PLC控制运料小车设计

摘 要

传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器有着接线繁多，故障率高的缺点且维护维修不易等缺点。作为国内控制场上的主流控制器，PLC在市场、技术、行业影响等方面有重要作用，利用PLC控制来代替继电器控制已是大势所趋。

通过PLC控制运料小车在工作台上各呼叫站间运动，以达到生产实际之用。分析被控对象和明确系统控制要求；PLC选型；确定系统的I/O设备的数量及种类；控制流程设计；控制程序设计。

【关键词】运料小车 三菱PLC

1 控制系统的设计分析

电机正反转的特点：自动控制是生产机械电气化自动中应用最多和作用原理最简单的一种形式，在位置控制的电气自动装置中，有行程开关或终端开关的动作发出信号来控制电动机的工作状态。若在预定的位置电动机需要停止，则将形成开关的常闭触点串接在相应的控制电路中，这样在机械装置运动到预定位置时行程开关动作，常闭触点断开相应的控制电路，电动机停转，机械运动也停止。若需停止后立即方向运动，则应将此行程开关的常开触点并接在另一控制回路的启动按钮处，这样在行程开关动作时，常开触点断开了正向运动控制的电路，同时常开触点又接通了反向运动的控制电路。为了达到延时应用线圈KT，这是将过一段时间的延时（左右各一个），KT延时常开触点闭合，使KM2通电，达到电机反转向右移动，反之相同。

2 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1所示，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。在生产线上有5个编码为1―5的站点供小车停靠，在每个停靠站安装一个行程开关（站点感应SENSOR）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，还设有5个呼叫按钮开关（HJ1-- HJ5）分别与5个停靠站点相对应。

3 运料小车控制要求

运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下：

按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作；按下紧急停止按钮，系统立马停止工作。

3.1 自动状态下运料小车的运动

（1）按下手动自动切换按钮，小车由当前位置向右运动，每到一个站点，停30秒，之后继续向右运动。

（2）小车开始位置在5号站时，自动状态下小车向左运动，也是每到一个站点，停30秒，之后继续向左运动。

（3）小车运动到5号站时，停30秒，之后继续向左运动；小车运动到1号站时，停30秒，之后继续向右运动。

（4）按下循环停止按钮后，小车继续运动，直到下一个站点后停止，取消循环停止按钮后，小车继续向原来的方向运动。

（5）小车每到一个站点之前，碰到减速SENSOR，小车减速到站。

（6）按下暂停按钮后，小车运动停止，取消后，小车继续运动。

3.2 手动状态下运料小车的运动

（1）按下手动自动切换按钮，可自由呼叫任意站点，使小车运动到此。

（2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按扭HJ的编码时，小车向右运行，运行到按钮HJ所对应的停靠站时停止；

（3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按扭HJ的编码时，小车向左运行，运行到按钮HJ所对应的停靠站时停止；

（4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按扭HJ的编码时，小车保持不动；呼叫按钮开关HJ1--HJ5应具有互锁功能，先按下者优先。

（5）小车到达呼叫站时，碰到减速SENSOR，小车减速进站。

（6）小车不在任意一站点时，可按下手动正反转按钮，使小车运动到站点后停止。

自动状态下小车直接是在1号站到5号站之间来回往返运动，每站之间的运动分析和手动下是一致的。

运料小车控制采用三菱的FX2N-128MR-001整体式PLC设计，源程序采用梯形图编写，编程软件采用三菱公司的编程软件GX-Developer，它适用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。支持梯形图、指令表、SFC、 ST及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。

将各个输入和输出端子和实际控制中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。打开GX-Developer编程软件，打开运料小车程序，即可在线调试，最终调试结果符合设计要求。运料小车运行完全符合设计要求，调试OK，可用于生产。

随着现代工业的发展，工业自动化程度越来越高，运料小车应用前景可观。本文中解决了如下问题：

（1）控制系统硬件电路的正确设计及连接，节约了成本，优化了配置；

（2）实现了生产工作台5个呼叫站的呼叫要求，小车能正确无误的应答各呼叫站的呼叫；

（3）实现了小车在5个站点之间自动来回运动，小车能准确到达各站点，并且减速进站，停止30秒后继续运动；

（4）实现了暂停按钮、循环停止按钮、手动正反转按钮等各自的运动；

（5）软件编程调试方面，通过三菱编程软件已经正确调试了设计程序，并在设计调试中收获很多宝贵经验。

参考文献

[1]鱼雷声.电气控制与PLC应用[M].北京：机械出版社，2003.

[2]章文浩.可编程控制器原理及实验[M].北京：国防工业出版社，2003.

作者单位

南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 江苏省南京市 210000