斗轮堆取料机的plc控制系统设计--毕业资料.doc

斗轮堆取料机的plc控制系统设计--毕业（完整版）资料
(可以直接使用，可编辑 优秀版资料，欢迎下载）

24、要把学校里行政楼和实验楼的局域网互连,可以通过（ A ）实现。
return
*方法1
25. SQL 语句中条件短语的关键字是________。
B. SELECT SUBS(学号,3,2) AS专业, AVG(成绩) AS平均分 FROM 选课WHERE 课程号=”101” GROUP BY 1
【答案】各字段宽度；存放逻辑删除标
【答案】Enter
A. HAVING子句必须与GROUP BY子句同时使用，不能单独使用
*方法2
a=subs(num,1,1)

毕 业 设 计

题目：堆取料机PLC自动控制系统设计

斗轮堆取料机的PLC控制系统设计
摘要
斗轮堆取料机是现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备，目前已经广泛应用于港口、码头、冶金、水泥、钢铁厂、焦化厂、储煤厂、发电厂等散料存储料场的堆取作业。随着社会发展，料场的吞吐量越来越高，斗轮堆取料机是料场工作运行的核心机械，斗轮堆取料机的生产力决定了料场的工作效率，因此有必要提高斗轮堆取料机工作效率。PLC集成控制技术发展迅速，应用于斗轮堆取料机能够大大提高工作效率，减少劳动成本。本设计对斗轮堆取料机的PLC控制系统进行了详细研究。应用PLC控制完成斗轮堆取料机的堆料取料等工作过程，设计程序包含了应有的限制保护等，简单安全。
首先，讨论了斗轮堆取料机的工作流程，并选择最优堆取料工艺。然后选择适当PLC型号。了解斗轮堆取料机各部分动作原理，并给出了控制方案。为后面设计PLC控制程序打下了基础。经过系统分析设计要求，设计开发了斗轮堆取料机的PLC控制系统。该系统具有较好的稳定性、可靠性。

关键词：斗轮堆取料机；PLC；自动控制

A PLC CONTROL SYSTEM DESIGN OF STACKER-RECLAIMERS
Abstract
Stacker-reclaimer is the efficient equipment of modern industrial for loading and unloading bulk disperses the shape material.At present it has been used widely in port and dock, metallurgy, cement, steel mills, coking plant, store yard, power plants and bulk material storage yard. With the development of society, throughput of yard becomes more and more higher. Stacker-reclaimer is the core of the operational concepts of machinery. The productivity of stacker-reclaimer determines the yard work efficiency. So it is necessary to improve the stacker-reclaimer work efficiency. PLC integration control technology is developing rapidly. In the application of stacker-reclaimer can greatly improve the work efficiency, and reduce labour cost. This issue makes a brief survey about PLC controlling system of stacker-reclaimer. PLC controlling helps finish feeding, material taking and some other process of stacker-reclaimer. The designing programs include the necessary limit, easy and safe.
First, it refers to the working process of stacker-reclaimer, and determines the perfect working process of feeding and material taking. Then I choose the appropriate PLC type. Making sense of the moving principles of stacker-reclaimer's every part, and coming up with the controlling design. And making the solid foundation of the following PLC programming design. After analysis the design requirements, I designed the PLC control system of stacker-reclaimer. This system has a good stability and reliability.
Keywords: Stacker-reclaimer; PLC; Automatic control

目 录
斗轮堆取料机的PLC控制系统设计 I
摘要 I
1绪论 1
1.1课题背景 1
1.2斗轮堆取料机的发展概况 1
1
2. PLC的发展概况 2
2.1国内PLC发展概况 2
2.2国外PLC发展概况 3
3斗轮堆取料机工作过程 4
3.1斗轮堆取料机堆料工艺流程 4
3.2斗轮堆取料机取料工艺流程 5
4 本文主要研究内容 6
4.1 PLC机型的选择 7
4.2 PLC容量估算 8
4.3 I/O模块的选择 8
4.4 分配输入/输出点 9
4.5 安全回路设计 10
6 斗轮堆取料机自动堆取料工艺流程设计 11
6.1 自动堆料工艺设计 11
6.2自动取料工艺设计 11
2.5 PLC控制程序设计 16

绪论
1.1课题背景
科学和技术的进步，越来越多的自动化程度高的要求，市场竞争激烈，劳动力成本上升，传统的手工方法已无法适应社会的发展。轻劳动强度，保障生产的可靠性，安全性，降低了生产成本，减少环境污染，提高产品质量和经济效益是企业生产必须面对的一个重大课题。斗轮堆取料机是大宗材料和设备高效现代工业批量连续处理，已被广泛应用于港口，码头，冶金，水泥，钢铁厂，焦化厂，储煤，电厂等散料（矿石，煤炭，焦炭，砂石）的堆叠器作业的堆场。 PLC集成自动控制技术，计量技术，新传感器技术，计算机管理技术于一体的机电一体化产品;充分利用计算机技术对生产过程的集中监视，控制和管理，分散控制方式;充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化，模块化，系统化，多样化的设计，配置灵活，易于配置。
1.2斗轮堆取料机的发展概况
目前，斗轮堆取料机常用的PLC和变频器调速控制，液压传动，网络控制技术。其产能提高显著，造型进行了改进产品，以规模化，多元化，无人，环保以及支持国际化发展。国际市场对斗轮堆取料机的需求。随着技术的进步和产品性能的用户，提高质量的要求，斗轮堆取料机将继续发展和完善。通过技术进步和创新，将会有更多更好的国产斗轮堆取料机产品问世，以投资于国内和国外市场。

国内斗轮堆料机的基本发展经历了三个阶段。 20世纪60年代，70年代，中国开始设计一个小斗轮堆取料机，典型的机型有3025,8030等，回收输出300吨/小时，800吨/小时，分别25米回转半径和30米。 20世纪80年代，90年代，是斗轮堆取料机发展的第二阶段。钢厂，电厂等散装物料堆场逐步引入大型斗轮堆取料机，堆散装物料运输，如上海宝钢，秦皇岛码头堆场，新增建设斗轮堆取料机取料机输出达到2000t / h给，回转半径达到40米。当时，限制的条件下，这些材料处理设备领域更多的合作制造或全部进口，甚至整个散装物料处理系统的建设都是从国外进口。在2000年，该国的斗轮堆取料机发展到了一个新的阶段。到目前为止，国内厂商有300〜6000吨/ h的生产能力，回转斗轮堆取料机产品的设计和制造能力25〜60米半径。在这个阶段，国外厂商仍然占据了一定的份额，但国内厂商掌握了相当的技术，生产能力，并与服务，价格优势占据了国内市场的主流地位，并迈向国际市场逐步上移。
国内斗轮堆料机的发展在过去的五，六年的发展非常迅速。特别是固定资产投资的影响国民经济，国内需求的增长是比较大的，是罕见的，在过去​​十年中，主要是在院子里生长在铁矿石港口，电厂，钢铁企业和煤炭相对较快，原材料，能源部门的发展也促进了产业发展的斗轮堆取料机，并为斗轮堆料机的发展创造了非常良好的发展环境。由于对斗轮堆取料机的研发和创新国内厂商带来了极大的信心，特别是对一些大型堆取料机的研究和开发市场需求增加，不仅提高了国内企业设计和制造大型装备的能力之前，设备的同时，国内总斗轮堆取料机不仅在产量也有非常大的提高了产品质量，这五六年新的斗轮堆取料机斗几乎制造轮堆料机总数。在斗轮堆取料机作为一个整体，需要加以改进，尤其是在细节处理上的产品机构设计，有很大的差距与国外先进企业的产品存在设计和制造设备的详细信息。因此，要提高产品设计细节的国内生产厂家需要迫切解决的问题。电气及控制系统的硬件和基础山国外公司的产品没有什么区别，但在PLC的软件设计的差距，包括产品设计的可靠性，PLC编程规范，一台仪器的选择和设计的可靠性。
2. PLC的发展概况
自从1960年美国推出可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器，PLC）取代了传统的继电器控制系统，因为其PLC已得到了迅速发展，在世界各地被广泛使用。同时，PLC的功能也在不断地提高。随着计算机技术，网络技术，控制技术的不断完善，不断发展的信号处理技术和用户需求加工的再次增加运动控制和模拟处理功能的开关量的基础上的风格，PLC。今天的PLC逻辑控制不再局限于单方面的，运动控制，过程控制等领域也发挥着非常重要的作用。
2.1国内PLC发展概况
我国已开始制定从1974年，1977年在工业上的应用。进入20世纪70年代，随着越来越多的卡微电子技术的发展，尤其是使用通信微处理器的PLC后，控制器将不再限于原逻辑操作，功能得到进一步的提高。进入20世纪80年代，大规模和超大规模集成电路等微电子技术的飞速发展，16个32位的微处理器和少量微处理器的PLC，因此PLC的功能进一步增强，工作速度快，容量下降，提高可靠性，并降低成本，而且编程和故障检测更加灵活和方便。近10年来，随着越来越多的价格不断降低PLC和用户的需求，越来越多的小型设备开始采用PLC控制，在中国PLC应用正在迅速增长。随着国民经济的快速发展和自动化水平的基础，提高中国的经济，时间PLC在中国今后一个时期仍将保持快速增长。可编程控制器，应用，开发引进，生产是伴随着改革开放的开始。刚开始的时候是引进了一大批在可编程控制器中使用的设备。接着，在各种企业的生产设备和产品，再次扩大PLC的应用。目前，中国已经能够生产自己的小型和中型可编程控制器。可以预见的是，随着中国现代化进程的深入，PLC在中国将拥有更广阔的发展天地。
2.2国外PLC发展概况
1969年美国数字设备公司已成功开发了世界上第一台可编程逻辑控制器PDP-14，并在第一时间与认可，在通用汽车公司的汽车装配生产线。那么美国还制定了084 MODICON控制，从此，新技术的应用在世界上迅速传播。 1971年引进该技术在日本在美国之后，很快就开发出了第一台可编程逻辑控制器DSC-18。话又说回来，于1973年在西欧再次形成了自己的第一台可编程控制器。
在工业生产过程中，大量的顺序控制开关的，根据其逻辑的操作条件顺序，并根据保护运动控制的链之间的逻辑关系，并有大量的离散的数据收集。传统上，这些功能实际上是通过气动或电气控制系统来实现的。 1968年美国通用汽车（General Motors）公司建议更换集成电路电气控制装置继要求，第二年，美国公司已经开发出了基于集成电路和电子技术，第一次使用的程序手段的数字控制系统在电气控制中使用，这是第一代的可编程序控制器，称为可编程控制器（PC）。
个人计算机后（称为PC）的发展，为了方便，以反映可编程控制器，命名为可编程逻辑控制器（PLC）的可编程逻辑控制器的详细功能。
80年代中期到90年代，是增长最快的时期PLC，年均增长速度一直保持在30％至40％。在此期间，在处理模拟和数字运算能力，人机接口能力和网络功能的PLC能力有了很大的提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在过程控制领域的一些应用中取代了主导地位在DCS系统。
PLC具有适应面广，可靠性高，通用性强，抗干扰能力强，使用方便，编程简单等特点。在工业自动化控制特别是为了控制PLC的状态，在可预见的未来可以，但不能更换。
3斗轮堆取料机工作过程
它有一个堆取料机两个这样的做法。堆垛机输送机由散装装运，然后通过轿厢卸载到传送带吊杆上的吊杆从前院掷卸的末端。那么整个操作，吊杆摆动，投球后，可以变成整齐的料堆的梯形横截面。通过旋转取料机臂和斗轮连续旋转时以两种方式来实现。脱模板材料被卸到反向运转悬臂式输送机，然后通过机排出的漏斗的中心到带式传送器远低于院子。通过机器上运行，景气回转，俯仰，斗轮将使在图1-1中材料耗尽的库存。
图1-1斗轮堆取料机料场作业
3.1斗轮堆取料机堆料工艺流程
堆料作业工艺有行走堆料、旋转堆料、定点堆料三种基本方式。
行走堆料
堆料分数层、数列进行断续行走定点堆积。由料堆高度检测器检测出煤点的高度（或人工控制），发出指令，控制行走机构进行微动，一堆接一堆地进行堆积，达到设定位置，进行换列操作，反向堆积；当堆完第一层各列后，进行换层操作，继续第二层堆积，继而堆完最后一小堆。该工艺特点是，可把不同煤种进行混堆，这样堆放的煤堆，在采取回转取料时，入炉煤基本为混煤。
旋转堆料
臂架始终固定在预定堆积高度上往返旋转堆积，达到设定次数后（堆积到一定高度）.

图1-2 旋转堆料
行走机构微动一个设定距离，依次进行作业。该工艺特点是，这样堆放出的煤场形状较好，便于碾压，但所需存煤场地要求较大。旋转堆料如图1-2所示。
定点堆料
第一堆分数层进行堆积，待煤堆分数次堆积到一定高度时，臂架高度保持不变，按预先设定的旋转方向和角度旋转到第二个堆料点继续堆，达到旋转范围后，即开动行走机构微动一个设定距离，这样一直堆积到设定的堆料长度后停止作业。该工业特点是，需要存放场地小，当煤场存放空间小，新、旧煤分堆时适宜采用该堆料方式，但不利于煤场整形和碾压。
3.2斗轮堆取料机取料工艺流程
取料方法分为旋转分层取料和定点斜坡取料。旋转分层取料又分为分段和不分段两种。
分层分段取料
把斗轮置于料堆顶层作业点上，然后旋转控制开始取料，每达到旋转范围时，行走机构微动一个设定距离，按照设定的供料段长度取完第一层后，进行换层操作。当取完最下一层后进行换段操作。把斗轮置于第二段最顶层的作业开始点上，重复进行取料。该工艺特点是，有利于煤场存煤实现存新取旧，防止煤存放时间较长，而出现存煤消耗。
分层不分段取料
把斗轮置于堆料层最顶层作业点上，然后旋转控制开始取料，每达到旋转范围时，行走机构微动一个设定距离，开始反向旋转取料，直至取到尽头，随后大车返回开始作业点，同时臂架下降一个吃煤深度，继续上述过程取第二层煤。这种方式的特点是，取料后煤场煤堆形状较好，适用于汽车进煤的煤场，但不利于煤场存煤倒烧。
斜坡取料
斗轮沿堆料的斜坡按照一定的进给量由上往下逐层旋转上煤，斗轮大臂每下降一次，大车都要后退一个距离，当取料达到要求的取料深度后，行走机构再向前走一个斗深，同时大臂抬起，进行第二个斜坡取料。这种方式适用于从煤堆中部取煤。
4 本文主要研究内容
在斗轮堆取料机的PLC控制系统设计过程中主要进行了如下五个方面的工作：
1）确定斗轮堆取料机对PLC控制系统的要求
2）绘制斗轮堆取料机控制系统的工艺过程控制流程图 PLC控制系统设计
PLC控制系统设计的一般步骤可以分为以下几步：熟悉控制对象并计算输入/输出设备、PLC选型及确定硬件配置、设计电气原理图、设计控制台（柜）、编制控制程序、程序调试和编制技术文件。
一、明确控制要求，了解被控对象的生产工艺过程
熟悉控制对象设计工艺布置图 这一步是系统设计的基础。首先应详细了解被控对象的工艺过程和它对控制系统的要求，各种机械、液压、气动、仪表、电气系统之间的关系，系统工作方式（如自动、半自动、手动等），PLC与系统中其他智能装置之间的关系，人机界面的种类，通信联网的方式，报警的种类与范围，电源停电及紧急情况的处理等等。
此阶段，还要选择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号指示灯等执行元件），以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。
同时，还应确定哪些信号需要输入给PLC，哪些负载由PLC驱动，并分类统计出各输入量和输出量的性质及数量，是数字量还是模拟量，是直流量还是交流量，以及电压的大小等级，为PLC的选型和硬件配置提供依据。
最后，再将控制功能和控制对象进行分类，可按控制区域或信号用途进行划分，确定控制设备和检测设备的物理位置，分析出每一个控制信号和检测信号的功能、规模、形式、互相之间的关系。信号点确定后，设计出工艺布置图或信号图。
二、PLC控制系统的硬件设计
随着PLC的推广普及，PLC产品的数量和种类越来越多。近年来。从国外引进的PLC产品、国内厂家或自行开发的已有几十个系列，上百种型号。PLC的种类繁多，其结构形式、容量、性能、编程方法、指令系统、价格等各有不同，使用场合也各有侧重。因此，合理的选择PLC在提高PLC控制系统的技术中起着重要作用。
4.1 PLC机型的选择
PLC机型的选择应是在满足控制要求的前提下，保证可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。具体应考虑以下几方面：
（1）性能与任务相适应 对于小型单台、仅需要数字量控制的设备，一般的小型PLC（如西门子公司的S7-200系列、OMRON公司的CPM1/CPM2系列、三菱的FX系列等）都可以满足要求。
对于以数字量控制为主，带有少量模拟量的应用控制系统，如工业生产中经常遇到的压力、流量温度、等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带D/A转换的模拟量输出模块，再配合相应的变送器（对温度控制系统可选用温度传感器直接输入的温度模块）、传感器、和驱动装置，并选择运算、数据处理功能较强的小型PLC
对于控制比较复杂，控制功能要求更高的工程项目，比如要求实现PID运算、通信联网、闭环控制等功能时，复杂程度及可视控制规模，选用中档或高档机
（2）结构上合理、安装要方便、机型上应统一 按照物理结构，PLC分为整体式和模块式。整体式每一I/O点的平均价格比模块式的便宜，所以人们一般倾向于在小型控制系统中采用整体式PLC。但是模块式PLC的功能扩展方便灵活，特殊I/O模块的使用、I/O模块的种类和块数、输入点数与输出点数的比例、I/O点数的多少等方面的选择余地都比整体式PLC大得多，维修时更换模块、判断故障范围也很方便。因此，对于较复杂的和要求较高的系统一般应选用模块式PLC。
根据I/O设备距PLC之间的距离和分布范围确定PLC的安装方式为集中式、远程I/O式还是多台PLC联网的分布式
4.2 PLC容量估算
PLC的容量指I/O点数和用户存储器的存储容量两方面的含义。在选择PLC型号时不应该盲目的追求过高的性能指标，但是在存储器容量和I/O点数方面除了要满足控制系统要求外，还应留有余量，以做备用或系统扩展时使用。
（1） I/O点数的确定
PLC的I/O点数的确定以系统实际的输入输出点数为基础确定。在I/O点数的确定时，应留有适当余量。通常I/O点数可按实际需要的10～15%考虑余量；当I/O模块较多时，一般按上述比例留出备用模块。
（2） 存储器容量的确定
用户程序占用多少存储容量与许多因素有关，如I/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。因此在程序编制前只能粗略的估算。
4.3 I/O模块的选择
在PLC控制系统中，为了实现对生产过程的控制，要将对象的各种测量参数，按要求的方式送入PLC。PLC经过运算、处理后，再将结果以数字量的形式输出，此时也要把该输出变换为适合于对生产过程进行控制的量。所以，在PLC和生产过程之间，必须设置信息的传递和变换装置。这个装置就是输入/输出（I/O）模块。不同的信号形式，需要不同类型的I/O模块。对PLC来讲，信号形式可分为四类。
（1）数字量输入信号 生产设备或控制系统的许多状态信息，如开关、按钮、继电器的触点等，它们只有两种状态：通或断，对这类信号的拾取需要通过数字量输入模块来实现。输入模块最常见的为24V直流输入，还有直流5V、12V、48V，交流115V/220V等。按公共端接入正负电位不同分为漏型和源型。有的PLC即可以源型接线，也可以漏型接线，比如S7-200。当公共端接入负电位时，就是源型接线；接入正电位时，就是漏型接线。有的PLC只能接成其中一种。
（2）数字量输出信号 还有许多控制对象，如指示灯的亮和灭、电机的启动和停止、晶闸管的通和断、阀门的打开和关闭等，对它们的控制只需通过二值逻辑“1”和“0”来实现。这种信号通过数字量输出模块去驱动。数字量输出模块按输出方式不同分为继电器输出型、晶体管输出型、晶闸管输出型等。此外，输出电压值和输出电流值也各有不同。
（3）模拟量输入信号 生产过程的许多参数，如温度、压力、液位、流量都可以通过不同的检测装置转换为相应的模拟量信号，然后再将其转换为数字信号输入PLC。完成这一任务的就是模拟量输入模块。
（4）模拟量输出信号 生产设备或过程的许多执行机构，往往要求用模拟信号来控制，而PLC输出的控制信号是数字量，这就要求有相应的模块将其转换为模拟量。这种模块就是模拟量输出模块。
典型模拟量模块的量程为-10V～+10V、0～+10V、4～20mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如热电阻RTD、热电偶等信号）
此外，有些传感器如旋转编码器输出的是一连串的脉冲，并且输出的频率较高（20kHz以上），尽管这些脉冲信号也可算作数字量，但普通数字量输入模块不能正确的检测之，应选择高速计数模块。
不同的I/O模块，其电路和性能不同，它直接影响着PLC的应用范围和价格，应该根据实际情况合理选择。
4.4 分配输入/输出点
PLC机型及输入/输出（I/O）模块选择完毕后，首先，设计出PLC系统总体配置图。然后依据工艺布置图，参照具体的PLC相关说明书或手册将输入信号与输入点、输出控制信号与输出点一一对应画出I/O接线图即PLC输入/输出电气原理图。
PLC机型选择完后输入/输出点数的多少是决定控制系统价格及设计合理性的重要因素，因此在完成同样控制功能的情况下可通过合理设计以简化输入/输出点数
4.5 安全回路设计
安全回路是保护负载或控制对象以及防止操作错误或控制失败而进行连锁控制的回路。在直接控制负载的同时，安全保护回路还给PLC输入信号，以便于PLC进行保护处理。安全回路一般考虑以下几个方面。
（1）短路保护 应该在PLC外部输出回路中装上熔断器，进行短路保护。最好在每个负载的回路中都装上熔断器。
（2）互锁与联锁措施 除在程序中保证电路的互锁关系，PLC外部接线中还应该采取硬件的互锁措施，以确保系统安全可靠地运行。
（3）极限保护 在有些如提升机类超过限位就有可能产生危险的情况下，设置极限保护，当极限保护动作时直接切断负载电源，同时将信号输入PLC。
三、 PLC控制系统的软件设计
软件设计是PLC控制系统设计的核心。要设计好PLC的应用软件，必须充分了解被控对象的生产工艺、技术特性、控制要求等。通过PLC的应用软件完成系统的各项控制功能。
1、 PLC应用软件设计的内容
PLC的应用软件设计是指根据控制系统硬件结构和工艺要求，使用相应的编程语言，对用户控制程序的编制和相应文件的形成过程。主要内容包括：确定程序结构；定义输入/输出、中间标志、定时器、计数器和数据区等参数表；编制程序；编写程序说明书。PLC应用软件设计还包括文本显示器或触摸屏等人机界面（HMI）设备及其它特殊功能模块的组态。
2、熟悉被控制对象制定设备运行方案
在系统硬件设计基础上，根据生产工艺的要求，分析各输入/输出与各种操作之间的逻辑关系，确定检测量和控制方法。并设计出系统中各设备的操作内容和操作顺序。对于较复杂的系统，可按物理位置或控制功能将系统分区控制。较复杂系统一般还需画出系统控制流程图，用以清楚表明动作的顺序和条件，简单系统一般不用。
3、 熟悉编程语言和编程软件
熟悉编程语言和编程软件是进行程序设计的前提。这一步骤的主要任务是根据有关手册详细了解所使用的编程软件及其操作系统，选择一种或几种合适的编程语言形式，并熟悉其指令系统和参数分类，尤其注意那些在编程中可能要用到的指令和功能。
熟悉编程语言最好的办法就是上机操作，并编制一些试验程序，在模拟平台上进行试运行，以便详尽地了解指令的功能和用途，为后面的程序设计打下良好的基础，避免走弯路

6 斗轮堆取料机自动堆取料工艺流程设计
PLC软件的编程，主要是根据堆取料工艺进行的。下面分别介绍了自动定点堆料和回转分层取料作业工艺[8]。堆取料准备过程流程图如图2-3所示。
6.1 自动堆料工艺设计
回转定点堆料工艺如图2-1所示。
首先将斗轮机开到初始位置，使悬臂前端对准a点，然后开始堆料。当料位检测器碰到料堆时，悬臂提升一个角度。当料位检测器再次碰到料堆时，悬臂再提升一个角度，直到设定高度。然后悬臂旋转一个角度到b点。当料位检测器再次碰到料堆时，悬臂再旋转一个角度，直到回转设定次数c点。然后斗轮机大车后退一段距离到d点。当料位检测器再碰到料堆时，悬臂向左回转一个角度。逐次重复下去到e点。
6.2自动取料工艺设计
回转分层取料工艺如图2-1所示。
首先将斗轮机对准a点，然后开始回转取料。先是右回转，当回转到b点后，取料机前进到c点，然后左回转取料，这样往复下去直到d点。本层取完之后斗轮机后退到e点。由于料堆是梯形，所以斗轮机先左转一小段距离到f点（为下层起点做准备）。然后下降到g点，开始第二层取料，逐次重复下去直到最后一层结束。斗轮堆取料机控制系统的取料工艺过程控制流程图如图2-4所示。
图2-1 自动回转分层取料工艺图
图2-2 准备过程工艺流程图
图2-3 自动堆料工艺流程图
图2-4 自动取料工艺流程图
2.5 PLC控制程序设计
斗轮堆取料机的PLC控制程序通过梯形图语言编写，便于阅读和理解，下面将详细说明。指令表见附录B。
自动堆料PLC控制程序设计
首先将斗轮堆取料机开至堆料初始位置，进行堆料准备动作，尾车运行到堆料位置如图2-所示。然后悬臂皮带正向降压启动，开始堆料。当料位传感器检测到料位时（即料堆达到悬臂高度时），悬臂上升T1时间，并且计数一次。当悬臂上升到最高时，回转机构右回转T2时间，并计数一次。当回转机构右回转到设定值时，大车后退T3时间，并计数一次。大车后退T3时间后，悬臂开始左回转，同样当料位检测器检测到料位时，悬臂左回转T2时间，并计数一次。如上面次序往复堆料，当大车后退次数达到指定次数后，自动堆料结束。
自动取料PLC控制程序设计
首先将斗轮堆取料机开始取料初始位置，进行取料准备动作，尾车运行到取料位置如图2-所示。然后悬臂皮带反向降压启动，斗轮降压启动，开始取料。悬臂开始右回转，回转T5时间后回转停止，大车前行T6时间并计数一次。悬臂开始左回转，回转T5时间后停止。大车再前行T6时间并计数一次。当大车前行次数到达指定次数后，大车后退到初始位置。悬臂左回转△T时间，悬臂下降T7时间并计数一次，开始第二层取料。当取完最后一层（即悬臂下降次数到指定次数）后，取料结束。

程序图如下所示：

结论
本次设计顺利完成，实现了运用PLC对斗轮堆取料机的自动控制运行。整个设计过程当中遇到了很多困难，查阅了很多资料，在导师的耐心指导下，完成了本次设计。国内在斗轮堆取料机自动控制方面的研究日渐成熟，许多大公司开始投入研究与开发，在不久的将来定能普及无人操作自动控制系统。首先，本设计斗轮堆取料机的堆取料工艺流程更加简单，PLC运行程序也设计简练，符合现场运行要求。在俯仰机构和回转机构运行控制方面做了细致的设计，利用设定时间实现堆取料工艺，更加准确，程序更加简易。本着保护到位，安全第一的设计理念，本设计更加完美，在程序当中设计了多处互锁，以及故障保护。
整个设计过程中，我不仅学到了更多的知识，更重要的是学到了一种自学的能力，学到了怎么处理在前进过程当中遇到的困难。我不会忘记这几个月的时光，从准备设计资料，到绘制工艺流程图，再到PLC的程序设计，我付出了辛勤的汗水，最后完成设计说明书，有一种说不出的收获的喜悦。通过本次设计，巩固了我以前学过的知识，总结了这大学四年来的课程，同时也学习到了新知识，在今后的日子里，一定要加倍努力不断充实自己，让自己在此领域有更多的成绩。
脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。

参考文献

[1] 吕明荟，李毅民. 斗轮堆取料机发展趋势[J]. 港口装卸，2021.
[2] 大唐国际发电股份. 火力发电厂辅控运行[M]. 北京：中国电力出版社，2021.
[3] 刘燕平，刘巍. 物料设备自动控制[M]. 华北电力大学，2002.
[4] 高万林.电器控制技术与欧姆龙PLC[M]. 北京：中国电力出版社，2021.
[5] 赵永成，王丰，李明颖. 机电传动控制[M]. 北京：中国计量出版社，2003.
[6] OMRON. CPM2A/CPM2AH 可编程控制器. 编程手册. 2003.
[7] 冯滨. 斗轮堆取料机控制系统开发设计[D]. 辽宁：大连理工大学，2021.
[8] 4*30W火力发电厂培训教程[M]. 北京：中国电力出版社，1998.
[9] 周万珍，高鸿宾. PLC分析与设计应用[M]. 北京：电子工业出版社，2004.
[10] PLC在斗轮堆取料机控制系统中的应用[J]. 吉林电力，2005.
[11] 唐中燕.机电传动控制[M].华北电力大学，2021.
[12] 百度文库. 2021.02

[13] 胡大勇，姚振强.斗轮堆取料机调度作业[J].先进智能计算第三次研讨会，2021
[14] 王庆涛.Rock Well PLC在斗轮堆取料机中的应用[J].自动化应用，2021
[15] 斗轮堆取料机的电气改造[J].中国科技纵横，2021
[16] 欧姆龙自动化（中国）统辖集团. 欧姆龙PLC选型手册[s].
[17] 中国科学院计算中心. OMRON可编程控制器操作手册[M]. 北京：鹭岛自动化工程公司
附录A 欧姆龙PLC型号信息

OMRON PLC SYSMAC C20P/C28P/C40P/C60P
型号信息
名称
规格
型号
模拟定时器单元
设定值0.1秒～10分
C4-TM
模拟输入单元
1点 4～20mA，1～5V
C1K-AD
4点 4～20mA，1～5V
C4K-AD
模拟输出单元
1点 4～20mA，1～5V
C1K-DA
上位机链接单元
RS-232C
3G2C7-LK201-EV1
RS-422
3G2C7-LK202-EV1
I/O链接单元
APF/PCF
3G2C7-LK011-P
PCF
3G2C7-LK011
I/O链接电缆
用于水平安装，长度：5cm
C20P-CN501
用于垂直安装，长度：40cm
C20P-CN411
I/O链接电缆
用于水平安装；联结到C4K
I/O单元，模拟定时器单元，
模拟输入输出单元(用于维护)
C4K-CN502
C4K-CN512
C4K-CN122
C20P-CN711
EPROM
2764
ROM-H
电池组
CPU内置式
3G2A9-BATOB

P-型机CPU单元
电源电压
输入
输出
型号
100-240VAC
24VDC,12点
继电器(带插座) 8点
C20P-CDR-AE
晶体管1A 8点
C20P-CDT1-AE
双向可控硅1A 8点
C20P-CDS1-AE
24VDC,2点
100VAC,10点
继电器(带插座) 8点
C20P-CAR-AE
24VDC
24VDC,12点
继电器(带插座) 8点
C20P-CDR-DE
晶体管1A 8点
C20P-CDT1-DE
100～240VAC
24VDC,16点
继电器(带插座) 12点
C28P-CDR-AE
晶体管1A 12点
C28P-CDS1-AE
双向可控硅1A 12点
C28P-CDS1-AE
24VDC,2点
100VAC,14点
双向可控硅1A 12点
C28P-CAS1-AE
24VDC
24VDC,16点
继电器(带插座) 12点
C28P-CER-DE
晶体管1A 12点
C28P-CDT1-DE
100～240VDC
24VDC,24点
继电器(带插座) 16点
C40P-CDR-AE
晶体管1A 16点
C40P-CDT1-AE
双向可控硅1A 16点
C40P-CDS1-AE
24VDC,2点
100VAC,22点
继电器(带插座) 16点
C40P-CAR-AE
晶体管1A 16点
C40P-CAS1-AE
24VDC
24VDC,24点
继电器(带插座) 16点
C40P-CDR-DE
晶体管1A 16点
C40P-CET1-DE
100V～240VAC
24VDC,32点
继电器(带插座) 28点
C60P-CDR-AE
晶体管1A 28点
C60P-CDT1-AE
双向可控硅1A 28点
C60P-CDS1-AE
24VDC,2点
100VAC,30点
继电器(带插座) 28点
C60P-CAR-AE
晶体管1A 28点
C60P-CAS1-AE
24VDC
24VDC,32点
继电器(带插座) 28点
C60P-CDR-DE
晶体管1A 28点
C60P-CDT1

输入输出扩展单元
电源电压
输入
输出
型号
100～240VAC
24VDC,12点
继电器(带插座) 8点
C2