裝卸料小車多方式運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、等級(jí):課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)課題名稱裝卸料小車多方式運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專 業(yè)班 級(jí)2016年6月17日電氣信息學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱裝卸料小車多方式運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓名專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師沈細(xì)群課程設(shè)計(jì)時(shí)間2016年6月6日2016年6月17日（第1516周）教研室意見同意開題。 審核人：汪超 林國漢一.任務(wù)及要求 課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)與目的：本課程設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中不可缺少的一個(gè)綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要手段。它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決本課程范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題，建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程

2、序和方法。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生得到工程知識(shí)和工程技能的綜合訓(xùn)練，獲得應(yīng)用本課程的知識(shí)和技術(shù)去解決工程實(shí)際問題的能力。課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容：1.根據(jù)控制對(duì)象的用途、基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式、工藝過程、工作環(huán)境和控制要求，確定控制方案。2.繪制裝卸料小車多方式運(yùn)行控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。3.選擇電器元件，列出電器元件明細(xì)表。4.上機(jī)調(diào)試程序。5.編寫設(shè)計(jì)說明書。課程設(shè)計(jì)的要求：1.所選控制方案應(yīng)合理，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足控制對(duì)象的工藝要求，并且技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，操作方便。2.所繪制的設(shè)計(jì)圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的GB472884電氣圖用圖形符號(hào)、GB698887電氣制圖和

3、GB715987電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則的有關(guān)規(guī)定。3.所編寫的設(shè)計(jì)說明書應(yīng)語句通順，用詞準(zhǔn)確，層次清楚，條理分明，重點(diǎn)突出，篇幅不少于7000字。附錄：課題簡介及控制要求（1）課題簡介在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中，尤其是在一些自動(dòng)化生產(chǎn)線上，經(jīng)常會(huì)遇到一臺(tái)送料車在生產(chǎn)線上根據(jù)要求，多地點(diǎn)隨機(jī)卸料；或是裝料車多地點(diǎn)搜集成品。在圖中的卸料小車，可根據(jù)要求在五個(gè)位置卸料，因此，它有三個(gè)狀態(tài)：左行（電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、右行（電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）、及停車。SQ1SQ5為五個(gè)停車位置的行程開關(guān)，小車壓上時(shí)為ON,SB1SB5為選擇小車停車位置的按鈕。（2）控制要求1.如果所按選擇小車停車位置的按鈕號(hào)與小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)相等時(shí)

4、，按下起動(dòng)按鈕SB，小車仍停車。2.如果所按選擇小車停車位置的按鈕號(hào)大于小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB，小車右行，直到兩者相等時(shí)停車。3.如果所按選擇小車停車位置的按鈕號(hào)小于小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB，小車左行，直到兩者相等時(shí)停車。2. 進(jìn)度安排 1.第一周星期一上午：課題內(nèi)容介紹。 2.第一周星期一下午：仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)任務(wù)與要求，收集設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)工具。3.第一周星期二第二周星期一：確定控制方案。繪制裝卸料小車多方式運(yùn)行控制系統(tǒng)的電氣原理圖、PLC I/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。選擇電器元件，列出電器元件明細(xì)表。4.第一周星期一：上機(jī)調(diào)

5、試程序。5.第一周星期二星期五：編寫設(shè)計(jì)說明書,答辯。三.參考資料1廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用M.重慶：重慶大學(xué)出版社2萬太福.可編程序控制器及其應(yīng)用M. 重慶：重慶大學(xué)出版社3劉祖潤.畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社4謝桂林.電力拖動(dòng)與控制. 北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社5工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)編寫組.工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè). 北京：水利電力出版社目錄第1章裝卸料小車的特點(diǎn)和發(fā)展 1.1裝卸料方式的發(fā)展1 1.2控制系統(tǒng)的發(fā)展1 1.3裝卸料小車的特點(diǎn)2第2章控制要求和系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1裝卸料小車的控制要求3 2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)3 2.3I/O地址分配4 2.4PLC外部接線圖4第3章控

6、制系統(tǒng)具體設(shè)計(jì) 3.1控制系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)5 3.2小車運(yùn)行的系統(tǒng)流程圖5 3.3梯形圖6 3.4控制系統(tǒng)的指令應(yīng)用程序9第4章PLC程序的調(diào)試14結(jié)束語16第1章裝卸料小車的特點(diǎn)和發(fā)展1.1裝卸料方式的發(fā)展 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，裝卸料小車作為一種物料搬運(yùn)機(jī)械，它的應(yīng)用再生產(chǎn)中有著重要的意義。這主要因?yàn)槲锪习徇\(yùn)的量十分巨大，有些鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，沒生產(chǎn)一噸鋼材，需要搬運(yùn)的原材料燃料，半成品，成品和廢料等的總量達(dá)到50噸以上，另外物料搬運(yùn)所需費(fèi)用高，工業(yè)國家用于物料搬運(yùn)的費(fèi)用高，占用勞動(dòng)力多，再機(jī)械化程度不夠高的企業(yè)里，搬運(yùn)工人多，因此，在生產(chǎn)中應(yīng)對(duì)物流料搬運(yùn)系統(tǒng)給與足夠重視，并盡量采用先進(jìn)適合的物料搬

7、運(yùn)機(jī)械，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少產(chǎn)品損傷，保護(hù)工人健康， 提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，裝卸料小車的應(yīng)用越來越廣泛，在工業(yè)生產(chǎn)中的作用也越來越廣泛，而PLC裝卸料小車控制系統(tǒng)的應(yīng)用，已經(jīng)在國內(nèi)外工程，工廠中得到實(shí)際應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，其智能化和自動(dòng)化的思路值得以后繼續(xù)深入研究和推廣，我們贏努力發(fā)展新型的裝卸料小車來投入到工業(yè)生產(chǎn)中，提高我們的勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。1.2控制系統(tǒng)的發(fā)展 1971 年日本從美國引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)1973-1974 年前聯(lián)邦德國和法國也開始研制我國從 1974 年開始在北京、上海組織研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行研制。PLC 技術(shù)發(fā)展很快美、日、德、法

8、等國廠家已達(dá) 200 多家產(chǎn)品幾百種。尤其日本美國引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)后加以改進(jìn)使之功能更加強(qiáng)大、種類齊全多樣化。小型并以較便宜化迅速占領(lǐng)中國市場(chǎng)及世界市場(chǎng)的相當(dāng)份額.(如市場(chǎng)上東芝、光洋、三菱、歐姆龍、富士、松下等)而我國進(jìn)步較早。但由于種種原因在此技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)展很慢大大落后于以上國家。隨微電子技術(shù)的發(fā)展和開始采用微處理器作為 PLC 的中央處理單元即CPU(中心的 Proceing 個(gè)體)PLC 產(chǎn)品已使用了16 位、32 位的高性能微處理器而且實(shí)現(xiàn)了多處理器的多道處理，不僅可進(jìn)行邏輯控制、順序控制、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、通信等強(qiáng)大功能還可對(duì)模擬量進(jìn)行控制使指令系統(tǒng)更豐富，程序結(jié)構(gòu)更靈活。集中了工業(yè)專

9、用機(jī)和通用計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，它即可以單獨(dú)構(gòu)成控制系統(tǒng)，也可作為 DCS(分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng))主要現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)，因此美國電氣制造協(xié)會(huì)于1980年將它正式命名為可編程控制器，1985 年國際電工委員會(huì) IEC 對(duì)可編程序控制器作了以下規(guī)定可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程的存貯器用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行進(jìn)邏輯運(yùn)算、順序控制、實(shí)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式模塊式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。簡稱 PC.為了區(qū)別個(gè)人計(jì)算機(jī)人們?nèi)粤?xí)慣稱可編程控制器為 PLC。1.3裝卸料小車的特點(diǎn) 大批量生產(chǎn)過程中，用機(jī)械化和自動(dòng)化逐步代替繁重而復(fù)雜的手

10、工裝卸料勞動(dòng)，是機(jī)械工業(yè)現(xiàn)代化的一個(gè)重要內(nèi)容，使用裝卸料小車進(jìn)行運(yùn)料可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少勞動(dòng)力，減少產(chǎn)品損傷很大程度上保護(hù)了工人的健康，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，為工廠、國家創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。運(yùn)用可編程控制器實(shí)現(xiàn)的裝卸小車控制器，避開了以往繼電器接觸不良，開關(guān)易損壞等缺點(diǎn)，可靠性和穩(wěn)定性都有所提高。在檢測(cè)小車是否到達(dá)呼叫?？奎c(diǎn)的時(shí)候，運(yùn)用了行程開關(guān)，這樣的檢測(cè)系統(tǒng)讓小車的?？课恢酶訙?zhǔn)確。與此同時(shí)，由于輸入輸出很明顯，不需要好多額外的外接電路，讓設(shè)計(jì)更簡潔。這也是采用了成熟的課編程控制器帶來的好處，及時(shí)再出現(xiàn)故障、緊急停止等環(huán)節(jié)中都能快捷操作。但設(shè)計(jì)過程中，只是基本實(shí)

11、現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求，沒有功能擴(kuò)展，讓系統(tǒng)顯得比較簡單。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，運(yùn)料小車不斷擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域，從手動(dòng)到自動(dòng)，逐漸形成了機(jī)械化、自動(dòng)化。第2章控制要求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1裝卸料小車的控制要求1.如果所按選擇小車停車位置的按鈕號(hào)與小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)相等時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB，小車仍停車。2.如果所按選擇小車停車位置的按鈕號(hào)大于小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB，小車右行，直到兩者相等時(shí)停車。3.如果所按選擇小車停車位置的按鈕號(hào)小于小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB，小車左行，直到兩者相等時(shí)停車。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)在PLC日益成為工廠自動(dòng)化基本技術(shù)平臺(tái)的時(shí)代，如何選用一部適合的PLC即滿足

12、技術(shù)要求，又能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)重要課題。PLC本身強(qiáng)調(diào)的特色為：體積小、功能強(qiáng)、操作簡便、程序設(shè)計(jì)簡易、模塊擴(kuò)充性好、通信方便等，針對(duì)上述要求選擇PLC控制系統(tǒng)。西門子公司的S7-200系列PLC以其功能強(qiáng)、功能強(qiáng)大、性價(jià)比高等特點(diǎn)受到廣泛青睞。因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)需要18個(gè)輸入和11個(gè)輸出故需要CPU有至少18個(gè)數(shù)字量輸入PLC,故滿足這一技術(shù)要求的S7-200系列PLC的CPU類型有224、224XP、226等。PLC的選型不但要滿足技術(shù)要求，還要考慮到經(jīng)濟(jì)性，因此這里選用S7-200系列的226PLC。2.3I/O地址分配符號(hào)地址符號(hào)地址起始按鈕I0.6停止按鈕I0.7呼叫按鈕SB1I0.1行

13、程開關(guān)SQ1I1.1呼叫按鈕SB2I0.2行程開關(guān)SQ2I1.2呼叫按鈕SB3I0.3行程開關(guān)SQ3I1.3呼叫按鈕SB4I0.4行程開關(guān)SQ4I1.4呼叫按鈕SB5I0.5行程開關(guān)SQ5I1.5左行反轉(zhuǎn)Q0.1右行正轉(zhuǎn)Q0.02.4PLC外部接線圖第3章控制系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)具體設(shè)計(jì) 五個(gè)位置按鈕來呼叫小車，五個(gè)行程開關(guān)來確定小車位置。首先按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開始啟動(dòng)，首次按下任意位置按鈕，小車將行駛到指定位置撞動(dòng)行程開關(guān)，然后小車停在該位置。第二次按下任意位置按鈕，若和原位置相同則不動(dòng)，若在原位置左側(cè)則接通Q0.1，Q0.1=1則小車進(jìn)行左行反轉(zhuǎn)。若第二次按下任意位置按鈕在原位置右側(cè)

14、則接通Q0.0，Q0.0=1則小車進(jìn)行右行正轉(zhuǎn)。第二次按下位置按鈕后，小車進(jìn)行右行正轉(zhuǎn)（左行反轉(zhuǎn)）直到撞到行程開關(guān)后停在指定位置，等待下一次呼叫。3.2小車運(yùn)行的系統(tǒng)流程圖啟動(dòng)系統(tǒng)初次按按鈕停車再次按按鈕停車位置大于呼叫位置 N位置小于呼叫位置右行 Y N左行接觸行程開關(guān) Y接觸行程開關(guān)停車停車停車3.3梯形圖3.4控制系統(tǒng)的指令應(yīng)用程序LD I0.6O M0.0AN I0.7= M0.0LD M0.0A I0.1O M0.1AN I1.1= M0.1LD M0.0A I0.2O M0.2AN I1.2= M0.2LD M0.0A I0.3O M0.3AN I1.3= M0.3LD M0.0A

15、 I0.4O M0.4AN I1.4= M0.4LD M0.0A I0.5O M0.5AN I1.5= M0.5LD M0.1LD I0.2O I0.3O I0.4O I0.5ALDO M1.0AN I1.2AN I1.3AN I1.4AN I1.5= M1.0LD M0.2LD I0.3O I0.4O I0.5ALDO M1.1AN I1.3AN I1.4AN I1.5= M1.1LD M0.2A I0.1O M1.2AN I1.1= M1.2LD M0.3LD I0.4O I0.5ALDO M1.3AN I1.4AN I1.5= M1.3LD M0.3LD I0.1O I0.2ALDO M

16、1.4AN I1.1AN I1.2= M1.4LD M0.4A I0.5O M1.5AN I1.5= M1.5LD M0.4LD I0.1O I0.2O I0.3ALDO M1.6AN I1.1AN I1.2AN I1.3= M1.6LD M0.5LD I0.1O I0.2O I0.3O I0.4ALDO M1.7AN I1.1AN I1.2AN I1.3AN I1.4= M1.7LD M1.0O M1.1O M1.3O M1.5= Q0.0LD M1.2O M1.4O M1.6O M1.7= Q0.1第4章 PLC程序的調(diào)試首先將系統(tǒng)梯形圖導(dǎo)入仿真軟件，然后將仿真軟件切換到運(yùn)行模式。按下啟動(dòng)

17、按鈕，依次呼叫各個(gè)工作臺(tái)進(jìn)行調(diào)試，如下圖所示。圖4-1 呼叫一號(hào)位小車左行圖圖4-2 呼叫三號(hào)位小車右行圖圖4-3 呼叫二號(hào)位小車左行圖結(jié)束語 為期兩周的PLC課程設(shè)計(jì)圓滿結(jié)束了，這次的PLC課程設(shè)計(jì)提高了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)際問題的能力。課程設(shè)計(jì)的第一周我們自己查閱資料，組員之間互相討論，大家都有了自己的思路和程序，都感覺比較輕松，直到去了實(shí)驗(yàn)室調(diào)試程序才直到我們的程序多多少少存在著一些錯(cuò)誤和不完善的地方。在此很感謝我的沈老師的耐心指導(dǎo)，還有組員之間的互相討論，都給予了我很多靈感和思路。在不斷地修改完善程序后，看著程序能按照要求運(yùn)行，心里真的很開心。在這次的課程設(shè)計(jì)中，不光鍛煉了自己的動(dòng)手能力，還學(xué)到了很多知識(shí)和道理。僅僅學(xué)好理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們必須還要學(xué)會(huì)把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題，然后用所學(xué)知識(shí)去分析和解決它，從而提高我們的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考問題的能力。同時(shí)也使我明白在面對(duì)一件事情時(shí)不要被他的表象所迷惑，其實(shí)只要我們認(rèn)真的腳踏實(shí)地按部就班的來做，大多數(shù)問題都能夠得到很好的解決，最后會(huì)發(fā)現(xiàn)它其實(shí)也并不像我想象的那么難。以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂一些，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程。還有一點(diǎn)，再次感謝我的指導(dǎo)老師沈老師，和我的組員，大家團(tuán)