自动往返运料小车控制系统设计

论文总字数：13256字

摘 要

伴随着现代科技的发展，现如今各个行业对于自动化程度的需求越来越普片，对于自动化的要求也越来越高。而在现在的工业生产中，对于运料的要求同样是越来越高，现如今，运料小车在各条工业生产线上还是扮演着十分重要的角色，它的最主要的控制系统从本质上来说其实就是一种非常典型的plc系统。对于传统意义上的运料系统来说，其大多数都是通过继电器来进行控制的，但是传统的继电器存在着各种各样的问题，比如说继电器的接线很复杂，内部及其容易出现电路故障，维护成本非常之大等问题。现代工业中人们为了解决运料小车的运行成本过大的问题，同时也是为了实现纯粹的自动化控制，选择使用plc技术作为运料小车的主要控制系统。

本篇毕业设计中，针对运料小车的装料卸料的场景，使用现下十分流行的组态软件和西门子S7200PLC实现对运料小车的实时检测控制。这套系可以收集运料小车的各个时段的工作数据，并且把这些数据集中起来进行统一的管理，而且可以对于运料小车的整体的工作运行状态进行实时监控，从而使得现场的工作人员可以既方便又快捷的对于整个系统进行控制，而且还能提高工作效率。

关键词：运料小车，plc，传感器

Abstract: With the development of modern science and technology, the demand for automation is becoming more and more popular in various industries, and the requirement for automation is getting higher and higher. In the current industrial production, the demand for material is also getting higher and higher. Nowadays, the transport car plays a very important role in the industrial production line. Its most important control system is in essence a very typical PLC system. For the traditional transportation system, most of them are controlled by relay, but the traditional relay has a variety of problems, for example, the connection of the relay is very complex, the internal and its circuit failures, maintenance costs are very large, and so on. In modern industry, in order to solve the problem of excessive running cost of the transportation car, and in order to realize the pure automation control, the PLC technology is chosen as the main control system of the transportation trolley.

In this graduation design, in view of the loading and unloading scene of the transport trolley, the real-time detection and control of the transport vehicle is realized by using the popular configuration software and SIEMENS S7200PLC. This system can collect the work data of each time period of the transportation car, and centralize the data to carry on the unified management, and can carry on the real-time monitoring to the whole working state of the transportation car, so that the staff of the field can be both convenient and quick to control the whole system.

And it can also improve efficiency.

Keywords: Material transport trolley, PLC, sensor

目 录

1 绪论 6

1.1 课题来源及意义 6

1.2 课题内容 6

2 整体系统的方案选择 7

2.1 系统的设计思路 7

2.2控制器的选择 7

2.3 PLC的工作原理 8

2.4 自动控制运料小车的控制系统 8

3 控制系统的硬件设计 10

3.1 PLC型号的选择 11

3.2 传感器的选择 12

3.3 步进电机的设计 13

3.4 控制系统电气原理图 15

4 运料小车系统的软件部分 16

4.1 PLC的开发工具 16

4.2 PLC的硬件部分连接以及其运行 16

4.3 STEP7-Micro/Win32软件的窗口组件 16

4.4 程序流程 17

5 组态的设计 18

5.1 数据库的设计 18

5.2 MCGS与PLC的连接 19

5.3 运料小车的组态设计 19

结 论 20

参 考 文 献 21

致 谢 22

1 绪论

1.1 课题来源及意义

伴随着现代科学技术的日新月异的变化和发展，现代科技对于自动化的程度要求越来越高，技术要求也越来越严格。原先的科技生产线已经不能满足现在的基本生产环境的要求。现如今，运送物料是工业生产线中一个不可或缺的环节，主要广泛作用于煤矿，仓库，港口，车站，矿井等等的行业里，由于这个岗位对于人体的负荷及身体造成的伤害比较巨大，在工业生产过程中，企业或是单位一般大多都会选择使用运料小车来代替人体运料，其中的目的就是为了节省人力，物力等，节约成本从而可以进一步的提升自动化运料小车的经济效益和生产效率。但是，传统的生产线上的运料小车，是用继电器以及接触器控制的，而传统意义上的运料小车有着控制线路复杂，及其不容易被维护以及检修。这套基于plc的自动运料小车系统，可以解决以上传统工艺的运料小车的问题，因此对于这套系统的设计就有了实现和广泛应用的可能性。

本文运用plc实现对运料小车的自动控制，并且对于这个系统进行仿真并且实现。从而从根本上实现低成本，高效率的控制目标。

1.2 课题内容

本次毕业设计的主要目标就是确定设计运料小车整体控制系统的设计方案；确定系统中运料小车的拖动电机的线路原理图；确定运料小车的控制系统的plc规格以及对应的型号；确定运料小车的plc的输入输出元件并且还要列出输入输出元件表；确定运料小车控制系统的I/O接线图。

2 整体系统的方案选择

2.1 系统的设计思路

本次毕业设计的控制系统采用的是西门子SIMATIC系列的S7200型PLC，同时使用伺服电机和交流电动机组成传动装置，以达到控制小车的整体运作的目的。使用MCGS组态软件系统，其作用就是实时监控小车的各项基本状态和实时采集小车的各项基本数据，并且收集和分析这些基本数据，从而实现运料小车的整体控制系统。本次系统不光是使用了西门子SIMATIC系列的S7200型PLC，而且还使用了控制器，传感器和组态软件等等外部硬件设备，系统连接方式如图2-1所示。

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