基于PLC的运料小车控制系统设计

贺廉云

（德州学院机电工程系，山东 德州 253023）

基于PLC的运料小车控制系统设计

贺廉云

（德州学院机电工程系，山东 德州 253023）

本设计以S7-200 PLC控制运料小车的运转，此运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车右行，电机反转，小车左行。在每个站点设计呼叫开关实现手动与自动的转化，并设置行程开关检测是否达到预设位置。PLC运料小车具有节约人力物力、提高经济效益、安全可靠、操作维修简单方便等特点。

PLC；自动化；运料小车

在工业生产中运料是一个非常重要的环节，其劳动负荷较大。在现代的工业生产中PLC运料小车可为企业节省人力、物力，降低生产成本，提高企业的经济效益。

1 运料小车系统的控制要求及设计方案

1.1 系统设计方案

运料小车的运动系统可描述为下图，运料小车是由一台三相异步电动机拖动，电动机正转，小车右行；电机反转，小车左行。运料小车在有5个停靠站点的生产线上运行，1号站为装料站，2，3，4，5号站为卸料站。每一个停靠站都有一个行程开关，监测小车是否到达该站点，还设有4个呼叫按钮分别与4个停靠点相对应，用以呼叫小车送料。

图1 运料小车系统

1.2 设备控制要求

基于PLC的运料小车在自动化生产线上的控制要求如下。

（1）按下启动按钮后，系统开始工作，按下停止按钮后，系统停止工作，不论小车在什么位置；

（2）按下启动按钮后，运料小车在1号站开始装料，装料20s，当装料结束后，若检测到有呼叫按钮按下时，小车载着物料开始右行，当到达呼叫按钮对应的停靠站时，小车停止并卸料，15s后卸料完毕小车开始左行，到达最左端的1号站装料停靠点时小车停止。

2 控制系统硬件设计

2.1 电机控制回路

运料小车由一台三相异步电动机拖动。系统选用Y225M-4-45KW的电机。Y225M-4型三相异步电动机广泛适用于不含易燃、易爆或腐蚀性气体的一般场合和无特殊要求的机械设备上，额定功率40kW，转速1440r/min，额定电压380V，额定电流8.4A。电机控制回路采用的是时间继电器，可以用时间继电器的延时闭合常开触点来实现电动机从正转运行到反转运行的自动。

2.2 PLCI/O分配图

设计选用西门子公司的S7-200系列PLC，S7-200系列具有极高的性价比，指令丰富，操作快捷，功能齐全，可实现多种控制功能，具有良好的通讯能力，能够实时传送，

图2 三相异步电动机

控制系统的输入有五个行程开关、四个呼叫按钮开关、一个启动按钮开关、一个停止按钮开关共11输入点。输出点有两个，分别对应电机正转和反转两个状态。地址分配如图3所示：

图3 地址分配图

2.3 PLC连接图

PLC的I/O端对应的外部接线图如图4所示：

图4 PLC外部接线图

3 系统信号流程图

小车初始位置在最左端的1号站，PLC不断扫描系统，检测是否按下启动按钮，当检测到启动按钮按下后，小车开始装料，否则继续停留在初始站。20s后，若系统检测到有呼叫按钮按下，小车开始右行，若碰到限位开关即表示到达呼叫站点，小车开始卸料，否则小车继续右行。15s后，小车开始左行，直到碰到最左端的限位开关，否则继续左行。若系统检测到有停止按钮按下，则小车停止，否则回到第一步小车开始装料，重复上述过程。

图5 信号流程图

4 程序的运行调试与仿真

首先将系统梯形图程序复制到西门子plc仿真软件（S7-200）中。所选择的CPU型号为224，然后检查程序是否有误，若无误将仿真软件切换到RUN状态。按下输入继电器I0.0（启动开关）所对应的按钮，此时I0.0（启动开关）所对应的指示灯亮，同时计时器T37开始计时；20s后按下输入继电器I0.2（2号呼叫按钮）所对应的按钮，I0.2（2号呼叫按钮）所对应的指示灯亮，输出继电器Q0.0（小车右行）对应的指示灯也同时亮。按下输入继电器I1.2（2号行程开关）所对应的按钮，I1.2（2号行程开关）所对应的指示灯亮，，计时器T38开始计时，输出继电器Q0.0（小车右行）对应指示灯同时也熄灭。15s后输出继电器Q0.1（小车左行）所对应的指示灯亮，按下输入继电器I0.1（停止按钮）或I1.1（1号行程开关）所对应的按钮，I0.1或I1.1所对应的指示灯亮，输出继电器Q0.1（小车左行）所对应的指示灯灭。满足控制要求。仿真如图6所示：

图6 软件仿真图

反复运行此程序均能达到控制要求，运料小车调试成功，可以直接运行。

［1］廖常初，S7-200PLC编程及应用［M］.北京:机械工业出版社，2007.

［2］史国生，赵阳.电气控制与可编程控制器技术［M］.北京:化学工业

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

贺廉云（1966-），女，教授，主要从事模糊控制系统与非线性控制系统的研究。