自动送料装车系统的设计与应用

1. 目的

（1）理解自动送料装车控制系统工作流程。

（2）掌握用编程软件编写自动送料装车控制系统程序。

（3）掌握I/O 的分配、I/O 的连接方法和程序的运行调试。

2. 设备

（1）PLC 主机单元一台。

（2）PLC 自动送料装车系统单元（图3-41）一台。

（3）计算机或编程器一台。

（4）安全连线若干条。

（5）网线一根。

3. 例题

自动送料装车系统控制要求：

（1）初始状态：红灯L2 灭，绿灯L1 亮，表示允许汽车进来装料。料斗K2，电机M1、M2、M3 皆为OFF。

图3-41　自动送料装车系统单元图

（2）工作周期。

① 当汽车到来时（用S2 开关接通表示），L2 亮、L1 灭、M3 运行，电机M2 在M3 接通2 s 后运行，电机M1 在M2 启动2 s 后运行，延时2 s 后，料斗K2 打开出料。当汽车装满后（用S2 断开表示），料斗K2 关闭，电机M1 延时2 s 后停止，M2 在M1 停2 s 后停止，M3 在M2 停2 s 后停止。L1 亮，L2 s 灭，表示汽车可以开走。

② S1 是料斗中料位检测开关，其闭合表示料满，K2 可以打开，S1 分断时，表示料斗内未满，K1 打开，K2 不打开。

4. I/O 分配表

自动送料装车系统的I/O 分配表如表3-16 所示。

表3-16　自动送料装车I/O 分配表

5. I/O 接线图

本项目I/O 接线图如图3-42 所示。

图3-42　自动送料装车I/O 接线图

6. 实物接线图

本项目实物接线图如图3-43 所示。

图3-43　自动送料装车实物接线图

7. 程序编写

本项目程序图如图3-44 所示。

图3-44　自动送料装车程序图

8. 知识拓展

1）顺序控制设计方法(www.xing528.com)

（1）流程图：根据功能流程图，以步为核心，从起始步开始一步一步地设计下去，直至完成。此法的关键是画出功能流程图。首先将被控制对象的工作过程按输出状态的变化分为若干步，并指出工步之间的转换条件和每个工步的控制对象。这种工艺流程图集中了工作的全部信息。

（2）步进链：步进指令用于在大型程序中各个程序段建立联结点，特别适用于顺序控制，通常把整个系统的控制程序划分为若干个程序段，每个程序段对应于工艺过程的一个部分。用步进指令可按指令顺序分别执行各个程序段，但必须在执行完上一个程序段后才能执行下一段，同时，在下一段执行之前，CPU 要清除数据区并使定时器复位。

（3）顺序控制指令：顺序控制指令是PLC 生产厂家为用户提供的可使功能图编程简单化和规范化的指令，顺应控制指今的形式及功能如表3-17 所示。

表3-17　顺应控制指令的形式及功能

从LSCR 指令开始到SCRE 指令结束的所有指令组成一个顺序控制继电器（SCR）段。LSCR 指令标志一个SCR 段的开始，当该段的状态器置位时，允许该SCR 段工作。SCRE 指令表示SCR 段的结束。当SCRT 指令的输入端有效时，一方面置位下一个SCR 段的状态器S，以便使下一个SCR 段工作；另一方面同时使该段的状态器复位，使该段停止工作。

SCR 使用时有以下限制：

（1）不能在不同的程序中使用相同的S 位。如PLC 控制的流程有两部分，则这两部分之间不能用相同的S 位，否则两部分的流程会混串。

（2）不能在SCR 指令中使用JMP 和LBL 指令。即不允许用跳入或跳出的方法跳入或跳出SCR 段，其实用顺序流程控制指令都能实现跳转，完全可不用JMP。

（3）不能在SCR 段中使用FOR、NEXT、END 语句。

实例介绍：小车自动往返。

控制要求：小车最开始停在最左边，按下启动按钮，小车右行。碰到右限位开关时，小车暂停3 s。3 s 后小车左行，碰到左限位开关时，返回初始位置。当再次按下I0.0 启动按钮，小车右行，如此循环，如图3-45 所示。

图3-45　小车系统示意图及顺序功能图

使用置位复位指令顺序控制小车往返梯形图。如图3-45 所示。

图3-46　置位复位指令的顺序控制小车往返梯形图

SCR 指令的顺序功能图如图3-47（a）所示，使用SCR 指令的顺序控制小车往返的梯形图，如图3-47（b）所示。

图3-47　SCR 指令的顺序功能图及顺序控制小车往返的梯形图

9. 操作注意

（1） 先将PLC 主机上的电源开关拨到关状态，严格按接线图所示接线，注意12 V 和24 V电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏PLC 触点。

（2）将电源线插进PLC 主机表面的电源孔中，再将另一端插到220 V 电源插板。

（3）将PLC 主机的电源置于开状态，并且必须将PLC 串口置于STOP 状态，通过计算机或编程器将程序下载到PLC 中，下载完后，再将PLC 串口置于RUN 状态。

（4）按照下列步骤进行实训操作：

① 启动后，L1 绿灯亮，料斗K1 灯亮。

② 拨上开关S2（指示灯亮，L1 绿灯灭，L2 红灯亮，电机M3、M2、M1 依次点亮）。

③ 拨上检测开关S1（指示灯亮，料斗K1 灭，料斗K2 亮）。

④ 拨下检测开关S2（指示灯亮，电机M1、M2、M3 依次灭，L1 亮，料斗K1 灯亮，恢复到①）。

10. 思考题

自动送料装车系统控制要求（周期由拨码开关决定）：

（1）初始状态：红灯L2 灭、绿灯L1 亮，表示允许汽车进来装料；料斗K2、电机M1、M2、M3 皆为OFF。

（2）系统设定启动按钮SB1 及停止按钮SB2，当按下启动按钮SB1 时，系统开始运行，当按下停止按钮，系统完成工作周期后，停止运行。

（3）工作周期：

当汽车到来时（用S2 开关接通表示），L2 亮、L1 灭、M3 运行，电机M2 在M3 接通2 s后运行，电机M1 在M2 启动2 s 后运行，延时2 s 后，料斗K2 打开出料。当汽车装满后（用S2 断开表示），料斗K2 关闭，电机M1 延时2 s 后停止，M2 在M1 停2 s 后停止，M3 在M2停2 s 后停止。L1 亮、L2 灭，表示汽车可以开走。S1 是料斗中料位检测开关，其闭合表示料满，K2 可以打开，S1 分断时，表示料斗内未满，K1 打开，K2 不打开。

PLC 项目实训提升篇