基于变频器的运料小车控制系统

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1、黑龙江工程学院第一章引　言随着社会迅速的发展，各机械产品层出不穷。控制系统的发展已经很成熟，应用范围涉及各个领域，例如：机械、汽车制造、化工、交通、军事、民用等。PLC专为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。PLC的应用不但大大地提高了电气控制系统的可靠性和抗干扰能力，而且大大地简化和减少了维修维护的工作量。PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点，在机械制造、冶金等领域得到了广泛的应用。送料小车控制系统采用了PLC控制。在设计该PLC送料小车设计程序的同时总结了以往PLC送料小车设计程

2、序的一般方法、步骤，并且把以前学过的基础课程融汇到本次设计当中来，更加深入的了解了更多的PLC知识这篇论文是以S7-200系列PLC为主要载体，结合他对应的来对运料小车的控制进行编程，虽然没有具体的见到他的硬件，但是也对这样一个程序对应的接口做了了解。本文主要是在对PLC进行系统的介绍后，进入具体是S7-200的PLC，针对S7-224这个型号进行硬件及其软件的介绍，最后写出运料小车对应PLC的接口图及其对应的程序。26黑龙江工程学院第二章运料小车控制系统的方案论证2.1运料小车控制系统的控制内容与要求2.1.1运料小车的运动流程某自动生产线上运料小车的运动如图2.1所示图2.1

3、运料小车示意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，小车向左行。在生产线上，每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还应该检测料斗内是否还有料，以确定是否继续下去。2.1.2设备控制要求运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下：小车原位在后退终端，当小车压下后限位开关SQ1时，按下启动按钮SB，小车前进，当运行至料斗下方时，前限位开关SQ2动作，此时打开料斗给小车加料，延时8s后关闭料斗，小车后退返回，SQ1动作时，打开小车底门卸料，6s后结束，完成一次动作。如此循环。2.2方案论证早期运料小车电

4、气控制系统多为继电器-接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。后来，单片机应用到运料小车控制系统中。单片机有优异的性能价格比、集成度高、体积小、有很高的可靠性、控制功能强、低功耗、低电压，便于生产便携式产品，外部总线增加了I C及SPI，单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。单片机编程方法复杂，不容易上手，使用于简单应用。26黑龙江工程学院将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

5、高，可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便等优点。变频调速已被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一，采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的，一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；二是为了节约能源、降低生产成本。用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。随着电力电子技术以及控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用；可编程控制器PLC作为替代继电器的新型控制装置，简单可靠，操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性高，常常被用于现场数据采集和设备的控制；组态

6、软件技术作为用户可定制功能的软件开发平台工具，可实现显示电机转速，可实现远程调速控制，在PC机上可开发友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。在此，本次设计就是基于PLC控制变频器的小车运料系统。将现在应用最广泛的PLC和变频器综合起来主要功能实现了变频调速。电机的正反转，加减速以及快速制动等。因此，该系统必须具备以下两个主体部分：控制运算部分、执行。控制运算主要由PLC和变频器来完成；执行元件为变频器和电机；2.3确定设计方案经过对多种方案的比较，我们最终决定用变频器来实现电机的控制。通过USS协议，实现S7-200对变频器的控制，从而控制电机的启动，运行，停

7、车和正方转。通过软件来实现对电机的控制，可以减少继电器的使用，简化硬件电路，可靠性和稳定性也得到了提高。系统总体框图如图2.2所示图2.2系统总体框图26黑龙江工程学院第三章运料小车控制系统的硬件设计3.1PLC的组成及选型3.1.1PLC的结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。根据结构形式的不同，PLC的基本结构分为整体式和模块式结构两类。整体式（又称箱体式）结构的PLC由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源电路和