PLC課程設(shè)計(jì)小車運(yùn)行方向說明書

1、青島理工大學(xué)琴島學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課題名稱：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)學(xué) 院：機(jī)電工程系專業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化103班學(xué) 號(hào)：20100201095學(xué) 生：qqq指導(dǎo)老師：qqqq 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院教務(wù)處 2013年07月06日機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書電氣實(shí)訓(xùn)評(píng)閱書題目小車運(yùn)行方向控制學(xué)生姓名qqqq學(xué)號(hào)20100201096指導(dǎo)教師評(píng)語及成績(jī)指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日答辯評(píng)語及成績(jī)答辯教師簽名： 年 月 日教研室意見總成績(jī)： 室主任簽名： 年 月 日1摘 要自動(dòng)控制系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。在工業(yè)方面，對(duì)于冶金、化工、機(jī)械制造等生產(chǎn)過程中遇到的各種物理量，包括溫度、流量、

2、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等，都有相應(yīng)的控制系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上通過采用數(shù)字計(jì)算機(jī)還建立起了控制性能更好和自動(dòng)化程度更高的數(shù)字控制系統(tǒng)，以及具有控制與管理雙重功能的過程控制系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用包括水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)操作系統(tǒng)等。在軍事技術(shù)方面，自動(dòng)控制的應(yīng)用實(shí)例有各種類型的伺服系統(tǒng)、火力控制系統(tǒng)、制導(dǎo)與控制系統(tǒng)等。在航天、航空和航海方面，除了各種形式的控制系統(tǒng)外，應(yīng)用的領(lǐng)域還包括導(dǎo)航系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)和各種仿真器。此外，在辦公室自動(dòng)化、圖書管理 、交通管理乃至日常家務(wù)方面，自動(dòng)控制技術(shù)也都有著實(shí)際的應(yīng)用。隨著控制理論和控制技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大，幾乎

3、涉及生物、醫(yī)學(xué)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等所有領(lǐng)域。運(yùn)料小車是工業(yè)運(yùn)料的主要設(shè)備之一。廣泛應(yīng)用于自動(dòng)生產(chǎn)線 冶金、有色盒屬、煤礦、港口、碼頭等行業(yè)，各工序之間的物品常用有軌小車來轉(zhuǎn)運(yùn)。小車通常采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)小車前進(jìn)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)小車后退。本文采用PLC技術(shù)，研究了運(yùn)料小車的控制方法。關(guān)鍵字：PLCII目 錄摘 要I1設(shè)計(jì)任務(wù)12傳動(dòng)方案的分析與擬定22.1傳動(dòng)系統(tǒng)的作用及傳動(dòng)方案的特點(diǎn)22.2方案擬定23減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)計(jì)算33.1電機(jī)的選擇33.2傳動(dòng)比的分配43.3傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算44 V帶的設(shè)計(jì)64.1確定計(jì)算功率64.2選擇V帶的帶型65 齒輪的設(shè)計(jì)85.1選定齒輪類型、精度等級(jí)、

4、材料及齒數(shù)及壓力角的選擇85.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)86軸的設(shè)計(jì)與校核126.1主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核126.2從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)136.3 主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的校核137軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇157.1主動(dòng)軸的軸承使用壽命計(jì)算157.2從動(dòng)軸的軸承使用壽命計(jì)算157.3鍵的選擇及校核157.4聯(lián)軸器的選擇168減速器的潤(rùn)滑與密封178.1潤(rùn)滑的選擇確定178.2密封的選擇與確定179減速器附件的確定189.1軸承端蓋189.2油面指示器189.3放油孔及放油螺塞189.4窺孔和試蓋孔189.5定位銷189.6啟蓋螺釘189.7軸承蓋旁連接螺栓，箱體與箱蓋連接螺栓，軸承蓋螺釘1810減速箱箱體的設(shè)置1910.

5、1減速箱箱體的設(shè)置1911裝配圖和零件圖的繪制21總 結(jié)22參考文獻(xiàn)23電氣實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)說明書1課程設(shè)計(jì)目的培養(yǎng)綜合運(yùn)用PLC及有關(guān)先修課程的基礎(chǔ)知識(shí)，去解決某一實(shí)際問題的基本訓(xùn)練。通過電路設(shè)計(jì)，了解單片機(jī)的工作特征，掌握單片的工作原理，從而加深對(duì)該課程知識(shí)的理解。通過本課程設(shè)計(jì)，主要訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生以下能力：(1) 查閱資料：收集與本設(shè)計(jì)有關(guān)的資料（包括從已發(fā)表的文獻(xiàn)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中收集的）。(2) 方案選擇：樹立即考慮技術(shù)的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性。并注意提高分析和實(shí)際解決問題的能力。(3) 迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計(jì)算的能力。(4) 用簡(jiǎn)潔的文字，清晰的圖表來自己設(shè)計(jì)思想的能力。1.1課

6、程設(shè)計(jì)描述和目標(biāo)：1、控制要求：一架運(yùn)料小車可以在1#5#工位之間自動(dòng)移動(dòng)，只要對(duì)應(yīng)工位上有呼叫信號(hào)，小車便會(huì)自動(dòng)向呼叫工位移動(dòng)，并在到達(dá)呼叫工位后自動(dòng)停止，示意圖入下圖所示： 2、使用設(shè)備：PLC試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)：畫出主電路圖，控制電路圖，并編寫PLC程序2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1.1PLC的選型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(jiǎn)便、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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)

7、、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13個(gè)輸入和3個(gè)輸出故需要CPU有至少14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224PLC。2.1.2S7-200224簡(jiǎn)介CPU224集成14 輸入/10 輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168 路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35 路模擬量I/O 點(diǎn)。16K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz 高速計(jì)數(shù)器，2 路獨(dú)立的20kHz 高速脈沖輸出，具有PID 控制器。

8、1 個(gè)RS485 通訊/編程口，具有PPI 通訊協(xié)議、MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O 端子可很容易地整體拆卸。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。2.2 系統(tǒng)變量定義及分配表序號(hào)符號(hào)地址名稱1SB1I0.0啟動(dòng)按鈕開關(guān)2SB2I0.1停止按鈕開關(guān)3SQ1I0.2一號(hào)站到位開關(guān)4SQ2I0.3二號(hào)站到位開關(guān)5SQ3I0.4三號(hào)站到位開關(guān)6SQ4I0.5四號(hào)站到位開關(guān)7SQ5I0.6五號(hào)站到位開關(guān)8SB3I0.7一號(hào)站呼叫開關(guān)9SB4I1.0二號(hào)站呼叫開關(guān)10SB5I1.1三號(hào)站呼叫開關(guān)11SB6I1.2四號(hào)站呼叫開關(guān)12SB7I1.3五號(hào)站呼叫開關(guān)13KM1Q1.0電機(jī)正傳14KM2Q1.1

9、電機(jī)反轉(zhuǎn)15HLQ0.1Q0.515號(hào)位指示燈2.3 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)接線圖如圖3所示3控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)3.1 控制程序流程圖設(shè)計(jì)圖4 控制程序流程圖3.2五工位送料小車自動(dòng)控制主電路圖圖5中采用2個(gè)DC24V繼電器和1個(gè)12V直流電源來實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，2個(gè)繼電器線圈直接接到可編程控制器的輸出端。當(dāng)繼電器線圈1得電時(shí)繼電器1的觸點(diǎn)由k1轉(zhuǎn)換到k2，而繼電器線圈2的觸點(diǎn)狀態(tài)不變，電流流向如I1所示，驅(qū)使DCI2V電機(jī)按一定方向運(yùn)轉(zhuǎn)：當(dāng)繼電器線圈2得電時(shí)，繼電器線圈I觸點(diǎn)狀態(tài)不變，而繼電器線圈2的觸點(diǎn)由k3轉(zhuǎn)換到k4，電流流向如I2所示驅(qū)使DC12V電機(jī)按相反的方向運(yùn)轉(zhuǎn)圖5 五工位送料小車

10、自動(dòng)控制主電路- 5 - 3.3 PLC控制梯形圖設(shè)計(jì)4系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析4.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題1.先將PLC程序傳入S7-200-CPU 224PLC中，按下啟動(dòng)按鈕，電機(jī)正常運(yùn)行。2.當(dāng)按下SB3SB7中任何一個(gè)按鈕，PLC記錄先按下按鍵站位號(hào)后，同時(shí)鎖住按鍵，使其他按鍵按下無效，然后小車向該站位號(hào)行駛，4.2結(jié)果分析經(jīng)調(diào)試測(cè)試該設(shè)計(jì)滿足以下要求：1）留在5個(gè)工位中任意一個(gè)開關(guān)的位置上。PLC上電后小車停在某工位上則該工作位指示燈亮，其余不亮燈表示該工位可以呼車。2）若某工位呼車時(shí)，各工位的指示燈均滅，表示此后再呼車無效。3）若小車所停工位號(hào)等于呼車號(hào)時(shí)小車原地不動(dòng)；若小車所停工位號(hào)

11、大于呼車 號(hào)時(shí)，小車自動(dòng)向高位行駛；若小車所停工位號(hào)小于呼車號(hào)時(shí)，小車自動(dòng)向低位行駛；。當(dāng)小車達(dá)到呼車位時(shí)自動(dòng)停車。4）停電后再?gòu)?fù)電，小車不會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多PLC方面的知識(shí)，同時(shí)也加強(qiáng)了對(duì)畫圖工具的使用，在老師的精心指導(dǎo)下和同學(xué)合作之下最終成功地完成了此次設(shè)計(jì)，并從中學(xué)到了很多的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。本次課程設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到：（1）設(shè)計(jì)思路是實(shí)施操作的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)思路是電路的生命。（2）活學(xué)活用。這次設(shè)計(jì)讓我真正體會(huì)到了書本知識(shí)永遠(yuǎn)是基礎(chǔ)，而基礎(chǔ)正是你向高層次邁進(jìn)的扎實(shí)階梯，沒有這個(gè)基礎(chǔ)，就無法實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的騰飛。在實(shí)踐當(dāng)中，靈活運(yùn)用書本上所講的知識(shí)，萬變不離其中，只有扎實(shí)掌握了核心的方法，才有可能做到活用巧用。（3）通過這次對(duì)小車自動(dòng)運(yùn)料的PLC控制的設(shè)計(jì)，讓我對(duì)基本的PLC梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理和工作原理。雖然本