基于PLC的小車運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上長沙學(xué)院 CHANGSHA UNIVERSITY專業(yè)綜合設(shè)計(jì)報(bào)告系部： 專業(yè)年級(jí)班級(jí)： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 成 績 評(píng) 定： （指導(dǎo)教師填寫）2014年 1 月專心-專注-專業(yè)2010屆電氣專業(yè)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)書系（部）：電子與通信工程系 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名指導(dǎo)教師課題名稱 基于PLC的小車運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)內(nèi)容小車以慢速左行（右行）5s后穩(wěn)定，穩(wěn)定后速度變?yōu)榭焖佟Ｆ渲?，?dāng)小車到達(dá)左限位（右限位）時(shí)，小車向相反的方向運(yùn)行，如此往返運(yùn)行。而且，在穩(wěn)定后能實(shí)現(xiàn)小車高低速、左右行的自由切換。同時(shí)，當(dāng)按下停止按鈕，電機(jī)不管出于任何運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，

2、都必須立即停止。二、設(shè)計(jì)任務(wù)1、確定PLC的輸入設(shè)備（包括按鈕、行程開關(guān)等）、輸出設(shè)備（包括接觸器線圈、指示等），選擇電器元件型號(hào)，列出明細(xì)表。2、 對(duì)PLC的輸入輸出通道進(jìn)行分配，列出I/O通道分配表（包括I/O編號(hào)、設(shè)備代號(hào)、設(shè)備名稱及功能），畫出I/O接線圖。根據(jù)工藝要求，將所需的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等也進(jìn)行分配。3、 畫出功能表圖；4、 進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，畫出梯形圖。對(duì)編制的梯形圖進(jìn)行調(diào)試，直到滿足要求為止。擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)3、 控制要求：1.小車億慢速左行（右行）5s后穩(wěn)定，穩(wěn)定后速度變?yōu)榭焖佟?.當(dāng)小車到達(dá)左限位（右限位）時(shí)，小車向相反方向運(yùn)行，如此往返運(yùn)行

3、。 3.在穩(wěn)定后能實(shí)現(xiàn)小車高低速、左右行的自由切換。 4.當(dāng)按下停止按鈕，電機(jī)不管處于任何狀態(tài)，都必須停止。 進(jìn)度安排起止日期（月.日）工作內(nèi)容備注（12.23-12.24）：（12.26-12.27）：（12.28-12.29）：（12.30-12.31）：（1.1-1.3）：資料采集，內(nèi)容分析；方案構(gòu)思；器件選型；PLC軟件設(shè)計(jì)PLC軟件仿真、調(diào)試；編制說明書； 提交報(bào)告；總結(jié)、評(píng)定成績。主要參考資料1 熊幸明.電氣控制與PLCM.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20112 姚錫祿.變頻器技術(shù)應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，20093 馬國華.監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，20014

4、馬小軍.可編程控制器及其應(yīng)用M.南京:東南大學(xué)出版社，20075 袁秀英.組態(tài)控制技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社，20036 張萬忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006教研室意見年 月 日系（部）主管領(lǐng)導(dǎo)意見年 月 日長沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)鑒定表姓名學(xué)號(hào)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)2設(shè)計(jì)題目 基于PLC的小車運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師意見：評(píng)定成績： 教師簽名： 日期： 答辯小組意見：評(píng)定成績：答辯小組長簽名：日期：教研室意見：最終評(píng)定等級(jí)：教研室主任簽名：日期：說明課程設(shè)計(jì)成績分“優(yōu)秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。 摘 要企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和深化

5、，使得生產(chǎn)物的輸送成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。運(yùn)料小車自動(dòng)控制正是用來實(shí)現(xiàn)輸送生產(chǎn)物的控制系統(tǒng)，隨著PLC的發(fā)展，國外生產(chǎn)線上的運(yùn)輸控制系統(tǒng)非常廣泛的采用該控制系統(tǒng)，而且有些制造廠還開發(fā)研制了出了專用的邏輯處理控制芯片，我國的大部分工控企業(yè)的小車自動(dòng)控制系統(tǒng)都是從外引進(jìn)的，成本高，為了滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)流通的需要，讓PLC技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，充分的利用到我國的工控企業(yè)生產(chǎn)線上，讓該系統(tǒng)在各種環(huán)境下都能夠工作，而且成本低，易控制，安全可靠，效率高。本設(shè)計(jì)在分析小車自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作基本過程的基礎(chǔ)上，介紹了基于PLC的小車自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。給出了控

6、制系統(tǒng)主電路接線圖、PLC硬件接線圖、指令表、梯形圖等。利用PLC的仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)程序進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的小車自動(dòng)控制系統(tǒng)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵字：PLC 小車 控制系統(tǒng) 目 錄1.課題的背景.12.PLC的特點(diǎn).13.設(shè)計(jì)的目的.14.設(shè)計(jì)的要求.25.設(shè)計(jì)的內(nèi)容.2 5.1硬件電氣圖.2 5.2雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組接法.3 5.3端口分配及I/O接線圖.4 5.4指令表.6 5.5PLC控制程序.76.總結(jié).8參考資料.91.課題的背景 改革開放30多年來，我國引進(jìn)了大量技術(shù)和裝備，對(duì)提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要作用。但是，必須清醒地看到，只引進(jìn)而不注重技術(shù)的消

7、化吸收和再創(chuàng)新，勢必削弱自主研究開發(fā)的能力，拉大與世界先進(jìn)水平的差距?？傊仨毎烟岣咦灾鲃?chuàng)新能力作為國家戰(zhàn)略，貫徹到現(xiàn)代化建設(shè)的各個(gè)方面，貫徹到各個(gè)產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和地區(qū)，大幅度提高國家競爭力。我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總體目標(biāo)是：自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，科技促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國家安全的能力顯著增強(qiáng)，為全面建設(shè)小康社會(huì)提供強(qiáng)有力的支撐；基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)研究綜合實(shí)力顯著增強(qiáng)，取得一批在世界具有重大影響的科學(xué)技術(shù)成果，進(jìn)入創(chuàng)新型國家行列，為在本世紀(jì)中葉成為世界科技強(qiáng)國奠定基礎(chǔ)，形成比較完善的中國特色國家創(chuàng)新體系。 企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和深化，使得生產(chǎn)物的輸送成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。小車自

8、動(dòng)控制正是用來實(shí)現(xiàn)輸送生產(chǎn)物的控制系統(tǒng)，隨著PLC的發(fā)展，國外生產(chǎn)線上的運(yùn)輸控制系統(tǒng)非常廣泛的采用該控制系統(tǒng)，而且有些制造廠還開發(fā)研制了出了專用的邏輯處理控制芯片，我國的大部分工控企業(yè)的小車自動(dòng)控制系統(tǒng)都是從外引進(jìn)的，成本高，為了滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)流通的需要，讓PLC技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，充分的利用到我國的工控企業(yè)生產(chǎn)線上，讓該系統(tǒng)在各種環(huán)境下都能夠工作，而且成本低，易控制，安全可靠，效率高。2.PLC的特點(diǎn)（1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2） 硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)（3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員的歡迎（4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造（5） 體積小，重量輕

9、，能耗低3.設(shè)計(jì)的目的（1）專業(yè)綜合設(shè)計(jì)的主要目的是通過運(yùn)動(dòng)小車設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)要求、完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。以及查閱文獻(xiàn)資料的能力。它是一項(xiàng)初步的工程訓(xùn)練。( 2 )通過專業(yè)綜合設(shè)計(jì)有助于鞏固以往所學(xué)的知識(shí)，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。電氣設(shè)計(jì)必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的要求，因此，設(shè)計(jì)之前必須了解設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、操作要求和工藝過程，在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的整體觀念。（3）通過專業(yè)綜合設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的實(shí)踐技能。為今后實(shí)際工作以及撰寫論文打下良好的基礎(chǔ)。4.設(shè)計(jì)的要求小車以慢速左行（右行）5s后穩(wěn)定，穩(wěn)定

10、后速度變?yōu)榭焖?。其中，?dāng)小車到達(dá)左限位（右限位）時(shí)，小車向相反的方向運(yùn)行，如此往返運(yùn)行。而且，在穩(wěn)定后能實(shí)現(xiàn)小車高低速、左右行的自由切換。同時(shí)，當(dāng)按下停止按鈕，電機(jī)不管出于任何運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，都必須立即停止。5.設(shè)計(jì)的內(nèi)容5.1硬件電氣圖 本次設(shè)計(jì)的小車自動(dòng)控制系統(tǒng)需要左右行切換和慢高速切換得下2圖圖1（電機(jī)正反轉(zhuǎn)）及圖2（電機(jī)高低速）： 圖1：電機(jī)正反轉(zhuǎn)電氣圖其中，KM1是控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)，KM2是控制電機(jī)的反轉(zhuǎn).。 圖2：電機(jī)高低速電氣圖 KM3控制電機(jī)的慢速運(yùn)行，KM4和KM5控制電機(jī)的快速運(yùn)行。因?yàn)镵M4和KM5閉合時(shí)，電機(jī)定子繞組就是YY型連接，磁極對(duì)數(shù)增加一倍，所以是高速運(yùn)行。而KM3閉合

11、時(shí)，電機(jī)定子繞組是Y型連接，磁極對(duì)數(shù)為原來的一半，所以低速運(yùn)行。5.2雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組接法 本次設(shè)計(jì)的小車自動(dòng)控制系統(tǒng)高低速切換需用到雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組接法，如下圖： 圖3：低速運(yùn)行 圖4：高速運(yùn)行在多速電動(dòng)機(jī)中，通過改變其繞組的連接方法來改變磁極對(duì)數(shù)，從而也就改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組可以接為Y型，也可以接為YY型。其中，Y型為低速，YY型為高速。其原理如下： 雙速電動(dòng)機(jī)屬于異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速，是通過改變定子繞組的連接方法達(dá)到改變定子旋轉(zhuǎn)磁場磁極對(duì)數(shù)，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)公式n1=60f1/p可知異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與磁極對(duì)數(shù)成反比，磁極對(duì)數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速n1下降至原轉(zhuǎn)

12、速的一半，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速n也將下降近似一半，所以改變磁極對(duì)數(shù)可以達(dá)到改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。這種調(diào)速方法是有級(jí)的，不能平滑調(diào)速，而且只適用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)。5.3端口分配及I/O接線圖：小車系統(tǒng)PLC輸入端要有：啟動(dòng)、停止、左限位、右限位、左行狀態(tài)切換為右行、右行狀態(tài)切換為左行，六個(gè)輸入。小車系統(tǒng)PLC輸出端要有：向左慢行、向左快行、向右慢行、向右快行四個(gè)輸出狀態(tài)。 根據(jù)輸入輸出端口得下表（端口分配表）： 端口分配表： PLC輸入端口功能X0啟動(dòng)X1停止X2左限位X3右限位X4左行狀態(tài)切換為右行X5右行狀態(tài)切換為左行 PLC輸出Y0向左慢行Y1向左快行Y2向右慢行Y3向右快行 根據(jù)端口分配表得下圖

13、（I/O連接圖）： 圖5：I/O接線圖5.4指令表：5.5PLC控制程序1）啟動(dòng)程序按下啟動(dòng)按鈕，小車啟動(dòng)。2）停止程序按下停止按鈕，小車無論處于何種狀態(tài)必須停止。3） 向左慢行程序小車自啟動(dòng)開始向左慢行5秒4） 向左快行程序小車向左慢行5秒后，切換為向左快行5） 向右慢行程序小車到達(dá)左限位，切換為向右慢行5秒6） 向右快行程序小車向右慢行5秒后，切換為向右快行7） 復(fù)位程序小車到達(dá)右限位，復(fù)位運(yùn)行。 圖6：整體梯形圖 6.總結(jié)這兩周讓我收獲了不少, 我在綜合設(shè)計(jì)的過程中，讓我學(xué)到了許多東西，其中最主要的是PLC設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用。設(shè)計(jì)步驟是首先是要弄清楚設(shè)轉(zhuǎn)變備的順序運(yùn)作，然后結(jié)合PLC知識(shí)在圖紙上畫出順序功能圖，將順序功能圖為梯形圖，之后利用PLC軟件編程。在所有的準(zhǔn)備工作都做好后就是調(diào)試了。在調(diào)試時(shí)總是出現(xiàn)各種各樣的問題，這些問題都是我之前沒有認(rèn)真考慮的。簡單說就是我們之前考慮問題時(shí)太理想化了，沒有考慮實(shí)際情況。這樣我們又不斷的修改，最后才成功完成調(diào)試。PLC實(shí)訓(xùn)讓我了解了PLC順序功能圖、梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我更加了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理與方法。按我的總結(jié)來看，有很多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。通過對(duì)小車自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，表明其功能具有一定的實(shí)用性及良好的可行性，適用于一些的運(yùn)料/貨場所。由此可見，小