运料小车的自动运行设计

运料小车的自动运行设计运料小车的自动运行设计 设计背景 设计背景 在十堰生产参观实习期间 我们在大马力发动机装配车间看到了一个自动 运行的运料小车 其运行轨迹确定 运行平稳 自动卸料 使用方便 提高了 工作效率 为工厂节约了人力开支 随着经济的不断发展 运料小车的应用也 不断扩大到各个领域 早期运料小车电气控制系统多为继电器 接触器组成的复 杂系统 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 必须有专人负责操作 现将 PLC 应用到运料小车电气控制系统 可实 现运料小车的自动化控制 降低系统的运行费用 PLC 运料小车电气控制系统具 有连线简单 控制速度快 精度高 可靠性和可维护性好 安装 维修和改造方便 设计施工调试周期短等优点 在自动化生产线上 有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往 返运动 并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留 以满足生产工艺要求 用 PLC 程序实现运料小车自动往返顺序控制 不仅具有程序设计简易 方便 可靠性高等特点 而且程序设计方法多样 便于不同层次设计人员的理解和掌 握 现我将所学 PLC 知识与其联系 自行设计了一个由 PLC 控制的自动运行 运料小车 现将其具体设计陈述如下 1 整体设计整体设计 1 设计要求 自动运行且自动卸料 2 运行方式 系统启动后 按下启动按钮 系统进入装料 右行 卸料 装料 左行 卸料 装料循环状态 即周期性连续运行 二 运料小车的运行流程图二 运料小车的运行流程图 在进行程序设计之前 先画出运料小车的动作流程图 如图 1 所示 在流程 图中能直观地看出运料小车每一部的动作内容及步间的转换关系 否 是 否 是 否 是 图 1 系统流程图 开始 按下启动按钮 右端装料 小车左行 是否到达左端 左端卸料 从左端装料 小车右行 是否到达右端 点 右端卸料 按停止按钮 结束 3 3 硬件的选择硬件的选择 1 1 PLCPLC 的类型的类型 由于本论文以 THORM D 网络型可编程控制器高级实验装置为硬件基础 因 此使用欧姆龙 CJ2M CPU12 可编程控制器 2 2 电源的选择电源的选择 PLC 的供电电源 一般 PLC 的供电电源应设计选用 220VAC 电源 于国内电 网电压一致 如果 PLC 本身带有可使用电源时 应核对提供的电流是否满足应 用要求 否则应设计外接供电电源 为防止外部高压电源电网因操作而引入 PLC 对输入和输出信号的隔离是必要的 有时也可采用简单的二极管或熔丝管 隔离 3 3 存储器的选择 存储器的选择 由于计算机集成芯片技术的发展 存储器的价格已下降 因此 为保证应 用项目的正常投运 一般要求 PLC 的存储器容量 按 256 个 I O 点至少选 8K 存 储器选择 需要复杂控制功能时 应选择容量更大 档次更高的存储器 四 端口的分配四 端口的分配 依据控制要求 需要 7 个输入点 8 个输出点 在选用 CJ2M 时 作 I O 口 分配 其端口分配如表 1 所示 表 1 端口分配表 序 号 CM12 面 板端子 CM30 面板 端子 说明备注编号 10SD 启动开关 0 21ZL 装料按钮 3 32XL 卸料按钮 4 43RX 右行开关 5 54LX 左行开关 6 67A3 自动按钮 102 79ST 停止开关 PLC 输入 1 80S1 装料指示 1000 91S2 卸料指示 1001 102R1 右行指示1 1002 113R2 右行指示2 1003 124R3 右行指示3 1004 135L1 左行指示1 1005 146L2 左行指示2 1006 157L3 左行指示3 PLC 输出 1007 16 主机输入端 COM CM30面板 24V 接电源24V电源正端 17 主机输出端 COM CM30面板 COM 接电源 COM电源地端 五 运料小车控制程序编制五 运料小车控制程序编制 1 1 在使用梯形图编程因遵循自左至右 自上而下的原则 在使用梯形图编程因遵循自左至右 自上而下的原则 梯形阶梯都是始于左母线 终于右母线 通常可以省掉不画 仅画左母线 每行的左边是接点组合 表示驱动逻辑线圈的条件 而表示结果的逻辑线圈只 能接在右边的母线上 接点不能出现在线圈右边 接点应画在水平线上 不应画在垂直线上 对此类桥式电路 应按从左到 右 从上到下的单向性原则 单独画出所有的去路 并联块串联时 应将接点多的去路放在梯形图左方 左重右轻原则 串联 块并联时 应将接点多的并联去路放在梯形图的上方 上重下轻的原则 这样 做 程序简洁 从而减少指令的扫描时间 这对于一些大型的程序尤为重要 不宜使用双线圈输出 若在同一梯形图中 同一组件的线圈使用两次或两 次以上 则称为双线圈输出或线圈的重复利用 双线圈输出一般梯形图初学者 容易犯的毛病之一 在双线圈输出时 只有最后一次的线圈才有效 而前面的 线圈是无效的 这是由 PLC 的扫描特性所决定的 2 2 自动控制梯形图 自动控制梯形图 图 4 运料小车自动控制梯形图 六 自动控制梯形图功能分析六 自动控制梯形图功能分析 图 4 是根据要求设计的自动控制程序的梯形图 对其功能作如下分析 系 统启动后 按微动按钮 A3 进入自动运行方式 自动运行方式 自动运行方式 自动运行方式必须从左端开始 如果运料小车没有停在左端 需要手动操 作让运料小车停在左端 系统启动后 方式选择开关拨在自动运行位 使位移寄存器 SFT 位移脉冲 输入端接通 位移寄存器通道 200 是由 25315 或停止按钮 00001 进行复位的 当运料小车位于左端时 限位开关被压下 00007 的常开触点闭合 当选 择自动按钮 A3 合闭后 移位寄存器移位一次 第一次移位使 20000 为 1 从而使小车进入左端装料过程 装料指示灯 S1 亮 定时 5 秒后 灯灭 装料结 束 小车离开最左端 因此将操作开关 00007 断开 当装料定时结束后 常开装料定时开关 T0007 闭合 向位移寄存器发一个 脉冲 移位一次 这次移位使 20000 左装料变为 0 而断开 20001 右行 1 变 为 1 而接通 从而使运料小车进入右行第一位置的模拟状态 右行指示灯 R1 亮 定时 3 秒后 模拟结束 上一步骤结束后 T0003 开关闭合 向位移寄存器发一个脉冲 移位一次 这次移位使 20001 右行 1 变为 0 而断开 20001 右行 2 变为 1 而接通 从而使运料小车进入右行第二位置的模拟状态 右行指示灯 R2 亮 定时 3 秒 后 模拟结束 类同上一个步骤两次后 运料小车进入右端卸料状态 卸料指示灯 S2 亮 定时器定时 5 秒后 灯灭 卸料完成 此时常开卸料定时 T0008 接通 向位移 寄存器发一个脉冲 移位一次 这次移位使 20004 右装料变为 0 而断开 20005 右装料变为 1 而接通 运料小车进入右端装料状态 装料指示灯 S1 亮 定时器定时 5 秒后 灯灭 装料完成 右端装料完成后 常开装料定时开关 T0007 闭合 向位移寄存器发一个脉 冲 移位一次 这次移位使 20005 右装料变为 0 而断开 20006 左行 1 变为 1 而接通 从而使运料小车进入左行第一位置的模拟状态 左行指示灯 L1 亮 定时 3 秒后 模拟结束 模拟左行动作三次后 运料小车到达最左端 进入左端卸料状态 卸料指 示灯 S2 亮 定时 5 秒后灯灭 左端卸料结束 此时 常开按钮 20009 和 21000 一直为 ON 所以 SFT 的数据输入端为 1 这样 本次以为使 20000 又变成 了 1 随之开始了下一个周期的运行 7 总结总结 通过本次对运料小车的全部设计 我对可编程控制器有了深入的了解 增 强了自己的动手能力 分析问题以及解决实际问题的能力 特别是对编程软件 的使用 让我在以后的工作学习中能更加得心应手 我也认识到了可编