會員中心
會員注冊一、 任務描述
運料小車的運動過程
某自動生產線上運料小車的運動如下圖1-1所示,運料小車由一臺三相異步電動機拖動，電機正轉，小車向右行，電機反轉，小車向左行。在生產線上有5個編碼為1—5的站點供小車停靠，在每一個停靠站安裝一個行程開關以監測小車是否到達該站點。對小車的控制除了啟動按鈕和停止按鈕之外，還設有5個呼叫按鈕開關（HJ1—HJ5）分別與5個停靠站點相對應。
運料小車
自動化生產線
1號站 2號站 3號站 4號站 5號站
圖 1-1 運料小車示意圖
二、設計內容
1、設計任務
根據設計要求設計PLC控制程序使得運料小車將1號站的物料自動運到5號站，卸料后自動返回1號站裝料；如此往復。
2、設計要求
（1）、按下啟動按鈕,系統開始工作，按下停止按鈕，系統停止工作；
（2）、當小車當前所處停靠站的編碼小于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車向右運行，運行到呼叫按鈕HJ所對應的停靠站時停止；
（3）、當小車當前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車向左行，運行到呼叫按鈕HJ所對應的停靠站時停止；
（4）、當小車當前所處停靠站的編碼等于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車保持不動；
（5）、呼叫按鈕開關HJ1-HJ5應具有互鎖功能，先按下者優先。
（6）、設計PLC硬件電器連接圖。
（7）、畫出運料小車操作流程圖，設計PLC控制程序，包括繪出程序框圖、設計梯形或者狀態轉移圖以及寫出指令程序，另外程序必須加以注釋說明其作用。
三、整體方案論證
1、控制系統圖如圖3-1所示
圖3-1 運料小車控制系統圖
2、控制系統流程圖如圖3-2所示
圖3-2 控制系統流程圖
3、程序的構成
開始運行程序，PLC將運行已經設置好的程序和參數，按下啟動按鈕和呼叫按鈕后，小車到達呼叫的那個站點。
四、運料小車運動控制PLC I/O地址分配
1、PLC框架配置圖
運料小車控制采用三菱的FX2N系列整體式PLC，它控制著整個系統按照控制要求有條不紊地運行。
PLC框架配置圖如圖4-1所示：
圖4-1 PLC框架配置圖
2、I/O地址分配
由于CPU模塊有14點數字量輸入，10點數字量輸出，所以不再需要輸入/輸出模塊。采用I/O分配采用自動分配方式，模塊上的輸入端子對應的輸入地址是X000—X015，輸入端子對應的輸出地址是Y000—Y011。
2.1、數字量輸出部分
這個控制系統需要控制的外部設備只有控制小車運動的三相電動機一個。但是電機正轉和反轉兩個狀態，分別都應正轉和反轉繼電器，所以輸出點應該有2個。具體的輸出分配如表4-1 所示：
表4-1 輸出地址分配
|
輸出地址 |
對應的外部設備 |
|
Y000 |
電機反轉繼電器KM1 |
|
Y001 |
電機正轉繼電器KM2 |
2.2、數字量輸入部分
這個控制系統的輸入有啟動按鈕開關、停止按鈕開關、5個呼叫按鈕開關、5個行程開關共12輸入點。具體的輸入分配如表4-2 所示：
表4-2 輸入地址分配
|
輸入地址 |
對應的外部設備 |
|
X000 |
啟動按鈕開關SB1 |
|
X001 |
停止按鈕開關SB2 |
|
X002 |
1號站呼叫按鈕開關HJ1 |
|
X003 |
2號站呼叫按鈕開關HJ2 |
|
X004 |
3號站呼叫按鈕開關HJ3 |
|
X005 |
4號站呼叫按鈕開關HJ4 |
|
X006 |
5號站呼叫按鈕開關HJ5 |
|
X007 |
1號站行程開關LS1 |
|
X010 |
2號站行程開關LS2 |
|
X011 |
3號站行程開關LS3 |
|
X012 |
4號站行程開關LS4 |
|
X013 |
5號站行程開關LS5 |
2.3、內部繼電器部分
內部繼電器地址分配如表4-3 所示：
表4-3 內部繼電器地址分配
|
內部繼電器地址 |
功能說明 |
|
M0 |
小車運行停止 |
|
M1 |
1號站呼叫 |
|
M2 |
2號站呼叫 |
|
M3 |
3號站呼叫 |
|
M4 |
4號站呼叫 |
|
M5 |
5號站呼叫 |
|
M6 |
小車所在站編號 > 呼叫編號 |
|
M7 |
小車所在站編號 = 呼叫編號 |
|
M8 |
小車所在站編號 < 呼叫編號 |
五、硬件連線圖
PLC外部接線圖
根據運料小車隨機運動控制的要求，可將5個行程開關賦予不同的值；同時，將5個按鈕也對應賦值。當小車碰到某個行程開關時，就將該行程開關的值送到內部輔助繼電器通道。當操作者壓了某個按鈕時，就將該按鈕的值送到內部輔助繼電器通道。然后將這兩個通道的值進行比較，根據比較的結果使小車作相應的運動，直到兩個通道的值相等時小車才停止。由此可得到如圖5-1 所示的運料小車隨機運動控制PLC外部接線圖：
圖5-1 PLC外部接線圖
六、軟件設計
1、行程開關
在該程序中，5個站的行程開關分別用數字0-4 來表示，當小車在1號站時，行程開關X007得電，將數字0傳送到數據寄存器D0；當小車在2號站時，行程開關X010得電，將數字1傳送到數據寄存器D0。依次類推，當小車在5號站時，行程開關X007得電，將數字4傳送到數據寄存器D0。它所對應的梯形圖如圖6-1所示：
圖6-1 行程開關梯形圖
所對應的助記符程序為：
LD X007
MOV K0 D0 ；小車在1號站
LD X010
MOV K1 D0 ；小車在2號站
LD X011
MOV K2 D0 ；小車在3號站
LD X012
MOV K3 D0 ；小車在4號站
LD X013
MOV K4 D0 ；小車在5號站
2、小車啟停輔助繼電器
當按下啟動按鈕時，小車開始運動，該輔助繼電器M0得電；當按下停止按鈕時，小車停止運動，該輔助繼電器M0失電。它所對應的梯形圖如圖6-2所示：
圖6-2 小車啟停輔助繼電器梯形圖
所對應的助記符程序為：
LD X000
OR M0
ANI X001
OUT M0 ；小車啟停輔助繼電器
3、呼叫按鈕
在該程序中，5個站的呼叫按鈕分別用數字0-4 來表示，而且由于5個呼叫按鈕開關HJ1—HJ5具有互鎖功能，先按下者優先，所以需要5個輔助繼電器M1—M5。當按下1號站呼叫按鈕開關時，行程開關X002得電，數字0傳送到數據寄存器D1，同時1號按鈕開關輔助繼電器得電；當按下2號站呼叫按鈕開關時，行程開關X003得電，數字1傳送到數據寄存器D1，同時2號按鈕開關輔助繼電器得電。依次類推，當按下5號站呼叫按鈕開關時，行程開關X006得電，數字4傳送到數據寄存器D1，同時5號按鈕開關輔助繼電器得電。它所對應的梯形圖如圖6-3所示：
圖6-3 呼叫按鈕梯形圖
所對應的助記符程序為：
LDI M2
ANI M3
ANI M4
ANI M5
ANI X007
AND M0
LD X002
OR M1
ANB
MOV K0 D1
；1號站呼叫按鈕開關
OUT M1
；1號站呼叫按鈕開關輔助繼電器
LDI M1
ANI M3
ANI M4
ANI M5
ANI X010
AND M0
LD X003
OR M2
ANB
MOV K1 D1
；2號站呼叫按鈕開關
OUT M2
；2號站呼叫按鈕開關輔助繼電器
LDI M1
ANI M2
ANI M4
ANI M5
ANI X011
AND M0
LD X004
OR M3
ANB
MOV K2 D1
；3號站呼叫按鈕開關
OUT M3
；3號站呼叫按鈕開關輔助繼電器
LDI M1
ANI M2
ANI M3
ANI M5
ANI X012
AND M0
LD X005
OR M4
ANB
MOV K3 D1
；4號站呼叫按鈕開關
OUT M4
；4號站呼叫按鈕開關輔助繼電器
LDI M1
ANI M2
ANI M3
ANI M4
ANI X013
AND M0
LD X006
OR M5
ANB
MOV K4 D1
；5號站呼叫按鈕開關
OUT M5
；5號站呼叫按鈕開關輔助繼電器
4、比較
按下啟動按鈕和呼叫按鈕后，開始對行程開關數據寄存器D0和呼叫按鈕數據寄存器D1中的數據進行比較。當（D0）>（D1）時，即小車當前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕的編碼時，M6得電，小車向左運行；當（D0）=（D1）時，即小車當前所處停靠站的編碼等于呼叫按鈕的編碼時，M7得電，小車停止不動；當（D0）<（D1）時，即小車當前所處停靠站的編碼小于呼叫按鈕的編碼時，M8得電，小車向右運行。它所對應的梯形圖如圖6-4所示：
圖6-4 比較梯形圖
所對應的助記符程序為：
LD M0
CMP D0 D1 M6
5、向左運動
小車當前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕的編碼時，小車向左運行，運行到呼叫按鈕所對應的停靠站時停止。它所對應的梯形圖如圖6-5所示：
圖6-5 向左運動梯形圖
所對應的助記符程序為：
LD M6
LD M1
ANI X007
LD M2
ANI X010
ORB
LD M3
ANI X011
ORB
LD M4
ANI X012
ORB
LD M5
ANI X013
ORB
ANB
OUT Y000
6、向右運動
小車當前所處停靠站的編碼小于呼叫按鈕的編碼時，小車向右運行，運行到呼叫按鈕所對應的停靠站時停止。它所對應的梯形圖如圖6-6所示：
圖6-6 向右運動梯形圖
所對應的助記符程序為：
LD M8
LD M1
ANI X007
LD M2
ANI X010
ORB
LD M3
ANI X011
ORB
LD M4
ANI X012
ORB
LD M5
ANI X013
ORB
ANB
OUT Y001
七、控制面板設計
設備的操作面板設計
設備的操作方式大致分為手動方式和自動方式，圖7-1所示的操作面板就是據此考慮的：
圖7-1 操作面板
八、元件明細表
PLC設備元件明細表如下表8-1所示：
表8-1 元件明細表
|
序號 |
標號 |
名稱 |
規格型號 |
數量 |
|
1 |
SB1 |
啟動按鈕開關 |
1 | |
|
2 |
SB2 |
停止按鈕開關 |
1 | |
|
3 |
HJ1—HJ5 |
呼叫按鈕開關 |
5 | |
|
4 |
LS1—LS5 |
行 程 開 關 |
5 | |
|
5 |
KM1 |
電機反轉繼電器 |
1 | |
|
6 |
KM2 |
電機正轉繼電器 |
1 |
[1]何家才等.工業控制工程實踐技術.化學工業出版社,2003
[2]鐘肇新等.可編程控制器原理及應用.華南理工大學出版社,2003
[3]張萬鐘等.電器與PLC控制技術.化學工業出版社,2003
[4]程周.電氣控制與PLC應用.電子工業出版社,2003
[5]求是科技.PLC應用開發技術與工程實踐.人民郵電出版社,2004
返回頂部
刷新頁面
下到頁底