自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)

1、技師職業(yè)資格鑒定維修電工論文國家職業(yè)資格二級(jí)論文題目：自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)姓名：-身份證號(hào)：準(zhǔn)考證號(hào)：所在省市：所在單位：自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)摘要可編程程序限制器(PLC,ProgrammableLogicController)因其高可靠性和較高的性價(jià)比,而在工業(yè)限制中被廣泛應(yīng)用.組態(tài)軟件由于計(jì)算機(jī)的普及和其本身價(jià)值(實(shí)時(shí)多任務(wù)、開放性、靈活性、通用性和可靠性)的被認(rèn)知,也在快速的開展中.本文基于可編程序限制器PLC和組態(tài)軟件設(shè)計(jì)自動(dòng)配料系統(tǒng)的限制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng).利用日本三菱公司的FX2N系列PLC對(duì)自動(dòng)配料系統(tǒng)進(jìn)行限制.運(yùn)用與之相配的GXDeveloper編程,通過LAD編程語言編制了下位機(jī)的限制程

2、序,從而使該配料系統(tǒng)可以按要求完成自動(dòng)配料,裝料全過程.本文的主要內(nèi)容包括對(duì)生產(chǎn)過程限制系統(tǒng)開展和現(xiàn)狀的概述、配料系統(tǒng)工作原理和配料限制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),重點(diǎn)描述了包括硬件設(shè)計(jì)、編程環(huán)境及軟件設(shè)計(jì)在內(nèi)的三菱PLC在配料系統(tǒng)中的應(yīng)用.關(guān)鍵詞：PLC可編程序限制器；配料在小型限制系統(tǒng)中,大量的限制為順序限制.順序限制是指根據(jù)預(yù)先規(guī)定的程序或條件,對(duì)限制過程各個(gè)階段順序地進(jìn)行自動(dòng)限制.用PLC進(jìn)行順序限制十分方便,它可以采用多種編程方法,除了用根本邏輯指令和移位指令來編程以外,還可以用專用的順序限制指令例如步進(jìn)指令來編程.自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)一般是由給料器、傳送帶、小車等單體設(shè)備組合,來完成特定的過程.這

3、類系統(tǒng)的限制需要?jiǎng)幼鞣€(wěn)定,具備連續(xù)可靠工作的水平.通過3臺(tái)電機(jī)和3個(gè)傳送帶、料斗、小車等的配合,才能穩(wěn)定有效率地進(jìn)行自動(dòng)送料裝車過程如圖1-1圖1-1自動(dòng)送料車系統(tǒng)示意圖2自動(dòng)配料系統(tǒng)車到位情況及對(duì)貨車進(jìn)行自動(dòng)配料,當(dāng)車裝滿時(shí),配料系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉.本設(shè)計(jì)的突出點(diǎn)是故障檢測(cè)局部的設(shè)計(jì),首先,當(dāng)某一節(jié)傳送帶發(fā)生故障時(shí),該節(jié)傳送帶和其前面的傳送帶會(huì)立即停止,該節(jié)之后的傳送帶會(huì)在一定的延時(shí)后停止.其次,當(dāng)某節(jié)傳送帶上的物體過重時(shí),該節(jié)傳送帶和其前面的傳送帶會(huì)立即停止,并且數(shù)碼顯示電路會(huì)顯示發(fā)生故障的電機(jī)的號(hào),該節(jié)之后的傳送帶自動(dòng)配料系統(tǒng)主要是完成給小車的自動(dòng)配料,系統(tǒng)啟動(dòng)后,配料裝置能自動(dòng)識(shí)別貨會(huì)在一定

4、的延時(shí)后停止.1.元器件選擇如下表：2.I/O地址分配表,該系統(tǒng)需要11個(gè)輸入點(diǎn)和5個(gè)輸出點(diǎn).見表2-1.I/O地址分配表輸入設(shè)備輸入點(diǎn)編號(hào)輸出設(shè)備輸出點(diǎn)編號(hào)啟動(dòng)按鈕X0電磁閥1Y0停止按鈕X1電磁閥2Y1燈L1X2電動(dòng)機(jī)M1Y2燈L2X3電動(dòng)機(jī)M2Y3傳感器X4電動(dòng)機(jī)M3Y4X5X6X7X10X11X122-1I/O地址分配表3.限制要求狀態(tài)圖根據(jù)限制要求狀態(tài)圖如圖2-2所示圖2-2自動(dòng)送料車系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4根本邏輯指令編程及梯形圖根據(jù)流程圖用根本邏輯指令編制的梯形圖如圖2-3所示程序運(yùn)行過程如下：按下啟動(dòng)按鈕,X0閉合,M800艱通.X1閉合,紅燈L1滅,綠燈L2亮,允許汽車進(jìn)裝料,X1斷

5、開.X2閉合,紅燈L1亮,綠燈L2滅,汽車到位裝料,X2斷開.X3閉合,電機(jī)M3啟動(dòng),T0開始計(jì)時(shí),T0計(jì)時(shí)到,X3斷開.X4閉合,電機(jī)M2開始啟動(dòng),T1開始計(jì)時(shí),T1計(jì)時(shí)到,X4斷開.X5閉合,電機(jī)開始M1啟動(dòng),T2開始計(jì)時(shí),T2計(jì)時(shí)到,X5斷開.X6閉合,閥K2翻開,根據(jù)傳感器S2,X6斷開.X7閉合,閥K2關(guān)閉,X7斷開.X9閉合,電機(jī)M1停止運(yùn)轉(zhuǎn),T0開始計(jì)時(shí),T0計(jì)時(shí)到,X10斷開.X10閉合,電機(jī)M2停止運(yùn)轉(zhuǎn),T1開始計(jì)時(shí),T1計(jì)時(shí)到,X11斷開.X11閉合,電機(jī)M3停止運(yùn)轉(zhuǎn),T2開始計(jì)時(shí),T2計(jì)時(shí)到,X12斷開.X12閉合,紅燈L1滅,綠燈L2亮,允許汽車開走,X13斷開.程序結(jié)

6、束,等待循環(huán).該程序的限制示意圖如下：(1)起動(dòng)：起動(dòng)時(shí)為了預(yù)防在前段運(yùn)輸皮帶上造成物料堆積,要求逆物料流動(dòng)方向按一定時(shí)間間隔順序啟動(dòng).其起動(dòng)順序?yàn)椋簳r(shí)隔2s時(shí)隔2s時(shí)隔2s閥K2翻開一_k電機(jī)M1翻開一k電機(jī)M2翻開一電機(jī)M2翻開(2)停止：停止時(shí)為了使運(yùn)輸皮帶上不殘留物料,要求順物料流動(dòng)方向按一定時(shí)間間隔順序停止.其停止順序?yàn)椋簳r(shí)隔2s上,H時(shí)隔2s上,H時(shí)隔2s上,H閥K2關(guān)閉電機(jī)M3翻開電機(jī)M2翻開電機(jī)M1翻開 |SET50SOK000 |$TL|1|aET犍1旅1*帕I |S1TL|1|fSETS22MK0Q2 |STL|1I£WOOJ03711I725假設(shè)相41呼57時(shí)舞

7、翔73謂81酊聘S23K003T$TL|1b524K004.TLh-IL52Sf14<WQljJpETS23(¥®Q2<T0KIETS24-<V0Q3；<T1M2:SET$25<11Tm<10SEI<10fSET-pET?加至JKS26K2就7K2S2B<T2K2圖2-3自動(dòng)送料車系統(tǒng)梯形3系統(tǒng)硬件3.1 硬件設(shè)計(jì)該系統(tǒng)硬件限制要求如下：紅燈L1滅,綠燈L2亮,表示允許汽車開進(jìn)裝料,料斗K2,電機(jī)M1M2M3皆為OFF當(dāng)汽車到來時(shí)用S2接通表示,L1亮,L2滅,M3運(yùn)行,電機(jī)M2在M3接通后2s后運(yùn)行,M1在M2接通后2s后運(yùn)

8、行,K2在M1接通后2s后翻開出料.當(dāng)料滿后用S2斷開表示,料斗K2關(guān)閉,電機(jī)M1延時(shí)2s后關(guān)斷,M2在M1停2S后停止,M3在M2停2s后停止,L2亮,L1滅,表示汽車可以開走.根據(jù)自動(dòng)送料車系統(tǒng)的工藝流程,限制系統(tǒng)的被控系數(shù)有電磁閥K2的開啟與關(guān)閉、傳感器s1、s2的接通與斷開、信號(hào)燈L1、L2的亮滅,電動(dòng)機(jī)M1M2M3對(duì)皮帶的驅(qū)動(dòng)等.考慮到現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境比擬惡劣等情況,采用日本三菱電工的FX2N-32MT-001系列可編程限制器PL.的CPU21效核心,配以擴(kuò)展模塊、外部接口及驅(qū)動(dòng)單元組成自動(dòng)送料車生產(chǎn)過程自動(dòng)限制系統(tǒng).FX2n-32MT-001晶體管輸出型自帶32個(gè)I/O點(diǎn),其中16個(gè)輸

9、入點(diǎn)、16個(gè)輸出點(diǎn),其輸出為直流型輸出,可以滿足高頻輸出的要求.FX2NPLC的體積比FX2PLC小50%Z上,但限制功能和性能相同.FX2NPLC的編程,可用編程器,也可以在PC機(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSEMEDOC亍3.2 系統(tǒng)功能概述FX系列PLC擁有無以匹及的速度,高級(jí)的功能邏輯選件以及定位限制等特點(diǎn)；FX2N是從16路到256路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案；FX2N系列是小型化,高速度,高性能和所有方便都是相當(dāng)于FX系列中最高檔次的超小形程序裝置.除輸入出16-25點(diǎn)的獨(dú)立用途外,還可以適用于在多個(gè)根本組件間的連接,模擬限制,定位限制等特殊用途,是一套可以滿足多樣化廣

10、泛需要的PLC在根本單元上連接擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊,可進(jìn)行16-256點(diǎn)的靈活輸入輸出組合.可選用16/32/48/64/80/128點(diǎn)的主機(jī),可以采用最小8點(diǎn)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展.可根據(jù)電源及輸出形式,自由選擇.程序容量：內(nèi)置800步RAM可輸入注釋可使用存儲(chǔ)盒,最大可擴(kuò)充至16K步.豐富的軟元件應(yīng)用指令中有多個(gè)可使用的簡(jiǎn)單指令、高速處理指令、輸入過濾常數(shù)可變,中斷輸入處理,直接輸出等.便利指令數(shù)字開關(guān)的數(shù)據(jù)讀取,16位數(shù)據(jù)的讀取,矩陣輸入的讀取,7段顯示器輸出等.數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運(yùn)算、平方根、浮點(diǎn)小數(shù)運(yùn)算等.特殊用途、脈沖輸出20KHZ/DC5VKHZ/DC12V-24V

11、,脈寬調(diào)制,PID限制指令等.外部設(shè)備相互通信,串行數(shù)據(jù)傳送,ASCIIcodeER刷,HEXASCII變換,校驗(yàn)碼等.時(shí)計(jì)限制內(nèi)置時(shí)鐘的數(shù)據(jù)比擬、加法、減法、讀出、寫入等.4PLC的應(yīng)用4.1 PLC根本結(jié)構(gòu)PLC的類型繁多,功能和指令系統(tǒng)也不盡相同,但結(jié)構(gòu)與工作原理那么大同小異,通常由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個(gè)主要局部組成.1. CPU模塊CPLB塊主要由微處理器和存儲(chǔ)器組成.在PLC限制系統(tǒng)中,CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟,它不斷地采集輸入信號(hào),執(zhí)行用戶程序,刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù).2. I/O模塊輸入模塊和輸出模塊簡(jiǎn)稱為I/O模塊,它們

12、是系統(tǒng)的眼、耳、腳,是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU莫塊的橋梁.3. 輸入模塊輸入電路中設(shè)有RC濾波電路,以預(yù)防由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起錯(cuò)誤的輸入信號(hào).FX2N系列的濾波電路延遲時(shí)間可以用編程軟件中的系統(tǒng)塊設(shè)置.4. )輸出模塊FX2N系歹U的CPU模塊的數(shù)字量輸出電路的功率元件有驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載的場(chǎng)效應(yīng)晶體管和小型繼電器,后者既可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載又可以驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載,負(fù)載電源由外部提供.輸出電流的額定值與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān).輸出電路一般分為假設(shè)干組,對(duì)每一組的總電流也有限制.4.2 PLC程序設(shè)計(jì)方法三菱PLC限制系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)方法：1、分析限制系統(tǒng)的限制要求熟悉被控對(duì)象的工藝要求,確定必須完成的動(dòng)作

13、及動(dòng)作完成的順序,歸納出順序功能圖.2、選擇適當(dāng)類型的PLC根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,確定I/O點(diǎn)數(shù)和I/O點(diǎn)的類型(數(shù)字量、模擬量等),并列出I/O點(diǎn)清單.進(jìn)行內(nèi)存容量的估計(jì),適當(dāng)留有余量.根據(jù)經(jīng)驗(yàn),對(duì)于一般開關(guān)量限制系統(tǒng),用戶程序所需存儲(chǔ)器的容量等于I/O總數(shù)乘以8;對(duì)于只有模擬量輸入的限制系統(tǒng),每路模擬量需要100個(gè)存儲(chǔ)器字；對(duì)于既有模擬量輸入又有模擬量輸出的限制系統(tǒng),每路模擬量需要200個(gè)存儲(chǔ)器字.確定機(jī)型時(shí),還要結(jié)合市場(chǎng)情況,考察PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及其售后效勞、技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況,選定性能價(jià)格比好一些的PLC機(jī)型.3、軟件設(shè)計(jì)(1)軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)限制系統(tǒng)要求將順序功能圖

14、轉(zhuǎn)換為梯形圖,在程序設(shè)計(jì)的時(shí)候最好將使用的軟元件(如內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等)列表,標(biāo)明用途,以便于程序設(shè)計(jì)、調(diào)試和系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、檢修時(shí)查閱.(2)模擬調(diào)試.將設(shè)計(jì)好的程序下載到PLC主單元中.由外接信號(hào)源參加測(cè)試信號(hào),可用按鈕或小開關(guān)模擬輸入信號(hào),用指示燈模擬負(fù)載,通過各種指示燈的亮暗情況了解程序運(yùn)行的情況,觀察輸入/輸出之間的變化關(guān)系及邏輯狀態(tài)是否符合設(shè)計(jì)要求,并及時(shí)修改和調(diào)整程序,直到滿足設(shè)計(jì)要求為止.4、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試在模擬調(diào)試合格的前提下,將PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試前要全面檢查整個(gè)PLC限制系統(tǒng),包括電源、接地線、設(shè)備連接線、I/O連線等.在保證整個(gè)硬件連接正確無誤的情況下才可送

15、電.將PLC的工作方式置為“RUN.反復(fù)調(diào)試,消除可能出現(xiàn)的問題.當(dāng)試運(yùn)一定時(shí)間且系統(tǒng)運(yùn)行正常后,可將程序固化在具有長久記憶功能的存儲(chǔ)器中,做好備份.4.3 設(shè)計(jì)中碰到的問題及處理方法1 .在設(shè)計(jì)初期由于不能確認(rèn)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)如何工作而不能確定設(shè)計(jì)方案,后通過查閱有關(guān)資料以及不斷改良從而確定了設(shè)計(jì)路線及設(shè)計(jì)方案.2 .在使用軟件模塊做設(shè)計(jì)時(shí),啟動(dòng)和運(yùn)行過程的操作都被錯(cuò)誤和分析中斷所監(jiān)控.錯(cuò)誤將被報(bào)告給系統(tǒng)并通過模塊上的LED顯示.3 .在選用有關(guān)元器件時(shí)遇到了一些麻煩,由于不能確定所選擇元器件是否滿足設(shè)計(jì)要求以及是否合理等問題,這很重要,后通過查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料設(shè)計(jì)工具書等,以及參考其他有關(guān)類型的

16、實(shí)例從而確定了元器件.4 .在編程過程中由于編程方法不是很合理,遇到了很多麻煩.從書上找到了一些經(jīng)驗(yàn)編程方法：(1) PLC的編程,從梯形圖來看,其根本點(diǎn)是找出符合限制要求的系統(tǒng)各個(gè)輸出的工作條件,這些條件又總是用機(jī)內(nèi)各種器件按一定邏輯關(guān)系組合來實(shí)現(xiàn)的.(2)梯形圖的根本模式為啟-保-停電路一般只針對(duì)一個(gè)輸出,這個(gè)輸出可以是系統(tǒng)的實(shí)際輸出,也可以是中間變量.(3)梯形圖編程中有一些約定俗成的根本環(huán)節(jié),它們都有一定的功能,可以在許多地方借以應(yīng)用.(4)在準(zhǔn)確了解限制要求后,合理的為限制系統(tǒng)中的事件分配輸入輸出端.選擇必要的機(jī)內(nèi)器件,如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器(5)對(duì)于一些限制要求較簡(jiǎn)單的輸出,可直接寫出它們的工作條件,依啟-保-停電路模式完成相關(guān)的梯形圖支路.工作條件稍復(fù)雜的可借助輔助繼電器.(6)將關(guān)鍵點(diǎn)用梯形圖表達(dá)