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基于PLC的卷扬机控制系统

摘要

卷扬机是通过机械动力或人力来带动卷筒进行物料运送来完成工作的，多用于制造业中。随着现代工业的飞速发展，卷扬机已经逐渐从传统的控制技术中脱离出来，传统的接触器继电器控制方式灵活性差、操作不便，其使用了许多中间继电器将各种器件连接在一起，而中间继电器的触头容易接触不良，这样的情况是非常不安全的。可编程控制器（PLC）具有较强的抗干扰能力、可靠性高、体积小、重量轻等优势，是工业自动化上的首要选择。本次设计采用三菱可编程控制器（PLC）作为控制核心从而实现所控制的功能。本设计设置手动控制模式为了防止系统突然故障使小车运行时停止。当切换到自动模式，系统自动运行，左右两辆小车交替运行，确保工作中没有空行程。本设计采用一个三相鼠笼式异步电动机来控制两辆小车，正转时控制左车，反转时控制右车。使用了多个限位开关来检测料车到达的位置，相应的工作状态均由LED灯来表示。该系统具有一个蜂鸣器和一个LED灯组成的报警系统。本设计还加入了三菱变频器和西门子触摸屏，变频器可对小车的运行调节速度，并能进一步提高对物料小车运行速度的稳定性和准确度；触摸屏可实现人机界面，使控制模拟系统的方式不仅限于在控制板上实现。

采用PLC作控制器的卷扬机控制系统，不仅简化了控制系统结构，还提高控制系统安全性和稳定性；通过对软、硬件的设计进一步完善，更加安全可靠。

关键词:卷扬机；可编程控制器（PLC）；变频器；触摸屏

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目录

TOC\o"1-2"\h\u30892摘要 II

3232一、引言 1

2721二、PLC的简介 1

30645（一）PLC的概念 1

32032（二）PLC的硬件组成 1

16661（三）PLC的特点 2

2566（四）PLC的工作原理 3

31861三、卷扬机控制系统 4

23120（一）卷扬机的基本结构 4

2678（二）卷扬机的功能 4

8530（三）卷扬机的主电路图 4

6536（四）卷扬机的I/O地址分配表和接线图 5

8826（五）部分元器件介绍 6

31509四、卷扬机模拟控制系统的方案设计 8

32347（一）模拟控制系统的组成 8

22263（二）模拟系统流程图 8

18639（三）模拟系统控制功能 9

22387五、模拟控制系统的硬件及软件设计 10

14707（一）模拟控制系统硬件设计模拟系统的元器件清单 10

31324（二）模拟控制系统软件设计 14

4307六、卷扬机控制系统的调试 21

22541（一）硬件调试 21

24558（二）程序调试 21

30545（三）整体调试 21

3334总结 22

15736参考文献 23

2014致谢 24

一、引言

随着工业自动化的迅猛发展，我国卷扬机的生产技术和设计越来越成熟。因操作方便、转移便利、绕绳量多，使得卷扬机在各行各业中的用途越来越广泛，特别是在制造业、水利工程、林业工程等。在PLC普及之前，大多数卷扬机都是采用传统继电器方式来进行控制，但继电器触头经常发生接触不良导致故障。目前，PLC的存在能有效地解决传统继电器控制里接触等问题，还能使卷扬机具有工业自动化控制的趋势。PLC作为卷扬机的控制器能广泛使用在工业上。还能减少硬件接线数量，大大提高控制系统稳定性和安全性；通过对软、硬件的设计进一步的完善，使之更加安全可靠。

二、PLC的简介

（一）PLC的概念

PLC也普遍被称为可编程控制器。最初，可编程控制器的设计初衷是取代可靠性差、灵活性差的传统继电器控制方式，后来随着计算机和通信技术的发展，微处理器被用来作中央处理单元，其输入、输出以及周边电路的大小也各不相同，让PLC拥有的优点越来越多。目前，可编程控制器不仅可以实现逻辑运算功能，还能实现定时、计算等功能。随着工业自动化技术的不断发展和市场的需要，可编程控制器已成为当今市场最畅销的工业产品。可编程控制器的品种随着工业市场的各种需要而不断地改良，同时也制造出各种规格的可编程控制器，使它的功能越来越适应市场需要。而控制核心采用PLC的自动控制系统设计也越来越被普及并使用。

（二）PLC的硬件组成

1.中央处理器（CPU）

中央处理器作为可编程控制器的最重要组成部分，它能通过系统控制的程序，实现系统内的逻辑运算和数学运算，并担任协调系统各个方面的工作。

2.存储器（ROM、RAM）

存储器可分为只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）。当我们要用来长期存放系统程序时，可存放在只读存储器中；当我们要储存暂时由系统生成的程序、状态与