案大全自动配料灌装生产线计量系统方案 一、企业现有生产过程情况概述 目前企业的生产过程基本为：粉料采用人工称料用行车或叉车人工运料、手工填料 的方式，液料采用称重计量，人工泵送料，反应釜一般采用手动变频启动方式、水计量 采用就地显示流量计，需要人工看数手动控制开关，从以上看出企业目前基本没有自动 计量及传输控制设备。 1、现存问题 （1）、人工上料，劳动强度大，速度慢； （2）、液体原料采用桶装称重计量或流量计显示，桶内残留和流量计显示误差，造成计量精度差。 （3）、整个产品生产过程采用人工手动控制，劳动强度大，差错率高，废品率高，致使产品质量控制困难大、生产效率低。 （4）、为了适应产品规模化、高质量生产的需要，系统的布局、控制模式、管理软件系统均需要有重新设计、实施。 2、用户需求分析 （1）、产品规模生产要求系统具有更大的产能、更高的稳定性； （2）、降低人工上料劳动强度、提高计量精度； （3）、固体及液体物料均应自动上料、自动计量； （4）、每次生产的不同配方（原料配比）均可在电脑上进行操作； （5）、生产过程实现自动化控制。 二、本方案自动上料配料系统组成 生产线配料主要完成水和4中液料的配料混合。计量罐单独设置，液体原料分开计 量加料，现场3排搅拌釜分别为1排3个搅拌罐、2 排3个搅拌罐、3排5个搅拌罐。 1、原料罐四个，分别盛放四种不同的液体原料；水料罐1个，用于暂存水，预留用水 量。现场分别在3排搅拌罐的上部设置5T原料计量罐1台，15T水计量罐1台； 2、每个原料罐底部都安装有送料管道（管道口径DN65），分别由自动阀门和手动阀门 控制开关，每种液料的自动阀门安装在靠近管道出口位置，由送料泵负责将料通过
自动送料装车控制系统设计 1．设计任务 （1）硬件设计自动送料装车系统控制电路 设计煤矿或沙场自动送料装车系统。完成工作流程图；主电路图；控制器接线图；元件选型；电机选择，有必要的设计计算。（给简易控制系统示意图。） （2）软件设计自动送料装车系统控制程序 控制要求：能够控制启动/停止；装车完毕闪烁提示，汽车开走，进行下一轮的装载工作等。 （3）机械设计自动送料输送带机械结构。 2．要求 （1）绘制硬件接线框图；控制流程框图及其它原理图。 （2）撰写设计说明书，并附程序清单及其功能注释。 （3）调试控制程序。 二、进度安排及完成时间 1．设计时间三周（从2012年12月3日至2012年12月21 日） 2．进度安排 第1周：布置设计任务；补充相关知识；查阅资料；撰写绪论，确定系统组成方案。 第2周：输送带传动装置结构设计；绘制装配图、零件图。 控制系统硬件设计，选择电气元件，设计系统框图、外部电路接线图。 第3周：编写主程序、功能子程序并调试。并记录存在的问题和解决问题的方法；整理设计资料；按格式模版撰写设计说明书；上交设计作业（打印稿及电子文档）；并参加答辩。注：程序设计2人；硬件电路设计2人；机械结构设计2～3人。
目录 第1章绪论 (1) 1.1自动送料装车控制的发展 (1) 1.2自动送料装车控制系统设计的目的和意义 (1) 第2章确定课题设计方案 (3) 2.1 初定动力部分 (3) 2.2 初定传动部分 (3) 2.3 初定执行机构 (3) 2.4 控制器选型 (4) 2.5 系统总体工作流程 (5) 第3章机械结构设计 (6) 3.1系统设计的原始参数 (6) 3.2初选输送带 (6) 3.2带速和滚筒转速计算 (7) 3.3牵引力和电动机功率计算 (7) 3.4电机的选型和传动比的确定 (7) 3.4.1电机的选型 (7) 3.4.2传动比的确定 (7) 3.5传动装置的布置方式 (8) 3.6 传动滚筒的作用及类型 (8) 第4章硬件部分设计 (10) 4.1 主电路的设计 (10) 4.2 PLC机型的选择 (11) 4.4开关的选择 (11) 4.5熔断器的选择 (12) 4.6 接触器的选择（KM） (14) 4.7 传感器的选择 (14) 4.7.1称重传感器的选择 (14) 4.7.2霍尔传感器的选择 (14) 4.8 继电器的选择 (15) 4.9 行程开关的选择 (15)
毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）申报表
西南科技大学高等教育自学考试 毕业设计（论文）进度检查及成绩评定表
摘要 可编程序控制器简称PLC，由于PLC的可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单，所以PLC的应用领域在迅速扩大。对早期的PLC，凡是有继电器的地方，都可采用。而对当今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC。尤其是近几年来，PLC的成本下降，功能又不段增强，所以，目前PLC在国内外已被广泛应用于各个行业。 本设计是为了实现送料手动和自动化的转化，改变以往单纯手动送料，减少了劳动力，提高了生产效率，实现了自动化生产。而且自动送料的设计是由于工作环境恶劣，人很难进入工作环境的情况下孕育而成的。本文从第一章前言开始，第二章简单的介绍了西门子S7-200PLC，第三章介绍了自动控制系统的控制要求，第四章介绍了为什么要选择用PLC来做自动控制系统，第五章介绍了自动系统的具体设计，包括PLC 的I/O地址分配、流程图、梯形图、程序图、端子接线图，第六章通过程序调试最后得出结论。 关键词：西门子S7-200PLC、自动控制送料、自动化、程序设计
目录 1 前言 (4) 2 西门子S7-200 PLC简介 (5) 2.1 S7-200PLC的系统组成 (5) 2.2 S7-200PLC的性能特点 (6) 2.3 S7-200PLC的编程语言 (7) 3 控制系统介绍和控制要求 (8) 3.1 自动控制送料系统的内容 (8) 3.2 自动控制送料系统在生产中的地位 (9) 4 自动送料系统方案的选择 (9) 4.1 可编程控制器PLC的优点 (9) 4.2 小车送料系统方案的选择 (10) 5 自动送料系统程序设计 (11) 5.1 送料小车PLC 的I/O地址分配 (11) 5.2 PLC流程图 (12) 5.3 PLC梯形图设计 (13) 5.4 PLC程序图 (15) 5.5 PLC端子接线图 (17) 6 系统程序调试及结论 (18) 6.1调试自动控制送料系统程序 (18) 6.2此次设计的心得体会 (19)
目录 1. 前言 (2) 2. 课程设计题目 (5) 43. 总体设计 (5) 3.1、PLC机型选择 (5) 3.2、I/O点及地址分配表 (6) 4. PLC程序设计 (7) 4.1、设计思想 (7) 4.2、PLC顺序功能图 (7) 4.3、PLC梯形图 (9) 4.4、PLC语句表 (13) 5. 总结 (15) 6. 参考文献 (16) 前言 可编程控制器，简称PLC (Programmable Logic Controller)，，是一种电气自动化控制装置，国际电工委员会（IEC）将PLC定义为：是在工业环境中使用的数字操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它使用可编程存储器内部储存用户设计的指令，这些指令用来实现特殊的功能，诸如逻辑运算、顺序操作、
定时、计数以及算术运算和通过数字或模拟输入/输出来控制各种类型的机械或过程。可编程序控制器及其有关的设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 世界上第一台可编程序控制器产生于1969年，是由当时美国数字设备公司（DEC）为美国通用汽车公司（GM）研制开发并成功应用于汽车生产线上，被人们称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。在70年代，随着电子及计算机技术的发展，出现了微处理器和微计算机，并被应用于PLC中，使其具备了逻辑控制、运算、数据分析、处理以及传输等功能。电气制造商协会NEMA（National Electrical Manufacturers Association）于1980年正式命名其为可编程序控制器（Programmable Controller），简称PC。为与个人计算机（Personal Computer）相区别，同时也使用其早期名称PLC。国际电工技术委员会IEC（International Electrotechnical Commission）分别于1982年11月和1985年1月颁布了PLC的第一稿和第二稿标准。以后PLC开始向小型化、高速度、高性能、高可靠性方面发展，并形成多种系列产品，编程语言也不断丰富，使其在80年代工业控制领域中占据着主导地位。 可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动控制技术为一体的工业控制产品，是在硬接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的。通常把PLC认为是由等效的继电器、定时器、计数器等元件组成的装置。PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，PLC由中央处理单元（CPU）、存储器单元、电源单元、输入输出单元、接口单元和外部设备组成，具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。 由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小，组装灵活，编程简单，抗干扰能力强及可靠性高等特点，非常适合于在恶劣的工业环境下使用。故自60年代末第一台PLC问世以来，已很快被应用到机械制造、冶金、矿业、轻工
自动送料装车系统控制设计 摘要送料装车控制系统在冶金、采矿运输、和生产制造等许多领域中都得到了普遍的应用，它通过自动输送设备实现物料的传输、接收、装运、处理、装配和存储的自动化，把工厂的各个生产部门、各个储存点联系起来。送料装车控制系统的工作环境通常比较恶劣，设备所处环境一般粉尘较大、操作分散，所以对送料装车控制系统工作的安全性、可靠性、维护简便性要求比较高。用可编程控制器（PLC）控制的自动送料装车动作稳定，具备连续可靠的工作的能力。本文以日本三菱FX2N系列PLC为主控制器控制运料小车的自动往返顺序的控制，实现了送料车的装料、送料、卸料的功能。次系统主要是由基本设备、运料存储装置和控制系统三大部分组成，重点研究自动化生产线的控制。 关键词自动送料装车，PLC，控制系统 ABSTRACT Key Words:
1绪论 1.1自动送料装车控制的发展 送料装车设备广泛地应用于建材、冶金、煤炭、电力、化工、轻工等工业生产部门。老式送料装车设备因为没有计量而存在多装、少装的问题。特别是在运输的过程中，不允许车辆超载，多装了，得卸掉，少装了，得进行二次装车，使得装车工作进行非常缓慢。 随着当今社会科学技术的发展，各类物料输送的生产线对自动化程度的要求越来越高，原有的生产送装料设备已经远远的不能满足当前高度自动化的需要。由于控制系统的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产效率的不断提高，送料装车的控制经历了以下几个阶段： 1.手动控制：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用PLC来实现送料装车的控制，但是限于当时的技术还不够成熟，只能采用手动的控制方式来控制机器设备，而且早期送料装车控制系统多为继电器和接触器所组成的复杂控制系统，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，必须要有专人负责操作。 2.自动控制：在20世纪80年代，由于计算机的价格普遍下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在送料装车控制系统中自动控制方面的应用。 3.全自动控制：现阶段，由于PLC技术向高性能、高速度、大
随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。我们为各个装料生产领域所生产的可编程控制器装料系统。它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。 关键词:plc；可编程控制器；自动装料
With advances in science and technology, requirement is higher and higher degree of automation, the original production feeding device far cannot satisfy the needs of the highly automated.Reduce labor intensity and ensure the security and reliability of production, reduce production costs, reduce environmental pollution, improve product quality and economic benefit is the enterprise to generate major issues to be faced with.We produced to each loading production area of programmable controller charging system.It integrated automatic control technology, measurement technology, new sensor technology, computer management technology in the integration of mechanical and electrical integration products;Make full use of computer technology to the production process for centralized monitoring, control, management and decentralized control;Fully absorbed the advantages of distributed control system and centralized control system, standardized, modular, systematic design, flexible configuration,easy configuration. Key words PLC Programmable controller Automatic charging
PLC大型设计任务书 自动送料撞车系统 系别：电气工程系 班级：电气1004班 姓名：蔡英杰 指导老师：
前言 送料小车控制系统采用了PLC控制，从自动装车送料小车的工艺流程来看，它的控制系统属于自动和手动控制相结合的系统。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，故障率高的缺点，且维护维修不易等缺点。作为目前国内控制市场上的主流控制器，PLC在市场、技术、行业影响等方面有重要作用，利用PLC控制来代替继电器控制已是大势所趋。 在国际上PLC迅速发展的形势下，我国多数PLC厂家还没有拥有自主知识产权，能够参与国际竞争的PLC产品，其中之一就是研发实力不够。虽然资金投入、生产和质量管理等因素也占有非常大的比重，但对产品的质量起着决定性作用的是研发投入、研发成果产品化以及生产工艺等。而技术则是贯穿着其中每一个环节，PLC核心技术的开发、产品的后续开发、生产工艺的技术水平是决定产品质量的前提，如何在技术上进一步增强自己的实力，将是国产品牌取得市场竞争优势的关键。 依据得到的样本分析，初步得出正在使用的众多PLC的品牌中，西门子、三菱及omron占据绝对的优势，60%左右的用户使用了这些品牌的PLC产品，而rockwell/ab、ge-fanuc和富士等品牌也占有相当的市场份额。 我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。
目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable，是世界上公认的第一台PLC。 限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。 本设计的任务设计一个PLC控制的自动送料装车系统，系统控制要求如下：
目录 1绪论 (1) 1.1题目来源及课题意义 (1) 1.2系统的主要技术参数 (1) 2器件选择 (2) 2.1PLC的定义 (2) 2.2PLC的分类 (2) 2.2.1.按 I/O 点数分类 (2) 2.2.2 按结构分类 (3) 2.2.3按功能分类 (3) 2.3物位传感器的选择 (4) 2.3.1 电容式物位传感器 (5) 2.3.2 阻力式料位传感器 (5) 2.4LED显示电路选择 (7) 2.4.1 LED静态显示方式 (7) 2.4.2 LED动态显示方式 (8) 2.5键盘输入电路 (8) 2.5.1矩阵式键盘接口： (8) 2.5.2独立式按键接口： (9) 3 控制系统的实现 (10) 3.1控制要求 (10) 3.2流程图 (10) 3.3系统的I/O连接图 (11) 3.4控制系统的梯形图 (12) 4 结语 (15) 参考文献： (16) 致谢 (16)
1 绪论 1.1 题目来源及课题意义 随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。基于PLC的自动送料装车控制系统可以解决上述问题，因此对它的设计具有了现实可能性。自动运料车工作原理及技术要求该自动送料装车系统的操作过程是：在允许汽车开进后，汽车到达指定位置（由传感器进行相应的位置检测），此时可以起动控制系统。首先送料皮带最上层的电动机动作，经过等时间间隔，下层送料皮带的各电动机依次动作。当最后一台送料皮带的电动机动作一定的时间后，装满料的料斗打开进行自动装料。当汽车装满料后，料斗关闭，各电动机由下至上经过等间隔依次停止，汽车开走，完成一次装车。控制系统返回初始状态，等待下一次装料。 根据实际系统的操作过程，设计了以下的模拟过程：初始状态：红灯L1 灭，绿灯L2 亮，表示允许汽车开进装车。汽车开进到位后（用S2 接通表示），L1 亮，L2 灭。按下起动按钮，电动机M3 运行，电动机M2 在电动机M3 运行2s后开始运行电动机M1 在电动机M2 运行2s后开始运行，料斗K2 在电动机M1 运行2s 后打开出料。当汽车上的料装满后（用S2 断表示），料斗K2 关闭。电动机M1 在料斗K2 关闭2s 后停止运行，电动机M2 在电动机M1 停止运行2s 后停止运行，电动机M3 在电动机M2 停止运行2s 后停止运行。电动机M3 停止后，绿灯L2亮，红灯L1 灭，表示汽车可以开走[4]。 1.2 系统的主要技术参数 (1)用一台电机控制两条生产线 (2)要能检测到满料状态，并显示出输送、排料、满料时间 (3)时间误差：0.1秒 (4)具有抗干扰能力
自动送料装车系统P L C 控制设计 Revised as of 23 November 2020
P L C课程设计 自 动 送 料 装 车 系 统 学院：机械工程学院 班级：机电1311
目录 第一章 PLC控制系统原理设计和分析 (3) 设计要求 (3) 控制原理 (4) 元素定义 (4) 第二章.PLC控制系统原理结构分析 (5) 结构框图 (5) 自动送料装车控制系统的操作面板 (5) 第三章：PLC 控制系统 (6) 3 PLC的选型 (6) 第四章：PLC控制系统 (7) 初始状态 (7) 装车系统 (8) 停机控制系统 (10) 程序时序图 (10) I/O地址分配表 (11) I/O接线图 (11) 程序设计梯形图 (12)
程序说明 (15) 第五章系统调试 (16) 遇到的问题及解决 (16) 参考文献 (18) 第一章 PLC控制系统原理设计和分析 设计要求 1.初始状态 红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，进料阀指示灯K1、料斗指示灯K2不亮，电机M1，M2，M3皆为停止。 2.启动操作 按下启动按钮，开始下列操作： 系统自动检测料斗是否已满（传感器S1亮表示满），如果料斗未满，则打开K1进料，当料斗满时（传感器S1亮），K1停止，然后红灯L1亮，绿灯L2灭，表示正在装车。同时电机M3启动，M3启动2S后M2启动，M2启动2S后M1启动，M1启动2S 之后K2打开（出料）。当车装满时（传感器S2亮），首先K2关闭，M1，M2，M3顺序延时2S分别停止。等到车离开（传感器S2灭）时，继续循环上述的运行。
自动送料装车和单轴位置 控制报告分析 Prepared on 22 November 2020
河南工程学院 课程设计 报告 专业电气工程及其自动化 班级 1241 姓名雷小芳 2014年12月28日
课程设计成绩评定标准及成绩 等级： 评阅人：职称：讲师 日期： 2015 年月日
河南工程学院 课程设计报告 设计名称：电气控制与PLC技术课程设计 设计时间：自12 月 22 日至 12 月 26日， 共5 天。 设计地点：河南工程学院3#A418 设计单位：河南工程学院电气信息学院 指导教师：邓丽霞院长：徐其兴
目录
1 前言 随着社会迅速的发展，各机械产品层出不穷。控制系统的发展已经很成熟，应用范围涉及各个领域，例如：机械、汽车制造、化工、交通、军事、民用等。PLC 专为工业环境应用而设计，其显着的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。PLC 的应用不但大大地提高了电气控制系统的可靠性和抗干扰能力，而且大大地简化和减少了维修维护的工作量。PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点，在机械制造、冶金等领域得到了广泛的应用。在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。控制系统是整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。一旦控制系统出现故障，轻者影响生产线的继续进行，重者甚至发生人身安全事故，这样将给企业造成重大损失。 自动送料装车控制系统采用了PLC控制。从自动送料装车的工艺流程来看，其控制系统属于自动控制与手动控制相结合的系统，因此，此自动送料装车电气控制系统设计具有手动和自动两种工作方式。我在设计程序时采用了基本指令编程，便于各种附加功能的实现。自动送料装车是基于PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步动作都直接作用于送料小车的运行，因此，自动送料小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。自动送料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。 单轴位置控制系统采用了PLC控制，从单轴位置控制的工艺流程来看，其控制系统属于自动控制与手动控制相结合的系统，因此，此单轴位置控制系统设计具有手动和自动两种工作方式。手动控制可以通过硬件进行控制也可以通过编程软件控
自动配料灌装生产线计量系统方案 一、企业现有生产过程情况概述 目前企业的生产过程基本为：粉料采用人工称料用行车或叉车人工运料、手工填料的方式，液料采用称重计量，人工泵送料，反应釜一般采用手动变频启动方式、水计量采用就地显示流量计，需要人工看数手动控制开关，从以上看出企业目前基本没有自动计量及传输控制设备。 1、现存问题 （1）、人工上料，劳动强度大，速度慢； （2）、液体原料采用桶装称重计量或流量计显示，桶内残留和流量计显示误差，造成计量精度差。 （3）、整个产品生产过程采用人工手动控制，劳动强度大，差错率高，废品率高，致使产品质量控制困难大、生产效率低。 （4）、为了适应产品规模化、高质量生产的需要，系统的布局、控制模式、管理软件系统均需要有重新设计、实施。 2、用户需求分析 （1）、产品规模生产要求系统具有更大的产能、更高的稳定性； （2）、降低人工上料劳动强度、提高计量精度； （3）、固体及液体物料均应自动上料、自动计量； （4）、每次生产的不同配方（原料配比）均可在电脑上进行操作； （5）、生产过程实现自动化控制。 二、本方案自动上料配料系统组成 生产线配料主要完成水和4 中液料的配料混合。计量罐单独设置，液体原料分开计量加料，现场3排搅拌釜分别为1排3个搅拌罐、2 排3个搅拌罐、3排5个搅拌罐。 1、原料罐四个，分别盛放四种不同的液体原料；水料罐1 个，用于暂存水，预留用水 量。现场分别在3排搅拌罐的上部设置5T原料计量罐1台，15T 水计量罐1
台； 2、每个原料罐底部都安装有送料管道（管道口径DN65），分别由自动阀门和手动阀门 控制开关，每种液料的自动阀门安装在靠近管道出口位置，由送料泵负责将料通过 管道打到计量罐，送料泵两端预留回流管及回流阀（回流管口径与主管道相同），在计量罐进料口处的安装自动阀门，实现物料的快投和慢投料控制；3、液料或水通过管道可直接加进计量罐，计量罐的四个支撑底脚与支撑架基础之 间各安装一只称重压力传感器模块，负责计量进入计量罐的物料重量，支撑架基础需做水平调试； 4、液体原料计量完毕通过计量罐底部的的自动分流装置，分别自动加到相应的搅 拌罐中。自动分流装置结构（见图一）：在计量罐的总卸料阀后水平安装到各个搅拌釜的分料自动阀门，把各个分料自动阀门的前端进料管用管道联通，这样可以保证卸料后基本无存料，到各个搅拌釜的卸料管道水和液料管道可以合并一条管道，以减少管道用料成本； 5、搅拌好的成品通过反应釜底部的管道泵送至成品罐，由自动阀门和泵控制； 6、全部配料数据均存储于控制中心的工控机数据库内； 7、全部配料过程均由组态软件实施监控，通过控制界面实施过程操作，生产数据 适时存储到系统数据库，以完成对各种生产数据进行存储和分析，同时还能实现原料进存用料管理、成品管理、人员管理、合同管理等各项功能。 三、系统控制方案 1、在生产现场设置一个集中控制操作台，动态称重计量仪表安装在操作台上，安装 在六个计量罐支撑腿下部的称重传感器数据线与动态计量仪表相连，实时数据由计量仪表经通信线上传给控制中心的工控机，配方及控制命令由控制中心的工控机经通信线下传给仪表及PLC控制器； 2、操作台内部安装西门子S 系列PLC可编程控制器及继电器等，负责控制各自动 阀门和泵的启停； 3、计量仪表在PLC 的控制下启动，在不同计量阶段输出不同的信号（快投、慢 投、卸料等）给PLC，由PLC对外部设备直接控制；
河南职业技术学院 毕业设计（论文）题目基于PLC的自动送料装车控制系统 系（分院）机械电子工程系 学生姓名王绅 学号10511171 专业名称机电一体化 指导教师吉炜寰 年月日
河南职业技术学院系（分院）毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）指导教师评阅意见表
基于PLC的自动送料装车控制系统的设计 机电09-4 王绅学号 10511171 摘要：随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。基于PLC的自动送料装车控制系统可以解决上述问题，因此对它的设计具有了现实可能性。
自动运料车工作原理及技术要求该自动送料装车系统的操作过程是：在允许汽车开进后，汽车到达指定位置（由传感器进行相应的位置检测），此时可以起动控制系统。首先送料皮带最上层的电动机动作，经过等时间间隔，下层送料皮带的各电动机依次动作。当最后一台送料皮带的电动机动作一定的时间后，装满料的料斗打开进行自动装料。当汽车装满料后，料斗关闭，各电动机由下至上经过等间隔依次停止，汽车开走，完成一次装车。控制系统返回初始状态，等待下一次装料。 系统的主要技术参数 (1)用一台电机控制两条生产线 (2)要能检测到满料状态，并显示出输送、排料、满料时间 (3)时间误差：0.1秒 (4)具有抗干扰能力 PLC的定义 可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC PLC的分类 PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对 PLC 的分类可以根据结构、功能的差异等进行大致分类。 1.按 I/O 点数分类 PLC按其 I/O 点数多少一般可分为以下 4 类： (1) 微型 PLC：I/O 点数小于 64点的 PLC 为超小型或微型 PLC。 (2) 小型 PLC：I/O 点数为 256 点以下，用户程序存储容量小于 8KB 的