物料運(yùn)輸系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)

1、word淮 海 工 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題 目： 物料運(yùn)輸系統(tǒng)電氣控制設(shè)計(jì) 系院： 電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 評(píng)語(yǔ)：成績(jī)：簽名：日期： 2022年7月9日1引言課程設(shè)計(jì)的主要目的是通過某一生產(chǎn)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)的設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。通過設(shè)計(jì)也有助于復(fù)習(xí)、穩(wěn)固以往所學(xué)的知識(shí)，到達(dá)靈活運(yùn)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。課程設(shè)計(jì)的意義在于能力培養(yǎng)，在獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí)，還要注意其

2、他幾方面能力的培養(yǎng)與提高，如獨(dú)立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運(yùn)用專業(yè)及根底知識(shí)的能力，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力；查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊(cè)和各種工具書的能力；工程繪圖的能力；書寫技術(shù)報(bào)告和編制技術(shù)資料的能力。本課題是物料運(yùn)輸系統(tǒng)電氣控制設(shè)計(jì)，在中國(guó)，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。隨著科技的開展，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(wú)人工廠的方向開展，其中PLC技術(shù)的運(yùn)用成為自動(dòng)化技術(shù)的主流之一。PLC與普通微機(jī)在許多方面有相似之處,但其工作方式卻與微機(jī)有很大的不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式,如在常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式下,有鍵按下或I

3、/O動(dòng)作那么轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序;無(wú)鍵按下或I/O不動(dòng)作那么繼續(xù)掃描鍵盤和I/O口。PLC那么采用循環(huán)掃描動(dòng)作方式,在PLC中用戶程序按先后順序存放。自二十世紀(jì)六十年代美國(guó)推出可編程邏輯控制器取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來(lái)，PLC得到了快速開展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷開展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的根底上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。通用PLC應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器，但PLC相對(duì)一般嵌入式控制器

4、而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實(shí)際工作中碰到的一些用戶原來(lái)采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。2 常規(guī)電氣控制21工藝流程圖2-1物料運(yùn)輸系統(tǒng)示意圖物料傳輸系統(tǒng)如下圖，工藝流程為：運(yùn)料小車在初始位置A準(zhǔn)備就緒，按下啟動(dòng)按鈕，翻開進(jìn)料電磁閥，物料由料斗向運(yùn)料小車上料，5S后關(guān)閉進(jìn)料電磁閥，同時(shí)啟動(dòng)運(yùn)料小車，運(yùn)料小車從位置A向位置C運(yùn)行，當(dāng)其運(yùn)行到位置B時(shí)，運(yùn)料車開始減速，5S后啟動(dòng)1號(hào)傳送帶，在1號(hào)傳送帶運(yùn)行20S后自動(dòng)啟動(dòng)2號(hào)傳送帶。運(yùn)料車到達(dá)位置C停車，翻開卸料電磁閥，開始卸料，10S卸完料，小車從位置C自動(dòng)返回位置A。小車返回時(shí)經(jīng)過位置B開始減速，同

5、時(shí)1號(hào)傳送帶停止運(yùn)行，20S后2號(hào)傳送帶停止運(yùn)行。運(yùn)料小車回到位置A停車后等待裝料進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，執(zhí)行兩次循環(huán)后小車自動(dòng)停止在位置A；如果在運(yùn)行過程中操作工按下急停按鈕，運(yùn)料車和傳送帶立即停止；如果在運(yùn)行過程中操作工按下停止按鈕，那么在當(dāng)前周期完成之后，運(yùn)料小車自動(dòng)停止于位置A。22拖動(dòng)要求1.運(yùn)料小車由三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，采用轉(zhuǎn)子回路串電阻兩級(jí)電阻起動(dòng)間隔5S切除R調(diào)速減速：間隔5S增加R。2.1、2號(hào)傳送帶由三相籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，為調(diào)試方便，能夠?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)的正、反向點(diǎn)動(dòng)。3.進(jìn)料及卸料電磁閥為220V直通式電磁閥。4.位置A、B、C三處各安裝一只行程開關(guān)用于正?？刂疲辉谖恢肁、C還要

6、設(shè)置超程保護(hù)。23設(shè)計(jì)任務(wù)1.繪制主電路，選擇適宜的元器件名稱、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PLC，并安排PLC的I/O端口。4.繪制PLC接線圖。5.根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)PLC程序。6.上機(jī)調(diào)試程序。7.編寫設(shè)計(jì)、使用說(shuō)明書及設(shè)計(jì)小結(jié)，列出參考資料目錄。24主電路本系統(tǒng)的工作過程主要是物料裝車，小車啟動(dòng)采用電樞回路串二級(jí)電阻啟動(dòng)，到B點(diǎn)時(shí)減速，并依次啟動(dòng)傳送帶1、傳送帶2，到達(dá)C點(diǎn)卸料，之后反轉(zhuǎn)再次到達(dá)A點(diǎn)裝料，如此往復(fù)。電氣主電路應(yīng)由小車拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1與傳送帶拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2、M3組成，如圖2-2所示。圖中QF為空開，當(dāng)KM1接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)，KM2接通那么M1反轉(zhuǎn)

7、。以此來(lái)控制小車往返運(yùn)動(dòng)。同理，M2和M3分別控制一、二號(hào)傳送帶的正、反轉(zhuǎn)。用接觸器KM3、KM4的通、斷來(lái)串入或切除電阻，以實(shí)現(xiàn)小車的啟動(dòng)和調(diào)速。系統(tǒng)的主電路圖由圖2-2所示：圖2-2 物料運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)主電路24控制回路根據(jù)主電路及相應(yīng)控制要求我們繪制出電氣控制電路，如圖2-3所示：圖2-3 控制回路3 PLC控制3.1PLC的I/0分配根據(jù)觸點(diǎn)類型的不同，為了方便控制，按表3-1進(jìn)行I/O分配：表3-1 I/O分配表輸入輸出I0.0SB1啟動(dòng)按鈕Q0.0YV1 (進(jìn)料電磁閥)I0.1SQ1A點(diǎn)行程開關(guān)Q0.1KM1 (M1正轉(zhuǎn)小車右行)I0.2SQ2B點(diǎn)行程開關(guān)Q0.2KM3電阻R1I0.

8、3SQ3C點(diǎn)行程開關(guān)Q0.3KM5M2正轉(zhuǎn)1號(hào)帶正轉(zhuǎn)I0.4SB2停止按鈕Q0.4KM7M3正轉(zhuǎn)2號(hào)帶正轉(zhuǎn)I0.5SB31號(hào)皮帶正向點(diǎn)動(dòng)Q0.5YV2 卸料電磁閥I0.6SB42號(hào)皮帶正向點(diǎn)動(dòng)Q0.6KM2M1反轉(zhuǎn)小車左行I0.7SB5 (1號(hào)皮帶反向點(diǎn)動(dòng))Q0.7KM6M2反轉(zhuǎn)1號(hào)帶反轉(zhuǎn)I1.0SB6 (2號(hào)皮帶反向點(diǎn)動(dòng))Q1.0KM8M3反轉(zhuǎn)2號(hào)帶反轉(zhuǎn)I1.1SQ4 (C點(diǎn)超程保護(hù))Q1.1KM4電阻R2I1.2SQ5 (A點(diǎn)超程保護(hù))I1.3SB7 (急停)32控制面板布置及PLC接線圖根據(jù)課題要求和I/O分配表可以畫出PLC接線圖如圖3-1所示：圖3-1 PLC接線圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求及I/

9、O分配，我們畫出控制面板如下：圖3-2 控制面板圖33PLC梯形圖根據(jù)電氣控制回路和PLC的I/O分配，可畫出圖3-3的梯形圖：圖3-3 PLC梯形圖34 程序仿真圖3-4 小車啟動(dòng)進(jìn)料圖3-5 進(jìn)料結(jié)束圖3-6 M1兩級(jí)電阻啟動(dòng)間隔5S切除R圖3-7 到達(dá)B點(diǎn)減速圖3-8啟動(dòng)一號(hào)傳送帶圖3-9 20S后，啟動(dòng)二號(hào)傳送帶圖3-10 到達(dá)C點(diǎn)卸料圖3-11卸料結(jié)束，M1電機(jī)反轉(zhuǎn)圖3-12兩級(jí)電阻起動(dòng)間隔5S切除R圖3-13到達(dá)B點(diǎn)減速同時(shí)停止一號(hào)帶圖3-14 20S后，斷開二號(hào)傳送帶圖3-15小車返回到A點(diǎn)，循環(huán)圖3-16一號(hào)帶正向點(diǎn)動(dòng)仿真圖3-17 一號(hào)帶反向點(diǎn)動(dòng)仿真圖3-18 二號(hào)帶正向點(diǎn)動(dòng)

10、仿真圖3-19二號(hào)帶反向點(diǎn)動(dòng)仿真圖3-20 A點(diǎn)超程保護(hù)仿真圖3-21 C點(diǎn)超程保護(hù)仿真圖3-22 按下停止按鈕仿真圖3-23按下急停按鈕仿真4 操作說(shuō)明 本設(shè)計(jì)通過了Simens S7-200 PLC的上機(jī)仿真，按下按I/O圖接線后，并在計(jì)算機(jī)上下載程序到PLC，S7-200系列PLC指示燈通常包括SF、RUN、STOP指示燈和開入開出指示燈，通過SF、RUN和STOP三個(gè)指示燈可以判斷出CPU的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，通過開入開出指示燈可以判斷出PLC開入開出點(diǎn)的狀態(tài)，具體說(shuō)明如下： 1、RUN指示燈：CPU處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)點(diǎn)亮綠色，CPU處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)熄滅； 2、STOP指示燈：CPU處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)

11、點(diǎn)亮綠色，CPU處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)熄滅. 我們將PLC撥到RUN，設(shè)置PLC為運(yùn)行狀態(tài)。 可以根據(jù)需求，按I0.0即開始按鈕，啟動(dòng)系統(tǒng)，此時(shí)系統(tǒng)小車開始裝料，裝料閥門翻開，10秒后，小車串兩級(jí)電阻啟動(dòng)，過五秒，卸下一級(jí)電阻，再過五秒，卸下二級(jí)電阻，如此加速向B靠近，接近到B點(diǎn)后，觸碰行程開關(guān)SQB，此時(shí)小車開始減速，將電樞回路電阻加上，并依次啟動(dòng)傳送帶1、傳送帶2。到達(dá)C點(diǎn)，小車停車，并翻開出料閥，10秒后離開C點(diǎn)，反轉(zhuǎn)串兩級(jí)電阻啟動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)又開始減速，并依次關(guān)閉傳送帶1、傳送帶2。到達(dá)A點(diǎn)小車如此往復(fù)兩次。假設(shè)按下急停按鈕，系統(tǒng)電源全斷。假設(shè)運(yùn)行中按下停止按鈕，完成一個(gè)周期自動(dòng)停在A點(diǎn)。 5

12、設(shè)計(jì)心得通過本次設(shè)計(jì)，讓我們很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體工程、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。在設(shè)計(jì)過程中，我們通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我們懂得了許多東西，也培養(yǎng)了獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我們充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲

13、和財(cái)富，使我們終身受益。通過這次課程設(shè)計(jì)明白了自己原來(lái)知識(shí)還比擬欠缺。要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低?，F(xiàn)在才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高知識(shí)和綜合素質(zhì)。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我們的同學(xué)。在本次設(shè)計(jì)中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識(shí)，于是圖書館和INTERNET成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識(shí)，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識(shí)是有限的，在以后的工作中我們肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會(huì)使我們受益非淺。在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。例如，在利用CAD畫圖時(shí)我們就發(fā)現(xiàn)矩陣功能能用來(lái)畫很多等間距的直線，這在控制電路中十分有用。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題的時(shí)候，需要做大量的工作，