PLC运料小车控制系统设计与实现

1、PLC运料小车控制系统设计与实现罗涛徐淑英（湖南现代物流职业技术学院，湖南长沙410131）摘要 :以 PLC 控制技术为核心，采用日本三菱 FX1s-20MR 的 PLC ，论述了运料小车控制系统的软硬件设计方案及其控制原理，实现了运料小车装料、卸料过程的自动控制。通过实际应用，说明所设计的控制系运行可靠，满足了实际需要。关键词 : PLC 运料小车自动控制Designing and implemengtation of PLC control system to a motor wagon of transport materialsLuo Tao, Xu ShuYingHunan Sci

2、ence Innovate Modern Precisenes, ChangSha, Hunan 410131, China；Abstract:Based on PLC control technology, using FX1s-20MR Mitsubishis PLC, discusses thedesign Methods ofa motor wagon of transport materials control system hardwareand software , and control theory for it, has shipped materials process

3、automatic. Through practical applications the control system that have been designed can reliably run ,and can fill the actual needs.Key word: PLC Automatic control amotor wagon of transport materials0 引言可编程控制器（ PLC ）是在电气控制技术和计算机技术的基础上以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。以其编程简单、可靠性高，功能完善，体积小、重量轻的

4、特有优势 , 已经广泛应用于各行各业。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。本文介绍了一种基于三菱FX1s-20MR型 PLC控制的运料小车控制系统的设计方案。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。1. 控制系统工作原理小车运料示意图如图 1 所示，为小车一处装料，两处轮流卸料。小车由电动机拖动，电机正转，小车前进，电机反转，小车后退。料斗底门和小车底门均由电磁阀控制，得电打开

5、，断电闭合。小车前、中、后终端位置均由限位开关控制。按下右启动按钮小车右行（前进）至限位开关 SQ1 处停下来装料， 20S 后结束，开始左行。当碰到 SQ2 后停下来第一次卸料， 1 5S 后右行，碰到 SQ1 又停下来装料， 20S 后结束，又开始左行，经过 SQ2 不停，当碰到 SQ3 后停下来第二次卸料， 15S 后右行，碰到 SQ1 后又停下来装料。完成一个工作周期动。图 1 小车运料示意图2.P LC 控制系统的设计2.1系统硬件设计2.1.1PLC 的选择和配置依据小车控制系统的工艺流程、实际控制需求以及输入/输出变量特点,选用 日本三菱公司生产的FX1s-20MR(20点 I/

6、O , 继电器输出方式PL C, 其输入点数为1 2,输出点数为8,完全能够满足工艺控制需求。输入点用来控制小车控制方式的选择、启动、限位停止及控制系统的运行情况, 输 出点用来控制小车前进、后退，装料、卸料。PLC 单元配有数据通讯口, 实施PC机和PLC的数据通讯。2.1.2控制系统的电路组成：图 2 是电机正反转主电路（控制小车前进、后退），图3 是 PLC控制部分输入 / 输出端子接线电路图 2 电机正反转主电路图图 3 PLC输入 / 输出接线图图 2、图 3 中 KM1 和 KM2 分别是控制电机正转运行（小车前进）和反转运行（小车后退）的交流接触器。用 KM1 和 KM2 的主触

7、点改变进入电动机的三相电源的相序,即可以改变电动机的旋转方向。图3 中 KM1的线圈串联了KM2 的辅助常闭触点,KM2 的线圈串联了KM1 的辅助常闭触点, 组成了硬件互锁电路。可以避免由于正反转（小车前进、后退）切换过程中电感的延时作用, 导致原来接通的接触器的主触点还未断弧时, 另一个接触器的主触点已经合上而造成交流电源瞬间短路的故障。通过主电路与PLC 的控制电路的接线, 才能实现PLC 对系统的控制。2.1.3.系统输入输出分配系统输入输出分配表见表1运料小车控制系统I/ O 地址分配表1输入输出X0SB1X1SB2X2SB3X3SQ1X4SQ2X5SQ3前YK控制电机进启动1M 1

8、正转交流接触器后YK控制电机退启动2M 2反转交流接触器停YY料斗底门止3V1门电磁阀前YY小车底门进限位4V2电磁阀中0T定装料定时间限位时器 T020S后1T定卸料定时退限位时器 T115S2.2 系统软件设计按照系统总体设计要求和系统实际情况，利用三菱FX 系列 PLC的编程环境FXGP_WIN-C编程软件编写控制程序，它不仅可以把用户程序写入到PLC的用户程序存储器中, 而且方便对程序的修改、调试等操作, 同时也可适时监控程序系统运行状态。根据控制要求和I/ O地址，采用经验设计法编写的控制程序如图4 所示。图 4 控制梯形图具体设计思路：小车在一个周期中两次左行都要碰到中间限位开关S

9、Q2（X4）。 SQ2第一次碰到时小车卸料，第二次碰到SQ2时继续前进。因此应设计一个具有记忆功能的编程元件（M0），来区分是第一次还是第二次碰到 SQ2.小车第一次碰到SQ2时停止运行卸料，所以X4 常闭触点串在Y2 的线圈电路中，才能使小车停止左行，同时应接通 Y4 和 T1 进行卸料与定时，故X4 和 X5 的常开触点并联接通Y4 线圈卸料。但第二次碰SQ2时小车不停止左行，在 X4 的常闭触点处并联了记忆元件M0的常开点。因此，小车第一次左行碰到X4 停止运行并开始卸料，同时使M0 接通，其常开触点闭合并自锁以保证小车第二次左行碰到X4 不会停止，继续前进到SQ3（ X5）处停止卸料，

10、又应使M0 断开，以保证下一工作循环第一次碰到SQ2（X4）能停止左行。由于小车从SQ2（X4）处右行返回时M0会被接通，使小车下一次到达SQ2处无法停止左行，因此，在M0电路中串入 Y1 的常闭触点，保证右行经过SQ2时 M0状态不发生变化。3.系统联机调试控制程序调试在室内模拟现场情况，按照图 2 电机正反转主电路和图3 PLC输入 / 输出接线图进行电路安装，通过RS232 电缆把程序写入PLC ，通过测试符合控制要求。装入现场，电机启停灵活，各行程开关、电磁阀动作灵活，系统工作正常。小车运料控制系统经调试后达到了稳定，控制状态良好。4.结论实践证明 , 本设计所采用日本三菱公司生产的小

11、型可编程控制器FX1s-20MR的硬件配置和程序设计是完全可行的, 在实践中取得了令人满意的效果。所设计的以PLC为核心的小车运料控制系统，性能可靠、操作简单方便、易于维护、环境适应性强，还能容易地随时修改可编程控制器程序,达 到了预期效果。参考文献1 贾德胜等 , PLC 实用子程序，北京，人民邮电出版社，2006.12 李稳贤，田华。可编程控制器应用技术M. 北京：冶金工业出版社， 2008.63 谢克明，夏路易 . 可编程控制器原理与程序设计 M. 北京：电子工业出版社， 2002：4 张运波 , 刘淑荣 . 工厂电气控制技术 M . 北京 : 高等教育出版社 , 2004.5 吕 汀, 石红梅 . 变频技术原理与应用 M . 北京 :