(完整版)机电传动毕业课程设计说明书--电动运输小车的PLC控制(2)

2018-12-27 16:15

4) 体积小于继电器控制装置; 5) 可将数据直接送入管理计算机; 6) 成本上可与继电器柜竞争; 7) 输入可以是交流115V;

8) 输出为交流115V,2A以上,能直接驱动电磁阀; 9) 扩展时,原有系统只需做很小的改动; 10) 用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。 二、 PLC的发展

PLC问世以来,其发展极为迅速。由最初的1位机发展为8位机,现在的大型PLC已采用了32位微处理器,可同时进行多任务操作,其技术已经相当成熟。

目前,世界上有PLC生产厂200多家,比较著名的有美国的A-B公司、通用电气公司,日本的三菱、松下电工、欧姆龙,德国的西门子,法国的施耐德等。生产的PLC品种繁多,产品的更新换代也极快,著名的生产公司几乎每1~2年即可推出一种新产品。PLC的结构不断改进,功能日益增强,性能价格比越来越高。展望未来,PLC在规模和功能上正朝着两个方向发展。一方面,大型PLC不断向大容量、高速度、多功能的方向发展,能取代工业控制微机对大规模复杂系统进行综合性的自动控制。另一方面,小型PLC向超小型、简易、廉价方向发展,能真正完全取代最小的继电接触器系统,适应单机、数控机床和工业机器人等领域的控制要求。另外,不断增强PLC的联网通信功能,便于分散控制与集中控制的实现;大力开发智能IO模块,极大地增强PLC的过程控制能力,提高它的适应性和可靠性;不断使PLC的编程语言与编程工具向标准化和高级化方向发展 三、 PLC的应用领域

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,同时日常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而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。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,使用情况主要分为如下几类:

(1)开关量逻辑控制

取代传统的继电器控制电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于控制单台设备,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)工业过程控制

在工业生产过程当中,存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量),PLC采用相应的AD和DA转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。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。

(3)运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。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,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

第2章 设计方案

2.1总体方案说明

首先来分析下整个运输小车的控制系统。

(1)按下启动按钮SB→八盏指示灯全亮→某个行程开关STX闭合→将该工位号VB0传入系统

(2)按下某个呼车按钮→系统得电并自锁,八盏指示灯全灭→将该呼车位号VB1传入系统→系统对VB0,VB1进行大小比较→根据比较结果进行正,反转或原位不动→辅助继电器M4得电,其动断触点M0.3断开→其他呼车按钮呼车无效→小车到达所呼车位时,定时器T37启动→30s后其动断触点断开→辅助继电器M2失电,八盏指示灯全亮,其他呼车按钮呼车有效

(3)假如小车停在3位,而3号工作台呼叫,则小车原位不动。

2.2控制方式选择

我们电动运输小车的任务主要由两大部分,其中最主要的就是运输小车的PLC梯形图设计,也就是程序设计;其次是三相异步电机的驱动主电路设计。为此我们采用了PLC控制系统。因为PLC控制系统具有简便的编程性。

PLC相当于一个微型计算机,内部有CPU可以用来处理一些普通指令和更多的特殊功能指令。还有许多的存储器可以存放数据,在作为工业控制的情况下,我们可以把PLC当成是一个集成了许多继电器的盒子,可以单纯的把PLC当成是一个开关。因为此次的小车所需的输入、输出比较少,所以使用了西门子的S7-200-CPU226型号的PLC。这个型号的PLC提供了24个输入和16个输出口。根据任务书要求输入只需要18个,输出需要只10个满足设计要求。

在硬件上需要实现电机的正反转,这利用了继电器线圈通电常开点闭合、常闭点断开的特点来改变电机的旋转方向。

2.3系统可靠性设计

由于采用的是PLC控制系统,它具有以下优点,完全满足可靠性要求 (1)所有的IO接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外电路与PLC

内部电路之间电气上隔离。

(2)各输入端均采用R-C滤波器,其滤波时间常数一般为10~20ms. (3)各模块均采用屏蔽措施,以防止辐射干扰。 (4)采用性能优良的开关电源。 (5)对采用的器件进行严格的筛选。

(6)良好的自诊断功能,一旦电源或其他软,硬件发生异常情况,CPU立即采用有效措施,以防止故障扩大。

(7)大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。

第3章 PLC控制系统设计

3.1工艺过程

电动运输小车PLC控制系统控制要求:

电动运输小车PLC控制系统示意图如下图所示。其中电动运输车供8个加工点使用,对车的控制要求如下:

PLC上电后,车停在某个加工点(也称工位)。若无用车呼叫(也称呼车)时,则各工位的批示灯全亮,表示各工位均可以呼车。

(1)若某工位呼车,各工位的指示灯均灭,表示此时再呼车无效。 (2)停车位呼车则小车不动。当呼车位号大于停车位号时,小车自动向高位行驶,当呼车位号小于停车位号时,小车自动向低位行驶,当小车到达呼车位时自动停车。

(3)小车到达某位时应停车30S供该工位使用,不应立即被其他工位呼走。

(4)临时停电后再复电,小车不会自行启动。

ST1 ST2 ST3 ST4 ST5 ST6 ST7 ST8 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 图3.1 电动运输小车呼车系统示意图

3.2主电路的设计

根据电动运输小车的控制要求,应该选用一个电动机,并且保证电动机能正反转.所设计的主电路图如下:


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