自动配料系统模拟实验

1、分支法院信息科学与工程学院专业的自动化学生姓名张腾飞学生身份证0803010314设计主题自动配料系统的仿真设计课程设计的内容和要求内容：系统启动后，配料装置能自动识别卡车的位置，并能自动判断卡车是否就位。当卡车满载时，配料系统可以自动关闭。要求：1。根据实验要求选择PLC型号2、绘制系统设计流程图3.列出输入输出分配表，并画出输入输出接线图。4.设计梯形图和指令表以完成调试5、做好总结，编写课程设计报告，形成符合要求的书面形式文档3.进度和安排：1.收集课程设计及相关背景资料(2天)2.设计实验的总体方案(2天)3.硬件电路和软件程序设计(2天)4.软硬件调试，实验报告撰写(2天)5、修改实

2、验报告，打印(2天)讲师(签名):一年中的月日分行行长(签字):一年中的月日摘要可编程控制器(PLC)是为工业环境应用而设计的数字操作电子系统。可编程序控制器具有通信联网功能，使可编程序控制器与可编程序控制器、可编程序控制器与上位机等智能设备之间的信息交换形成一个统一的整体，实现分散集中控制。大多数可编程逻辑控制器都有RS-232接口，有些内置接口支持各自的通信协议。由于计算机的普及及其自身的价值(实时多任务处理、开放性、灵活性、多功能性和可靠性)，配置软件也在迅速发展。设计了一种基于PLC和组态软件的自动配料系统。用S7-200系列可编程控制器控制自动配料系统，用STEP7编程，用LAD编程

3、语言编写上位机控制程序，使配料系统能按要求完成自动配料和加料的全过程。详细介绍了西门子PLC在配料和加料系统中的应用，包括硬件设计、编程环境和软件设计，以及PLC与上位机的通信。主要对小车的整个装载过程进行了设计，进行了可编程控制器外部连线，并进行了模拟实验，通过观察指示灯的开/关状态来进一步了解加料配料系统。关键词：可编程控制器；负载；通信；配置软件目录1概述11.1可编程逻辑控制器1的定义1.2 PLC的分类1.3可编程逻辑控制器1的主要功能1.4可编程逻辑控制器功能21.5可编程控制器2的工作原理自动配料系统模拟实验硬件设计42.1控制要求42.2可编程逻辑控制器选择42.3系统设计流程

4、示意图72.4输入输出列表82.5自动配料系统实验模板82.6输入/输出接线图9自动配料系统模拟实验软件设计3.1设计梯形图93.2报表表设计124传输系统的调试145结束语16参考文献171概述1.1 PLC的定义可编程控制器是可编程逻辑控制器的缩写，可编程逻辑控制器是可编程的。可编程逻辑控制器(PLC)是一种数字操作的电子系统，专门为工业环境中的应用而设计。它使用可编程存储器来存储指令，以执行逻辑运算、顺序控制、计时、计数和算术运算。并通过数字和模拟输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其相关外部设备的设计应遵循易于与工业系统集成和易于扩展其功能的原则。1.2可编程逻辑控制

5、器的分类1、按可编程控制器控制规模可分为小型机、中型机、大型机。2.根据可编程控制器的结构形式，可分为整体式、模块式和堆叠式。1.3可编程控制器的主要功能(1)开关量逻辑控制(2)模拟量控制(3)闭环过程控制(4)定时控制(5)计数控制(6)顺序(步骤)控制(7)数据处理(8)通信和网络1.4 PLC的特性(1)可靠性高，抗干扰能力强(2)通用性强，灵活性好，功能齐全(3)编程简单，使用方便(4)模块化结构(5)易于安装PLC提供标准的通信接口，方便网络通信。(7)其他可编程控制器体积小，能耗低，便于机电一体化。1.5可编程控制器的工作原理PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采

6、样、用户程序执行和输出刷新。上述三个阶段的完成称为扫描周期。在整个操作过程中，可编程逻辑控制器的中央处理器以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。(1)输入采样阶段在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，并将其存储到输入/输出图像区域的相应单元中。输入采样完成后，用户程序执行和输出刷新阶段转移。在这两个阶段中，即使输入状态和数据改变，输入/输出图像区域中相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，以确保在任何情况下都能读入输入。(2)用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是从上到下依次扫描用户程序(梯

7、形图)。当扫描每个梯形图时，总是先扫描梯形图左侧各触点形成的控制电路，然后按照先左后右、先上后下的顺序对触点形成的控制电路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果刷新系统内存存储区中逻辑线圈对应位的状态；或者刷新输入/输出映射区中输出线圈的相应位的状态；或者是否执行梯形图指定的特殊功能指令。也就是说，在用户程序执行的过程中，只有输入/输出图像区域中的输入点的状态和数据不会改变，而输入/输出图像区域或系统内存存储区域中的其他输出点和软设备的状态和数据可能会改变。此外，上面列出的梯形图将使其程序执行结果对下面列出的使用这些线圈或数据的梯形图有效。相反，对于下面排列的梯形图，刷新的逻辑线圈的状态或数据只

8、能在它上面排列的程序上工作，直到下一个扫描周期。在程序执行过程中，如果使用即时输入输出指令，可以直接访问输入输出点。也就是说，如果使用输入/输出指令，输入过程图像寄存器的值将不被更新。该程序直接从输入/输出模块获取值，输出过程图像寄存器将立即更新，这与即时输入有些不同。(3)输出刷新阶段当扫描用户程序完成时，可编程逻辑控制器进入新的输出阶段。在此期间，中央处理器根据输入/输出图像区域中的相应状态和数据刷新所有输出锁存电路，然后通过输出电路驱动相应的外围设备。这是可编程控制器的真实输出。自动配料系统仿真实验的硬件设计2.1控制要求系统启动后，配料装置可以自动识别卡车的位置，并自动对卡车进行配料。

9、当卡车满载时，配料系统会自动关闭。2.2可编程逻辑控制器选择可编程控制器的选择应从可编程控制器的型号、容量、输入输出模块、电源模块、特殊功能模块、通信组网能力等方面综合考虑。在控制系统的逻辑关系更加复杂的情况下(需要大量的中间继电器、时间继电器、计数器等)。)，工艺流程和产品修改更加频繁，数据处理和信息管理(包括数据计算、模拟控制、PID调节等。)，系统要求更高的可靠性和稳定性，并准备实现工厂自动化联网等。有必要采用可编程控制器控制。可编程控制器选型的基本原则是在满足功能要求、保证可靠性和维护方便的前提下，争取最佳的性价比。选择时主要考虑以下几点：(1)合理的结构形式可编程控制器主要有两种结构

10、类型：整体式和模块式。整体式可编程逻辑控制器的每个输入/输出点的平均价格比模块化可编程逻辑控制器便宜，体积相对较小，通常用于系统过程相对固定的小型控制系统。然而，模块化可编程控制器具有灵活方便的功能扩展(2)安装方法的选择可编程控制器系统的安装方式分为集中式、远程输入/输出，并分布在多个可编程控制器网络中。集中式不需要设置硬件来驱动远程输入输出，因此系统响应速度快，成本低。远程输入/输出类型适用于大规模系统。该系统的设备分布广泛。远程输入/输出可以以分散的方式安装在现场设备附近。连接很短，但需要额外的驱动器和远程输入/输出电源。多台可编程控制器的分布式联网适用于多台设备独立控制并相互连接的场合

11、。可以选择小型可编程逻辑控制器，但必须添加通信模块。(3)相应的功能要求一般来说，小型(低级)可编程控制器具有逻辑运算、定时、计数等功能，只需开关量控制即可满足。对于以开关量为主、模拟量少的系统，可选择带模数和数模转换单元、加减运算和数据传输功能的增强型低阶可编程控制器。对于复杂控制，需要PID操作、闭环控制、通信联网等功能。根据控制的规模和复杂程度，选择中高档可编程控制器。然而，中高档PLC的价格相对昂贵，一般用于大型过程控制和分布式控制系统等场合。(4)响应速度要求可编程控制器是为工业自动化设计的通用控制器。不同等级的可编程控制器的响应速度一般能满足其应用范围内的需求。如果要在一个范围内使

12、用可编程逻辑控制器，或者如果某些功能或信号有特殊的速度要求，应仔细考虑可编程逻辑控制器的响应速度。可选择具有高速输入/输出处理功能的可编程控制器或具有快速响应模块和中断输入模块的可编程控制器。(5)系统可靠性要求可编程控制器对于一般系统的可靠性是可以满足的。对于可靠性要求高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。(6)模型应尽可能统一企业应尽最大努力统一可编程逻辑控制器模型。主要考虑以下三个问题：1)模型统一，模块之间可以相互使用，便于备件的采购和管理。2)模型统一，功能和用途相似，有利于技术力量的训练和技术水平的提高。3)模型统一，外部设备通用，资源可共享，网络通信容易，易于用一台微机组

13、成多级分布式控制系统。2.3系统设计流程示意图装带过程图2.1系统设计流程图输入输出列表2.4输入和输出列表面板SB1SB2S1SQ1SQ2D1D2D3可编程逻辑控制器I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4Q0.0Q0.1Q0.2面板D4腰神经2L2货币供应量货币供应量之二M3M4可编程逻辑控制器Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.12.5自动配料系统实验模板图2.2实验模板2.6输入/输出接线图图2.3输入/输出接线图自动配料系统模拟实验软件设计3.1设计梯形图3.2报表表设计STL:LD I0.0O M0.0安10.1=M0.0LD M0.0液化石油气安10.2=Q0.

14、3LRDA I0.2=Q0.2LRD安10.3=Q0.4LRD安Q0.4=Q0.5LRDA I0.3=Q0.5LRDA I0.3S Q1.1，1T37，20吨LRDA T37S Q1.0，1TON T38，20LRDA T38S Q0.7，1T39，20吨LRDA T39S Q0.6，1吨T40，20LRD一架T40=Q0.1LPPA I0.4R Q0.1，1=Q0.0=M0.1LD I0.1O M0.2安10.0=M0.2LD M0.1O M0.2吨T41，20LD T41R Q0.6，120岁的顿T42LD T42R Q0.7，1吨T43，20LD T43R Q1.0，1吨T44，20LD

15、 T44R Q1.1，1R Q0.5，1=M0.3LD M0.3A M0.0S Q0.4，14传输系统调试系统启动后，配料装置可以自动识别卡车的位置，并自动对卡车进行配料。当卡车满载时，配料系统会自动关闭。红灯L2熄灭，绿灯L1亮，表明汽车被允许进入和充电。料斗出口D2关闭。如果料位传感器S1设置为OOF(料斗中的物料已满)，则进料停止(D4开启)。当S1设置为开(料斗中的物料已满)时，进料停止(D4关闭)。M1、M2、M3和M4汽车公司关闭。在装载过程中，当汽车进入装载位置时，限位开关SQ1设置为开，红灯信号L2为开，绿灯L1为关。同时，启动电机M4，2S后启动M3，2S后启动M2，2S后启动M1，2S后打开卸料阀(D2开启)，通过料斗卸料。当车辆满载时，限位开关SQ2接通，料斗关闭，M1在2S后停止，M2在2S后停止，M3在2S后停止，M4在2S后停止。与此同时，红灯L2熄灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。停机控制时按停止按钮SB2，整个自动配料和装车系统停止运行，料斗关闭，M1在2S后停止，M2在2S后停止，M3在2S后停止，M4在2S后停止。