2021年度基于PLC的自动送料小车的控制系统设计

毕业 论 文

基于PLC自动送料小车控制系统设计

学生姓名:

XX

专业班级:	自动化级2班
指导老师:	XXX 教授
学 院:	机电工程学院

6月

基于PLC自动送料小车控制系统设计

摘要

PLC,即可编程逻辑控制器,因为其含有使用方便,编程简单,可实现功效强大,

性能价格比值高,需求硬件配套齐全,可适应性极强,可靠性较高,而且抗干扰能力强,

适应较为恶劣环境,系统设计、安装、 调试工作量少,同时故障维修方便等特点,

使得其应用领域越来越普遍,从早期适适用于继电器配套产品,

到现现在广泛出现于各类控制系统存在地方。而且,伴随科学技术日益发展,

PLC在功效上得到显著提升,正在被全球广泛使用,其地位愈加显著,

成为我们生活工作不可替换一部分。

我们大家全部知道,在以往工作环境现场用来运输小车普遍全部是用继电器,

但众所周知,继电器有着很多显著不足,比如,检验维修不轻易,

而且继电器控制故障出现也较为频繁,同时需要接触点,端点接线也是十分复杂,

相比于继电器,PLC有着很多显著优势,不仅在工作场所,

在整个市场营销等步骤也有着突出地位,是现在引领时尚控制器,所以,

不选择继电器而是更多地用PLC来替换已经成为发展方向。此次运料小车控制设计,

使得在生产生活中手动和自动生产方法得以显著结合,提升了工作效率,降低了工作成本,

经过搭配智能寻路等附加功效,大大增加了送料小车工作能力,

同时能处于恶劣环境工作特点,使送料小车优势愈加显著,工作范围更为广泛。

本文以送料小车整体构想和设计方案为切入,首先第一章介绍了送料小车意义背景,

自动送料小车在现在中国外工业中使用现实状况,和使用PLC控制选择原因;

第二章介绍了送料小车整体构想,逻辑语言步骤图,小车总体模拟图;

第三章进行编程软件及选择PLC介绍;第四章包含软件编程,包含程序梯形图,

PLC端口接线图,得出结论。

关键词送料小车,PLC, 自动控制

Thedesign of the control system of the automatic feeding car based onPLC

Abstract
PLC,programmable logic controller, because of its easy to use, simpleprogramming, can achieve a powerful, high ratio of

performanceto price, demand complete hardware, strong adaptability, highreliability, and strong anti-interference ability,

suitablefor bad environment, system design, installation, commissioning workless, also fault maintenance is convenient

waitfor a characteristic, the application domain is more and more common,from early for relay of ancillary products, to

today'swidespread in all kinds of control system. And with the increasingdevelopment of science and technology, PLC in

functionget improved significantly, is being widely used in the world, itsposition is more and more significant to become

partof our life and work can not be replaced.

Weall know, used to transport cars are generally relay, but it is wellknown that relays have a lot of obvious deficiencies in

previouswork environment field, for example, inspection, maintenance is noteasy, and the relay control failures occur more

frequently,takes a while to get the contact point, terminal is very complex,compared to in the relay, PLC has lots of

advantages,not only in the workplace, in the entire marketing process also has aprominent position, is now to lead the trend

ofthe controller, so not to choose the relay and is more with PLC toreplace has become the development direction. The

transportdolly control design, so that in production and life in manual andautomatic mode of production can be binding

significantly,improve work efficiency, and reduce the cost of the work, thecollocation through intelligent routing and other

additionalfeatures, greatly increasing the feeding dolly, and characteristic ofpoor working conditions in, feeding dolly the

advantageis more obvious, the scope of work is more widely.

Thispaper to send Dolly the overall conception and design scheme as thebreakthrough, first of all, the first chapter

introducedfeeding trolley background, automatic feeding dolly in nowadaysindustry at home and abroad in the use of the

status,and of the use of PLC control choice; in the second chapter, weintroduce the whole idea of Dolly, logical language

flowchart, the car overall simulation diagram; the third chapterintroduced the PLC programming software and the choice

of;the fourth chapter includes software programming, includingprogramming ladder diagram, PLC port wiring diagram,

anddraw a conclusion.

Keywordsfeedingcar, PLC, automatic control

目录

摘要
Abstract
1绪论...........................................................................................................................................1 1.1选题意义及背景............................................................................................................1 1.2工业系统中现实状况....................................................................................................2 1.3PLC控制优点.................................................................................................................42总体设计方案...........................................................................................................................7 2.1送料小车方案选择........................................................................................................7 2.2系统整体思绪构想........................................................................................................93STEP7和S7-200......................................................................................................................11 3.1STEP7功效介绍...........................................................................................................11 3.2S7-200简明介绍..........................................................................................................154程序分配设计.........................................................................................................................16 4.1I/O分配表及接线图....................................................................................................16 4.2梯形图分段设计..........................................................................................................17结论.............................................................................................................................................21参考文件.....................................................................................................................................22致谢.............................................................................................................................................23

1绪论

1.1选题意义及背景

在当今现代化工业生产生活当中,我们为了提升劳动生产效率,减低生产成本,同时也能减轻工人劳动负担,保障生产安全可靠,所以降低生产成本,降低环境污染,
提升产品质量和经济效益是企业生产所必需面临重大问题。

这么就要求整个劳动工艺生产过程自动化程度较高,
这就离不开自动控制系统这一实际问题。在整个生产过程中,
最为关键当属控制系统,在生产工作中含有举足轻重作用和地位,所以,当控制发生了了意想不到问题,好比脑出现了故障,
整个指挥系统就会瓦解,控制不再了,那整个系统也就岌岌可危,
后果也是不堪设想,生产停滞不前还是小事,巨大经济损失,
尤其是人命关天问题那就不容忽略了,这种后果可能会给社会造成重大影响。

自动送料小车系统使用于物料输送流水线设备,关键是用于石矿,铁粉、细纱等原材料运输。 送料小车,顾名思义以小车为专题,
配合以其它原料配给,道路运输传输等等多个功效相结合而来,
为了完成我们所需要原料配给工作。这类系统控制需要动作稳定,含有连续可靠工作能力。它经过自动输送设备来实现物料自动化。

为了加大现代工业生产自动化程度,尤其是在运输物料方便,自动小车改善绝对是不二选择对于企业生产和效益提升意义非凡。

此次设计试验就是利用正成为主流趋势PLC来作为控制,
整个控制系统假如十分出色优异,
那么将决定小车最终成品效果也是令人可喜。我们期望,会有更有安全,愈加高效小车,那对于社会是一个巨大福利。

本试验意义在于实现送料小车手动和自动相结合,降低劳动力,

提升自动化程度,提升生产效率,同时还许可在恶劣环境下进行工作,由小车进行运料工作,增加小车可试性,更为广泛工作适应环境,
也能够送料小车实用性。和传统送料方法相比,
自动化程度更高自动送料小车相对于以往以人力为主送料补给方法,不仅能够运输更多资源,更多原材料,还能节省人力,人更多工作。

同时,相比于以往控制方法,基于PLC自动送料小车,
不仅在控制方法上更为优异,而且可靠性能更高,更稳定,
适应该今工作环境需求,关键是,PLC有着更多优点,
会在接下来内容中为大家一一展现出来。当今社会变得越来越智能,不管在生活,学习,工作上,只有愈加好手段,
愈加好工具才会使得我们生活变得愈加方便,快捷。

1.2工业系统中现实状况

中国现现在自动化发展程度不高,和发达国家相比尚且有很大差距,在中国目前制造领域,传统加工设备占据了大半席位,
而且老龄化机床也不在少数这些机床普遍面临问题是工作效率低,
故障发生率高,能源消耗巨大,在生产过程中,不仅没有优势可言,
还面临着巨大短板,中国现在发展快速,和各国交流频繁,
在紧急发展大环境之下,中国还有着劳动力巨大优势,在我建设工厂日益增多,在全球也有着举足轻重地位,
但现在落后设备实在不能为当下情况提供任何帮助,反而会跟不上时代时尚,

在如此猛烈竞争当中,面临巨大挑战和危机,当然对于我们来说这也是机遇,怎样改善设备,化危机成机遇使我们需要深刻思索问题。

设备落后,资金受到大量浪费,
同时浪费资金有没有好方法来处理这一问题,很多企业已经陷入这种窘境,这种死循环会套住企业,让她们越来越不能自拔。

怎样对待这些不能发挥效用或不能完全发挥效用设备,是她们换发新生命力,不仅仅是企业本身问题,更关系到中国国民经济可连续性发展。

伴随科学日新月异进步,模拟化,数字化,
网络化等等新兴概念也已经融入我们生活当中,
而且我们恰好能够利用这些新技术来武装提升旧设备,不仅能够提升生产效率,改变企业现实状况,同时避免无须要开支,变废为宝,一举多得,
实在是当下不二选择。

依据数据调查可知,中国一般旧型机床拥有率超出95%,
而新型数控机床寥寥无几,上个世纪末中国依旧有几百万台旧机床,而且充当着中国生产阵线主力。我们利用PLC这一技术来改造,有一个极大好处就是改造起来很轻易,不会长久停止工作进程,这是在现在大量生产任务之中最为关键。

整个工程从实际施工到工程验收通常不超出三个月,
为企鹅在前期改造设计工作中能够不影响原有机床正常生产,
只有真正开始现场施工调试时候才需要停机,尤其是在铲平更新换代,生产工艺改造时,不需要改动现有生产设备和外部接线,
只要在软件上做文章就能够了,既经济又简练,事半功倍。

简单修改以后整个控制机床性能会得到显著提升,
而且在安全可靠等问题上也会有所改善,
而且含有优异可适应性对于以后数控改造也会有很大帮助,在提升中国工业自动化道路上,这是一个很好措施。

利用PLC来替换原有旧设备是个很好措施。

PLC发展就是近几十年事情,它发展大大带动了整个工业生产改变,在控制领域出现了性改变,存放逻辑出现替换了以往逻辑控制方法,整个功效提升,进步,实现了逻辑到控制改变,应用范围越来越广,由分散到集中工作方法,由单体简单控制,到过程,运动,组态等等,全部是以往不曾想象,这是工业巨大进步。

作为现在工业自动化三大支柱之一,
今天可编程逻辑控制器正在成为工业控制领域主流控制设备,在世界各地方正发挥着越来越大作用。

PLC是顺应时代智慧结晶,它发展也是顺应时代需要,越来越智能,越来越广泛应用范围使它能够在当今工业生产之中大显身手。

尤其是进入二十一世纪以来,PLC有了更大发展。从能够发展上来看,信息化技术每一步发展全部将带动PLC每一步进步,
在可编程逻辑控制器研发和改造上,信息技术应用使得PLC整个运行速度,计算速度,存放容量上,全部有了长足进步,智能化提升,
品类增加全部是当今PLC发展特色;在产品物理尺寸模型上,越来越精巧,越来越巨大全部是发展方向,更小体型说是更方便,更小巧,性能更高,更大体型是指着大型计算机利用,计算处理能力全部是翻天覆地改变;在适配性上,因为PLC主流控制地位,越来越多配套产品随之诞生,这使得PLC在当今工作中使用越来越方便,在人机互动,
通信配合领域全部愈加完美;伴随国际交流日益增多,
多国合作也应经成为了大势所趋,这种生产方法,
造成了市场需求方法也跟着改变;计算机互联网技术更新换代,
可编程逻辑控制器和网络技术相结合将是它未来发展方向。

PLC在科技层面上有了巨大进步,适配产品越来越多,
接口和插口也随之越来越多,多个通讯接口是可编程逻辑控制器关键特点,完备通讯环境使得PLC应用愈加自如【1】。

在当下相关微机控制系统中已经有大量可编程逻辑控制器应用,

在DCS中发挥着作用。信息技术作为目前最关键技术之一,
她提升了PLC技术发展,网络一词也进入到了PLC技术之中,通信网络,自动化网络等等一系列概念伴伴随PLC技术,
是我们生活众多领域全部受到目前蒸蒸日上PLC技术恩惠。

中国现在在该领域方面有了长足进步,这些年来,在新型产品机床,关键是PLC技术控制机床全部有了大量投入,在各行各业全部不甘落后,逐步替换旧产品,机床和生产设备,即使相比于发达国家自动化程度,我们还有显著不足,在技术上还要有长足进步,和大量资金还应该投入其中,当今,简单控制已经不能完成我们生产生活要求,
可编程逻辑控制器发展顺应了这些特点,迎合了我们需求,
是我们生活愈加进步,相信在未来自动化生产控制中,
PLC控制网络必将得到更美好明天
运料小车系统在现在是工业企业中关键组成部分之一,
在各行各业中全部发挥着巨大作用,不仅能够替换人力而且工作效率更高,在中国外应用于包含运输,烟草,车辆,物流,食品等各行各业中。

在工业企业中是最大辅助设备之一,以前送料小车关键特点就是工艺比较复杂,控制单位时候关键依靠是手工操作,而且设备工作环境普遍极为恶劣。所以,为了摆脱传统以手动为主控制方法,既改善了劳动条件,又建立一个更优异、更可靠、 愈加快捷控制系统。 而且,同时中国现在在很多企业和工业中,尤其在改革过程中还有很多微弱步骤,企业管理程度不高,现代化程度不到位,大量存在着高投入却低产出,高消耗但低效益,
经济增加关键是靠着投资膨胀来拉动提升,靠着资源大量消耗。

那些传统强电控制方法现在已经不能适应很多大型企业工业自动化送料小车需求了【2】。

现在,
工业和企业送料小车系统全部往往采取现现在较为成熟PLC技术和现场总线网络技术来实现小车控制功效,即输送程控系统,在此不得不提到现场总线技术,

在远程传输方面确实是功效十分强大,
作为关键应用手段也进入我们日常生活生产之中。同时,
它系统集成能力和封装能力,可靠安全互联互通特征,快捷快速故障诊疗能力,还有较高防护等级,
全部为整个小车控制系统高稳定性和优化系统做了充足保障,
也能满足远程输送系统灵活可靠安全快捷等性能。

1.3PLC控制优点

PLC,即可编程逻辑控制器,是艺术字技术为基础一个控制装置,现在被广泛应用于工业领域。它是一个能够编程,能够存放存放器,经过外部编写程序,内部记忆再应用一个,它包含有多个逻辑程序运算,计数功效吗,计时功效,次序预算等等多种指令她全部能够应用。

能够利用模拟技术,也能够利用数字技术进行控制,经过输入输出控制多种类型机械或电气设备运动生产。

现在中国可编程逻辑控制器技术相对过去较于成熟,在各行各业被广范应用,运输,食品,飞机,轮船等等,因为它本身各有优越性质,在当今控制领域,含有举足轻重地位。当下市场环境虽不如之前,不过它发展丝毫没有停止,各国仍在该领域投入大量发展动力。

可编程逻辑控制器发展从20世纪70年代初出现了微处理器。

我们将微处理器和可编程逻辑控制器联络在一起,把微处理器能实现种种功效,比如数字运算,信息传送,逻辑处理等和可编程逻辑控制器联络在了一起,使得可编程逻辑控制器变得愈加智能,功效愈加多样,
这也让控制系统愈加适应和提升工业发展。

可编程逻辑控制器此时是一个结合产物,

是旧继电器控制和新兴计算机技术信息化相结合一个愈加优越产品。

伴随技术发展,可编程逻辑控制器逐步进入了更为实用发展阶段,
计算机技术得到了飞快发展,功效上进步使得PLC发展愈加快速,
不仅仅体积变得更为小巧,在安全可靠等性能上也有质飞跃,
超强模拟数字运算,延时,一阶,二阶和滞后等运算使得它地位无法撼动。

接下来十年,可编程逻辑控制器在发达国家,
尤其那些优异工业生产国家之中逐步替换了落后设备,技术也越发成熟。上世纪末是可编程逻辑控制器发展黄金时期靠近50%增加率是其它控制设备所无法企及。不仅产量上遥遥领先,在技术上进步也不容忽略,
逻辑处理能力和运算控制能力大幅提升,人机接口优化,
还有新网络能力扩展使得可编程逻辑控制器在很多地方已经替换了传统DCS系统,建立新统治地位。伴随愈加适应该前工业发展,人机互动愈加完美,通信功效愈加完备,还有其它周围配套设备,
这全部让可编程逻辑控制器地位愈加关键。

图1-1PLC
PLC含有很多优点:
一,可编程逻辑控制器在使用上十分简练,方便,尤其是语言编译更适合普遍大众对应专业技术程度。可编程逻辑控制器编译语言采取是简单明了梯形图,

逻辑图还有语句表作为表示单元,通俗易懂,而且无需任何相关计算机知识作为编译铺垫准备,系统整个完成过程所需时间变得愈加短工作周期短更适合大批量生产现代化工业生产,最关键是能够进行工作现场调试工作,另外可编程逻辑控制器含有优异在线修改程序能力,而且能够改变整个系统计划和方案而不拆动外部硬件,只需简单修改内部软件程序即可完成整个系统修改,可适应性更出色【】。

二,可编程逻辑控制器作为新兴技术,性能上愈加优越,

即使是在一台物理尺寸很小可编程逻辑控制器上面也有多达近1000个微小功效单元,这么能够使可编程逻辑控制器能够实现更多功效。相比于继电器要实现这些功效话就会十分繁琐,

互联网功效出现使得可编程逻辑控制器能够实现远程通信功效。

三,因为可编程逻辑控制器已经成为目前主流控制系统,所以对应周围配套等模块,部件,产品也多个多样,这么,用户能够根据自己要求自行组装,而且PLC安装和接线也很方便简单,不需要过多软件或计算机专业内容作为基础,

同时可编程逻辑控制器驱动能力十分强,能够带动涡轮机或小型电机运行,这使得可编程逻辑控制器利用愈加广泛。

控制系统稳定是否将直接决定整个系统能否正常运作。我们知道,

因为有繁杂接线和多种中间继电器和很多暴露在外面触电会产生接触不良原因,使得控制稳定性不高。可编程逻辑控制器则是用软件,而不是使用以前中间继电器和时间继电器,这使得接线数目大大降低,

触点数目大大降低,只有少许外部硬件和极少接线即可完成,这使安全可靠性能提升了很多。同时采取了一系列抗干扰方法,安全方法做得好,甚至能够工作在十分恶劣环境中,现在可编程逻辑控制器已被大家公认为最稳定可靠工业上控制设备【4】。

五,可编程逻辑控制器整个设计,编译,修改周期短。只需编译软件程序替换了传统繁琐线路连接和大量继电器安装工作使得可编程

而且经过修改内部程序即可完成任务更改也愈加方便快捷。关键是可编程逻辑控制器通常采取是以次序方法叙述梯形图或助记指令等等来编译,这种工作量远远小于传统继电器线路设计,

而且调试所需要时间比继电器系统要少得多,因为可编程逻辑控制器能够首先采取电脑调试工作来判定段程序是否能够正常运行,其次还能够再次经过现场调试来深入确定是否正常运行,这么整个控制系统愈加安全可靠【5】。

六

,

可编程逻辑控制器在维修和故障处理上优点更是其它器件全部远远不及,可编程逻辑控制器能够内部进行诊疗故障而且能够经过发光二极管或显示器等

最关键是可编程逻辑控制器模块化结构使得它在出现问题时能够经过简单更换模块单元就能够处理故障,方便快捷。

图1-2PLC接线柜

综

上

,

可编程逻辑控制器作为控制相比于传统以继电器等元件为主控制设备,

我们此次试验世纪选择可编程逻辑控制器控制作为自动送料小车控制系统。

2总体设计方案

2.1送料小车方案选择

自动送料小车系统实现能够有多个方法进行选择,相比于单片机,我们选择可编程逻辑控制器,即PLC来实现。因为假如选择单片机控制系统,在电路中则需要加入数模转换器和模数转换器,这使得线路变得十分复杂,另外还得需要分配出大量中止口地址来实现功效。同时,单片机电路更轻易受到种种来自外界环境干扰,不稳定性很高。最关键是单片机编译工作较难,需要有一定编译能力专业人员进行操作,同时,维修过程也需要更高技术人员才能进行修复工作,综上,单片机实现难度很大。

从上一章第三节介绍我们了解PLC控制系统多种优点特点,所以,

通常来说平均无故障时间约为30万个小时以上;而且,安装、运作、 操作和维修也相比更为轻易;在程序编写上更为简单,因为PLC指令不多,而且编译器使用方法十分简单,在程序设计和整个产品调试周期上,开发周期短,性价比极高。同时,在控制过程当中,假如能加入时间控制和周期次数控制,如定时系统和计数系统,

我们知道PLC内部对应控制资源十分多,恰好能够适应我们需求,所以,选择PLC控制也是再好不过选择。

送料小车模拟图

这是此次设计试验总体设想图送料小车设计为轨道车,为6个工作站点之间送料。

图2-2送料小车工作状态模拟图
送料小车通常会处于以上三种工作状态:向1行驶,

送料小车在接到送料指令后自动向站点运行并送料,送料结束后向下一站点运行,如此是没有送料指令,则停留在此站点等候下一个送料呼叫命令,继续完成送料工作。小车会统计送料指令,如在送料正在运行方向上有下一个送料指令,小车会先行送料,如此一来,能够大大提升工作效率,节省送料这种准备工作时间。

在

预

先

设

计

好

行

驶

方

向

上

,

对

于

寻

路

,

避障等复杂功效不需要过多考虑和设想,小车能够依据不一样环境,如,不一样站点等客观原因影响下,只需要简单修改软件程序,即能够进行修改,愈加方便、快捷,使得送料小车可适应性愈加好,而且PLC控制不仅仅是性能愈加稳定,而且在维修、调试、 和处理上也更为方便。

2.2系统整体思绪构想

图2-3送料小车逻辑步骤图
本图为送料小车逻辑步骤图,当按下开启按钮以后,
整个控制系统开始运行,在各个基站有送料需求呼叫按钮,按下呼叫按钮,自动送料小车能够经过判定目前小车停靠站点,

在得到呼叫指令以后进行逻辑判定,而且对应左移或右移行动,
在每个站点均可进行判定,在抵达对应站点以后停止,进行送料工作,
在整个送料过程之中,只需工作人员发出需求指令即可实现整个过程自动控制,能够实现送料小车自动和手动相结合目标,大大提升了工作效率,节省人力,财力以立即间。再次按呼叫按钮即可循环指令过程,继续下一次送料工作。