基于plc的自動送料小車的控制系統設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 應諸多大型的企業工業的自動化送料小車的需求了 【 2】 。 如今，工業和企業的送料小車系統都往往采用現如今較為成熟的 PLC 技術以及現場總線網絡技術來實現小車的控制功能，即輸送程控系統，在此不得不提到現場總線技術，在遠程傳輸方面確實是功能十分強大的，作為主要的應用手段也進入我們的日常生活生產之中。同時，它的系統集成能力和封裝能力，可靠的安全的互聯互通的特性，快捷迅速的故障診斷能力，還有較高的防護等級，都為整個小車的控制系統的高穩定性和優化系統做了充足的保障，也能滿足遠程輸送系統的的 靈活可靠安全快捷等性能。 XXXX 大學本科畢業論文 4 PLC 控制的優點 PLC，即可編程邏輯控制器，是藝術字技術為基礎的一種控制裝置，如今被廣泛應用于工業領域。它是一種可以編程，可以存儲的存儲器，通過外部編寫程序，內部記憶再應用的一種，它包含有多種邏輯程序運算，計數功能嗎，計時功能，順序預算等等各種指令他都可以應用。可以運用模擬技術，也可以運用數字技術進行控制，通過輸入輸出控制各種類型的機械或者電氣設備運動生產。如今國內的可編程邏輯控制器技術相對過去較于成熟，在各行各業被廣范應用，運輸，食品，飛機，輪船等等，由于它自身的各有優 越性質，在當今的控制領域，具有舉足輕重的地位。當下市場環境雖不如之前，但是它的發展絲毫沒有停止，各國仍在該領域投入大量的發展動力。 可編程邏輯控制器的發展從 20 世紀 70 年代初出現了微處理器。我們將微處理器和可編程邏輯控制器聯系在一起，把微處理器能實現的種種功能，例如數字運算，信息傳送，邏輯處理等與可編程邏輯控制器聯系在了一起，使得可編程邏輯控制器變得更加智能，功能愈加多樣，這也讓控制系統更加適應以及提高工業發展。可編程邏輯控制器此時是一種結合產物，是舊的繼電器控制和新興的計算機技術信息化相結合的一種更加優越 的產品。隨著技術的發展，可編程邏輯控制器漸漸進入了更為實用的發展階段，計算機技術得到了飛快的發展，功能上的進步使得 PLC 發展更加迅速，不僅僅體積變得更為小巧，在安全可靠等性能上也有質的飛躍，超強的模擬數字運算，延時，一階，二階以及滯后等運算使得它的地位無法撼動。接下來的十年，可編程邏輯控制器在發達國家，尤其那些先進的工業生產國家之中逐步替代了落后的設備，技術也越發成熟。上世紀末是可編程邏輯控制器發展的黃金時期接近 50%的增長率是其他控制設備所無法企及的。不僅產量上遙遙領先，在技術上的進步也不容忽視，邏輯處理 能力以及運算控制能力的大幅提高，人機接口的優化，還有新的網絡能力的擴展使得可編程邏輯控制器在許多地方已經取代了傳統的 DCS 系統，建立新的統治地位。隨著更加適應當前工業的發展，人機互動更加完美，通信功能更加完備，還有其他周邊配套設備，這都讓可編程邏輯控制器的地位更加重要。 PLC 具有很多優點： 圖 11 PLC 1 前言 5 一，可編程邏輯控制器在使用上十分的簡潔，方便，尤其是語言的編譯更適合普遍大眾的相應專業技術程度。可編程邏輯控制器的編譯語言采用的是簡單明了的梯形圖，邏輯圖還有語句表作為表達單元，通俗易懂，而且 無需 任何的相關的 計算機 的 知識 作為編譯的鋪墊準備 ， 系統的整個完成過程所需時間變得更加的短工作周期短更適合大批量生產的現代化工業生產 ， 最重要的是可以進行工作現場的調試工作，另外可編程邏輯控制器具有先進的 在線修改程序 的能力，并且可以 改變 整個系統的計劃和方案 而不拆動 外 部 硬件 ，只需簡單的修改內部的軟件程序即可完成整個系統的修改，可適應性更出眾 【】 。 二，可編程邏輯控制器作為新興的技術，性能上更加優越，同時在造價也相對何時。即使是在一臺物理尺寸很小的可編程邏輯控制器上面也有多達近1000 個微小的功能單元，這樣可以使可編程邏輯控制器能夠實現更多的功能 。相比于繼電器要實現這些功能的話就會十分的繁瑣，可見可編程邏輯控制器的超高的性價比 。 互聯網功能的出現使得可編程邏輯控制器能夠實現遠程通信的功能 。 三，由于可編程邏輯控制器已經成為當前主流的控制系統，所以相應的周邊配 套等模塊，部件，產品也多種多樣，這樣，用戶可以按照自己的要求自行組裝， 而且 PLC 的安裝 以及 接線也很方便 簡單 ， 不需要過多的軟件或者計算機專業的內容作為基礎，只需外部接線即可完成全部安裝工作 。 同時可編程邏輯控制器的驅動能力十分強，能夠帶動渦輪機或者小型電機運行，這使得可編程邏輯控制器的運用更加廣泛。 四，控制系統最重要的就是安全可靠性，控制系統的穩定與否將直接決定整個系統能否正常運作。我們知道，傳統的繼電器作為控制，因為有繁雜的接線以及各種中間繼電器和很多暴露在外面的觸電會產生接觸不良的因素，使得控制的 穩定性不高。可編程邏輯控制器則是 用軟件 ，而不是使用以前的 中間繼電器和時間繼電器， 這使得接線數目大大降低，觸點數目大大減少，只有少量的外部硬件和很少的接線即可完成，這使安全可靠性能提高了許多。同時 采取了一系列抗干擾措施， 安全措施做得好，甚至可以工作在十分惡劣的環境中，如今可編程邏輯控制器已被大家公認為最穩定可靠的工業上的控制設備 【 4】 。 五，可編程邏輯控制器整個的設計，編譯，修改周期短。只需編譯軟件程序取代了傳統的繁瑣的線路連接以及大量的繼電器安裝工作使得可編程邏輯控制器的安裝準備工作變得十分簡單，并 且通過修改內部程序即可完成任務的更改也更加方便快捷 。 重要的是可編程邏輯控制器通常采用的是以順序方式敘述的梯形圖或者助記指令等等來編譯，這種工作量遠遠小于傳統的繼電器的線路的設計，更體現出可編程邏輯控制器的優點 。 而且 調試 所需要的 時間比繼電器系統 的要 少得多 ，因為可編程邏輯控制器可以首先采用電腦調試工作來判斷段程序是否能夠正常運行，其次還可以再次通過現場調試來進一步確認是否正常運行，這樣整個控制系統更加安全可靠 【 5】 。 六，可編程邏輯控制器在維修和故障處理上的長處更是其他的器件都遠遠不及的，可編程邏輯控制器能夠內 部進行診斷故障并且可以通過發光二極管或者顯示屏等輸出，最重要的是可編程邏輯控制器的模塊化結構使得它在出現問題時可以通過簡單的更換模塊單元就可以處理故障，方便快捷。 XXXX 大學本科畢業論文 6 綜上，可編程邏輯控制器作為控制相比于傳統的以繼電器等元件為主的控制設備，具有非常明顯的優 勢，所以，我們此次的實驗世紀選擇可編程邏輯控制器控制作為自動送料小車的控制系統。 圖 12 PLC接線柜 2 總體設計方案 7 2 總體設計方案 送料小車的方案選擇 自動送料小車的系統的實現可以有多種方法進行選擇，相比于單片機，我們選擇可編程邏輯控制器，即 PLC 來實現。因為如果選擇單片機控制系統，在電路中則需要加入數模轉換器和模數轉換器，這使得線路變得十分復雜，另外還得需要分配出大量的中斷口地址來實現功能。同時，單片機的電路更容易受到種種來自外界環境的干擾，不穩定性很高。最重要的是單片機的編譯工作較難，需要有一定的編譯能力的專業人員進行操作，同 時，維修過程也需要更高的技術人員才能進行修復工作，綜上，單片機的實現難度很大。 從上一章第三節的介紹我們了解 PLC 控制系統的各種優點特點，所以，鑒于可編程邏輯控制器 PLC 具有極高的可靠性，一般來說平均的無故障的時間約為 30 萬個小時以上；并且，安裝、運作、操作和維修也相比更為容易；在程序編寫上更為簡單，因為 PLC 的指令不多，而且編譯器的使用方法十分簡單，在程序設計和整個產品的調試周期上，開發周期短，性價比極高。同時，在控制過程當中，如果能加入時間控制和周期次數控制，如定時系統和計數系統，那對于整個控制系統將是 一個極大的提高。我們知道 PLC 內部的相應的控制資源十分多，正好可以適應我們的需求，所以，選擇 PLC 控制也是再好不過的選擇。 這是本次設計實驗的總體設想圖送料小車設計為軌道車，為 6 個工作站點之間送料。 送料小車通常會處于以上三種工作狀態：向 1 行駛，停止狀態以及向 6 行駛這三種情況。送料小車在接到送料指令后自動向站點運行并送料，送料結束后向下一站點運行，如此是沒有送料指令，則停留在此站點等待下一個送料的呼叫命令，繼續完成送料工作。小車會記錄送料 指令，如在送料正在運行方向上有下一個送料指令，小車會先行送料，如此一來，可以大大的提高工作的效率，節省送料這種準備的工作的時間。 在預先設計好的行駛方向上，對于尋路，避障等復雜功能不需要過多送料小車 站 1 站 2 站 3 站 4 站 5 站 6 從 6 向著 1 的方向行駛 從 1 向著 6 的方向行駛 停止狀態 圖 21 送料小車模擬圖 圖 22 送料小車工作狀態模擬圖 XXXX 大學本科畢業論文 8 的考慮與設想，小車可以根據不同的環境，如，不同的站點等客觀因素影響下，只需要簡單的修改軟件程序，即可以進行修改，更加的方便、快捷，使得送料小車的可適應性更好，而且 PLC 控制不僅僅是性能更加穩定，并且在維修、調試、以及處理上也更為方便。 2 總體設計方案 9 系統整體思路構想 本圖為 送料小車的邏輯流程圖，當按下啟動按鈕之后，整個控制系統開始運行，在各個基站有送料需求的呼叫按鈕，按下呼叫按鈕，自動送料小車可以通過判斷當前小車的停靠站點，在得到呼叫指令之后進行邏輯判斷，并且相應的左移或者右移行動，在每個站點均可進行判斷，在到達相應的站點之后停止，進行送料工作，在整個送料過程之中，只需工作人員發出需求指令即可實現整個過程的自動控制，可以實現送料小車的自動與手動相結合的的目的，大大提高了工作效率，節省人力，財力以及時間。再次按呼叫按鈕即可循環指令過程，繼續下一次的送料工作。該邏輯流程較為通俗簡 易，實行起來更為簡單，同時明晰的流程在運行時更加可靠，避免出現過多的錯誤以及故障。該邏輯判斷在自動送料小車控制系統中通用，每個基站的判斷原理相同。 小車右行，即從 1 號站駛向 6 號站方向條件：起點 1 號站，終點 6 號站；起點 2 號站，終點 6 號站；起點 3 號站，終點 圖 23 送料小車邏輯流程圖 XXXX 大學本科畢業論文 10 6 號站；起點 4 號