小車多方式運(yùn)行

1、湖北文理學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定表課程名稱機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)課程編號(hào)07ZX091122專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)0912姓 名項(xiàng) 目評(píng) 分 標(biāo) 準(zhǔn)評(píng)分等級(jí)得分折合分平時(shí)成績（占20）1、態(tài)度端正，設(shè)計(jì)認(rèn)真，能積極動(dòng)腦思考，學(xué)習(xí)紀(jì)律好。優(yōu)秀2、態(tài)度較好，較認(rèn)真，能積極動(dòng)腦思考，學(xué)習(xí)紀(jì)律較好。良好3、態(tài)度一般，較認(rèn)真，能動(dòng)腦思考，學(xué)習(xí)紀(jì)律尚可。中等4、態(tài)度較差，不夠認(rèn)真，不善于動(dòng)腦思考，紀(jì)律較差。及格5、態(tài)度差，不認(rèn)真，不動(dòng)腦思考，紀(jì)律差。不及格圖紙質(zhì)量成績（占40）1、繪圖規(guī)范，標(biāo)注準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理，圖紙質(zhì)量高。優(yōu)秀2、繪圖較規(guī)范、準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)基本合理，圖紙質(zhì)量較好。良好3

2、、繪圖基本規(guī)范、準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)基本合理，圖紙質(zhì)量一般。中等4、繪圖不夠規(guī)范、準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)不太合理，圖紙質(zhì)量較差。及格5、繪圖不規(guī)范、準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)不合理，圖紙質(zhì)量差。不及格設(shè)計(jì)報(bào)告成績（占40）1、撰寫規(guī)范，設(shè)計(jì)思路清晰，知識(shí)運(yùn)用熟練，設(shè)計(jì)詳盡細(xì)致，按要求完成設(shè)計(jì)。優(yōu)秀2、撰寫較規(guī)范，設(shè)計(jì)思路基本清晰，知識(shí)運(yùn)用較熟練，設(shè)計(jì)基本詳盡細(xì)致，能按要求完成設(shè)計(jì)。良好3、撰寫基本規(guī)范，設(shè)計(jì)思路基本清晰，知識(shí)運(yùn)用尚可，設(shè)計(jì)基本詳盡細(xì)致，能按要求完成設(shè)計(jì)。中等4、撰寫不夠規(guī)范，設(shè)計(jì)思路不太清晰，知識(shí)運(yùn)用一般，設(shè)計(jì)不夠詳盡細(xì)致，基本完成設(shè)計(jì)。及格5、撰寫不規(guī)范，設(shè)計(jì)思路不夠清晰，知識(shí)運(yùn)用不熟練，設(shè)計(jì)不夠詳盡細(xì)致，沒有按

3、要求完成設(shè)計(jì)。不及格總評(píng)成績指導(dǎo)教師： 2012年 月 日注：1、該成績?cè)u(píng)定表每位學(xué)生一份，并裝訂在設(shè)計(jì)說明書的最后；2、指導(dǎo)教師按課程設(shè)計(jì)大綱的要求評(píng)定成績，并給出總評(píng)成績；3、折合分：優(yōu)秀90分,良好80-89分,中等70-79分,及格60-69分,不及格<60分。湖 北 文 理 學(xué) 院機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目小車多方式運(yùn)行的PLC控制專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)機(jī) 制 0912姓 名祝 雷學(xué) 號(hào) 2009116251指導(dǎo)教師職 稱吳何畏 副教授 2012年 9 月 30 日摘 要： 在中國，運(yùn)料小車半自動(dòng)化控制前景美好，在許多公司的裝配車間得到廣泛的運(yùn)用。隨著科技的發(fā)展

4、，技術(shù)的不斷更新，使得工業(yè)生產(chǎn)趨向于半自動(dòng)化、自動(dòng)化、無人工廠的方向發(fā)展，其中PLC技術(shù)的運(yùn)用成為自動(dòng)化技術(shù)的主流之一。本次課程設(shè)計(jì)中，運(yùn)料小車的plc控制系統(tǒng)，它的控制過程屬于雙向控制，運(yùn)料小車由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，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(gè)?？奎c(diǎn)安裝一個(gè)行程開關(guān)以監(jiān)視小車是否到達(dá)該站點(diǎn)。該課程的運(yùn)料小車控制系統(tǒng)利用三菱公司生產(chǎn)的FX系列20點(diǎn)的可編程序控制器運(yùn)行主要的控制裝置，編寫軟件指令來實(shí)現(xiàn)其具體的控制要求，在設(shè)計(jì)程序部分利用了PLC的輔助繼電器來實(shí)現(xiàn)控制具有互鎖的功能，在工作臺(tái)上的工人通過請(qǐng)示按鈕達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制小車的運(yùn)行方向該控制系統(tǒng)用于柔性制造系統(tǒng)中物料

5、小車的自動(dòng)控制、自動(dòng)化倉庫中物件存取小車的自動(dòng)控制等，該控制系統(tǒng)價(jià)格低廉，體積小，能夠安全可靠的進(jìn)行生產(chǎn)，而且效率高，靈活性強(qiáng)，能夠很好的適應(yīng)變化和糾正錯(cuò)誤，運(yùn)行速度快，易管理。關(guān)鍵詞：自動(dòng)化、可編程序控制器、輔助繼電器、PLC技術(shù)目 錄第一章 引言11.1小車多方式運(yùn)行的PLC控制簡(jiǎn)介11.2 小車多方式運(yùn)行的PLC控制改造的目的及意義1第二章 PLC及小車多方式運(yùn)行的PLC控制22.1 PLC的基本概念22.2 PLC的發(fā)展歷程22.3 PLC的特點(diǎn)32.4在小車多方式運(yùn)行應(yīng)用PLC的優(yōu)越性4第三章 硬件的設(shè)計(jì)43.1 I/O分析43.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析43.3 PLC的選擇53.4 FX

6、2N系列編程器介紹53.5 確定各元件的編號(hào)，分配I/O地址63.6 外部接線圖73.7 控制程序流程圖83.8控制程序設(shè)計(jì)9第四章 系統(tǒng)調(diào)試104.1 硬件調(diào)試104.2 軟件調(diào)試10第五章 總結(jié)11參考文獻(xiàn)：12第一章 引言1.1小車多方式運(yùn)行的PLC控制簡(jiǎn)介 小車系統(tǒng)由直流電機(jī)、繼電器、小車和 4 個(gè)站臺(tái)等組成，每個(gè)站臺(tái)有檢測(cè)傳感器、指示燈和按鈕。采用S7-200PLC進(jìn)行控制，控制要求如下：1. 小車起始位置停在 x（x=14）號(hào)站臺(tái)，SYx 傳感器為 ON; 2. 假如 y(y=14)號(hào)站臺(tái)呼叫，如果： xy，小車左行到呼叫站臺(tái)停車； xy，小車右行到呼叫站臺(tái)停車； x=y，小車停止

7、； 3. 小車在 SY1 和 SY4 處要有可靠的保護(hù)功能，自動(dòng)往返或準(zhǔn)確停車，不能向外撞； 4. 小車路過每個(gè)站臺(tái)要有指示燈顯示；但 LB1 和 LB4 燈要閃 3 次； 1.2 小車多方式運(yùn)行的PLC控制改造的目的及意義 通過小車多方式運(yùn)行的PLC改造的目的是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化,便于生產(chǎn)和管理.它的意義在意通過PLC控制能提高工作效率。較少勞動(dòng)力的輸入，節(jié)約工廠成本，工作精準(zhǔn)度大大提升。在當(dāng)今社會(huì)上工作效率才是企業(yè)生存之道，而自動(dòng)化為企業(yè)帶來了新的革命。第二章 PLC及小車多方式運(yùn)行的PLC控制2.1 PLC的基本概念可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controlle

8、r，簡(jiǎn)稱PLC），一種具有微處理機(jī)的數(shù)字電子設(shè)備，用于自動(dòng)化控制的數(shù)字邏輯控制器，可以將控制指令隨時(shí)加載內(nèi)存內(nèi)儲(chǔ)存與執(zhí)行。可編程控制器由內(nèi)部CPU，指令及資料內(nèi)存、輸入輸出單元、電源模組、數(shù)字模擬等單元所模組化組合成。2.2 PLC的發(fā)展歷程可編程控制器的興起與美國現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)發(fā)展的要求密不可分的。PLC 源起于1960 年代，當(dāng)時(shí)美國通用汽車公司，為解決工廠生產(chǎn)線調(diào)整時(shí)，繼電器順序控制系統(tǒng)之電路修改耗時(shí)，平時(shí)檢修與維護(hù)不易等問題。在可編程邏輯控制器出現(xiàn)之前，汽車制造業(yè)中的一般控制、順序控制以及安全互鎖邏輯控制必須完全依靠眾多的繼電器、定時(shí)器以及專門的閉回路控制器來實(shí)現(xiàn)。它們體積龐大、有

9、著嚴(yán)重的噪音，不但每年的維護(hù)工作要耗費(fèi)大量的人力物力，而且繼電器-接觸器系統(tǒng)的排線檢修等工作對(duì)維護(hù)人員的熟練度也有著很高的要求。針對(duì)這些問題，美國通用汽車公司在1968年向社會(huì)公開招標(biāo)，要求設(shè)計(jì)一種新的系統(tǒng)來替換繼電器系統(tǒng)，并提出了著名的“通用十條”招標(biāo)指標(biāo)。隨后，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)這一設(shè)想，于1969年研制成功了第一臺(tái)PDP-14控制器，并在汽車自動(dòng)裝配線上使用并獲得成功。由于當(dāng)時(shí)系統(tǒng)主要用于順序控制、職能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，所以被命名為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。最早期的PLC只具有簡(jiǎn)易之邏輯開/關(guān)（on/off）功能，但比

10、起傳統(tǒng)繼電器之控制方式，已具有容易修改、安裝、診斷與不占空間等優(yōu)點(diǎn)。1970 年代初期，PLC引進(jìn)微處理機(jī)技術(shù)，使得PLC具有算術(shù)運(yùn)算功能與多比特之?dāng)?shù)字信號(hào)輸出/輸入功能，并且能直接以階梯圖符號(hào)進(jìn)行程序之編寫。這項(xiàng)新技術(shù)的使用，在工業(yè)界產(chǎn)生了巨大的反響。日本在1971年從美國引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)，并很快研制成功了自己的DCS-8可編程邏輯控制器，德、法在1973年至1974年間也相繼有了自己的該項(xiàng)技術(shù)。中國則于1977年研制成功自己的第一臺(tái)可編程邏輯控制器，但是使用的微處理器核心為MC14500。1970 年代中期，PLC功能加入遠(yuǎn)距通訊、模擬輸出輸入、NC 伺服控制等技術(shù)。1980 年代以后更引進(jìn)

11、PLC 高速通訊網(wǎng)絡(luò)功能，同時(shí)加入一些特殊輸出/輸入界面、人機(jī)界面、高功能函數(shù)指令、資料收集與分析能力等功能。2.3 PLC的特點(diǎn) 美國通用汽車公司在1968年提出了著名的“通用十條”招標(biāo)指標(biāo)，也是目前PLC的特點(diǎn)：1. 編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；2. 維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；3. 可靠性高于繼電器控制裝置；4. 體積小于繼電器控制裝置；5. 數(shù)據(jù)可直接送入計(jì)算機(jī)；6. 成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；7. 輸入可以是交流115V；8. 輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等；9. 在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更；10. 用戶程序存儲(chǔ)器容量能擴(kuò)展。2.4在小車多方式運(yùn)行應(yīng)用PLC

12、的優(yōu)越性 （1） 提高了操作速度，且能準(zhǔn)確安全的控制小車。 （2） 利用PLC控制的小車多方式運(yùn)行誤差率很低。（3） 小車多方式運(yùn)行基本實(shí)現(xiàn)了無人化。（4） 較少勞動(dòng)力的輸入，較少企業(yè)成本。第三章 硬件的設(shè)計(jì)3.1 I/O分析經(jīng)過對(duì)控制過程和要求的詳細(xì)分析，明確了具體的控制過程。1. 小車起始位置停在 x（x=14）號(hào)站臺(tái)，SYx 傳感器為 ON;2. 假如 y(y=14)號(hào)站臺(tái)呼叫，如果： xy，小車左行到呼叫站臺(tái)停車； xy，小車右行到呼叫站臺(tái)停車； x=y，小車停止； 3. 小車在 SY1 和 SY4 處要有可靠的保護(hù)功能，自動(dòng)往返或準(zhǔn)確停車，不能向外撞。4. 小車路過每個(gè)站臺(tái)要有指示燈

13、顯示；但 LB1 和 LB4 燈要閃 3 次； 如上所述，由此可以得出所需PLC的輸入點(diǎn)9個(gè)，輸出點(diǎn)6個(gè)。3.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析 1、 設(shè)計(jì)思路首先考慮直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，然后把小車在運(yùn)動(dòng)線路上的九個(gè)行程開關(guān)分別送入當(dāng)前位置存儲(chǔ)器。接下來考慮如何設(shè)計(jì)用四個(gè)選擇開關(guān)來實(shí)現(xiàn)呼號(hào)位。下面是運(yùn)用比較器比較不同情況下的呼號(hào)位，對(duì)應(yīng)輸出不同的信號(hào)，來驅(qū)動(dòng)小車的左行、右行和停止。最后在此基礎(chǔ)上加上報(bào)警信號(hào)。2、 設(shè)計(jì)步驟（1）將九個(gè)行程開關(guān)的接通分別送入當(dāng)前位置存儲(chǔ)器（2）用LED段碼顯示當(dāng)前小車所處的位置（3）設(shè)計(jì)用四個(gè)擇開關(guān)來預(yù)先設(shè)定呼號(hào)位（4）將呼號(hào)位與小車當(dāng)前位置進(jìn)行比較輸出不同的信號(hào)（5）通過比

14、較輸出來控制小車的左行、右行和停止（6）設(shè)計(jì)報(bào)警信號(hào)（7）不斷完善程序3.3 PLC的選擇 小車多方式運(yùn)行PLC控制系統(tǒng)是比較簡(jiǎn)單的順序控制，則需選擇具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等基本功能的小型PLC，再根據(jù)其輸入輸出點(diǎn)數(shù)，可選擇日本三菱FM2N系列的FM2N32MR型的PLC。3.4 FX2N系列編程器介紹 FX2N系列是FX家族中最先進(jìn)的PLC系列，其基本單位有16/32/48/64/80/128點(diǎn)，六個(gè)基本FX2N單元中的每一個(gè)單元都可以通過I/O擴(kuò)展單元擴(kuò)充為256I/O點(diǎn)，其基本單元如下表所示3.5 確定各元件的編號(hào)，分配I/O地址 本設(shè)計(jì)使用9個(gè)輸入繼電器，6個(gè)輸出繼電器，6個(gè)輔助

15、繼電器（各輔助繼電器的功能在程序程序?qū)?yīng)部分會(huì)有說明）。輸入輸出繼電器的選擇與對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：3.6 外部接線圖3.7 控制程序流程圖開始 否 按鈕啟動(dòng) 是 否 否X>YX<Y 是 是小車左行小車右行 否 否 X=YX=Y 是 是小車停止小車停止 是 按動(dòng)呼叫按鈕 否 結(jié) 束3.8控制程序設(shè)計(jì)1、小車對(duì)站臺(tái)呼叫的反應(yīng)電路 取兩個(gè)寄存器，分別存放呼叫的站臺(tái)以及小車停靠的站臺(tái)（本文的設(shè)計(jì)中這兩個(gè)寄存器分別為D0和D1），顯然，我們可以通過cmp指令進(jìn)行x，y的大小判斷，當(dāng)x>y時(shí)，執(zhí)行左行命令(即本文設(shè)計(jì)程序中的SET Y1指令)；當(dāng)x<y時(shí)，執(zhí)行右行命令(即本文設(shè)計(jì)程序中

16、的SET Y2指令)；當(dāng)x=y時(shí)，執(zhí)行左行命令(即本文設(shè)計(jì)程序中的RST Y1和RST Y2指令)。 在這樣的思路下，我們不可避免的將遇到三個(gè)問題：如何在D0中存放所呼叫的站臺(tái)？如何準(zhǔn)確獲取并在D1中存放小車?？康奈恢?？執(zhí)行左行或右行命令后，如何使得小車在指定站臺(tái)停止,并同時(shí)記錄下新的?？课恢?，即更新D1寄存器的內(nèi)容？ 對(duì)于第一個(gè)問題，直接運(yùn)用mov指令即可。方法是設(shè)置四個(gè)輸入繼電器x1,x2,x3,x4分別表示第i個(gè)站臺(tái)呼叫，當(dāng)xi接通時(shí)，執(zhí)行mov ki D0，(i取1、2、3，4)。 對(duì)于第二個(gè)問題，解決方法是當(dāng)小車停止時(shí)，即相應(yīng)的到位開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3或SQ4接通時(shí)，執(zhí)行mov

17、 Ki D1，(i取1、2、3，4)。 第三個(gè)問題，判斷小車停止的條件是使用到位開關(guān)SQ，本文的程序里使用四個(gè)繼電器x11,x12,x13,x14來表示。2、小車路過站臺(tái)時(shí)指示燈的顯示 本文的程序里用Y10,Y20,Y30,Y40分別表示第1、2、3、4站臺(tái)的指示燈。根據(jù)題目要求，當(dāng)小車路過站臺(tái)時(shí)，對(duì)應(yīng)的站臺(tái)的指示燈要亮，對(duì)于第2,3站臺(tái)指示燈，這個(gè)效果直接用指令LD X12,OUT Y20;LD X13,OUT Y30即可控制。但是對(duì)于第1、4號(hào)站臺(tái)，要求指示燈閃爍三次，則像上面這樣簡(jiǎn)單的指令是不能滿足要求的，需要引入定時(shí)器（用以控制“閃爍”的間隔時(shí)間）和計(jì)數(shù)器（用以控制閃爍“3次”）。詳細(xì)

18、控制圖和程序見后文。另外，考慮到這兩個(gè)站臺(tái)指示燈的功能相同，因此程序里可以使用子程序，以減少定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和繼電器的個(gè)數(shù)，同時(shí)亦能提高程序運(yùn)行的效率和可靠性。第四章 系統(tǒng)調(diào)試4.1 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試的方法是接通電源，檢查可編程控制器能否正常工作，接頭是否接觸良好。本實(shí)驗(yàn)里，全部接頭接觸良好，程序控制器可以正常工作。4.2 軟件調(diào)試 方法是按要求輸入梯形圖，檢查并編譯。本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)里，正確輸入梯形圖，編譯成功。同時(shí)通過在線工作后把程序?qū)懭肟删幊绦蚩刂破鞯某绦虼鎯?chǔ)區(qū)，然后進(jìn)行調(diào)試，在前面正確操作和正常進(jìn)行的基礎(chǔ)上，使PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，觀察運(yùn)行情況，結(jié)果是本PLC設(shè)計(jì)運(yùn)行正常,沒有位置錯(cuò)誤,對(duì)于

19、多組不同站臺(tái)呼叫的檢測(cè)數(shù)據(jù),小車均能夠以預(yù)想的行動(dòng)路線運(yùn)動(dòng),即能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)工作根據(jù)上述情況,小車多方式運(yùn)行PLC控制符合要求.第五章 總結(jié) 機(jī)電傳動(dòng)控制是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，自動(dòng)化技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展異常迅速，各生產(chǎn)廠家也推出了許多強(qiáng)大的新型PLC、各種特殊模塊和通信聯(lián)網(wǎng)器件，使可編程控制器成為集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的一種強(qiáng)有力的工具.經(jīng)過這次設(shè)計(jì)我學(xué)到很多很多的的東西，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。而且通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的學(xué)到知識(shí)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能和 思考能力.但是通過這次課程設(shè)計(jì),同時(shí)也暴露出來很多的問題和不足.首先是理論知識(shí)的欠缺和平時(shí)實(shí)際操作太少,編程相當(dāng)困難,參考了網(wǎng)上的一些東西,同時(shí)也借鑒了不少模塊，幫助自己完成課程設(shè)計(jì)。其次是Word