PLC控制的自动送料装车系统设计
引言 - 1 -
（一）本系统实现的功能要求 - 1 -
（二）本自动送料装车系统设计的流程 - 1 -
一、自动送料装车系统的设计概述 - 2 -
（一）自动送料装车系统的介绍 - 2 -
（二）自动送料装车系统的功能要求 - 2 -
（三）自动送料装车系统启动和停止过程模拟流程图 - 2-
二、PLC控制的自动送料装车主要系统硬件选择以及电路设计 - 3 -
（一）PLC的选择 - 3 -
（二）电动机的选择 - 4 -
三、自动送料装车系统的软件设计 - 5 -
（一）自动送料装车系统主电路设计 - 5 -
（二）自动送料装车系统控制回路的设计 - 6 -
（三）自动送料装车系统流程图的设计 - 8 -
四、自动送料装车系统的PLC程序编写 - 9 -
（一）自动送料装车系统的设计要求 - 9 -
（二）自动送料装车系统程序分析 - 9 -
总结 - 13 -
参考文献 - 14 -
谢辞 - 15 -
引言
随着科学技术的提高，自动化程度要求越来越高。进入21世纪以来，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动者的压力、保障生产的安全性、可靠性、降低生产成本、减少环境污染、提高产品质量和经济效益是每个企业所面临且需要解决的问题。本设计中的自动送料装车系统由小车、轨道、料斗等设备组成，来完成对物料的运料、传输、装料的过程。
本设计利用PLC可编程控制器作为设计载体控制送料装车，不仅可塑性和稳定性高，而且大大减少了维修维护的工作量，还减轻了员工工作量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
，有着良好的经济、社会效益。
（一）本系统实现的功能要求
1.系统初始状态：红灯(L2)灭，绿灯（L1）亮，认为汽车可以装料
2.当汽车装满后（用压力开关S2断开状态表示）；绿灯（L1）亮，红灯(L2)灭，表示汽车装满并可以开走。
3.S1是料斗中料位开关，S1给出信号表示料满，卸料阀K2可以打开，卸料，进料电机停止，进料阀K1关闭；S1无信号时，表示料斗内未满，进料阀K1打开，卸料阀K2关闭。
（二）本自动送料装车系统设计的流程
1.对自动送料装车系统总体介绍，选择PLC为中央控制器的设计方案，因为主体是以PLC为核心，所以需要对PLC进行主要介绍；
2.自动送料装车系统的组成需要部件，如皮带机、电磁阀、料位开关、压力开关、PLC等各类硬件，这些硬件都有不同类型，通过比较，选出最合适本设计的选型；
3.选型完成后，就对自动送料装车系统进行软件设计，包括I/O分配表，流程图以及外部接线图；
4.编写自动送料装车系统的控制程序。
一、自动送料装车系统的设计概述
（一）自动送料装车系统的介绍
自动送料装车系统在中国发展前景比较广阔。随着经济的飞速发展，控制系统的发展已经比较成熟，加工行业也在不断进步，自动送料装车系统的应用十分广泛（如图1-1所示）。PLC控制的自动送料装车系统可靠性高、抗干扰能力强功能强、价格廉价等特点，而且很大程度上减少了维修人员的工作量。因此自动送料装车系统在汽车制造、机械等领域应用广泛。
图1-1 自动送料装车模拟图
注：此图并未列出详细I/O点，具体以PLC I/O清单为准。
（二）自动送料装车系统的功能要求
自动送料装车系统是通过限位开关和电动机控制的，称重开关S2控制汽车开来或开走，三台电机M1、M2、M3控制三个传送带，K1是进料开关，控制有没有进料，监测开关S1负责检测料斗中的物料的多少。
初始状态，红灯（L2）灭，绿灯（L1）亮，表示允许汽车进入装料。当汽车进入，行程开关S3检测到，红灯（L2）亮，绿灯（L1）灭，表示可以装料；检查料位开关S1是否闭合:当料位开关S1闭合，卸料阀K2打开，M3同时运行，电机M2在M3接通20s后运行，电机M1在M2启动20s后运行。当汽车装满后（用压力开关S2判断），卸料阀K2关闭，电机M1延时20s后停止，M2在M1停20s后停止，M3在M2停20s后停止，当汽车驶出，绿灯（L1）亮，红灯（L2）灭，表示汽车可以再次驶入装料；当料位开关S1断开，表示料斗未满，先进料阀打开进料电机进料，当料位开关给出料仓满信号，执行上述操作。
(三)自动送料装车系统启动和停止过程模拟流程图
从上至下是启动顺序，从下至上是停止顺序
图1-2 自动送料装车系统启动和停止过程流程图
注：此图并不是本论文所设计的流程图，详细流程图以第三章第三节为准。
二、PLC控制的自动送料装车主要系统硬件选择以及电路设计
（一）PLC的选择
PLC作为自动送料装车系统的“大脑。”作为控制中心，所以PLC的选型也决定着整个系统的运行效果以及系统的工作效率。
现行做PLC的厂家有很多，如ABB、三菱、西门子、基恩士、OMROM、施耐德等知名品牌，他们都是作为本系统的控制中心，但从性价比、需要实现的功能、系统I/O点数多方面综合考虑，决定选用三菱的一款产品——FX2N-24MT。
在三菱PLC中FX2N系列PLC兼容了FX1N/1S系列的全部功能，并增强了其软件功能，编程更强大，而且增加了I/O扩展范围，并可以选用更多的特殊功能模块，FX2N系列PLC的编程有27条基本逻辑指令、2条步进梯形图指令和132种应用指令。如下表2-1所示为FX2N系列PLC的编程功能表：
表2-1 FX2N系列PLC的编程功能表【1】
项目 功能
编程语言 指令表、步进梯形图、梯形图
用户存储器容量 内置EEPROM:8000步；存储器：16000步
基本逻辑控制指令【1】 SCS:27条；步进指令：2条
指令处理速度 基本逻辑控制指令：0.8us/条；基本应用指令：1.52us/条
I/O点数 256点
辅助继电器M 一般用：M0～M499
保持型：M500～M3071
特殊用：M8000～M8255
状态元件S 初始状态：S0～S9
一般状态：S10～S499
一般状态：S500～S899
定时器T 100ms:T0～T199, T250～T255
10ms:T200～T245
1ms:T246～T249
计数器C 16位通用：C0～C99
16位保持: C100～C199
32位通用: C200～C219
32位保持: C220～C234
（三）自动送料装车系统流程图的设计
下图3-2为自动送料装车系统的流程图：
（一）本系统实现的功能要求 - 1 -
（二）本自动送料装车系统设计的流程 - 1 -
一、自动送料装车系统的设计概述 - 2 -
（一）自动送料装车系统的介绍 - 2 -
（二）自动送料装车系统的功能要求 - 2 -
（三）自动送料装车系统启动和停止过程模拟流程图 - 2-
二、PLC控制的自动送料装车主要系统硬件选择以及电路设计 - 3 -
（一）PLC的选择 - 3 -
（二）电动机的选择 - 4 -
三、自动送料装车系统的软件设计 - 5 -
（一）自动送料装车系统主电路设计 - 5 -
（二）自动送料装车系统控制回路的设计 - 6 -
（三）自动送料装车系统流程图的设计 - 8 -
四、自动送料装车系统的PLC程序编写 - 9 -
（一）自动送料装车系统的设计要求 - 9 -
（二）自动送料装车系统程序分析 - 9 -
总结 - 13 -
参考文献 - 14 -
谢辞 - 15 -
引言
随着科学技术的提高，自动化程度要求越来越高。进入21世纪以来，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动者的压力、保障生产的安全性、可靠性、降低生产成本、减少环境污染、提高产品质量和经济效益是每个企业所面临且需要解决的问题。本设计中的自动送料装车系统由小车、轨道、料斗等设备组成，来完成对物料的运料、传输、装料的过程。
本设计利用PLC可编程控制器作为设计载体控制送料装车，不仅可塑性和稳定性高，而且大大减少了维修维护的工作量，还减轻了员工工作量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
，有着良好的经济、社会效益。
（一）本系统实现的功能要求
1.系统初始状态：红灯(L2)灭，绿灯（L1）亮，认为汽车可以装料
2.当汽车装满后（用压力开关S2断开状态表示）；绿灯（L1）亮，红灯(L2)灭，表示汽车装满并可以开走。
3.S1是料斗中料位开关，S1给出信号表示料满，卸料阀K2可以打开，卸料，进料电机停止，进料阀K1关闭；S1无信号时，表示料斗内未满，进料阀K1打开，卸料阀K2关闭。
（二）本自动送料装车系统设计的流程
1.对自动送料装车系统总体介绍，选择PLC为中央控制器的设计方案，因为主体是以PLC为核心，所以需要对PLC进行主要介绍；
2.自动送料装车系统的组成需要部件，如皮带机、电磁阀、料位开关、压力开关、PLC等各类硬件，这些硬件都有不同类型，通过比较，选出最合适本设计的选型；
3.选型完成后，就对自动送料装车系统进行软件设计，包括I/O分配表，流程图以及外部接线图；
4.编写自动送料装车系统的控制程序。
一、自动送料装车系统的设计概述
（一）自动送料装车系统的介绍
自动送料装车系统在中国发展前景比较广阔。随着经济的飞速发展，控制系统的发展已经比较成熟，加工行业也在不断进步，自动送料装车系统的应用十分广泛（如图1-1所示）。PLC控制的自动送料装车系统可靠性高、抗干扰能力强功能强、价格廉价等特点，而且很大程度上减少了维修人员的工作量。因此自动送料装车系统在汽车制造、机械等领域应用广泛。
图1-1 自动送料装车模拟图
注：此图并未列出详细I/O点，具体以PLC I/O清单为准。
（二）自动送料装车系统的功能要求
自动送料装车系统是通过限位开关和电动机控制的，称重开关S2控制汽车开来或开走，三台电机M1、M2、M3控制三个传送带，K1是进料开关，控制有没有进料，监测开关S1负责检测料斗中的物料的多少。
初始状态，红灯（L2）灭，绿灯（L1）亮，表示允许汽车进入装料。当汽车进入，行程开关S3检测到，红灯（L2）亮，绿灯（L1）灭，表示可以装料；检查料位开关S1是否闭合:当料位开关S1闭合，卸料阀K2打开，M3同时运行，电机M2在M3接通20s后运行，电机M1在M2启动20s后运行。当汽车装满后（用压力开关S2判断），卸料阀K2关闭，电机M1延时20s后停止，M2在M1停20s后停止，M3在M2停20s后停止，当汽车驶出，绿灯（L1）亮，红灯（L2）灭，表示汽车可以再次驶入装料；当料位开关S1断开，表示料斗未满，先进料阀打开进料电机进料，当料位开关给出料仓满信号，执行上述操作。
(三)自动送料装车系统启动和停止过程模拟流程图
从上至下是启动顺序，从下至上是停止顺序
图1-2 自动送料装车系统启动和停止过程流程图
注：此图并不是本论文所设计的流程图，详细流程图以第三章第三节为准。
二、PLC控制的自动送料装车主要系统硬件选择以及电路设计
（一）PLC的选择
PLC作为自动送料装车系统的“大脑。”作为控制中心，所以PLC的选型也决定着整个系统的运行效果以及系统的工作效率。
现行做PLC的厂家有很多，如ABB、三菱、西门子、基恩士、OMROM、施耐德等知名品牌，他们都是作为本系统的控制中心，但从性价比、需要实现的功能、系统I/O点数多方面综合考虑，决定选用三菱的一款产品——FX2N-24MT。
在三菱PLC中FX2N系列PLC兼容了FX1N/1S系列的全部功能，并增强了其软件功能，编程更强大，而且增加了I/O扩展范围，并可以选用更多的特殊功能模块，FX2N系列PLC的编程有27条基本逻辑指令、2条步进梯形图指令和132种应用指令。如下表2-1所示为FX2N系列PLC的编程功能表：
表2-1 FX2N系列PLC的编程功能表【1】
项目 功能
编程语言 指令表、步进梯形图、梯形图
用户存储器容量 内置EEPROM:8000步；存储器：16000步
基本逻辑控制指令【1】 SCS:27条；步进指令：2条
指令处理速度 基本逻辑控制指令：0.8us/条；基本应用指令：1.52us/条
I/O点数 256点
辅助继电器M 一般用：M0～M499
保持型：M500～M3071
特殊用：M8000～M8255
状态元件S 初始状态：S0～S9
一般状态：S10～S499
一般状态：S500～S899
定时器T 100ms:T0～T199, T250～T255
10ms:T200～T245
1ms:T246～T249
计数器C 16位通用：C0～C99
16位保持: C100～C199
32位通用: C200～C219
32位保持: C220～C234
（三）自动送料装车系统流程图的设计
下图3-2为自动送料装车系统的流程图：
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