自動(dòng)運(yùn)料小車(chē)電氣控制設(shè)計(jì)

1、1 引言課程設(shè)計(jì)目的在于使學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中能夠理論聯(lián)系實(shí)際，在實(shí)際中充分利用所學(xué)理論知識(shí)分析和研究實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的各類(lèi)技術(shù)問(wèn)題，鞏固和擴(kuò)大所學(xué)知識(shí)面，為以后走向工作崗位打下一定的基礎(chǔ)。在實(shí)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，是學(xué)生掌握控制程序、電力電子系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等方面的實(shí)際知識(shí)，并能對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行仿真和調(diào)試，了解現(xiàn)場(chǎng)主要設(shè)備的用途和電氣線路的作用、原理和電氣性能。隨著工業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)化已經(jīng)成為了現(xiàn)代工業(yè)的代名詞。自動(dòng)運(yùn)料小車(chē)的電氣控制設(shè)計(jì)就是為了適應(yīng)日益發(fā)展的工業(yè)生產(chǎn)需求。自動(dòng)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)大大加快了生產(chǎn)的速度，加快了工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。各種緊密儀器的出現(xiàn)也得益于自動(dòng)控制系統(tǒng)的作用。早

2、期運(yùn)料小車(chē)電氣控制系統(tǒng)多為“繼電器接觸器”組成的復(fù)雜系統(tǒng)，但這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、體積大、成本高、可靠性差、功耗高、噪聲大、缺乏通用性和靈活性等缺陷。在實(shí)際生產(chǎn)中。由于存在大量用開(kāi)關(guān)量控制的簡(jiǎn)單的程序控制過(guò)程，而實(shí)際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的，因而傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)不能滿(mǎn)足這種要求。隨著可編程控制器的出現(xiàn)，提高了電氣空盒子的靈活性和通用性，其控制功能和控制精度都得到了很大的提高。PLC完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境。PLC具備了計(jì)算機(jī)控制和繼電器控制系統(tǒng)量方面的優(yōu)點(diǎn)，目前在 世界各國(guó)已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普遍應(yīng)用于工業(yè)控制?？删幊炭刂破鞯膹V泛應(yīng)用對(duì)于工業(yè)的發(fā)展具有轉(zhuǎn)折性的影響?；赑

3、LC的運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，體積小，功耗低，大大的提高了效率，降低成本。2常規(guī)電氣控制2.1工藝流程圖2-1 小車(chē)運(yùn)料示意圖某反應(yīng)爐由一臺(tái)小功率三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的自動(dòng)運(yùn)料小車(chē)，其動(dòng)作順序與控制要求如下：(1)小車(chē)由原位起動(dòng)前進(jìn)到1位(A料場(chǎng))自動(dòng)停留T1 (2min),裝A料。(2) 1位裝A料完畢，自動(dòng)返回原位，并停留 T2 (150s)進(jìn)行卸料。(3)卸料完畢，自動(dòng)前進(jìn)經(jīng)1位不停留直到2位(B料場(chǎng))自動(dòng)停留T3( 100s), 裝B料。(4) 2位裝B料完畢，自動(dòng)返回原位，并停留 T2 (120s)進(jìn)行卸料。(5)小車(chē)在中間任何位置都可以停車(chē)，并能再次起動(dòng) (前進(jìn)或后退)且再次

4、起動(dòng)后運(yùn)料計(jì)劃不變。2.2 拖動(dòng)要求(1)運(yùn)料小車(chē)由三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，采用轉(zhuǎn)子回路用電阻(二級(jí) 電阻)起動(dòng)(間隔5s切除R)。(2)進(jìn)料及卸料電磁閥為220V直通式電磁閥。(3)在原位、2位兩處設(shè)置超程保護(hù)。(4)由主令開(kāi)關(guān)SA選擇“單周”、“循環(huán)”工作方式。2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)1 .繪制主電路，選擇合適的元器件(名稱(chēng)、數(shù)量)2 .繪制常規(guī)電氣控制回路。3 .根據(jù)控制要求選擇PLG并安排PLC的I/O端口4 .繪制狀態(tài)流程圖。5 .繪制梯形圖并編寫(xiě)語(yǔ)句表。6 .上機(jī)調(diào)試程序。7 .繪制PLC破線圖。8 .編寫(xiě)設(shè)計(jì)、使用說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)小結(jié)，列出參考資料目錄2.4 主電路KN4KM3圖2-2 主

5、電路圖2.5 控制回路Wl戲3循環(huán)控制 正轉(zhuǎn)哥接電阻困23B逵回器困FSQ4KT3左KAR220V 120 RD15012010。KM1KM2KT1 KM3 KT2 W4 KAI yvl KT3 KA2 KT4 y v2 KT6yv-3 KT7 KA3EL SPE表2-1 元器件兀器件數(shù)量（個(gè)）空氣開(kāi)關(guān)QF1熱繼電器FR1按鈕SB4主令開(kāi)關(guān)SA1行程開(kāi)關(guān)SQ5接觸器KM4時(shí)間繼電器KT6中間繼電器KA3燈EL1揚(yáng)SPE13 PLC控制3. 1 PLC的I/O分配表3-1 I/O 分配表輸入說(shuō)明輸出說(shuō)明I0.0熱繼電器FRQ0.0電機(jī)正轉(zhuǎn)KM1I0.1停止按鈕SB1Q0.1電機(jī)反轉(zhuǎn)KM2I0.2

6、暫停按鈕SB2Q0.2電機(jī)轉(zhuǎn)子串一級(jí)電阻運(yùn)行 KM3I0.3主令開(kāi)關(guān)SAQ0.3電機(jī)轉(zhuǎn)子不串電阻運(yùn)行 KM4I0.4正向啟動(dòng)SB3Q0.4原位卸料信號(hào)yv-1I0.5反向啟動(dòng)SB4Q0.5A料場(chǎng)裝料信號(hào)yv-2I0.6原位行程開(kāi)關(guān)SQ1Q0.6B料場(chǎng)裝料彳百號(hào)yv-3I0.71位行程開(kāi)關(guān)SQ2Q0.7超程報(bào)警信號(hào)LED揚(yáng)聲器I1.02位行程開(kāi)關(guān)SQ3I1.1原位超程保護(hù)開(kāi)關(guān) SQ4I1.22位超程保護(hù)開(kāi)關(guān) SQ53. 2 PLC接線圖及控制面板圖3-1 PLC接線圖1MS7-200 PLCCPL 224IL樨隹電器 停止按鈕 暫停蜘 單周7®環(huán)切換 正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕QJ.OJl10. 1

7、Q3.1況2Q0,2獨(dú)10.3QD.3/ SB310. 42L石SD4反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕 原位行程開(kāi)關(guān)1位彳詞呈假2位行程開(kāi)關(guān) 原位起程保護(hù)開(kāi)關(guān) 2位超程保護(hù)開(kāi)關(guān)10. 50.4第1SQ210. 6QI 5IQ, 7Q0.6SQ32MU0.711.01 J3Q4n.i溺11,2HNL+M-KM1人膛KH2 mi-|yv-l-yv-2運(yùn)料小車(chē)前進(jìn) 運(yùn)料小車(chē)后退 電機(jī)切換為轉(zhuǎn)子 串一級(jí)電阻運(yùn)行 電機(jī)切換為轉(zhuǎn)子 不串電阻運(yùn)行卸料信號(hào)蝌場(chǎng)裝料信號(hào)3到場(chǎng)裝料信號(hào)超程出警信號(hào) 揚(yáng)聲器4f必V圖3-2控制面板圖3.3 PLC梯形圖itsona 0.0圖3-3 梯形圖3.4程序調(diào)試及仿真3. 4. 1仿真圖

8、1; 1 £ 3 4 5 6 7。12345圖3-4 運(yùn)料小車(chē)前行仿真圖圖3-5運(yùn)料小車(chē)反向行駛仿真圖Q0.0燈亮表示電機(jī)正轉(zhuǎn)；Q0.3燈亮表示電機(jī)轉(zhuǎn)子所用二級(jí)電阻被短接，小 車(chē)前向行使。D12345E70 1 2 3 4 &圖中Q0.1燈亮表示電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車(chē)反向行駛SIEMENSMUt ft it 肥北 II t Jt 1k Ik it 北 101234567。12 予 45圖3-6運(yùn)料小車(chē)在1位裝A料仿真圖圖中I0.7燈亮表示運(yùn)料小車(chē)前行到達(dá)1位，Q0.5燈亮表示小車(chē)正在A料場(chǎng)裝料SIEMENS01 1 2 3： 4 5 B 70 1 2 3 4 5圖3-7運(yùn)料小車(chē)在原位

9、卸料仿真圖圖中I0.6燈亮表示運(yùn)料小車(chē)從1位返回到達(dá)原位，Q0.4燈亮表示小車(chē)正在 卸料。SIEMENSIIIIIIIIIIIIIIIIIImnnfil frnw0 123 4 56 了 0 12345圖3-8 小車(chē)經(jīng)1位不停車(chē)仿真圖圖中Q0.1、Q0.3、Q0.7均亮表示運(yùn)料小車(chē)經(jīng)過(guò)1位時(shí)不停車(chē)?yán)^續(xù)行駛SFEMENSSIMATIC S7-2DCI0 1 2 3 4 5 6 70 12m 45圖3-9運(yùn)料小車(chē)B料場(chǎng)裝料仿真圖圖中I1.0燈亮表示運(yùn)料小車(chē)從原位到達(dá) 2位，Q0.6燈亮表示小車(chē)正在2位 裝B料。I it it it n it n it 1STMENS0 1 2 3 4 5 B 70

10、 1 2 3 5圖3-10運(yùn)料小車(chē)超程報(bào)警仿真圖圖中I1.1燈亮表示小車(chē)在原位超程，Q0.7燈亮表示系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)圖中I1.201234567U12 345圖3-11運(yùn)料小車(chē)超程報(bào)警仿真圖燈亮表示小車(chē)在2位超程，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)3. 4. 2狀態(tài)監(jiān)控圖in.t=L按啟動(dòng)按鈕后，Q0.0接通，電機(jī)正轉(zhuǎn)，每間隔5秒短接一級(jí)電阻，10秒后Q0.3接通，電阻被短接。小車(chē)前向行駛圖3-13 小車(chē)在1位裝A料狀態(tài)監(jiān)控圖小車(chē)到達(dá)1位，小車(chē)停止，正在裝A料。圖3-14小車(chē)返向行駛狀態(tài)監(jiān)控圖TK一I|口7川*441-0N-悔000-小卜O1川1通I"&D5-中n1HIHIHIn-IHICH)

11、I2.2=LIHb=.! I10.0= JHJQCI=J|OO.1=UN nT4i-crr-IMH CQTriFF QQMNIO innDOMNt iiin()O&l- lb-n MiffQljls i-in* IFF111 MH rI4&Z1FF打4 正轉(zhuǎn)M0MF:TTWfTr 卜；| f 1 -Ul 圖3-12小車(chē)前行監(jiān)控圖-T19小車(chē)裝完A料后返回原位圖3-15小車(chē)在原位卸A料狀態(tài)監(jiān)控圖小車(chē)回到原位后停車(chē)，此時(shí)正在卸 A料。制0?1位不停狀態(tài)監(jiān)控圖UI tr-，卜小車(chē)卸料完畢后去往2位，經(jīng)過(guò)1位時(shí)不停車(chē)。圖3-17 小車(chē)裝B料狀態(tài)監(jiān)控圖小車(chē)到達(dá)2位停車(chē)，此時(shí)正在裝B料。圖

12、3-18 小車(chē)返回經(jīng)過(guò)1位狀態(tài)監(jiān)控圖小車(chē)從2位返回原位時(shí)進(jìn)過(guò)1位不停車(chē)。ILI2-4 I匆返回經(jīng)1位不停TM-單ih'_Tewiyr pt 口加附圖3-19 卸B料小車(chē)回到原位，此時(shí)正在卸 B料4 操作說(shuō)明1、旋轉(zhuǎn)主令開(kāi)關(guān)SA,選擇小車(chē)運(yùn)行方式為單周或者是循環(huán)。2、按啟動(dòng)按鈕SB3小車(chē)正向啟動(dòng)，并按程序預(yù)設(shè)運(yùn)料計(jì)劃運(yùn)行。3、按暫停按鈕SB22小車(chē)可在運(yùn)行途中隨時(shí)停車(chē)。根據(jù)小車(chē)運(yùn)行方向選擇啟 動(dòng)按鈕SB3或SB4,小車(chē)可在途中重新啟動(dòng)，并按原運(yùn)料計(jì)劃繼續(xù)運(yùn)行。4、按停止按鈕SB1,小車(chē)可在任何位置急停。5 設(shè)計(jì)心得此次課程設(shè)計(jì)做的是自動(dòng)運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)， 料比為1車(chē)A料/1車(chē)B料。雖然老師曾在課堂上講解過(guò)這種相同運(yùn)料行程的例題，但到了自已動(dòng)手才發(fā)現(xiàn)有諸多問(wèn)題。剛開(kāi)始總是有點(diǎn)力不從心，不知道如何下手。后經(jīng)過(guò)老師耐心的講解，自己查書(shū)，上網(wǎng)查詢(xún)，最后把控制回路圖和程序的草搞做了出來(lái)，但也擔(dān)心忽略了一些重點(diǎn)，而達(dá)不到控制要求。經(jīng)過(guò)仿真軟件的仿真，也發(fā)現(xiàn)程序有些問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多次的修改、仿真，修改再仿真。程序總算趨于完美。此次課程設(shè)計(jì)我們學(xué)到的不僅僅是 PLC的知識(shí)，更多的是學(xué)會(huì)了怎么去團(tuán)結(jié)怎么去一起面對(duì)困難，一起解決，而不是逃避！總結(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，指