賀廉云
(德州學(xué)院機電工程系,山東 德州 253023)
基于PLC的運料小車控制系統(tǒng)設(shè)計
賀廉云
(德州學(xué)院機電工程系,山東 德州 253023)
本設(shè)計以S7-200 PLC控制運料小車的運轉(zhuǎn),此運料小車由一臺三相異步電動機拖動,電機正轉(zhuǎn),小車右行,電機反轉(zhuǎn),小車左行。在每個站點設(shè)計呼叫開關(guān)實現(xiàn)手動與自動的轉(zhuǎn)化,并設(shè)置行程開關(guān)檢測是否達到預(yù)設(shè)位置。PLC運料小車具有節(jié)約人力物力、提高經(jīng)濟效益、安全可靠、操作維修簡單方便等特點。
PLC;自動化;運料小車
在工業(yè)生產(chǎn)中運料是一個非常重要的環(huán)節(jié),其勞動負荷較大。在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中PLC運料小車可為企業(yè)節(jié)省人力、物力,降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
1.1 系統(tǒng)設(shè)計方案
運料小車的運動系統(tǒng)可描述為下圖,運料小車是由一臺三相異步電動機拖動,電動機正轉(zhuǎn),小車右行;電機反轉(zhuǎn),小車左行。運料小車在有5個??空军c的生產(chǎn)線上運行,1號站為裝料站,2,3,4,5號站為卸料站。每一個??空径加幸粋€行程開關(guān),監(jiān)測小車是否到達該站點,還設(shè)有4個呼叫按鈕分別與4個??奎c相對應(yīng),用以呼叫小車送料。
圖1 運料小車系統(tǒng)
1.2 設(shè)備控制要求
基于PLC的運料小車在自動化生產(chǎn)線上的控制要求如下。
(1)按下啟動按鈕后,系統(tǒng)開始工作,按下停止按鈕后,系統(tǒng)停止工作,不論小車在什么位置;
(2)按下啟動按鈕后,運料小車在1號站開始裝料,裝料20s,當(dāng)裝料結(jié)束后,若檢測到有呼叫按鈕按下時,小車載著物料開始右行,當(dāng)?shù)竭_呼叫按鈕對應(yīng)的??空緯r,小車停止并卸料,15s后卸料完畢小車開始左行,到達最左端的1號站裝料??奎c時小車停止。
2.1 電機控制回路
運料小車由一臺三相異步電動機拖動。系統(tǒng)選用Y225M-4-45KW的電機。Y225M-4型三相異步電動機廣泛適用于不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的一般場合和無特殊要求的機械設(shè)備上,額定功率40kW,轉(zhuǎn)速1440r/min,額定電壓380V,額定電流8.4A。電機控制回路采用的是時間繼電器,可以用時間繼電器的延時閉合常開觸點來實現(xiàn)電動機從正轉(zhuǎn)運行到反轉(zhuǎn)運行的自動。
2.2 PLCI/O分配圖
設(shè)計選用西門子公司的S7-200系列PLC,S7-200系列具有極高的性價比,指令豐富,操作快捷,功能齊全,可實現(xiàn)多種控制功能,具有良好的通訊能力,能夠?qū)崟r傳送,
圖2 三相異步電動機
控制系統(tǒng)的輸入有五個行程開關(guān)、四個呼叫按鈕開關(guān)、一個啟動按鈕開關(guān)、一個停止按鈕開關(guān)共11輸入點。輸出點有兩個,分別對應(yīng)電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個狀態(tài)。地址分配如圖3所示:
圖3 地址分配圖
2.3 PLC連接圖
PLC的I/O端對應(yīng)的外部接線圖如圖4所示:
圖4 PLC外部接線圖
小車初始位置在最左端的1號站,PLC不斷掃描系統(tǒng),檢測是否按下啟動按鈕,當(dāng)檢測到啟動按鈕按下后,小車開始裝料,否則繼續(xù)停留在初始站。20s后,若系統(tǒng)檢測到有呼叫按鈕按下,小車開始右行,若碰到限位開關(guān)即表示到達呼叫站點,小車開始卸料,否則小車?yán)^續(xù)右行。15s后,小車開始左行,直到碰到最左端的限位開關(guān),否則繼續(xù)左行。若系統(tǒng)檢測到有停止按鈕按下,則小車停止,否則回到第一步小車開始裝料,重復(fù)上述過程。
圖5 信號流程圖
首先將系統(tǒng)梯形圖程序復(fù)制到西門子plc仿真軟件(S7-200)中。所選擇的CPU型號為224,然后檢查程序是否有誤,若無誤將仿真軟件切換到RUN狀態(tài)。按下輸入繼電器I0.0(啟動開關(guān))所對應(yīng)的按鈕,此時I0.0(啟動開關(guān))所對應(yīng)的指示燈亮,同時計時器T37開始計時;20s后按下輸入繼電器I0.2(2號呼叫按鈕)所對應(yīng)的按鈕,I0.2(2號呼叫按鈕)所對應(yīng)的指示燈亮,輸出繼電器Q0.0(小車右行)對應(yīng)的指示燈也同時亮。按下輸入繼電器I1.2(2號行程開關(guān))所對應(yīng)的按鈕,I1.2(2號行程開關(guān))所對應(yīng)的指示燈亮,,計時器T38開始計時,輸出繼電器Q0.0(小車右行)對應(yīng)指示燈同時也熄滅。15s后輸出繼電器Q0.1(小車左行)所對應(yīng)的指示燈亮,按下輸入繼電器I0.1(停止按鈕)或I1.1(1號行程開關(guān))所對應(yīng)的按鈕,I0.1或I1.1所對應(yīng)的指示燈亮,輸出繼電器Q0.1(小車左行)所對應(yīng)的指示燈滅。滿足控制要求。仿真如圖6所示:
圖6 軟件仿真圖
反復(fù)運行此程序均能達到控制要求,運料小車調(diào)試成功,可以直接運行。
[1]廖常初,S7-200PLC編程及應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007.
[2]史國生,趙陽.電氣控制與可編程控制器技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)
出版社,2004.
A Design on The Control System for M aterial Transporting Trolley based on PLC
HE Lian-yun
(Department of Mechanical and Electronic Engineering Dezhou University,Dezhou,Shandong 253023,China)
Thisdesignistocontroltheoperationofmaterialtransportingtrolleywith S7-200PLC,thetrolleyisdrivenbyathreephraseasynchronousmotor,the trolleywould in rightifthemotorcorotates,and itwould run in leftifthemotorrotatesreverselly.A call switchwasdesignedateachsite,soastheachieve theswitchbetweenmanualand automaticoperation,and astrokeswitchwassetto detectwhether ithad reached presetposition.PLCmaterial transporting trolley can save resourcesand laborand improveeconomic efficiency,itissafeand reliable,itissimpleandconvenienttooperateand repair.
PLC;automation;material transporting trolley
TP273
A
2095-980X(2015)07-0025-02
2015-06-12
賀廉云(1966-),女,教授,主要從事模糊控制系統(tǒng)與非線性控制系統(tǒng)的研究。