自动送料装车控制系统设计要点

自动送料装车控制系统设计

1．设计任务

（1）硬件设计自动送料装车系统控制电路

设计煤矿或沙场自动送料装车系统。完成工作流程图；主电路图；控制器接线图；元件选型；电机选择，有必要的设计计算。（给简易控制系统示意图。）

（2）软件设计自动送料装车系统控制程序

控制要求：能够控制启动/停止；装车完毕闪烁提示，汽车开走，进行下一轮的装载工作等。

（3）机械设计自动送料输送带机械结构。

2．要求

（1）绘制硬件接线框图；控制流程框图及其它原理图。

（2）撰写设计说明书，并附程序清单及其功能注释。

（3）调试控制程序。

二、进度安排及完成时间

1．设计时间三周（从2012年12月3日至2012年12月21 日）

2．进度安排

第1周：布置设计任务；补充相关知识；查阅资料；撰写绪论，确定系统组成方案。

第2周：输送带传动装置结构设计；绘制装配图、零件图。

控制系统硬件设计，选择电气元件，设计系统框图、外部电路接线图。

第3周：编写主程序、功能子程序并调试。并记录存在的问题和解决问题的方法；整理设计资料；按格式模版撰写设计说明书；上交设计作业（打印稿及电子文档）；并参加答辩。注：程序设计2人；硬件电路设计2人；机械结构设计2～3人。

目录

第1章绪论 (1)

1.1自动送料装车控制的发展 (1)

1.2自动送料装车控制系统设计的目的和意义 (1)

第2章确定课题设计方案 (3)

2.1 初定动力部分 (3)

2.2 初定传动部分 (3)

2.3 初定执行机构 (3)

2.4 控制器选型 (4)

2.5 系统总体工作流程 (5)

第3章机械结构设计 (6)

3.1系统设计的原始参数 (6)

3.2初选输送带 (6)

3.2带速和滚筒转速计算 (7)

3.3牵引力和电动机功率计算 (7)

3.4电机的选型和传动比的确定 (7)

3.4.1电机的选型 (7)

3.4.2传动比的确定 (7)

3.5传动装置的布置方式 (8)

3.6 传动滚筒的作用及类型 (8)

第4章硬件部分设计 (10)

4.1 主电路的设计 (10)

4.2 PLC机型的选择 (11)

4.4开关的选择 (11)

4.5熔断器的选择 (11)

4.6 接触器的选择（KM） (12)

4.7 传感器的选择 (12)

4.7.1称重传感器的选择 (12)

4.7.2霍尔传感器的选择 (12)

4.8 继电器的选择 (13)

4.9 行程开关的选择 (13)

4.10物位传感器的选择 (14)

4.10.1电容式物位传感器 (14)

4.10.2阻力式料位传感器 (15)

4.11 I/O地址表 (16)

第5章软件控制 (18)

5.1 PLC程序流程图设计 (18)

5.2 PLC程序框图 (19)

5.3 PLC程序 (21)

结论 (23)

参考文献 (24)

第1章绪论

1.1自动送料装车控制的发展

送料装车设备广泛地应用于建材、冶金、煤炭、电力、化工、轻工等工业生产部门。老式送料装车设备因为没有计量而存在多装、少装的问题。特别是在运输的过程中，不允许车辆超载，多装了，得卸掉，少装了，得进行二次装车，使得装车工作进行非常缓慢。

随着当今社会科学技术的发展，各类物料输送的生产线对自动化程度的要求越来越高，原有的生产送装料设备已经远远的不能满足当前高度自动化的需要。由于控制系统的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产效率的不断提高，送料装车的控制经历了以下几个阶段：

1.手动控制：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用PLC 来实现送料装车的控制，但是限于当时的技术还不够成熟，只能采用手动的控制方式来控制机器设备，而且早期送料装车控制系统多为继电器和接触器所组成的复杂控制系统，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，必须要有专人负责操作。

2.自动控制：在20世纪80年代，由于计算机的价格普遍下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在送料装车控制系统中自动控制方面的应用。

3.全自动控制：现阶段，由于PLC技术向高性能、高速度、大容量发展，大型PLC大多数采用多CPU结构，不断向高性能、高速度、大容量方向发展。将PLC运用到送料装车控制系统中，可实现送料装车的全自动控制，降低了系统的运行费用。PLC控制的送料装车自动控制系统具有连线简单、控制速度快、精度高、可靠性和可维护性好、维修和改造方便等优点。

1.2自动送料装车控制系统设计的目的和意义

送料装车控制系统的工作环境通常比较恶劣, 设备周围所处的环境一般粉尘比较大、空气湿度相对高且操作分散,所以对送料装车控制系统工作的安全性、可靠性、维护简便性要求比较高。在早期的送料装车控制中通常都采用继电器逻辑控制,继电器控制系统中大多数采用分立的继电器、接触器等电器元件作为控制元件,其控制系统复杂、操作难度大, 并且安装接线时工作量大、修改控制策略难、维护量大等问题，严重影响了正常的工业生产。PLC所控制的系统可以方便地通过改变用户程序，以实现各种控制功能，从根本上解决了电器控制系统控制电路难以改变的问题。同时，PLC控制的系统不仅能够实现逻辑运算，还具有数值运算及过程控制等复杂的控制功能。对于复杂的控制系统，使用PLC 后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小型PLC的体积相当于几个继电器大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2～1/10。PLC的配线比继电器控制系统的配线要少得多，从而可以节省下大量的配线和附件，减少了大量的安装接线工作时，可以减少大量费用。PLC不仅用于开关量控制，还可用于模拟量及数字量的控制，可采集与存储数据，还可对控制系统进行监控；还可联网、通讯，实现大范围、跨地域的控制与管理。PLC已日益成为工业控制装置家族中一个重要的角色。