基于PLC的自动送料装车控制系统
专业：电气工程及其自动化 姓名： 指导教师：周志文
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。可编程序控制器（Programmable controller）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。
关键词 PLC，送料小车，控制，程序设计
ABSTRACT
Along with science and technology rapidly developing，the degree of automation demand is higher and higher, and the original production outfit feeder cant satisfy the current high automation needs. Reduce labor
intensity, guarantee the reliability and safety of production, reduce production cost, reduce the pollution of the environment, improve product quality and economic benefit is the enterprise generation to be faced with major issues. Based on PLC automatic feed loading control system can solve the above problem, thus to its design is a real possibility. Programmable logic controller referred to PLC ,because of the high reliability PLC adaptability, flexibility, environment, use convenient, simple maintenance, so the application of PLC in the rapidly expanding. In early PLC ,always have relays place, can use. But in today's PLC to control system that almost say there is need of place of PLC. Especially in recent years, the cost of PLC, function and not increase, so, at the moment, PLC at home and abroad，has been widely used in various industries.
Key Words： PLC, Feeding car, Control, Program design
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
2 、器件选择
2.1 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。
2.2 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。 2.2.1.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的为小型PLC。它可以连接开关量和模拟量I/O模块以及其他各种特殊功能模块，能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通信联网等功能。如西门子公司的S7-200PLC，三菱公司的F1、F2和FX0系列 PLC 都属于小型机。
(3)中型 PLC：I/O点数在512～2048点之间的为中型PLC。它除了具有小型机所能实现的功能外,还具有更强大的通信联网功能、更丰富的指令系统、更大的内存容量和更快的扫描速度。如西门子公司的S7-300PLC、三菱公司的A1S系列PLC都属于中型机。
(4)大型 PLC：I/O点数为2048点以上的为大型PLC。它具有极强的软件和硬件功能、自诊断功能、通信联网功能，它可以构成三级
通信网，实现工厂生产管理自动化。另外大型PLC还可以采用三个 CPU构成表决式系统，使机器具有更高的可靠性。如西门子公司的 S7-400系列PLC、三菱公司的A3M、A3N系列PLC都属于大型机。 2.2.2 按结构分类
PLC按其结构可分为整体式、模块式及叠装式 3 种： (1)整体式 PLC
将 CPU、I/O单元、电源、通信等部件集成到一个机壳内的称为整体式PLC。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元(又称主机)和扩展单元组成。 基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口以及与编程器相连的接口。扩展单元内只有I/O接口和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。它还配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。整体式PLC一般都是小型机。 (2)模块式PLC
模块式PLC是将PLC的每个工作单元都制成独立的模块，如CPU 模块、I/O模块、电源模块(有的含在CPU模块中)以及各种功能模块。模块式PLC由母板(或框架)以及各种模块组成。把这些模块按控制系统需要选取后，安插到母板上，就构成了一个完整的PLC系统。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。例如，西门子公司的S7-300系列、S7-400系列PLC都采用模块式结构形式。 (3)叠装式PLC
将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC将CPU模块、电源模块、通信模块和一定数量的I/O单元集成