自动送料装车系统PLC控制设计

P L C课程设计题目：自动送料装车系统PLC控制设计班级：姓名：指导老师：目录课程设计任务书 (1)1. 控制要求 (3)（1）控制对象介绍 (3)（2）控制原理 (3)2．元器件选择 (5)3．软件编程 (7)4．程序安装与调试结果分析 (13)5．心得体会 (13)6．附录 (14)（1） PLC外部接线图 (16)（2）总体梯形图 (17)（3）主电路 (18)（4）元器件清单 (18)7．参考文献 (19)PLC课程设计任务书1、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1所示：图1 自动装车模拟控制板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如图2所示。

该图中从上到下是启动顺序，从下到上是停止顺序。

图2 自动送料装车系统的起停过程示意图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。

2、元器件选择电动机的功率选定为1KW根据设备及工艺要求，包装输送系统采用上位机和下位机组成，上位机使用两台PLC 机：一台作为操作站实现整个系统的监控和数据检测；另一台作为组态软件的设计与开发，PLC 程序的开发以及将软件通过总线传送到PLC 的CPU 单元。

下位机采用功能强大，可能性高，维护方便且抗干扰能力强的可编程器001162--MR FX N 系列PLC 完成对设备的控制功能。

其具体组成如下：（1） 中央控制单元中央控制单元选用CPU 315-2DP<3>作为PLC 的核心部件，进行逻辑和数字运算，协调整个控制系统各部件的工作。

（2） 电源单元电源单元采用1：1隔离变压器进行时PLC 的380V 交流开关量输入卡件进行供电，采用24V 对开关量输出卡进行供电。

自带的PS-307/5A 直流电源对CPU 和部分卡件进行供电。

2．1 PLC 机型的选择在PLC 控制系统设计时，应遵循以下基本原则：（1）最大限度地满足被控对象或生产过程的控制要求。

设计前，应深入现场进行调查研究，搜索资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。

（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。

（3）保证控制系统的安全可靠。

（4）考虑到生产发展和工艺的改进，在选择PLC 容量时，应适当留有余量。

在该系统中，输入点数为3，输出点数为8，为继电器输出，则我可以选择001162--MR FX N 机型，由于此设计的系统要求不复杂，则可以选用小型控制系统中采用整体式PLC 。

2．2 开关量输入/输出模块的选择2．2．1 开关量输入模块的选择选择三相交流输入电源AC380V ，采用共点式输入接线方式，即三个电动机共用一个电源。

2．2．2 开关量输出模块的选择该系统中开关输出模块的输出方式为继电器输出。

2．3 开关的选择在该系统的主电路中，采用三级的组合开关。

电动机的最大容量为1KW ，则三台电动机的最大容量为3KW ，则三级组合开关的额定电流为10A ，型号为HZ10-10。

2．4 熔断器的选择在本系统中，熔断器保护三台异步电动机，且此三台电动机不同时启动，则继电器的额定电流为N N fN I I I ∑+≥max )5.2~5.1(，其中：A I I N N 55.42201000max === ，则55.455.455.45.2++⨯≥fN I ，所以A I fN 475.20≥ 熔断器的额定电压为AC380V ，则可选择型号为RT14-32的熔断器。

2．5 继电器的选择采用具有掉电保持功能的继电器，防止因电源故障造成数据的丢失。

2．5．1 时间继电器（KT ）本系统中只需延时2S ，并考虑到价格费用方面，可选用空气阻尼式时间继电器，可选用JS7-2A 型号的空气阻尼式时间继电器，其触点额定电压为380V ，触点额定电流为5A 均能符合要求。

2．5．2 热继电器的选择（FR ）一台电动机的额定电流为4.55A ，由于是3台电动机总额定电流为13.65A ，可以用电流调节范围为10.0A —16A,则热继电器的型号为JR16-20/3，此额定电流为20A 。

2．5．3 接触器的选择（KM ）额定电流为A KU P I N N C 8.32202.11000=⨯== 则可以选择CJ10-5型号的交流接触器。

式中：N P ——电动机的额定功率K ——经验系数，一般取1—N U ——电动机的额定电压2．6 I/O 地址表3、软件编程3．1 系统的控制框图（即软件流程图）3．2 控制源程序介绍（初始状态）3．2．1 汽车启动，到S2处停止，此时红灯L1亮，绿灯L2灭。

此时的程序为：LD X002 OUT Y003OR Y003 LDI Y003ANI X001 OUT Y002所对应的梯形图为：当按下启动按钮S3（X002接通）时，Y003得电，即红灯L1亮，常闭触点Y003断开，Y002失电即绿灯L2灭，此时汽车允许开进装料，而且此时汽车已在称重开关S2处停止。

3．2．2 启动按钮S3接通后，传送电动机M3运行，延时2S 送料电动机M2运行。

此时的程序为：LD X002 LD M0OR Y006 OUT T0ANI X001 K20OUT Y006 LD T0LD Y006 OUT Y005OUT M0所对应的梯形图为：当按下启动按钮S3（X002得电），传送电动机M3（Y006）得电，再运用置守的方法。

Y006得电，辅助继电器M0得电，则延时继电器T0得电，延时2S后，送料电动机M2（Y005）得电，则M2电动机运行。

3．2．3 送料电动机M2运行后延时2S送料电动机M1运行；送料电动机M1运行后延时2S料斗K2打开出料。

此时的程序为：LD Y005 AND Y005 OUT T2OR M1 AND Y006 K20ANI X001 OUT Y004 LD T2OUT M1 LD Y004 OR Y001LD M1 OR M2 AND Y006OUT T1 ANI X001 AND Y005K20 OUT M2 AND Y004LD T1 LD M2 OUT Y001OR Y004所对应的梯形图为：当Y005（即送料电动机M2）得电，辅助继电器M1得电，延时继电器T1得电，延时2S后送料电动机M1（即Y004）得电，辅助继电器M2得电，延时继电器T2得电，延时2S。

T2得电后，Y001得电，料斗K2打开出料。

3．2．4 汽车被装满料，同时称重开关S2断开，料斗K2关闭，送料电动机M1延时2S关断。

此时的程序为：LDI X001 OUT Y001 OR Y004OR Y001 LD Y001 ANI T3AND Y006 OR M3 OUT Y004AND Y005 OUT M3 ANI Y004AND Y004 LD M3 OUT T3K20所对应的梯形图为：当称重开关S2断开（即PLC梯形图中点动X001），Y001失电，即料斗K2关闭，则Y001为常闭触点，则辅助继电器M3得电，延时继电器T3从而也得电，延时2S，2S后送料电动机M1停止。

3．2．5 送料电动机M2延时M1电动机2S停止；传送电动机M3延时M2电动机2S停止，L2灯亮，L1灯灭，此时表示汽车可以开走。

此时的程序为：LD Y004 ANI M4 OR Y006OR M4 OUT T4 OUT Y006OUT M4 K20 LD X002LD M4 LD Y005 OR Y002OR Y005 OR M5 LD Y004ANI T4 OUT M5 OR Y006OUT Y005 LD M5 ANBLDI X002ANI Y002OUT Y002所对应的梯形图为：送料电动机M1停止后，辅助继电器M4得电，延时继电器T4开始计时，2S后，送料电动机M2停止运行；此时，辅助继电器M5得电，使Y006失电，则传送电动机M3停止运行。

X002失电即S3启动按钮断开，Y004失电即送料电动机M1停动，致使Y003失电，即灯L1灭；X002常闭触点、Y002常闭触点接通，Y002得电，则灯L2亮。

3．2．6 在运行过程中，若出现故障，则发出故障报警信号，使故障报警信号灯L3亮。

此时的程序为：LD Y006 OR Y000OR Y005 AND X002OR Y004 OUT Y007OR Y001所对应的梯形图为：由上述梯形图可以看出：X002为常闭触点，并联连接常开触点若有一个接通，则Y007得电。

即传送电动机M3、送料电动机M2、送料电动机M1、料斗K2、进料开关K1中任意一个出现故障即接通，就会导致故障灯亮，就能发现故障，从而进行故障排除。