物流傳輸線自動控制設計

1、課程設計說明書 電氣控制課程設計說明書題目：物流傳輸線自動控制系統(tǒng)學 院：機電工程學院專 業(yè)：電氣工程及其自動化姓 名：韓慶偉薛精慧韓東伯指導教師：李海軍職 稱：教授設計完成日期：二一七年五月目 錄摘要1 物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的設計簡介及要求2 設計方案與技術路線.3 電氣控制原理圖及其說明3.1.1 主電路設計3.1.2 基本控制電路的設計3.1.3 顯示電路的設計3.2 操作說明.3.3 系統(tǒng)總電路圖. 3.3.1 系統(tǒng)總電路CAD圖紙. 4 電氣控制柜的安裝接線圖5 PLC控制系統(tǒng)的設計. 5.1 I/O的分析. 5.2 PLC的選擇. 5.3 I/O的分配. 5.4 外圍接線圖. 5

2、.5程序設計. 5.6 運行調(diào)試.6 課設總結(jié)參考文獻 摘要本設計為一組由三節(jié)傳送帶構成的貨物傳送系統(tǒng)，為之設計配套相應的功能的邏輯控制電路以實現(xiàn)其自動傳輸?shù)墓δ芤?。此設計中包含由物流傳輸線的主電路和控制電路的CAD原理圖，及為滿足高自動化程度的相應PLC線路，包括PLC型號的選擇、I/O分析、I/O分配、外圍接線圖、PLC程序調(diào)試及相應的說明。 1 物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的設計簡介及要求1.1 設計內(nèi)容及要求現(xiàn)代企業(yè)在進行生產(chǎn)、裝配及傳輸時大都數(shù)都采用物流自動傳輸線來代替這些繁重的、重復性的工作。能否設計一個比較合理、安全、方面及節(jié)能的物流傳輸控制系統(tǒng)是一個企業(yè)提高其生產(chǎn)效率、降低成本的關

3、鍵所在。現(xiàn)以一個由三節(jié)皮帶鏈組成的物流傳輸線為設計對象進行設計。設計要求如下：1.每節(jié)傳輸線由一臺電機控制，電機均為單向旋轉(zhuǎn)。2.當?shù)谝还?jié)傳輸線檢測到有貨物時應相應的往下節(jié)傳輸，當貨物接近第二節(jié)傳輸線時，第二節(jié)傳輸線進行工作，準備傳輸快要到來的貨物，當化物到第二節(jié)時，第一節(jié)傳輸線則停止運行；當貨物接近第三節(jié)傳輸線時，第三節(jié)傳輸線進行工作，準備傳輸快要到來的貨物，當化物到第三節(jié)時，第二節(jié)傳輸線則停止運行；然后貨物在第三節(jié)傳輸線的傳輸下送到指定加工或裝配地點；3.若第三節(jié)的貨物未取走時，第二節(jié)傳輸線把貨物傳到第二節(jié)接近終點時自動停止工作；若有貨物停在第二節(jié)，第一節(jié)傳輸線把貨物傳到第一節(jié)接近終點時自

4、動停止工作；4.要求每臺電機有相應的保護措施及運行指示；5.系統(tǒng)要求有電源指示，電流指示及電壓指示。2 設計方案因為三節(jié)傳送帶分條件啟動和停止，所以用三個電機來分別控制第一節(jié)、第二節(jié)和第三節(jié)傳送帶的啟停。由于只涉及到單向拖到，所以只需要三個接觸器的一個常開觸點KM1、KM2、KM3來控制電機的得電和停機。工藝要求對電機的運行狀態(tài)（電流、電壓）進行顯示，所有要從電機三相中加入電壓互感器和電流互感器來引入電壓表和電流表。從運送貨物的方向出發(fā)，有貨物到來時用行程開關SQ1控制接觸器KM1得電，其常開出點閉合，接通主電路，電機正轉(zhuǎn)，第一節(jié)傳輸帶的啟動；貨物運動到接近第一節(jié)傳輸帶尾部時，有行程開關SQ2

5、控制KA4得電，其常開觸點閉合，接通主電路，電機正轉(zhuǎn)，使第二節(jié)傳輸帶在貨物到來之前先啟動，使得貨物能夠平穩(wěn)的運送下去。當貨物到第二節(jié)傳輸帶首端時，行程開關SQ3動作時KM1線圈失電，切斷第一節(jié)傳送帶電機，使第一節(jié)傳送帶停止傳送。貨物運動到接近第二節(jié)傳輸帶尾部時，有行程開關SQ4控制KA5得電，其常開出點閉合，接通主電路，電機正轉(zhuǎn)，使第三節(jié)傳輸帶在貨物到來之前先啟動，使得貨物能夠平穩(wěn)的運送下去。當貨物到第三節(jié)傳輸帶首端時，行程開關SQ5動作時KM2線圈失電，切斷第二節(jié)傳送帶電機，使第二節(jié)傳送帶停止傳送。在物流傳輸自動控制系統(tǒng)原理圖的中，KA為中間繼電器，保證控制電路持續(xù)有電，KM1控制電動機M1

6、運行，KM2控制電動機M2運行，KM3控制電動機M3運行，此外，根據(jù)物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的設計要求，若第三節(jié)的貨物未取走時，第二節(jié)傳輸線把貨物傳到第二節(jié)接近終點時自動停止工作；若有貨物停在第二節(jié)，第一節(jié)傳輸線把貨物傳到第一節(jié)接近終點時自動停止工作，增設兩個中間繼電器KA2,KA3,KA4,KA5,由行程開關SQ2,SQ4,SQ6控制當?shù)谌?jié)的貨物未取走時，貨物壓住形成開關SQ6, 第二節(jié)傳輸線把貨物傳到第二節(jié)接近終點時,壓住行程開關SQ4,這時中間繼電器KA3線圈得電，其常閉觸電斷開，使得交流接觸器KM2線圈失電，主電路常閉觸電斷開，電機M2停止運行，同理M1停止類似。當?shù)诙?jié)的貨物未取走時

7、，貨物壓住形成開關SQ4, 第一節(jié)傳輸線把貨物傳到第一節(jié)接近終點時,壓住行程開關SQ2,這時中間繼電器KA2線圈得電，其常閉觸電斷開，使得交流接觸器KM1線圈失電，主電路常閉觸電斷開，電機M1停止運行。 3 電氣控制原理圖及其說明3.1 電路設計3.1.1 主電路設計因為三節(jié)傳送帶分條件啟動和停止，所以用三個電機來分別控制第一節(jié)、第二節(jié)和第三節(jié)傳送帶的啟停。由于只涉及到單向拖到，所以只需要三個接觸器的一個常開觸點KM1、KM2、KM3來控制電機的得電和停機。工藝要求對電機的運行狀態(tài)（電流、電壓）進行顯示，所有要從電機三相中加入電壓互感器和電流互感器來引入電壓表和電流表。據(jù)此設計出如圖4-1所示

8、的主電路。圖4-1 主電路設計圖3.1.2 基本控制電路的設計從運送貨物的方向出發(fā)，有貨物到來時用行程開關SQ1控制接觸器KM1得電，其常開出點閉合，接通主電路，電機正轉(zhuǎn)，第一節(jié)傳輸帶的啟動；貨物運動到接近第一節(jié)傳輸帶尾部時，有行程開關SQ2控制KA4得電，其常開觸點閉合，接通主電路，電機正轉(zhuǎn)，使第二節(jié)傳輸帶在貨物到來之前先啟動，使得貨物能夠平穩(wěn)的運送下去。當貨物到第二節(jié)傳輸帶首端時，行程開關SQ3動作時KM1線圈失電，切斷第一節(jié)傳送帶電機，使第一節(jié)傳送帶停止傳送。貨物運動到接近第二節(jié)傳輸帶尾部時，有行程開關SQ4控制KA5得電，其常開出點閉合，接通主電路，電機正轉(zhuǎn)，使第三節(jié)傳輸帶在貨物到來之

9、前先啟動，使得貨物能夠平穩(wěn)的運送下去。當貨物到第三節(jié)傳輸帶首端時，行程開關SQ5動作時KM2線圈失電，切斷第二節(jié)傳送帶電機，使第二節(jié)傳送帶停止傳送。在物流傳輸自動控制系統(tǒng)原理圖的中，KA為中間繼電器，保證控制電路持續(xù)有電，KM1控制電動機M1運行，KM2控制電動機M2運行，KM3控制電動機M3運行，此外，根據(jù)物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的設計要求，若第三節(jié)的貨物未取走時，第二節(jié)傳輸線把貨物傳到第二節(jié)接近終點時自動停止工作；若有貨物停在第二節(jié)，第一節(jié)傳輸線把貨物傳到第一節(jié)接近終點時自動停止工作，增設兩個中間繼電器KA2,KA3,KA4,KA5由行程開關SQ2,SQ4,SQ6控制當?shù)谌?jié)的貨物未取走時，

10、貨物壓住形成開關SQ6, 第二節(jié)傳輸線把貨物傳到第二節(jié)接近終點時,壓住行程開關SQ4,這時中間繼電器KA3線圈得電，其常閉觸電斷開，使得交流接觸器KM2線圈失電，主電路常閉觸電斷開，電機M2停止運行，同理M1停止類似。當?shù)诙?jié)的貨物未取走時，貨物壓住形成開關SQ4, 第一節(jié)傳輸線把貨物傳到第一節(jié)接近終點時,壓住行程開關SQ2,這時中間繼電器KA2線圈得電，其常閉觸電斷開，使得交流接觸器KM1線圈失電，主電路常閉觸電斷開，電機M1停止運行。其控制電路設計如圖4-2所示。 圖4-2 控制電路設計圖 3.1.3 顯示電路的設計按照運行指示要求，KA1得電，則電源得電指示HB燈亮；KM1得電，則第一節(jié)

11、傳輸線運行，第一個電機運行，指示燈HL1亮；KM2得電，則第二節(jié)傳輸線運行，第二個電機運行，指示燈HL2亮； KM3得電，則第三節(jié)傳輸線運行，第三個電機運行，指示燈HL3亮。從主電路引入控制線路和顯示電路的電源時，因為所需電壓和電流的級別不同，所以應加入不同匝數(shù)比的降壓變壓器。 圖4-3 顯示電路設計圖從主電路引入控制線路和顯示電路的電源時，因為所需電壓和電流的級別不同，所以應加入不同匝數(shù)比的降壓變壓器。運用三個電壓互感器顯示三個電機的相間電壓；用電流互感器來顯示三個電機的電流。3.2 操作說明啟動按鈕SB1，KA1線圈得電，電源指示燈亮起，KA1鎖住SB2。當有貨物放傳輸線始點時，SQ1被壓

12、下，KM1的電自鎖，電動機M1開始工作，HL1燈亮，第一節(jié)傳輸線開始工作。當貨物到達第一節(jié)傳輸線接近終點時，SQ2被貨物壓下，KM2得電自鎖，M2電動機啟動，HL2燈亮，第二節(jié)傳輸線開始工作。當貨物到達第二節(jié)傳輸線終點時，SQ4被貨物壓下，KM3得電自鎖，M3電動機啟動，第三節(jié)傳輸線開始工作，HL3燈亮。當有貨物在第三節(jié)傳輸線上未拿下來時，SQ6被貨物壓下，電動機M3停，第三節(jié)傳輸線停止工作，而在第二節(jié)傳輸線上的貨物達到第二節(jié)終點時SQ4被貨物壓下，KA3線圈失電，KA3常閉觸點斷開，電動機M2停止運行，HL2燈滅，第二節(jié)傳輸線停止工作。同理第一節(jié)正在運輸?shù)呢浳锏竭_第一節(jié)的終點時SQ2被按下，

13、又因為第二節(jié)傳輸線上的貨物未拿下來時SQ4被壓下。因此KA2線圈失電，KA2輔助常閉觸點斷開，KM1失電，電動機M1停止運行，第一節(jié)傳輸線停止工作，HL1燈滅。3.3 系統(tǒng)總電路圖 系統(tǒng)總電路CAD圖紙 如圖4-4所示：圖4-4 系統(tǒng)總電路圖 4 電氣控制柜的安裝接線圖 系統(tǒng)總電路實物由實驗室統(tǒng)一配發(fā)各實驗器件所連接，在安裝過程中較為細心，可以正確運行。實物圖如圖4-5所示：圖4-5系統(tǒng)總電路實物圖5 PLC控制系統(tǒng)的設計可編程控制器是計算機家族中的一員,是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展，這種裝置的

14、功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。本次設計第二部分的內(nèi)容便是用PLC代替各繼電器實現(xiàn)物流傳輸線的動作。5.1 I/O的分析 統(tǒng)計分析物流傳輸線的各部分功能，需要PLC中的7點繼電器輸入，3點內(nèi)部繼電器輔助以及7點繼電器輸出來實現(xiàn)三節(jié)傳送帶的動作及停止。5.2 PLC的選擇 在確定了輸入輸出點的個數(shù)后，不難確定PLC的選擇。我們可以選CPM1A-20CDR-D-V1 20點CPU單元DC24V 12點入，8點繼電器輸出便可。5.3 I/O的分配本電路使用的I/O分配明細如表5-2所示：

15、表5-2 I/O分配明細表編程元件器件名稱I/O端子功能 輸 入 SB100000 總電路停止按鈕SB200001 電路接通電源按鈕SQ100002 一號電機正轉(zhuǎn)行程開關SQ200003 一號電機停止行程開關SQ300004 二號電機正轉(zhuǎn)行程開關SQ400005 二號電機停止行程開關SQ500006 三號電機正轉(zhuǎn)行程開關SQ600007三號電機停止一號電機正轉(zhuǎn)行程開關 輸 出KM101001 KM1得電一號電機正轉(zhuǎn)KM201002 KM2得電二號電機正轉(zhuǎn)KM301003 KM3得電三號電機正轉(zhuǎn)HB01006 電源指示燈亮HL101007 一號電機運行指示燈亮HL201008 二號電機運行指示燈

16、亮HL301009 三號電機運行指示燈亮5.4 外圍接線圖本電路PLC選用CPM1A-20CDR-D-V1 20點CPU單元DC24V 12點繼電器輸入，8點繼電器輸出，外圍接線圖如圖4-6所示：圖4-6 PLC外圍接線圖5.5 程序設計 用PLC來代替繼電器實現(xiàn)物流傳送帶的動作，程序設計編程如圖4-7所示：圖4-7 程序設計5.6 運行調(diào)試 調(diào)試過程中各部分功能截圖如下所示： 按下SB1電源接通KA1得電，電源指示燈HB亮。物流傳輸線自動控制系統(tǒng)可以運行。如圖4-8所示： 圖4-8 電源接通指示燈HB亮 貨物接近第一節(jié)傳送帶行程開關SQ1壓下，KM1得電一號電機正轉(zhuǎn)，一號電機運行指示燈HL1

17、亮。如圖4-9所示： 圖4-9 一號電機正轉(zhuǎn)指示燈亮 貨物到達第一節(jié)尾端，傳送帶行程開關SQ2壓下，KA4得電二號電機正轉(zhuǎn)，二號電機運行指示燈HL2亮。如圖4-10所示：圖4-10 二號電機正轉(zhuǎn)指示燈亮 當貨物離開第一節(jié)傳送帶上到第二節(jié)傳送帶后，行程開關SQ3壓下KM1失電，一號電機斷電停止運行。如圖4-11所示：圖4-11 一號電機停止運行 貨物到達第二節(jié)傳送帶尾端，行程開關SQ4壓下，KA5得電三號電機正轉(zhuǎn)，三號電機運行指示燈HL3亮。如圖4-12所示：圖4-12三號電機運行指示燈亮 當貨物離開第二節(jié)傳送帶到達第三節(jié)首端時，行程開關SQ5壓下，KM2失電斷開，二號電機停止。如圖4-13所示

18、：圖4-13二號電機停止運行 貨物到達第三節(jié)尾端未被取走傳送帶終點行程開關SQ6壓下，KM3失電斷開，三號電機停止，當?shù)诙?jié)傳送帶貨物傳送到其尾端時，行程開關SQ4壓下，KA3線圈失電 ，二號電機停止。同理第二節(jié)貨物未取走時，第一節(jié)傳送帶停止。如圖4-14所示：圖4-14三號電機停止至此物流傳輸線PLC控制系統(tǒng)完成了預定程序的動作。 6課設總結(jié)這次的課程設計首先幫助我小組成員了解到隨著科技的發(fā)展，人民生活水平的提高，在物流傳輸領域依靠人力手工操作或是一些落后的傳輸設備已經(jīng)跟不上時代的發(fā)展。因此研究開發(fā)新型智能化物流傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)我國在物流傳輸領域的機械化自動化，以填補我國在這方面的空白，具有十分重要的實際意義。通過本次課設提高了我們運用專業(yè)及基礎知識解決實際工程技術問題的能力，并且培養(yǎng)了自學能力、獨立工作能力和團結(jié)協(xié)作能力。使我們掌握了電氣控制線路設計方法，提高了電氣CAD的繪圖能力，并且了解了一般電氣控制系統(tǒng)設計過程、設計要求、應完成的工作內(nèi)容和電