裝卸料小車多方式運行控制系統(tǒng)設(shè)計

1、等級:課 程 設(shè) 計課程名稱電氣控制與PLC課程設(shè)計課題名稱裝卸料小車多方式運行控制系統(tǒng)設(shè)計專 業(yè)班 級2016年6月17日電氣信息學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書課題名稱裝卸料小車多方式運行控制系統(tǒng)設(shè)計 姓名專業(yè)班級學(xué)號 指導(dǎo)老師沈細(xì)群課程設(shè)計時間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)計的性質(zhì)與目的：本課程設(shè)計是自動化專業(yè)教學(xué)計劃中不可缺少的一個綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的重要手段。它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用本課程所學(xué)知識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)計思想，掌握工程設(shè)計的一般程

2、序和方法。通過課程設(shè)計使學(xué)生得到工程知識和工程技能的綜合訓(xùn)練，獲得應(yīng)用本課程的知識和技術(shù)去解決工程實際問題的能力。課程設(shè)計的內(nèi)容：1.根據(jù)控制對象的用途、基本結(jié)構(gòu)、運動形式、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.上機調(diào)試程序。5.編寫設(shè)計說明書。課程設(shè)計的要求：1.所選控制方案應(yīng)合理，所設(shè)計的控制系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足控制對象的工藝要求，并且技術(shù)先進，安全可靠，操作方便。2.所繪制的設(shè)計圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的GB472884電氣圖用圖形符號、GB698887電氣制圖和

3、GB715987電氣技術(shù)中的文字符號制定通則的有關(guān)規(guī)定。3.所編寫的設(shè)計說明書應(yīng)語句通順，用詞準(zhǔn)確，層次清楚，條理分明，重點突出，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)場中，尤其是在一些自動化生產(chǎn)線上，經(jīng)常會遇到一臺送料車在生產(chǎn)線上根據(jù)要求，多地點隨機卸料；或是裝料車多地點搜集成品。在圖中的卸料小車，可根據(jù)要求在五個位置卸料，因此，它有三個狀態(tài)：左行（電動機正轉(zhuǎn)）、右行（電動機反轉(zhuǎn)）、及停車。SQ1SQ5為五個停車位置的行程開關(guān)，小車壓上時為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與小車所壓下的行程開關(guān)號相等時

4、，按下起動按鈕SB，小車仍停車。2.如果所按選擇小車停車位置的按鈕號大于小車所壓下的行程開關(guān)號時，按下起動按鈕SB，小車右行，直到兩者相等時停車。3.如果所按選擇小車停車位置的按鈕號小于小車所壓下的行程開關(guān)號時，按下起動按鈕SB，小車左行，直到兩者相等時停車。2. 進度安排 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)計任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)與要求，收集設(shè)計資料，準(zhǔn)備設(shè)計工具。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：上機調(diào)

5、試程序。5.第一周星期二星期五：編寫設(shè)計說明書,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)計指導(dǎo).北京：機械工業(yè)出版社4謝桂林.電力拖動與控制. 北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社5工廠常用電氣設(shè)備手冊編寫組.工廠常用電氣設(shè)備手冊. 北京：水利電力出版社目錄第1章裝卸料小車的特點和發(fā)展 1.1裝卸料方式的發(fā)展···············&

6、#183;1 1.2控制系統(tǒng)的發(fā)展·················1 1.3裝卸料小車的特點················2第2章控制要求和系統(tǒng)設(shè)計 2.1裝卸料小車的控制要求·······

7、83;······3 2.2系統(tǒng)設(shè)計····················3 2.3I/O地址分配···················4 2.4P

8、LC外部接線圖··················4第3章控制系統(tǒng)具體設(shè)計 3.1控制系統(tǒng)具體設(shè)計················5 3.2小車運行的系統(tǒng)流程圖········&#

9、183;·····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·····&#

10、183;·······14結(jié)束語····················16第1章裝卸料小車的特點和發(fā)展1.1裝卸料方式的發(fā)展 隨著科學(xué)技術(shù)的進步，裝卸料小車作為一種物料搬運機械，它的應(yīng)用再生產(chǎn)中有著重要的意義。這主要因為物料搬運的量十分巨大，有些鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，沒生產(chǎn)一噸鋼材，需要搬運的原材料燃料，半成品，成品和廢料等的總量達到

11、50噸以上，另外物料搬運所需費用高，工業(yè)國家用于物料搬運的費用高，占用勞動力多，再機械化程度不夠高的企業(yè)里，搬運工人多，因此，在生產(chǎn)中應(yīng)對物流料搬運系統(tǒng)給與足夠重視，并盡量采用先進適合的物料搬運機械，以減輕勞動強度，減少產(chǎn)品損傷，保護工人健康， 提高了勞動生產(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，工廠中得到實際應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟和社會價值，其智能化和自動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，提高我們的勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。1.

12、2控制系統(tǒng)的發(fā)展 1971 年日本從美國引進這項技術(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、上海組織研究機構(gòu)進行研制。PLC 技術(shù)發(fā)展很快美、日、德、法等國廠家已達 200 多家產(chǎn)品幾百種。尤其日本美國引進該項技術(shù)后加以改進使之功能更加強大、種類齊全多樣化。小型并以較便宜化迅速占領(lǐng)中國市場及世界市場的相當(dāng)份額.(如市場上東芝、光洋、三菱、歐姆龍、富士、松下等)而我國進步較早。但由于種種原因在此技術(shù)領(lǐng)域進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 個體)PLC 產(chǎn)品已使用了1

13、6 位、32 位的高性能微處理器而且實現(xiàn)了多處理器的多道處理，不僅可進行邏輯控制、順序控制、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、通信等強大功能還可對模擬量進行控制使指令系統(tǒng)更豐富，程序結(jié)構(gòu)更靈活。集中了工業(yè)專用機和通用計算機的優(yōu)點，它即可以單獨構(gòu)成控制系統(tǒng)，也可作為 DCS(分布式計算機控制系統(tǒng))主要現(xiàn)場控制系統(tǒng)，因此美國電氣制造協(xié)會于1980年將它正式命名為可編程控制器，1985 年國際電工委員會 IEC 對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。它采用可編程的存貯器用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行進邏輯運算、順序控制、實時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式模

14、塊式的輸入和輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。簡稱 PC.為了區(qū)別個人計算機人們?nèi)粤?xí)慣稱可編程控制器為 PLC。1.3裝卸料小車的特點 大批量生產(chǎn)過程中，用機械化和自動化逐步代替繁重而復(fù)雜的手工裝卸料勞動，是機械工業(yè)現(xiàn)代化的一個重要內(nèi)容，使用裝卸料小車進行運料可以減輕勞動強度，減少勞動力，減少產(chǎn)品損傷很大程度上保護了工人的健康，提高了勞動生產(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)濟價值。運用可編程控制器實現(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，可靠性和穩(wěn)定性都有所提高。在檢測小車是否到達呼叫?？奎c的時候，運用了行程開關(guān)，這樣的檢測系統(tǒng)讓小車的?？课恢?/p>

15、更加準(zhǔn)確。與此同時，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)計過程中，只是基本實現(xiàn)了設(shè)計的要求，沒有功能擴展，讓系統(tǒng)顯得比較簡單。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，運料小車不斷擴大到各個領(lǐng)域，從手動到自動，逐漸形成了機械化、自動化。第2章控制要求和系統(tǒng)設(shè)計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與小車所壓下的行程開關(guān)號相等時，按下起動按鈕SB，小車仍停車。2.如果所按選擇小車停車位置的按鈕號大于小車所壓下的行程開關(guān)號時，按下起動按鈕SB，小車右行，直到兩者相等時停車。3.如果所按

16、選擇小車停車位置的按鈕號小于小車所壓下的行程開關(guān)號時，按下起動按鈕SB，小車左行，直到兩者相等時停車。2.2系統(tǒng)設(shè)計在PLC日益成為工廠自動化基本技術(shù)平臺的時代，如何選用一部適合的PLC即滿足技術(shù)要求，又能實現(xiàn)經(jīng)濟效益，是一項重要課題。PLC本身強調(diào)的特色為：體積小、功能強、操作簡便、程序設(shè)計簡易、模塊擴充性好、通信方便等，針對上述要求選擇PLC控制系統(tǒng)。西門子公司的S7-200系列PLC以其功能強、功能強大、性價比高等特點受到廣泛青睞。因為該設(shè)計需要18個輸入和11個輸出故需要CPU有至少18個數(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、22

17、6等。PLC的選型不但要滿足技術(shù)要求，還要考慮到經(jīng)濟性，因此這里選用S7-200系列的226PLC。2.3I/O地址分配符號地址符號地址起始按鈕I0.6停止按鈕I0.7呼叫按鈕SB1I0.1行程開關(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3.1控制系統(tǒng)具體設(shè)計 五個位置按鈕來呼叫小車，五個行程開關(guān)來確定小車位置。首先按下啟動按鈕，系統(tǒng)開始啟動，首次按下任意位置按鈕，小車將

18、行駛到指定位置撞動行程開關(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，若在原位置左側(cè)則接通Q0.1，Q0.1=1則小車進行左行反轉(zhuǎn)。若第二次按下任意位置按鈕在原位置右側(cè)則接通Q0.0，Q0.0=1則小車進行右行正轉(zhuǎn)。第二次按下位置按鈕后，小車進行右行正轉(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小車運行的系統(tǒng)流程圖啟動系統(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

19、 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 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

20、.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 M1.4AN 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行模式。按下啟動按鈕，依次呼叫各個工作臺進行調(diào)試，如下圖所示。圖4-1 呼叫一號位小車左行圖圖4-2 呼叫三號位小車右行圖圖4-3 呼叫二號位小車左行圖結(jié)束語 為期兩周的PLC課程設(shè)計圓滿結(jié)束了，這次的PLC課程設(shè)計提高了我們綜合運用所學(xué)知識來發(fā)現(xiàn)、分析和解決實際問題的能力。課程設(shè)計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