目 录
1 课程设计引言 ………………………………………………………1 2 常规电气控制 ………………………………………………………1 2．1 工艺流程 ………………………………………………………1 2．2 拖动要求 ………………………………………………………2 2．3 设计任务 ………………………………………………………2 2．4 主电路 …………………………………………………………2 2．5 控制回路 ………………………………………………………3 3 PLC控制 ………………………………………………………………4 3．1 PLC的I/O分配与指示灯的分配 ……………………………………4 3．2 控制面板布置及PLC接线图 …………………………………5 3．3 PLC梯形图 ……………………………………………………6 3．4 程序调试 ………………………………………………………8 3.4.1 PLC定义 ………………………………………………………8 3.4.2 PLC系统的特点 ………………………………………………8 3.4.3可编程控制器的基本结构 ……………………………………8 3.4.4 PLC的接线与程序的调试 ……………………………………9 3.4.5 PLC程序的仿真 ………………………………………………9 3.4.6 PLC程序突发故障的应对 ……………………………………12 4 操作说明 ……………………………………………………………14 5 设计心得 ……………………………………………………………15 6 参考文献 ……………………………………………………………16
1 引言
通过课程设计达到某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。同时也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。
配料系统结合了备料、配料、运料三个方向的技术，其中运料小车控制系统是冶金、有色金属、煤矿、车站、港口、码头仓库、矿井等行业的主要设备之一。利用PLC控制技术，可实现小车一处装料两处卸料的自动控制。可实现在线参数和控制过程的调整，克服了继电器控制系统的可靠性差，维修控制不方便等不足。极大地提高了设备控制灵活性、稳定性以及维护保养性能和工作效率。
2 常规电气控制
2．1 工艺流程
图1 配料系统示意图
（1）备料：料斗1、2内分别有压力传感器，当料门开关闭合且压力传感器输出加料信号时，煤、石加料器电机工作开始加料；当煤、石加到一定数量时，压力传感器输出停止加料信号，由PLC输出信号控制煤、石加料器电机停止。
1
（2）装料：当小车到达工作装料位置时，如果此时料斗备料完毕，则PLC控制同时打开（采用电动阀门控制）料斗1、2、3料门开始装料环节，其中料斗3完成混料，并开始工作计时，完成装料后输出动作完成信号，准备小车运料。
（3）运料，小车接受备料完成信号后，启动，当小车到达位置时，料斗3的出料门自动打开，并开始进料计时（20S），给小车上料；小车离开时，料斗出料门自动关闭，料斗1、2重新开始备料流程，如此循环。
2．2 拖动要求
1.运料小车由三相绕线式异步电动机拖动。
2.料斗1、2、3的料门由电磁阀控制，进料之前要先判断料门状态。 3.进料及卸料电磁阀为220V直通式电磁阀。
4.位置A、B、C、D四处各安装一只行程开关；在位置A、D为设置的超程保护。
2．3 设计任务
1.绘制主电路，选择合适的元器件（名称、数量及参数）。 2.绘制常规控制回路。
3.根据控制要求选择PLC，并安排PLC的I/O 端口。 4.绘制PLC接线图。
5.根据控制要求设计PLC程序。 6.上机调试程序。
7.编写设计、使用说明书及设计小结，列出参考资料目录。
2．4 主电路
配料系统结合了备料、配料、运料三个方向的技术，其中运料小车控制系统是冶金、有色金属、煤矿、车站、港口、码头仓库、矿井等行业的主要设备之一。利用PLC控制技术，可实现小车一处装料两处卸料的自动控制。可实现在线参数和控制过程的调整，克服了继电器控制系统的可靠性差，维修控制不方便等不足。极大地提高了设备控制灵活性、稳定性以及维护保养性能和工作效率。
本系统的工作过程主要是配料过程和小车运料过程，配料又三个独立的料斗控制，料斗1、2是原始物料，料斗3 负责混料，并由料斗3给小车的装料。小车启动到B点时停车，并进行装料20S，装料完毕小车反响运行到达C点卸料20S，之后反向再次到达B点装料，如此往复。
电气主电路应由配料系统两个加料电机M1和M2以及用于小车拖动的电动机M3组成，如图所示。对小车的主电路QF为空开，当KM1接通时，电动机M1正转，KM2接通则M1反转。以此来控制小车往返运动。用接触器KM3、KM4的通、断来串入或切除电阻，以实现小车的启动和调速。
2
系统的主电路图由图2-1所示。
L1L2 L3
QFFU
UVWFR1M13UVWKM1KM2KM3KM4 UVWFR3
FR2M23
2．5 控制回路
M33煤加料电机主电石加料电机主电运料小车主电路
图2-1 配料系统各环节主电路
根据主电路及相应控制要求我们绘制出电气控制电路，如图2-2所示。
SB1SB2LNFU
SB3KM2KM1SQ2SQ2SB6SQ5SQ6SQ2pSP1pSP2SQ3YV1YV2KM4SQ1FR1FR2FR3KM1KM2KM3
SB4KT2KM3SQ4KT1KM4SQ1SB6SB5SB5SB4SQ2SQ3KM3SQ4KM4YV3SP1SQ6SQ7pSP2pSQ2KT1YV1YV2YV3HASQ2SQ5图2-2 运料小车控制电路图
3
3 PLC控制
3．1 PLC的I/O分配与指示灯分配
根据触点类型的不同，为了方便控制，按表3-1进行I/O分配。
表3-1 配料系统全局I/O分配表
输入控制 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 代表状态 启动开关 料斗1的限位开关 料斗2的限位开关 料斗3的限位开关 煤重力传感器信号 石重力传感器信号 小车紧急停车按钮 运料小车反转启动 正向加料限位信号 反向卸料限位信号 正向极限限位信号 运料小车正转启动 进料电机紧急停车 配料系统紧急停车 配料系统过流保护 反向极限限位信号 输出控制 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5 代表状态 媒料斗1的料门打开 石料斗2的料门打开 混料料斗3料门打开 料门未正常关闭报警 煤料斗进料电机 石料斗进料电机 小车正向运行（向加料） 小车反转运行（向卸料） 错误信号报警灯
表3-2 配料系统全局指示灯分配表
指示灯 HL1 HL2 HL3 HL4 HL5 HL6 HL7 代表状态 配料系统工作灯 料斗1正常关闭灯 料斗2正常关闭灯 料斗3正常关闭灯 料斗1进料完成指示灯 料斗2进料完成指示灯 小车停车状态灯 指示灯 HL8 HL9 HL10 代表状态 配料系统过流报警灯 正向限位位置报警灯 反向限位位置报警灯 4