运料小车的PLC控制实验.doc

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运料小车的PLC控制实验
一、实验目的
1．学会用PLC 解决一个实际问题的思路。
2．熟悉PLC 指令的功能。
3．掌握程序设计中起保停电路、自锁电路和互锁电路的设计方法。
二、实验器材和设备
1．FX 系列PLC 一台
2．FX-10P-E 或FX-20P-E 手持编程器一台
3．模拟开关板一块
4．编程电缆
5．若干连接导线和PLC电源线
6.接触器三个，一个输出控制卸料的电磁铁，一个热继电器，三个热继电器
7.3个按钮开关、2个行程开关
8.内装有三相异步电动机的小车
9.熔断器一个
10.三极开关一个
三、实验原理
1.运料小车是工业送料的主要设备之一，小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进，电动机反转小车后退。
将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。PLC运料小车电气控制系统具有连线简单，控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便等优点。工作过程如下：
a. 小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：
到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。
到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。
b. 小车可停在任意位置

运料小车
2. 运料小车的控制系统主回路

三相异步电动机正反转电路图

3. 运料小车控制系统控制回路
传统运料小车大都是继电器控制。以继电器为主的运料小车控制系统的控制回路如下图所示。

运料小车继电器控制电路

4. 运料小车控制系统的控制系统构成图

运料小车控制系统图

5.PLC的选用
根据运料小车输入输出设备的分配，在I/O方面只需要6个输入口和3个输出口，同时考虑适当的余量，选用FX2N-16MR的PLC即可。
6. PLC外部接线图
运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小向左行。小车控制系统的输入，输出设备与PLC的I/O端对应的外部接线图如图所示。

运料小车PLC外部接线图

7. 运料小车I/O 分配表
这个控制系统的输入有2个启动按钮开关、1个停止按钮开关、2个行程开关、热继电器共6输入点。这个控制系统需要控制的外部设备只有控制小车运动的三相电动机一个。电机有正转和反转两个状态，分别都应正转继电器和反转继电器，另外还有一个输出控制卸料电磁铁，所以输出点应该有3个。对应的地址分配表如表所示。

输入信号
输出信号
名称
代号
输入点编号
名称
代号
输出点编号
总停按钮
SB1
X000
正转接触器
KM1
Y000
正转启动按钮
SB2
X001
反转接触器
KM2
Y001
反转启动按钮
SB3
X002
卸料电磁铁
KM3
Y002
行程开关
ST1
X003

行程开关
ST2
X004

热继电器
KR
X005

四、实验步骤和内容
1.按照元件安装图安装各电气元件；
2.按照主电路原理图，完成主电路中各电气元件与电动机的接线；
3.按照PLC外部接线原理图，完成输入开关、输出继电器、热继电器与PLC接线端子的接线；
4. 对程序系统与电气系统进行联合测试；
五、完成实验报告，并回答下列问题
1.画出运料小车的控制流程图

2.依据继电器控制线路图，分析小车运动动作过程
按下SB2，接触器KM1得电，小车正向运行；运行到A端时，撞行程开关ST1；时间继电器KT1得电，延时2分钟，即装料过程；时间继电器KT1计时时间到后，其常开触点闭合，接触器KM2得电，小车反向运行；反向运行至B端，撞行程开关ST2；时间继电器 KT2得电后，延时2分钟，同时卸料电磁铁得电开始卸料，整个过程为卸料过程；时间继电器KT2计时时间到后，接触器KM1得电，小车正向运行，开始下一周期过程。

3.写出运料小车PLC控制的梯形图

4. 运料小车控制系统语句表
0 LD X001
1 OR Y000
2 OR T1
3 ANI X000
4 ANI M1
5 ANI X003
6 ANI Y001
7 OUT Y000
8 LDI X000
9 AND X003
10 OUT T0 K1200
11 LD X002
12 OR Y001
13 OR T0
14 ANI X000
15 ANI M1
16 ANI X004
17 ANI Y000
18 OUT Y001
19 LDI X000
20 AND X004
21 OUT T1 K1200
22 OUT Y002
23 LDI X000
24 AND X005
25 OUT M1
26 END

六、实验感想
随着经济的不断发展，运料小车的应用也不断扩大到各个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化、自动化。本实验运用的可编程控制器实现的自动运料小车控制器，避开了以往继电器接触不良、开关易损坏等缺点，可靠性和稳定性都有所提高。在检测小车是否到装料、卸料点的时候，运用了行程开关使小车的停靠位置更加准确。同时，由于输入输出很明显，不需要好多额外的外接电路，让实验更简洁。这也是采用了成熟的可编程控制器带来的好处。即使在出现故障、紧急停止等环节中都能快捷操作。
通过这次对小车自动运料的PLC控制的实验设计，让我对各个器件有了很深的认识，学到了一些课本上没有的知识，认识了一些器件的原理，包括它们的常开常闭触点以及作用，通过实际的操作，认识到了自己的不足，这使我以后会更努力的学习，来补足自己的缺点。在实验的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法。

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