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自动制砖机的PLC控制系统设计

摘  要

随着社会发展的步伐不断前进，自动化时代早已到来。对于高强度、机械式、环节复杂等手工操作方式，已经不能够满足人们生活及生产中安全可靠性、高效率、高质量等要求。因此，文中设计了一种自动制砖机的PLC控制系统。根据自动制砖机的结构和工作原理确定了控制要求，然后进行了硬件设计和软件设计，最终通过对系统的仿真与调试验证了自动制砖机可以实现自动、高效的压砖成型。其中硬件设计包括PLC的选型、输入/输出端子地址分配和I/O接线图；软件设计包括控制流程图设计和梯形图程序设计。以PLC为控制核心的制砖机，已经在国内，国外得到实际应用， PLC技术与液压控制技术的结合，提高了它的加工效率，抗干扰能力，使得控制更加方便，快捷，工作更加稳定。

关键词：自动制砖机;PLC控制系统;硬件设计;软件设计

 

Abstract

As the pace of social development keep forging ahead, automation era had already arrived. With manual operating mode of high strength, mechanical and link complicated, have already can't satisfy people's requirements in life and production with safe reliability, high efficiency, high quality. Therefore, this paper designs a kind of automatic brick-equipment PLC control system. According to the structure and working principle of automatic brick-equipment determines the control requirements, and then finish hardware design and software design, finally automatic brick-equipment can realize automatic and efficient brick molding pressure is demonstrated by the simulation and debugging of the system. The hardware design includes PLC selection, input/output terminal address allocation and I/O wiring diagram; Software design includes the design of control flow chart and ladder diagram procedure. With PLC as control core of brick making machine, has been already applied practically at home and abroad, the combination of PLC technology and hydraulic control technology, improve the machining efficiency, anti-jamming capability, so more convenient, quick and stable in control.

Key words: automatic brick making machine ;PLC control system; Hardware Design; Software Design 

 

目  录

1  绪论 1

1.1  课题的背景与意义 1

1.2  国内外在自动制砖机上的发展过程及研究现状 2

1.2.1  国内自动制砖机上的发展过程及研究现状 2

1.2.2  国外自动制砖机上的发展过程及研究现状 2

2  PLC的概述 3

2.1  PLC的发展历史和趋势 3

2.2  PLC的定义及基本结构 3

2.3  PLC的特点及工作方式 4

2.3.1  PLC的主要特点 4

2.3.2  PLC的工作过程及方式 4

2.4  PLC的工作方式及基本工作原理 5

2.5  PLC控制系统设计的基本步骤 5

3  自动制砖机的控制要求 6

3.1  自动制砖机结构的组成和介绍 6

3.2  自动制砖机控制系统的工作原理 7

3.3  自动制砖机的控制要求 8

4  自动制砖机PLC控制系统的硬件设计 8

4.1  PLC介绍 8

4.2  PLC选型 10

4.3  I/O地址分配表 11

4.4  I/O外部接线图 12

5  自动制砖机的PLC控制系统软件设计 13

5.1  PLC程序设计思想 13

5.2  控制流程图设计 13

5.3  PLC梯形图程序设计 14

5.3.1  自动控制部分 14

5.3.2  控制流程图设计梯形图程序 15

6  控制系统的仿真与调试 15

6.1  可编程控制器编程软件的介绍 15

6.2  软件的安装与调试 15

6.2.1  软件安装 15

6.2.2  仿真程序的监视 15

6.3  梯形图的仿真 17

7  结论 18

参考文献 19

附  录  A 20

致  谢 22

 

1  绪论

1.1  课题的背景与意义

在高速发展的现代化生产中，社会所需要的高效的生产效率，劳动者劳动价值的最大化，生产过程中的安全保障等要求，所以减少劳动生产成本，降低生态环境污染，提供更加优质的产品以及兼顾良好的社会效益和经济效益成为了企业发展最棘手的问题之一。这样就要求整个劳动生产工艺过程自动化程度的提高，这就离不开自动控制系统这一实际问题。

本课题的题名是自动制砖机的PLC控制系统设计，伴随着经济社会的发展进步，人们的生活水平在不断的提高，但是从古至今经济的快速发展往往都会伴随着环境污染和生态破坏。例如：世界上的第一次工业革命和第二次工业革命这就是最直接的实例。近年来，政府明令禁止烧制黏土砖块和使用黏土砖块，再加上经济社会在快速发展中，人们对建筑材料的需求也不曾降低，这就使得建材生产企业向绿色建材的方向转变，绿色经济已经渐渐成为社会乃至国际趋势。从而也给建材生产也带来了前所未有的压力，很显然旧的生产方式已经不能满足市场需求，供不应求的市场景象要求设备生产厂家加大科技投入，进行设备改造。PLC能够在现代工业设备中实现广泛的应用，要得益于PLC所具有的可靠性高，通用性能强，使用操作简单方便，以及具有较强的抗干扰能力等特点。

如今，随着PLC技术不断进步已趋于成熟，在控制功能方面得到不断的完善，生产成本在不断的降低，产品体积趋于小型化，在实际应用中使用更加便利，编程以及调试和仿真过程也在不断的简单化，更加灵活方便。就目前PLC发展区域来看主要地域是欧洲，美国以及日本等国，其不同的地域产品拥有不同的特点，全球200多家PLC生产企业其中产品种类大约有400多种。PLC在我国起步较晚，经过多年的发展也已经初具规模，生产厂家大约三十多家，但是由于技术的不成熟，目前国外的PLC产品在我国的PLC产品市场中仍然占据较大的份额。虽然如此但是对于国内PLC生产企业来说拥有国外企业所不可比拟的优越性，这种优势主要是体现在目前我国PLC行业正在快速发展阶段，现代化工业发展需要PLC提供技术支持，同时在国内拥有大量的需求。

以PLC为控制核心的制砖机拥有高效，稳定的优点。基于PLC控制的制砖机，具有抗干扰能力强，工作稳定等优势，提高了工业生产的自动化水平，降低劳动者的劳动强度，使得建筑砖瓦行业得到生产结构转型，更好实现自动化，现代化的可持续发展。

1.2  国内外在自动制砖机上的发展过程及研究现状

1.2.1  国内自动制砖机上的发展过程及研究现状

 黏土制砖的传统工艺在我国已经有上千年的历史，伴随着环境破坏加剧这种传统工艺势必会被新兴工艺所取代，那就是免烧砖技术。在摸索中发展免烧砖技术本身就有起步晚的劣势再加上新旧工艺的更替以及推广需要时间。20世纪80年代，我国率先研制出挤压式八孔制砖机，开创了免烧制砖机的先河。由于我国当时所使用的设备是比较落后的，所从事免烧砖生产的大多是中小企业，其中小企业居多数，大型骨干企业很少，除个别大企业之外，国外那种大型液压制砖机生产线动辄几千万元，少则几百万元，国内中小企业是难以承受的。在这种情况下我国制砖机行业发展现状决定了全自动化设备的生产线很少，而是有小投资的冲压和振动成型的制砖生产线占据大部分行业份额，很难形成规模化、专业化制砖生产线。到21世纪，随着建材机械的发展以及“免烧砖”这 个项目被大家的熟知和了解，免烧砖机的类型已是百花齐放，大中型企业也逐步成为投资主体。又由于受国际大潮流的影响，发达国家砖机制造巨头纷纷进入中国，大型自动液压免烧砖机近年在我国已有了较大发展，在一些大型骨干免烧砖企业得到了应用，态势良好。

1.2.2  国外自动制砖机上的发展过程及研究现状

相比较国内而言，国外的制砖机发展起步要比我们早很多，而且拥有雄厚的技术基础，在第二次世界大战之后，全世界范围内都在不同程度上受到影响或者是重创，各个行业百废待兴这个时候需要新科技、新技术的冲击，所以制砖机生产技术在这个时期得到飞速发展，其地域主要集中在美国，欧洲，意大利等国。其中，美国Columbia公司所生产出来的产品为模型成型制砖机，采用液压传动作为动力源，而Besser公司的产品也是模型成型制砖机，不过大多采用机械传动。与之相比欧洲地域制砖机生产企业则与之不同，大多采用台镇成型。虽然制砖机的发展拥有不同的工作形式以及地域差异，但是它们拥有共同的优点是具有稳定可靠的工作环境，在自动化程度上都具有较高的水平。目前，国外已能够生产出500～4500t甚至更高吨位的压砖机，在不断提高压机吨位的同时也在不断的优化压机的优化结构型式。逐渐的使压机结构更加优化、便捷、美观，采用新型材料更加减少生产成本。近些年以来，伴随经济社会的要求不断提高同时也推动制砖技术的飞速发展，国外的制砖机技术发展速度更为惊人。世界范围内的主要制砖机生产企业不断的推出具有完善结构的设备，而且在自动化程度上也进行了大幅度的提高，创新工艺的推出也使得砖型变的多样化，更加迎合了社会发展的需要。

 结论

本文设计了一种自动制砖机的PLC控制系统。首先根据砌砖机的机构及工作流程确定了控制要求，然后进行了硬件设计和软件设计，其中硬件设计包括PLC选型、I/O分配和外部接线图，软件设计包括控制流程图设计和梯形图设计。本系统采用PLC为控制核心，使得该砌砖机的抗干扰性和加工效率得到了提高，控制也更加灵活，工作状态更加稳定。

 通过本次毕业设计，加深了对砌砖机的运行过程、控制系统的认识，也锻炼了分析问题和自学的能力，我知道了只有踏踏实实的做好每一件事才能一步步走向成功，相信这对我以后的人生道路也会有积极的影响。

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