基于PLC的運料小車控制系統設計

賀廉云

（德州學院機電工程系，山東 德州 253023）

基于PLC的運料小車控制系統設計

賀廉云

（德州學院機電工程系，山東 德州 253023）

本設計以S7-200 PLC控制運料小車的運轉，此運料小車由一臺三相異步電動機拖動，電機正轉，小車右行，電機反轉，小車左行。在每個站點設計呼叫開關實現手動與自動的轉化，并設置行程開關檢測是否達到預設位置。PLC運料小車具有節約人力物力、提高經濟效益、安全可靠、操作維修簡單方便等特點。

PLC；自動化；運料小車

在工業生產中運料是一個非常重要的環節，其勞動負荷較大。在現代的工業生產中PLC運料小車可為企業節省人力、物力，降低生產成本，提高企業的經濟效益。

1 運料小車系統的控制要求及設計方案

1.1 系統設計方案

運料小車的運動系統可描述為下圖，運料小車是由一臺三相異步電動機拖動，電動機正轉，小車右行；電機反轉，小車左行。運料小車在有5個停靠站點的生產線上運行，1號站為裝料站，2，3，4，5號站為卸料站。每一個停靠站都有一個行程開關，監測小車是否到達該站點，還設有4個呼叫按鈕分別與4個停靠點相對應，用以呼叫小車送料。

圖1 運料小車系統

1.2 設備控制要求

基于PLC的運料小車在自動化生產線上的控制要求如下。

（1）按下啟動按鈕后，系統開始工作，按下停止按鈕后，系統停止工作，不論小車在什么位置；

（2）按下啟動按鈕后，運料小車在1號站開始裝料，裝料20s，當裝料結束后，若檢測到有呼叫按鈕按下時，小車載著物料開始右行，當到達呼叫按鈕對應的停靠站時，小車停止并卸料，15s后卸料完畢小車開始左行，到達最左端的1號站裝料停靠點時小車停止。

2 控制系統硬件設計

2.1 電機控制回路

運料小車由一臺三相異步電動機拖動。系統選用Y225M-4-45KW的電機。Y225M-4型三相異步電動機廣泛適用于不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的一般場合和無特殊要求的機械設備上，額定功率40kW，轉速1440r/min，額定電壓380V，額定電流8.4A。電機控制回路采用的是時間繼電器，可以用時間繼電器的延時閉合常開觸點來實現電動機從正轉運行到反轉運行的自動。

2.2 PLCI/O分配圖

設計選用西門子公司的S7-200系列PLC，S7-200系列具有極高的性價比，指令豐富，操作快捷，功能齊全，可實現多種控制功能，具有良好的通訊能力，能夠實時傳送，

圖2 三相異步電動機

控制系統的輸入有五個行程開關、四個呼叫按鈕開關、一個啟動按鈕開關、一個停止按鈕開關共11輸入點。輸出點有兩個，分別對應電機正轉和反轉兩個狀態。地址分配如圖3所示：

圖3 地址分配圖

2.3 PLC連接圖

PLC的I/O端對應的外部接線圖如圖4所示：

圖4 PLC外部接線圖

3 系統信號流程圖

小車初始位置在最左端的1號站，PLC不斷掃描系統，檢測是否按下啟動按鈕，當檢測到啟動按鈕按下后，小車開始裝料，否則繼續停留在初始站。20s后，若系統檢測到有呼叫按鈕按下，小車開始右行，若碰到限位開關即表示到達呼叫站點，小車開始卸料，否則小車繼續右行。15s后，小車開始左行，直到碰到最左端的限位開關，否則繼續左行。若系統檢測到有停止按鈕按下，則小車停止，否則回到第一步小車開始裝料，重復上述過程。

圖5 信號流程圖

4 程序的運行調試與仿真

首先將系統梯形圖程序復制到西門子plc仿真軟件（S7-200）中。所選擇的CPU型號為224，然后檢查程序是否有誤，若無誤將仿真軟件切換到RUN狀態。按下輸入繼電器I0.0（啟動開關）所對應的按鈕，此時I0.0（啟動開關）所對應的指示燈亮，同時計時器T37開始計時；20s后按下輸入繼電器I0.2（2號呼叫按鈕）所對應的按鈕，I0.2（2號呼叫按鈕）所對應的指示燈亮，輸出繼電器Q0.0（小車右行）對應的指示燈也同時亮。按下輸入繼電器I1.2（2號行程開關）所對應的按鈕，I1.2（2號行程開關）所對應的指示燈亮，，計時器T38開始計時，輸出繼電器Q0.0（小車右行）對應指示燈同時也熄滅。15s后輸出繼電器Q0.1（小車左行）所對應的指示燈亮，按下輸入繼電器I0.1（停止按鈕）或I1.1（1號行程開關）所對應的按鈕，I0.1或I1.1所對應的指示燈亮，輸出繼電器Q0.1（小車左行）所對應的指示燈滅。滿足控制要求。仿真如圖6所示：

圖6 軟件仿真圖

反復運行此程序均能達到控制要求，運料小車調試成功，可以直接運行。

［1］廖常初，S7-200PLC編程及應用［M］.北京:機械工業出版社，2007.

［2］史國生，趙陽.電氣控制與可編程控制器技術［M］.北京:化學工業

出版社，2004.

A Design on The Control System for M aterial Transporting Trolley based on PLC

HE Lian-yun
（Department of Mechanical and Electronic Engineering Dezhou University，Dezhou，Shandong 253023，China）

Thisdesignistocontroltheoperationofmaterialtransportingtrolleywith S7-200PLC，thetrolleyisdrivenbyathreephraseasynchronousmotor，the trolleywould in rightifthemotorcorotates，and itwould run in leftifthemotorrotatesreverselly．A call switchwasdesignedateachsite，soastheachieve theswitchbetweenmanualand automaticoperation，and astrokeswitchwassetto detectwhether ithad reached presetposition．PLCmaterial transporting trolley can save resourcesand laborand improveeconomic efficiency，itissafeand reliable，itissimpleandconvenienttooperateand repair.

PLC；automation；material transporting trolley

TP273

A

2095-980X（2015）07-0025-02

2015-06-12

賀廉云（1966-），女，教授，主要從事模糊控制系統與非線性控制系統的研究。