物流傳輸線自動控制系統(tǒng)修改版

1、課程設(shè)計說明書 電氣控制課程設(shè)計說明書題目：物流傳輸線自動控制系統(tǒng)學(xué) 院：機電工程學(xué)院專 業(yè)：電氣工程及其自動化姓 名：孫強學(xué) 號：130514789指導(dǎo)教師：李海軍職 稱：教授 設(shè)計完成日期：二一六年六月目 錄1 引言2 物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的設(shè)計簡介 2.1 設(shè)計任務(wù)及要求. 2.2 設(shè)計方案的確定.3 電路設(shè)計及操作3.1 電路設(shè)計3.1.1 主電路設(shè)計3.1.2 基本控制電路的設(shè)計3.1.3 顯示電路的設(shè)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. 3.3.2 系統(tǒng)總電路實物圖.4 元件明細表5 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計. 5.1 I/O的分析. 5.

2、2 PLC的選擇. 5.3 I/O的分配. 5.4 外圍接線圖. 5.5程序設(shè)計. 5.6 運行調(diào)試.6 課設(shè)總結(jié)參考文獻 引言在科學(xué)技術(shù)日漸發(fā)達的今天，物流傳輸系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各種場合，如郵政分揀系統(tǒng)、機場行李傳送線、物流推掛系統(tǒng)、礦場傳輸帶等等。隨著自動化程度的提高，智能化物流傳輸系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前，我國的物流傳輸還處在一個較為落后的狀態(tài)，設(shè)備比較陳舊，對物件的傳送處理還基本上是手工操作，勞動強度大，生產(chǎn)效率低。一般的物流傳送線都采用旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動，配合齒輪、蝸桿、鏈條等部件來傳動，驅(qū)動輸送線作直線運動。在多數(shù)場合，傳輸系統(tǒng)處于不間斷的工作狀態(tài)下，機械部件的磨損及產(chǎn)生的噪音都相當

3、大，在伏在速度加快時就更加嚴重。這就使得設(shè)備的效率低下，使用年限不長，無法保證系統(tǒng)運行的可靠性。隨著自動化程度的提高，對物流傳輸系統(tǒng)的驅(qū)動性能和靈活性提出了更高的要求。在歐美和一些發(fā)達國家（如美國、日本、德國、法國、意大利、丹麥等），都是大規(guī)模地采用了機械化和自動化的物流傳輸設(shè)備，這些設(shè)備傳輸速度快，生產(chǎn)效率高。新型的物流傳輸線由計算機智能化控制，傳輸速度快，生產(chǎn)效率高，并可實現(xiàn)對傳輸物流的自動分檢、歸類、選擇，適應(yīng)了大規(guī)模物流傳輸和多批量靈活安排的需求。 2 物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的設(shè)計簡介2.1 設(shè)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(fù)

4、性的工作。能否設(shè)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(guān)鍵所在?，F(xiàn)以一個由三節(jié)皮帶鏈組成的物流傳輸線為設(shè)計對象進行設(shè)計。設(shè)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(yīng)相應(yīng)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

5、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；4.要求每臺電機有相應(yīng)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。2.2 設(shè)計方案的確定方案一：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(guān)SQ1控制接觸

6、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(guān)SQ2控制KM2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(guān)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(guān)SQ4控制KM3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(guān)SQ5動作時KM2線圈失電，切斷第二節(jié)傳送帶電

7、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(shè)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(shè)兩個中間繼電器KA2,KA3,由行程開關(guān)SQ2,SQ4,SQ6控制當?shù)谌?jié)的貨物未取走時，貨物壓住形成開關(guān)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(guān)SQ4,這時中間繼電器KA3線圈得電，其常閉觸電斷開，使

8、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(guān)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(guān)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。方案二：主電路的設(shè)計同方案一相同，不需其他改動?？刂齐娐分性黾恿藭r間繼電器的應(yīng)用，利用時間繼電器的計時功能來控制三節(jié)傳送帶的停止時間，優(yōu)點是可以少用幾個行程開關(guān)，控制中各傳送帶停止時間可隨意調(diào)整。原理是需要計算貨物在傳送帶上的傳輸時間。缺點是時間計算上的誤差容易導(dǎo)致三節(jié)傳送帶不能準確實現(xiàn)任務(wù)

9、要求，甚至導(dǎo)致傳送帶的誤動作或者不動作。方案二的弊端明顯，不易改進。相對來說方案一可以準確實現(xiàn)任務(wù)要求，且沒有明顯弊端，器件上的選用也更容易改進。所以選用方案一來做此課題。 3 電路設(shè)計及操作3.1 電路設(shè)計3.1.1 主電路設(shè)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(shè)計出如圖4-1所示的主電路。圖4-1 主電路設(shè)計圖3.1

10、.2 基本控制電路的設(shè)計從運送貨物的方向出發(fā)，有貨物到來時用行程開關(guān)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(guān)SQ2控制KM2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(guān)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(guān)SQ4控制KM3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。

11、當貨物到第三節(jié)傳輸帶首端時，行程開關(guān)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(shè)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(shè)兩個中間繼電器KA2,KA3,由行程開關(guān)SQ2,SQ4,SQ6控制當?shù)谌?jié)的貨物未取走時，貨物壓住形成開關(guān)SQ6, 第二節(jié)傳輸線把貨物傳到第二

12、節(jié)接近終點時,壓住行程開關(guān)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(guān)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(guān)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(shè)計如圖4-2所示。 圖4-2 控制電路設(shè)計圖 3.1.3 顯示電路的設(shè)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)傳輸線運行，第一個電機運行，指示燈HL3亮；KM2得

13、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HL1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(yīng)加入不同匝數(shù)比的降壓變壓器。 圖4-3 顯示電路設(shè)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(yīng)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SB2，KA線圈得電，電源指示燈亮起，KA鎖住SB2。當有貨物放傳輸線始點時，SQ1被壓下，KM1的電自鎖，電動機M1開始工作，HL1燈亮，第一

14、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，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K

15、A2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3.3.1 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 3.3.2 系統(tǒng)總電路實物圖 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 4 元件明細表本電路所使用的元件明細如表5-1所示：表5-1 元器件明細表名稱編號型號數(shù)量備注電動機M1-M3Y160L-83額定電壓380V 額定功率7.5KW 額定轉(zhuǎn)速720r/min熔斷器FU1RC1A-303380V 電流等級30A

16、熔斷器FU4-FU5RL6-252380V 電流等級4A交流接觸器KMCJ24-303380V 30A熱繼電器FRJR20-633整定電流范圍是 16-71行程開關(guān)SQLX19-1016控制傳送帶的起停中間繼電器KAJZ15-J3變壓器TCBK-501變壓按鈕SB1紅色1急停SB2綠色1啟動指示燈HB白色1電源指示燈HL1綠燈1M1正常工作指示燈HL2藍色1M2正常工作指示燈HL3綠色1M3正常工作指示燈電壓表V1測量線電壓電流表A1測量相電流5 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)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(yīng)用而設(shè)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

17、繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(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(shè)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

18、分配本電路使用的I/O分配明細如表5-2所示：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(guān)SQ200003 一號電機停止行程開關(guān)SQ300004 二號電機正轉(zhuǎn)行程開關(guān)SQ400005 二號電機停止行程開關(guān)SQ500006 三號電機正轉(zhuǎn)行程開關(guān)SQ600007三號電機停止一號電機正轉(zhuǎn)行程開關(guān) 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

19、行指示燈亮HL201008 二號電機運行指示燈亮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(shè)計 用PLC來代替繼電器實現(xiàn)物流傳送帶的動作，程序設(shè)計編程如圖4-7所示：圖4-7 程序設(shè)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SB2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(guān)SQ1壓下，K

20、M1得電一號電機正轉(zhuǎn)，一號電機運行指示燈HL1亮。如圖4-9所示： 圖4-9 一號電機正轉(zhuǎn)指示燈亮 貨物接近第二節(jié)傳送帶行程開關(guān)SQ2壓下，KM2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(guān)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 貨物接近第三節(jié)傳送帶行程開關(guān)SQ4壓下，KM3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)傳送帶上到第三節(jié)傳送帶后，行程開關(guān)SQ5壓下KM2失電二號電機斷電停止運行。如圖4-13所示：圖4-13二號電機停