物料運輸系統(tǒng)電氣控制設(shè)計.doc

1、?；春９W(xué)院課程設(shè)計報告書題目：物料運輸系統(tǒng)電氣控制設(shè)計系（院）：電子工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：姓名：學(xué)號：評語：成績：簽名：日期：2013 年6月29 日- 可編輯修改 -。1 引言自二 十世 紀(jì)六十年 代美 國推 出可 編程邏輯 控制 器（ Programmable Logic Controller ， PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來， PLC 得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時， PLC 的功能也不斷完善。隨著計算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高， PLC 在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的 PLC

2、 不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。通用 PLC 應(yīng)用于專用設(shè)備時可以認(rèn)為它就是一個嵌入式控制器，但 PLC 相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC 或定制 PLC 取代嵌入式控制器。1 1可編程序控制器的基本原理PLC 與普通微機(jī)在許多方面有相似之處,但其工作方式卻與微機(jī)有很大的不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式,如在常見的鍵盤掃描方式或I/O 掃描方式下 ,有鍵按下或 I/O 動作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序;無鍵按下或 I/O 不動作則繼續(xù)掃描鍵盤和I/O 口。PLC則采用循

3、環(huán)掃描動作方式,在 PLC 中用戶程序按先后順序存放。在中國，運料小車半自動化控制前景美好， 在許多公司的裝配車間得到廣泛的運用。隨著科技的發(fā)展，技術(shù)的不斷更新，使得工業(yè)生產(chǎn)趨向于半自動化、自動化、無人工廠的方向發(fā)展，其中PLC 技術(shù)的運用成為自動化技術(shù)的主流之一。1 2運料小車簡介本次課程設(shè)計中，運料小車的PLC 控制系統(tǒng)，它的控制過程屬于雙向控制，運料小車由一臺三相異步電動機(jī)拖動，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車向右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車向左行，在每一個停靠點安裝一個行程開關(guān)以監(jiān)視小車是否到達(dá)該站點。- 可編輯修改 -。2 設(shè)計內(nèi)容及要求21工藝流程圖 1物料運輸系統(tǒng)示意圖物料傳輸系統(tǒng)如圖所示，工藝流程為：運料

4、小車在初始位置A 準(zhǔn)備就緒，按下啟動按鈕，打開進(jìn)料電磁閥，物料由料斗向運料小車上料， 5S 后關(guān)閉進(jìn)料電磁閥，同時啟動運料小車，運料小車從位置A 向位置 C 運行，當(dāng)其運行到位置 B 時，運料車開始減速， 5S 后啟動 1 號傳送帶，在 1 號傳送帶運行 20S 后自動啟動 2 號傳送帶。運料車到達(dá)位置 C 停車，打開卸料電磁閥，開始卸料， 10S 卸完料，小車從位置 C 自動返回位置 A。小車返回時經(jīng)過位置 B 開始減速，同時 1 號傳送帶停止運行， 20S 后 2 號傳送帶停止運行。運料小車回到位置 A 停車后等待裝料進(jìn)入下一個循環(huán)， 執(zhí)行兩次循環(huán)后小車自動停止在位置 A ；如果在運行過程

5、中操作工按下急停按鈕， 運料車和傳送帶立即停止； 如果在運行過程中操作工按下停止按鈕，則在當(dāng)前周期完成之后，運料小車自動停止于位置A。22 拖動要求1.運料小車由三相繞線式異步電動機(jī)拖動，采用轉(zhuǎn)子回路串電阻（兩級電阻）起動（間隔 5S 切除 R）調(diào)速（減速：間隔 5S 增加 R）。2.1 、2 號傳送帶由三相籠型異步電動機(jī)拖動，為調(diào)試方便，能夠?qū)崿F(xiàn)單獨的正、反向點動。3. 進(jìn)料及卸料電磁閥為 220V 直通式電磁閥。4. 位置 A、 B、 C 三處各安裝一只行程開關(guān)用于正常控制；在位置 A 、C 還要設(shè)置超程保護(hù)。23 設(shè)計任務(wù)1.繪制主電路，選擇合適的元器件（名稱、數(shù)量）。2.繪制常規(guī)電氣控

6、制回路。3.根據(jù)控制要求選擇PLC，并安排 PLC 的 I/O端口。- 可編輯修改 -。4.繪制 PLC 接線圖。5.根據(jù)控制要求設(shè)計PLC 程序。6.上機(jī)調(diào)試程序。7.編寫設(shè)計、使用說明書及設(shè)計小結(jié)，列出參考資料目錄。24 主電路本系統(tǒng)的工作過程主要是物料裝車，小車啟動采用電樞回路串二級電阻啟動，到 B點時減速，并依次啟動傳送帶 1、傳送帶 2，到達(dá) C 點卸料，之后反轉(zhuǎn)再次到達(dá) A 點裝料，如此往復(fù)。電氣主電路應(yīng)由小車拖動電動機(jī) M1 與傳送帶拖動電動機(jī) M2 、M3 組成，如圖 3-1 所示。圖中 QF 為空開，當(dāng) KM1 接通時，電動機(jī) M1 正轉(zhuǎn)， KM2 接通則 M1 反轉(zhuǎn)。以此來

7、控制小車往返運動。同理， M2 和 M3 分別控制一、二號傳送帶的正、反轉(zhuǎn)。用接觸器 KM3 、KM4 的通、斷來串入或切除電阻，以實現(xiàn)小車的啟動和調(diào)速。系統(tǒng)的主電路圖由圖2-1 所示。圖 2-1主電路24 控制回路根據(jù)主電路及相應(yīng)控制要求我們繪制出電氣控制電路，如圖2-2 所示。- 可編輯修改 -。- 可編輯修改 -。圖 2-2控制回路3PLC 控制3 1 PLC 的I/O分配根據(jù)觸點類型的不同，為了方便控制，按表3-1 進(jìn)行 I/O 分配。表 3-1 I/O分配表輸入輸出I0.0啟動按鈕 SB1Q0.0進(jìn)料電磁閥 YV1I0.1A點行程開關(guān) SQAQ0.1小車正轉(zhuǎn) KM1I0.2B點行程開

8、關(guān) SQBQ0.2轉(zhuǎn)子回路接觸器KM3I0.3C點行程開關(guān) SQCQ0.3轉(zhuǎn)子回路接觸器KM4I0.4停止按鈕 SB6Q0.4小車反轉(zhuǎn) KM2I0.51 號傳送帶正向點動Q0.51 號傳送帶 KM5I0.62 號傳送帶正向點動Q0.61 號傳送帶反轉(zhuǎn) KM6I0.7急停按鈕急停SB1按鈕 SB7Q0.72 號傳送帶正轉(zhuǎn)KM7I1.01 號傳送帶反向點動Q1.02 號傳送帶反轉(zhuǎn) KM8I1.12 號傳送帶反向點動Q1.1卸料電磁閥 YV2I1.2C點超程保護(hù) SQ5I1.3A點超程保護(hù) SQ43 2控制面板布置及PLC 接線圖PLC 接線圖如圖 3-1 所示。- 可編輯修改 -。圖 3-1- 可

9、編輯修改 -。根據(jù)控制要求，和PLC 接線圖，我們畫出控制面板圖如圖3-2 所示。圖 3-233 PLC 梯形圖根據(jù)電氣控制回路和PLC I/O 分配，畫出圖 3- 3 的梯形圖。- 可編輯修改 -。- 可編輯修改 -。圖 3-3-2- 可編輯修改 -。圖 3-3- 可編輯修改 -。3 4 程序調(diào)試及仿真3.4.1小車從 A 點到 B 點部分仿真3.4.2小車從 B 點到 C 點部分仿真3.4.3 小車在到達(dá) C 點仿真- 可編輯修改 -。3.4.2 小車從 B 點到 C 點部分仿真- 可編輯修改 -。3.4.3 小車到達(dá) C 點部分仿真3.4.4 小車從 C 點到 B 點部分仿真- 可編輯修

10、改 -。3.4.5 小車從 B 點到 A 點部分仿真- 可編輯修改 -。3.4.6 按下停止按鈕仿真（到達(dá)A 時）3.4.7 按下急停按鈕仿真- 可編輯修改 -。3.4.8 傳送帶點動仿真3.4.9 超程保護(hù)仿真（ A 、 C 位置）- 可編輯修改 -。4 操作說明本設(shè)計通過了 Simens S7-200 PLC 的上機(jī)仿真，按下按 I/O 圖接線后，并在計算機(jī)上下載程序到 PLC，S7-200 系列 PLC指示燈通常包括 SF、RUN 、STOP指示燈和開入開出指示燈，通過 SF、RUN 和STOP三個指示燈可以判斷出 CPU 的當(dāng)前運行狀態(tài)，通過開入開出指示燈可以判斷出 PLC開入開出點的

11、狀態(tài)，具體說明如下：1、 RUN 指示燈： CPU處于運行狀態(tài)時點亮（綠色） ，CPU 處于停止?fàn)顟B(tài)時熄滅；2、 STOP指示燈： CPU 處于停止?fàn)顟B(tài)時點亮（綠色） ， CPU處于運行狀態(tài)時熄滅 .我們將 PLC撥到 RUN ，設(shè)置 PLC為運行狀態(tài)。可以根據(jù)需求，按 I0.0 即開始按鈕，啟動系統(tǒng)，此時系統(tǒng)小車開始裝料，裝料閥門打開， 10 秒后，小車串兩級電阻啟動，過五秒，卸下一級電阻，再過五秒，卸下二級電阻，如此加速向 B靠近，接近到 B點后，觸碰行程開關(guān)SQB，此時小車開始減速，將電樞回路電阻加上，并依次啟動傳送帶1 、傳送帶 2 。到達(dá) C點，小車停車，并打開出料閥， 10 秒后離

12、開 C點，反轉(zhuǎn)（串兩級電阻啟動），到達(dá) B點又開始減速，并依次關(guān)閉傳送帶1 、傳送帶 2。到達(dá) A 點小車如此往復(fù)兩次。若按下急停按鈕，系統(tǒng)電源全斷。若運行中按下停止按鈕，完成一個周期自動停在A 點。- 可編輯修改 -。5 設(shè)計心得通過本次設(shè)計，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，與具體項目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計產(chǎn)品的能力。 既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實際， 又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。在設(shè)計過程中， 我通過查閱大量有關(guān)資料， 與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)， 并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西， 也培養(yǎng)了我獨立工

13、作的能力， 樹立了對自己工作能力的信心， 相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。 而且大大提高了動手的能力， 使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。 雖然這個設(shè)計做的也不太好， 但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。在這次課程設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了， 同學(xué)之間互相幫助， 有什么不

14、懂的大家在一起商量， 聽聽不同的看法對我們更好的理解知識， 所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 在本次設(shè)計中， 我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識， 于是圖書館和 INTERNET 成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。 我們學(xué)習(xí)的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會使我們受益非淺。在設(shè)計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。例如，在利用CAD 畫圖時我們就發(fā)現(xiàn)矩陣功能能用來畫很多等間距的直線，這在控制電路中十分有用。又比如，在PLC 程序STEP V4.0 時，64 位系統(tǒng)無法安裝，于是換回了 32 位的 XP 系統(tǒng)。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，需要做