机电一体化技术毕业论文(专科)

.2011级机电工程系系机电一体化技术专业运料小车控制系统的设计所属机电工程研究教研室系电气组方向课题论证：本文阐述如何利用将PLC应用到运料小车电气控制系统,施行运料小车的自动教研室主任签字:....石家庄信息工程职业学院大专毕业生论文评定表运料小车控制系统的设计完成日2014．3．13期将PLC降低系统的运行费用。并且PLC在运料小车控制系统中的应用，具有巨大的经济和社会价值。部评审意见..石家庄信息工程职业学院毕业生毕业设计（论文）专系年3月日..1班摘要：Abstract:-关键词：：..目录一西门子S7-200的概述...................................................................................................11.1西门子S7-200简介.............................................................................................11.2西门子S7-200应用领域.....................................................................................11.3西门子S7-200优点..............................................................................................11.4西门子S7-200组成..............................................................................................11.5西门子S7-200工作方式.....................................................................................21.6程序设计步骤…………….21.7程序设计内容…………...3二运料小车系统介绍..........................................................................................................42.1运料小车的控制系统主回路...............................................................................42.2运料小车运行的控制要求……………….42.3方案选择……………………5三运料小车控制系统的总体设计....................................................................................53.1PLC的选用...............................................................................................................63.2PLC电气原理图......................................................................................................63.3I/O分配.....................................................................................................................63.4运料小车系统设计流程图....................................................................................73.5运料小车控制系统接线图....................................................................................83.6……………………..83.7运料小车程序指令表…………………….9..四总结......................................................................................................................................9参考文献....................................................................................................................................10..一、西门子S7-200的概述1.1PLC简介：西门子公司较早地进行了PLCPLC就是由西门子公司在19731975年推出了SIMATICS3系列1979年推出了SIMATICS5系列世纪末又推出了SIMATICS7系列SIMATIC是西门子自动化系列产品品牌统称。S7-200属于S7系列的。SIMATICS7-200Micro自成一体：特别紧凑但是具有惊人的能力－特别是有关它的实时性能－它速度快，功能强大的通讯方案，并且具有操作简便的硬件和软件。但是还有更多特点：SIMATICS7-200MicroPLC具有统一的模块化设计－目前不是很大，但是未来不可限量的定制解决方案。这一切都使得SIMATICS7-200MicroPLC在一个紧凑的性能范围内为自动化控制提供一个非常有效和经济的解决方案。1.2应用领域：SIMATICS7-200也越来越多地提供了对以前曾由于经济原因而开发的特殊电子设备的地区的进入。1.3优点：SIMATICS7-200性能，最优模块化和开放式通讯。结构紧凑小巧－狭小空间处任何应用的理想选择在所有CPU时响应－在任何时候均可对整个过程进行完全控制，从而提高了质量、效率和安全性易于使用STEP7-Micro/WIN工程软件－初学者和专家的理想选择集成..的R-S485接口或者作为系统总线使用极其快速和精确的操作顺序和过程控制通过时间中断完整控制对时间要求严格的流程1.4组成：1.4.1基本单元：S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用.S7-200系列PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数.PLC存储和管理等，并将用户程序送入PLC中，在调试过程中，进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器，一般可分为简易型和智能型。简易型编程器是袖珍型的，简单实用，价格低廉，是一种很好的现场编程及监测工具，但显示功能较差，只能用指令表方式输入，使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作，将专用的编程软件装入计算机内，可直接PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/WIN。PLC设有外接EEPROM卡盒接口，通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC，也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES..7291-8GC00-0XA0和6ES7291-8GD00-0XA0两种，程序容量分别为8K和16K程序步。1.4.5写入器：写入器的功能是实现PLC和EPROMPLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中，或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备，还可以作为用选择/确认的方法，最多可显示80条信息，每条信息最多4个变量的状态。过能键，每个都分配了一个存储器位，这些功能键在启动和测试系统时，可以进行参数设置和诊断。S7-200PLC的工作方式包括RUN,STOP两种模式，可以通过安装在PLC机身上的模式转换开关进行切换，通过机身上的状态指示灯显示。1）STOP模式：PLC处于STOP（停止）模式，用户可以新建，编辑程序，但不可以执行程序。在STOP模式下用户还可以使用调试功能，如首次扫描和多次扫描功能，这事PLC可临时更改为RUN模式。在STOP模式下，PLC处于半空闲状态，主要的特点有：用户程序执行被中断，执行输入更新，用户中断条件被禁止。..2）RUN模式：在此模式下，PLC读取输入，执行程序，写入输入，对通PLC不支持在RUN模式下执行固定次数的循环扫描周期。与STOP模式最大的不同就是RUN模式下，用户程序被执行。1)根据PLC的担负任务，明确PLC的输入，输出信号的种类和数量，给每个输入，输出信号分配地址，给出每个地址对应的信号条件、名称或编号，编制出I/O地址分配表。2）制定控制结构构框图，选择控制方案。确定控制程序的基本结构，绘制出程序结构框图。然后再根据工艺要求，绘制出各功能单元的详细功能框图。框图画的月详细，对编程越有利。3）编写PLC梯形图程序。编写程序就是根据设计出的框图逐条地编写控STEP7-MICRO/WIN4.0等。梯形图语言是最普遍使用的编程语言，对初学者来说，应熟悉掌握指令系统，尽量多参考典型控制环节程序，如电动机启停、正反转程序。另外，编程过程中要编程软件中的网络名、网络注解等及时对程序进行注解，最好能随编编著，增强程序可读性，方便调试。项很重要的内容，他可以初步检查程序的实际效果，程序的许多功能是在调试中修改和完善的。调试时可以先设置输入信号，观察输出信号的逻辑状态及变化关系，输出状态可通过编程软件中的程序状态观察；控制程序经过模拟调试..和修改后，再现场调试。程序设计工作的总结。编写程序说明书的目的就是便于用户和现场调试人员使用，它是程序文件的组成部分。程序说明书一般应包括程序设计的依据、程序的基本就够、各功能单元分析、使用的公式和原理、各种参数的来源和运算过程、程序调试情况等内容。PLC控制系统的程序设计就是根据被控制对象（机电设备或生产过程）的控制要求及系统功能设计的要求，为应用程序的编写提出明确的目的、依据、要求和目标，编制出程序规格说明书，然后在程序规格说明书的基础上，使用相应的编程语言、指令进行程序的设计。工程中应用的PLC控制系统程序设计一般包括控制程序功能分析和设计、长须的结构分析、编制程序规格说明书、程序设计等内容。二运料小车系统介绍：冶金、有色盒属、煤矿、港口、码头等行业，各工序之间的物品常用有轨小车来转运。小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进，电动机反转小车后退。小车运行图如图1示：..图22.2运料小车运行的控制要求小车停在后退终端，当小车压下后限位开关SQ1时，按下启动按钮SB,按下正向行驶开关SB2,KM1线圈接通，电机正转，小车前进驶向B端。当小车压下行程开关SQ2时，小车停止运动开始装料，定时7S后装料完成。此时KM2线圈接通，电机反转，小车后退返回A端，当小车压下行程开关SQ1时，小车..停止运动开始卸料，定时5S后卸料完成。此时回归初始状态，如此循环进行。当按下停止按钮SB时，小车停止运行。小车停在前进终端，当小车压下前限位开关SQ2时，按下启动按钮SB,按下反向行驶开关线圈接通，电机反转，小车后退驶向A端。当小车压下行程开关SQ15SKM1线圈接通，电机正转，小车前进驶向B端。当压下行程开关SQ2时，小车停止运动开始装料，定时7S后装料完成。此时回归初始状态，如此循环进行。当按下停止按钮SB时，小车停止运行。2．3方案选择将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、维修和改造方便等优点。第3章运料小车控制系统的总体设计3.1PLC的选用根据运料小车输入输出设备的分配，在I/O方面只需要6个输入口和3个输出口，同时考虑适当的余量，选用FX2N-16MR的PLC即可。如图3所示：PLC图3运料小车控制系统图..这个控制系统的输入有1启动按钮、一个反向启动按钮、热继电器等。这个控制系统需要控制的外部设备只有控制小车运动的三相电动机一个。电机有正转和反转两个状态，分别对应正转继电器和反转继电器，此外该硬件电路还必须接有定时器，实现装卸料的延时功能。对应的地址分配表如表5所示：..名称总启停按钮右行按钮名称输出点编号Y000原点行程开关SQ1终点行程开关SQ2X0033.4运料小车系统设计流程图如图6所示：7..NYYNY图6运料小车设计流程图图6运料小车系统设计流程图3.5运料小车控制系统接线图7.KM2KM2图7运料小车系统接线图3.6运料小车控制系统梯形图..3.7运料小车程序的指令表LDX000ZRSTM0M1LDX001ANIX003SETM0LDM0LDY000ANDM0ORBANIM1MPSANIX003OUTY000MPPANDX003OUTT0K70LDX002ANIX004..ORBSETM1RSTM0LDM1LDY001ANDM1ORBANIM0MPSANIX0