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自动卸料爬斗的PLC控制.doc

发布时间：2022-06-03 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.13M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    自动卸料爬斗的 PLC 控制 一．自动卸料爬斗的 PLC 控制系统设计任务书 1.自动卸料爬斗工艺的技术要求 物料传送系统，能够将传送带送过来的物料提升到一定的高度，并自动翻 斗卸料，如图所示。爬斗由电动机 M1 拖动，将物料提升到上限后，由行程开关 SQ1 控制自动翻斗卸料，随后反向下降，到达下限 SQ2 位置停留 20s。料斗下 落到 SQ2 位置时，同时启动由电动机 M2 拖动的皮带运输机，向料斗加料，加 料工作在 20s 内完成。20s 后，皮带运输机自动停止工作，料斗又自动上升，如 此不断地循环。 2.自动卸料爬斗动力设备 自动卸料爬斗系统中所用的的动力设备均采用三相笼型异步电动机。 电动机 M1：Y 系列电动机 Y160M2-8，满载转速 720r/min，5.5KW。 电动机 M2：Y 系列电动机 Y100L2-4，满载转速 1430r/min,3.0KW。 3.自动卸料爬斗的 PLC 控制系统设计要求 （1）设置单步/连续开关，可以使该系统实现单步和自动循环两种工作方式。 （2）自动循环工作方式时，应按照皮带运输机启动→工作 20s 爬斗上升 →SQ1 动作→自动翻斗动作，爬斗下降→皮带运输机启动……顺序连续工作。 按下停止按钮时，料斗可以停在任意位置，启动时可以料斗随意从上升或下降开 始运行。 （3）有特定的信号指示灯指示上料爬斗工作在何种工作状态。 （4）要具有必要的电器保护和互锁关联。 1
    二.自动卸料爬斗的 PLC 控制系统总体设计过程 1.总体方案说明 (1)自动卸料爬斗的 PLC 控制系统电机均由交流接触器完成启停控制，电动 机 M 要采用正反转控制。 (2)两电机内部均设有过载保护。 (3)电动机 M1，M2 分别此阿勇热继电器实现过载保护，其热继电器的常开触 点作为 PLC 的输出信号，用以完成各个电机系统的过载保护。 (4)主电路用断路器，各负责回路和控制电路以及 PLC 控制电路采用熔断器， 实现短路保护。 2.自动卸料爬斗的 PLC 控制原理图设计 （1）主回路设计 自动卸料爬斗的 PLC 控制系统如图所示 1）主回路中交流接触器 KM1，KM2 分别控制电动机 M1 的正反转：交流接 触器 KM 控制电动机 M2。 2）电动机 M1，M2 由过热继电器 FR1，FR2 实现过载保护。 3）QF 为电源总开关，即可完成主电路的短路保护，又起到分断三相电源 的作用，使用和维护方便。 4）熔断器 FU1,FU2 分别实现个负载回路的短路保护。FU3，FU4 分别完成 交流控制回路和 PLC 控制回路的过载保护。 （2）交流控制电路设计 自动卸料爬斗的 PLC 控制系统交流控制电路如 图所示。 1）隔离比单雅琪 TC 的选用根据 PLC 耗电量配置，可以配置标准型，电压 比 1：1，容量 100V*A 隔离变压器。 2）控制电源指示 HL1。PLC 供电回路采用隔离变压器 TC，以防止电源干 扰。 3）电动机 M2 有运行指示灯 HL3，由 KM3 控制。 4）电动机 M1 的正反分别有指示灯 HL2，HL3，由 KM1，KM2 接触器常开辅 助触点控制。 5）2 台电动机 M1，M2 的过载保护分别由 2 个热继电器 FR1，FR2 实现。 （3）主要参数计算 1）断路器 QF 脱扣电流。断路器为供电系统电源开关，其主回路控制对象 为电感性负载交流电动机，断路器过电流脱扣值按电动机启动电流的 1.7 倍整 定。 I QF  7.1 I N  17  6 A  2.10 A  10 A 2)熔断器 FU 熔断体电流 FUI 。熔断体额定电流的选择，按上述方法选配。 3）热继电器选择请参考有关技术手册，自行计算参数。 （4）PLC 控制电路设计 2
    1）硬件结构设计。按下启动按钮，电源指示灯亮，皮带运输机 M2 工作， 皮带运行指示灯亮，工作 20s，M2 停止工作，M1 工作正转，爬斗上升指示灯 亮，行程开关 SQ1 接触，M1 停止，延时 20s，M1 开始反转，料斗下降提示灯 亮，行程开关 SQ2 接触，M1 停止。以此循环进行或者单步进行。输入/输出接 口的数量为 11。选择 FX2n-16MR 型 PLC。 2）根据上述硬件的选型及工艺要求，绘制 PLC 控制电路原理图。 3）KM1、KM2 接触器线圈支路。设计了互锁电路，以防止误操作故 障。 4）PLC 输入回路中，信号电源由 PLC 本身的 24V 直流电源提供，所 有输入 COM 端短接后接入 PLC 电源 DC24V 的（+）端。输入口如果有有源信 号装置的电源等级和容量，最好不要使用 PLC 自身的 24V 电源，以防止电源过 载损坏或其他输入口的质量。 5）PLC 采用输出型继电器，每个输出点额定控制容量为 AC250V，2A。 表 1 和表 2 分别为自动卸料爬斗系统 PLC 输入和输出接口功能表。 序号 1 2 3 4 5 序号 1 2 3 4 5 6 7 输入口 X000 X001 X002 X003 X004 输入口 Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y004 Y005 工位名称 启动按钮 停止按钮 单步/连续选择开关 下限行程开关 上限行程开关 文字符号 SB1 SB2 SA SQ1 SQ2 表 1 自动爬斗系统 PLC 输入接口功能表 工位名称 文字符号 PLC 运行指示灯 控制电动机 M1 正转接触器 控制电动机 M1 反转接触器 控制电动机 M2 接触器 料斗上升指示灯 料斗下降指示灯 皮带运输机运行指示灯 HL1 KM1 KM2 KM3 HL2 HL2 HL3 表 2 自动爬斗系统 PLC 输出接口功能表 6）根据上述设计，对照主回路检查交流控制回路、PLC 控制回路‘各种 保护连锁电路 PLC 控制程序等，全部符合设计要求后，绘制出最终的电气原理 图。 7)根据设计方案选择的电气元件，编制原理图的元件目录表 3
    名称 电动机 热继电器 熔断器 断路器 隔离变压器 启动按钮 停止按钮 转换开关 行程开关 交流接触器 2 2 6 1 1 1 1 1 2 3 序号 文字符号 M1-M2 FR1-FR2 FU1-FU2 QF TC SB1 SB2 SC1 SQ1-SQ2 KM1-KM 3 HL1-HL3 PLC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 指示灯 可编程序控制 器 3 1 AD16-22 FX2N-16M R 表 3 元器件目录表 数量 规格型号 Y 系列 三相交流异步电动机 JR16B-20/3 参照电动机整定电流 备 注 RL1-15 C45AD BK-100 LAY37 LAY37 LAY37-D2 ES41 DJX-9 熔体 2-10A 脱扣电流 电压比 1:1,AC220V 绿色 红色 单步/自动循环 黑色 线圈电压 220V LED 显示,AC220V 继电器输出 （5）PLC 控制程序设计 1）程序设计根据控制要求，建立自动卸料爬斗的 PLC 系统控制流程图， 如图。表达出各控制对象的动作顺序，相互间的制约关系。在明确 PLC 寄存器 空间分配，确定专用寄存器的基础上，进行控制系统的程序设计，包括主程序编 制、各功能子程序编制、其他辅助程序的编制等。 1）系统静态程序调试。空载静态调试时，针对运行的程序检查硬件接口电 路中各种逻辑关系是否正确，然后先调试子程序或功能模块程序，然后调试初始 化程序，最后调试主程序。调试过程中尽量接近实际系统，并考虑到各种可能发 生情况，作反复调试，出现问题及时分析、调整程序或参数。 2）系统动态程序调试及运行。在动态带负载状态下调试，密切观察系统的 运行状态，采用先动手再自动的调试方法，逐步进行。遇到问题及时停机，分析 产生问题的原因，提出解决问题的方法，同时做好详尽记录，以备分析和改进。 3）系统的控制程序 4
    开始 启动开关 M2 工作 N 计 时 20s Y M2 停止 M1 工作 N 上 限 位 开 关 SQ1 Y M1 停止 N 延 时 20s Y N M1 反转 下 限 位 开 关 SQ2 Y M1 停止 N 选 择 开 关 Y 结束 图 9 自动卸料爬斗系统控制流程图 5
    4.（1）设计说明书 按下启动按钮，电源指示灯亮，皮带运输机 M2 工作，皮带运行指示灯亮，工作 20s， M2 停止工作，M1 工作正转，爬斗上升指示灯亮，行程开关 SQ1 接触，M1 停止，延时 20s， M1 开始反转，料斗下降提示灯亮，行程开关 SQ2 接触，M1 停止。以此循环进行或者单步 进行。 （2）使用说明书 (1) 系统用途 自动卸料爬斗系统可广泛应用于工程建筑和运输业。全自动卸料控制系统在 各行业的应用已屡见不鲜，如：冶金，有色金属，化工，食品等行业。它是成品 生产的首要环节，特别是有连续供料要求的行业，其运行的过程直接影响了产品 的生产速度，它是企业取得最佳经济效益的先决条件。虽然行业各自不同的工艺 特点对卸料控制要求也不同，但其高可靠性，先进性，开放性，免维护性，可扩 展性是工厂自动化 FA 所追求的一致目标。 (2) 功能特点 1）卸料现场粉尘大，环境恶劣。 2）卸料速度和精度要求高。 3）卸料方式肯能经常变换、调整。 4）卸料可能受环境温度、湿度影响。 5）卸料用时短，且安全方便。 6）操作界面简洁、方便、美观、稳定性好、容错能力强、配料精度高、产 量高，简单易学。 7）设备有故障，卸料系统自锁或提示操作员按下暂停键，并提示。提高卸 料效率，节约成本。有效提高竞争力。 （3）设计小结 经过一周的学习和思考，以及反复查阅各种资料后，初步理清了 PLC 控 制系统和控制单元的设计流程，了解到每一步的必不可少，也是第一次把学到的 PLC 知识最全面的运用到工作中。 在设计过程中，加深了我们对 PLC 的理解和应用。PLC 是面向工业控制发展起来的 一种新型的工业控制器，它将计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广等优点与传统继电器 控制系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来，且其本身又具 有体积小、重量轻、耗电省等特点在工业生产过程中得到了广泛的应用。 在这次设计中，逐渐体会到 PLC 的乐趣，为以后的工作找到了新的方向。 5.设计用参考资料 [1]漆汉宏.PLC 电气控制技术.机械工业出版社 6
    [2]http://www.docin.com [3]http://Wenku.baidu.com [4]http://zhidao.baidu.com 7
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