小车自动往返装卸料控制课程设计
余年寄山水
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2021年01月18日 03:54
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小
车
自
动
往
返
装
卸
料
控
制
课
程
设
计
集团文件发布号：（
9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL- DQQTY-
机电一体化课程设计
2012
级
小车自动往返装卸料控制
学生姓名
学
号
系
别
专业班级
指导教师
完成日期
目录
1.
引言
近年来，随着大规模集成电路的发展，可编程控制器得到了迅速的发展。
PLC
是以微机技术为核心的通用工业控制装置，它将传统的继电器
-
接触器控制< br>技术与计算机和通信技术融为一体，在工业自动化、机电一体化以及传统的工业
控制方面，得到了 广泛的应用，发挥着越来越大的作用。
它采用一类可编程控制器的存储器，用于其内部存储程 序，执行逻辑运算，
顺序控制，定时，计数及算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/
输出信号，控制各种类型的机械或是生产过程。可编程控制器及其有关外部设
备，都按易 于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。目
前，
PLC
的主要品 牌有西门子、三菱、欧姆龙、韩国
LG
、美国
AB
、
ABB
、松下、
富士、施耐德等。而且
PLC
控制是自动控制中最常见控制方式之一，小车自 动往
返与定位控制就是控制应用的一个典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理
小车自动往 返与定位控制以及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方
式，因此运用
PLC
来设计小车自动往返与定位运动越来越普遍。
通过本设计，让我们掌握小车往返运行装卸料的 控制原理。并且能够综合应
用与与
PLC
控制技术应用在实际工程中为今后的工作打下 基础。了解设计过程，
实际动手操作，对于以后遇到类似的问题也知道如何取解决。
2.
设计任务
2.1
设计内容
设计小车自 动往返装卸料控制，由
PLC
控制，组态软件作为人机控制，实现
系统运行监控。编写
PLC
梯形图和设计组态软件用户程序，最终调试达到控制要
求。
2.2
控制要求
如图
2-1
所示，设计小车自动往返装卸料控制，具体控制要求如下：
一辆小车在
A,B
两点之间运行，在
A,B
两点各设一个限位开关，如图 所示，
小车在
A
点时（后限位开关受压动作），操作控制按钮可使小车向前行至料斗下
碰到前限位开关，停止，装料后再返回
A
地将料卸下。小车要求有
4
种控制方
式。
a)
手动控制方式；
b)
单步运行控制方式；
c)
单周期运行控制方式；
d)
自动循环运行控制方式。
详细控制要求如下：
1
）手动控制方式
在手动控制方式 下，可用
4
个控制按钮控制小车的向前、向后运行，以及车
门的打开和料斗门的打开。
小车的运行由三相异步电动机控制，小车的车门和料斗的车门由电磁铁控
制，当电磁 铁得电时，料斗门或斗门打开，失电时关闭。
①小车向前运行：
小车 在料斗下面时不能向前运行，小车的车门在打开
时不能运行，小车采用点动控制，按下向前运行按钮，小 车向前进，当小车行至
料斗下时，碰到前限位开关时应停下来。
②小车向后运行：
小车在
A
地点时不能后退，小车的车门在打开 时不能运
行，小车采用点动控制，料斗门未关闭时不能运行，按下向后运行按钮时，小车
向后运 行至
A
地点时，小车碰到后限位开关应停下来。
③料斗门打开控制：
小车必须在
B
点料斗门下时，才能打开料斗 门，以避
免将料卸在地上。按一下料斗门打开按钮，控制料斗门的电磁铁得电，斗门打
开，延时
10
秒种后电磁铁失电
,
斗门关闭。
④车门打开控制：
小车必须在
A
地点时，才能打开车门，以保证 将料卸在
规定地点。按一下车门打开按钮，控制车门的电磁铁得电，车门打开，延时
10
秒种后电磁铁失电，车门关闭。
2
）单步运行方式
小车在A
地，并且在车门关好的情况下，按下小车前进按钮，小车自动向前
运行，从
A< br>地运行到
B
地停；再按下料斗门打开按钮，料斗门打开装料
10
秒；< br>再按下小车后退按钮，小车自动向后运行到
A
处停止；再按下车门打开按钮，车
门打开，卸料
10
秒后车门关闭。
3
）单周期运行控制要求
小车在
A
地点，并且在车门关好 的情况下，按一下向前运行按钮。小车就从
A
地点运行到
B
地点停下来，然后 料斗门打开装料
10
秒钟，之后小车自动向后
行到
A
地点停止，车门 打开卸料
10
秒钟后，车门关闭。
4
）自动循环控制方式要求
小车在
A
地点时，按一下向前 运行按钮，小车将自动重复单周期运行过程，
断开运行开关时，小车将在完成一个循环之后，结束运行。
在手动控制方式下不能运行，单周期，双周期和自动运行方式，反之，在单
周期，双 周期和自动运行方式下也不能进行手动控制。
图
2-1
小车自动往返装卸料控制图
3.
总体方案的确定
PLC
控制是自动控制中最常见控制方式之一，由于可编程控制器具有很好的
处理小车自动往返与装卸料控制以及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制
的方式，因此运用PLC
来设计小车自动往返与装卸料运动越来越普遍。
3.1
小车自动往返装卸料控制系统的构成
小车前进和后退开关来控制。在装料和卸料的地 方用限位开关来实现，当小
车前进到达
B
地时，碰到前限位开关，实现小车停车装料动 作，并且用定时器计
时装料
10
秒；当小车后退到达
A
地时，碰到后 限位开关，实现小车车门开卸料
动作，并且用定时器计时卸料
10
秒。
3.2
工作过程
工作过程如图
3-1
所示：
图
3-1
小车自动往返装卸料工作过程
3.3
方案设计
根据控制目的和要求，进过仔细分析各种因素，制定了整体的设计方案:
以
西门子
S7-200
为核心，完成对输入输出点的控制。监控系统通 过
MCGS
通信协议
与
PLC
进行
I/O
点的通信 。
1
）小车自动控制主电路图
图
3-2
小车自动控制示意图
2
）
PLC
装卸料小车接线示意图
图
3-3
自动往返小车
PLC
外部接线图
3
）总体设计方案
本设计是基于
PLC
的小车往返运动装 卸料控制系统的设计，我采用的
PLC
可
编程语言是西门子
S7-200系列
PLC
编程语言。首先在设计外部程序时，用西门