混凝土配料及搅拌系统设计.doc

1、沈阳理工大学课程设计专用纸 No24“机电传动控制”课程设计任务书第十组1设计题目：混凝土配料及搅拌系统设计2设计内容： 1） 完成上述工作循环 2） 要求有三种工作方式：手动、自动、单周期。 3） 连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。3设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图3）设计说明书4进度安排：1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天2）PLC梯形图设计与调试 3天3）说明书撰写 0.5天4）答辩 0.5天指导教师： 专业负责人： 主管院长： 年 月 日目 录0 前 言31 课程设计的任务和要求41.1 课程设计的任务41.2 课程设计的基本要求

2、52 总体设计62.1 PLC选型62.2 PLC端子接线83 PLC程序设计93.1 设计思想93.2 顺序功能图103.3 PLC梯形图114 程序调试说明245 结束语266 参考文献270 前 言 1968年，美国通用汽车公司为适应生产工艺不管更新需求，提出一种设想：把计算机的功能完善、通用、灵活等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制造一种通用控制装置。第二年，美国数字设备公司根据这一设想，于1969年研制成功第一台可编程序控制器，在汽车自动装配线上使用并成功，该设备用计算机作为核心设备。进入20世纪80年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，也使得

3、可编程序控制器逐步形成了具有特色的多种系列产品。本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器接触器控制电路的PLC改造方法，掌握机电传动控制系统中继电器接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。本课题目“混凝土配料及搅拌系统设计”掌握混凝土配料及搅拌系统设计的基本方法，从课题的分析到研究从而设计出整体的流程图，端子分配图等。最后设计出PLC控制梯形图。在整个过程中我们运用了课本中所学习到的知识，让我们通过这个课题把课堂所学到的知识在设计应用出得到体现。 1 课程设计的任务和要求1.1 课程设计的任务1设计题目：混凝土配料及搅拌系统设计2设

4、计内容：1） 完成上述工作循环。2） 要求有三种工作方式：手动、自动、单周期。3） 连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。3设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图。2）设计并调试PLC控制梯形图。3）设计说明书。1.2 课程设计的基本要求系统由配料部分和搅拌部分组成。如下图所示。图1 控制示意图配料部分由石料1、石料2、石粉1、石粉2、沥青的储料仓与称料斗组成。材料分别由各自的传感器（脉冲信号）计量放料数量。配比为6：2：6：2：2.控制过程如下：按下启动键后，同时开启石料1、石粉1和沥青的料仓电磁阀。并同时对三种材料计数；当石料1计满后关闭石料1，开启石料2；当石粉1计满后关闭石粉1，开

5、启石粉2；当5种材料都称量完毕，开启石料料斗放入石料至其限位传感器；接着开启石粉料斗放入石粉至其限位传感器；最后开启沥青料斗放入沥青至限位传感器；三个料斗都关闭后，同时开始搅拌1分钟，然后开启搅拌缸阀门漏料至其限位传感器，关闭阀门，重新开始上述配料过程。要求：1） 完成上述工作循环。2） 要求有三种工作方式：手动、 自动、单周期。3） 连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。2 总体设计2.1 PLC选型1.PLC主机：选择西门子SIMATIC S7-200系列作为混凝土配料及其搅拌系统设计的主控机。它可以用于代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。由于它具有极强的通信功能，

6、所以在大型网络控制系统中，也能充分发挥其作用。并且其可靠性高，可以用梯形图，语句表和功能块图三种语言来编程。 本程序中含24个输入、11个输出共35个数字量的I/O点的CPU，选用CPU226AC/DC。2.转换开关SL:用于切换电路的手动、单周期、连续工作过程2 ) 手动控制开关I0.2，完成手动工作过程； 单周期控制开关I0.3，完成一个工作周期后自动停止； 停止控制开关I0.1，用于终止系统工作； 连续控制开关I0.4，完成整个工作循环； 启动控制开关I0.0，用于系统上电工作。 3）计量传感器按钮：石料1脉冲计量传感器I0.5； 石料2脉冲计量传感器I0.6； 石粉1脉冲计量传感器I0

7、.7； 石粉2脉冲计量传感器I1.0； 沥青脉冲计量传感器I1.1。4）手动控制按钮： 手动石料1按钮I1.2； 手动石料2按钮I1.3； 手动石粉1按钮I1.4 手动石粉2按钮I1.5 手动沥青按钮I1.6 手动石料料斗按钮I1.7 手动石粉料斗按钮I2.0 手动沥青料斗按钮I2.1 手动搅拌机按钮I2.2 手动阀门开关I2.35)料斗限位传感器： 石料料斗限位I2.4 石粉料斗限位I2.5 沥青料斗限位I2.6 阀门限位I2.7 6）输出： 石料1电磁阀Q2.0 石料2电磁阀Q2.1 石粉1电磁阀Q2.2 石粉2电磁阀Q2.3 沥青电磁阀 Q2.4 石料料斗电磁阀Q2.5 石粉料斗电磁阀Q

8、2.6 沥青料斗电磁阀Q2.7 搅拌缸电机M Q3.0 搅拌缸阀门电磁阀Q3.1 声报警Q3.2 光报警Q3.32.2 PLC端子接线图2 端子连线图3 PLC程序设计3.1 设计思想看了自己的课题“混凝土搅拌配料及搅拌系统设计” 。要求是按下启动键后，同时开启石料1、石粉1和沥青的料仓电磁阀。并同时对三种材料计数；当石料1计满后关闭石料1，开启石料2；当石粉1计满后关闭石粉1，开启石粉2；当5种材料都称量完毕，开启石料料斗放入石料至其限位传感器；接着开启石粉料斗放入石粉至其限位传感器；最后开启沥青料斗放入沥青至限位传感器；三个料斗都关闭后，同时开始搅拌1分钟，然后开启搅拌缸阀门漏料至其限位传

9、感器，关闭阀门，重新开始上述配料过程，循环5次，声光报警5秒。手动设计：设计手动启动之后，在设计手动启动石料1、2，石粉1、2，沥青开关。然后设计称石料、石粉、沥青斗开关。最后设计沥青混凝土石料搅拌缸。他们都同时启动后，会按照各自的分配量来进行。单周期、初始化设计：在程序中加入单周期控制防止连续运行。初始化控制为了在石料开始配料前的准备及所有计数器清零。连续设计：设计连续启动按钮，石料1按量开始运行，设计个计数器满足循环6次。石料1计满后开启石料2同时关闭石料1。石料2计数器循环2次。然后设计个停止等待程序。石粉，沥青同上。设置同时开启石料1、石粉1、沥青。然后设计开启石料，石粉，沥青至其限位

10、传感器，之后设计开启搅拌同时关闭三个料斗。搅拌一分钟后开启闸门至其限位开关，关闭闸门，重复上述操作5次，最后声光报警5秒。每个程序块都设计个自锁，方便连续循环，同时还得在程序中加入限位开关，达到此步骤时，自动闭合开关。在计数器上加单脉冲，特殊地方加入周期为1秒的脉冲（SM0.5）。 3.2 顺序功能图图3 顺序功能图3.3 PLC梯形图图4 梯形图4 程序调试说明仿真软件不能直接收到S7-200的程序代码，必须使用编程软件的导出功能将S7-200的用户程序转换为扩展名为“awl”的ASC文件，然后在下载到仿真PLC中去。在仿真软件中执行菜单命令“文件”“装载程序”，在出现的对话框中选择下载什么

11、块，点击“确定”按钮后，在出现的“打开”对话框中双击要下载的*.awl文件，开始下载。下载成功后，CPU模块上出现下载的ASC文件名称，同时会出现下载的程序代码文本框和梯形图（见下图）。执行菜单命令“PLC”“运行”，开始执行用户程序。如果用户程序中有仿真软件不支持的指令或功能，执行菜单命令“PLC”“运行”后，出现的对话框显示出仿真软件不能识别的指令。点击“确定”按钮，不能切换到RUN模式，CPU模块右侧的“RUN”LED的状态不会变化。可以用鼠标点击CPU模块下面的开关板上的小开关来模拟输入信号，通过模块上LED观察PLC输出点的状态变化，来检查程序执行的结果是否正确。本程序调试说明，以连

12、续程序为例，打开开关I0.0，自动程序启动。按下I0.4程序开始运行，Q2.0，Q2.2,Q2.4同时亮起代表石料1石粉1沥青开始释放。本系统以I2.3,I2.42，I2.5为传感器，按开则接通。Q2.1，Q2.3亮起，代表石料2石粉2开始释放。当到达比例时传感器I0.5，I0.6，I0.7按开，系统开始依次释放石料，石粉，沥青。既称石料斗、称石粉斗、称沥青斗传感器I2.3,I2.4，I2.5开启。搅拌缸开始一分钟搅拌然后释放混凝土。计数器计数一次。经调试系统所有程序运行正常，没有发现错误。此外以手动控制再加以说明：当按下启动开关I0.2，手动程序启动。按下I0.0程序开始。然后分别按下开关1

13、.2,I1.3I2.3.石料1石料2等到阀门的开关依次亮起。经调试程序运行正常，无错误。说明本系统设计合格。5 结束语经过几周的奋战我的课程设计终于完成了，经过老师、同学的指导，我获益非浅，学习了不少关于自己专业方面的知识。课设让我了解了plc梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我更加了解了关于PLC设计原理。让我体会到了什么叫做理论结合实践，通过此次课设我很好的将课本上的知识运用到了实践中，并且我很好的弥补了上课中对知识的弥补。本次课设也不能离开同学间的交流与合作，在设计期间我们遇到了各种问题，但是通过同学之间的讨论与交流我们逐渐解决了这些问题，这使我受益匪浅。当然在课设期间由于我

14、的粗心大意造成了一些不必要的错误，曾让我一度陷入困苦中，通过此次课设我也锻炼了自己的耐心。同时我也锻炼了自己的思维，开始的设计频繁出毛病，但是后来由于自己的不断思考，变通，渐渐的完善了自己的思路，从而找对了方向。这样可 “PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”在实验的过程中，由于我的疏忽大意，把程序指令输错了

15、，在整个调试过程中花费了不少时间，最后在同学的分析帮助下才找到问题所在，并把其解决。经过此次课设练习，我不仅学习了不少与自己专业相关的知识，而且还与同学一起研究讨论，并且让自己更相信一分努力一分收获，积极的学习态度在以后的学习、工作中是永远缺少不了的！6 参考文献1 殷华文. 可编程序控制器及工业控制网络【M】.西安：西安地图出版社，20012 SIEMENS公司. SI MATIC S7-200可编程序控制系统手册 【S】.20023 陈白宁,段智敏,刘文波.机电传动控制【M】 .沈阳:东北大学出版社,2002.4 邓星钟.机电传动控制【M】.武汉：华中理工大学出版社，2001.5 廖常初.PLC编程及应用【M】.北京：机械工业出版社，2002.24沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计专用纸 No课程设计（论文）装订顺序1. 封面（购买的，不带 学院：-）2. 课程设计任务书3. 目录4. 前言5. 正文6. 参考文献7. 致谢格式要求见文档：沈阳理工大学毕业设计（论文）工作的管理规定 注：1. 图 要有图号和图名 2. PLC梯形图 不能有重复线圈 3. 论文严禁雷同 4. 封面日期写课程设计 日期：2011年12月24日1沈阳理工大学