自动送料装车和单轴位置控制报告

1、河南工程学院课程设计报告专 业电气工程及其自动化班级 1241姓名 雷小芳2014年12月28日课程设计成绩评定标准及成绩序号评审项目指标满分评分1工作态度遵守纪律，学习认真；作风严谨，踏实肯干； 善于与他人合作。52工作量按期圆满完成规定的任务，难易程度和工作量符合要求；完成运料小车控制模块 10分，完成单轴运动控制系统 20分。203出勤情况全勤：10分10分有迟到、早退、请假现象：8分旷课1天：2分旷课2天及以上：0分4设计、实验力杀控制要求详细，变化多样，能自主设计程序实现自己的控制要求， 想法独特。能灵活运 用相关专业知识，有较强的创新意识， 有独 特见解，设计有一定应用价值。30分

2、5实验技能动手能力强，能独立完成接线及编程工作， 能解决设计及实验过程中出现的问题。10分6小组表现注重团队合作，在小组中表现突出，对设计 方案的制定及选取起主要作用，在实验操作 过程中，承担主要执仃者。5分7设计报告质 量报告结构严谨合理； 文理通顺，技术用语准 确，符合规范；图表完备、正确，绘图准确、 符合国家标准；。20分总 分评语：等级：评阅人：职称： 讲师日期:2015 年河南工程学院课程设计报告设计名称：电气控制与PLC技术课程设计设计时间：自12月22日至2月26_日,共5天。设计地点：河南工程学院3#A418设计单位：河南工程学院电气信息学院指导教师：邓丽霞院长：徐其兴目录1

3、前言 12 自动送料装车 22.1 控制要求 22.1.1 基本控制要求 22.1.2 自动送料装车扩充控制 22.2 硬件设计 22.3 程序图 42.4 小结 73 单轴位置控制 73.1 控制要求 73.2 硬件设计 83.3 程序图 93.3.1 自动控制部分程序 103.3.2 手动部分程序 123.4 小结 13总结 13谢 辞 14参考文献 15131前言随着社会迅速的发展，各机械产品层出不穷。控制系统的发展已经很成熟，应用 范围涉及各个领域，例如：机械、汽车制造、化工、交通、军事、民用等。PLC专为工业环境应用而设计，具显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。PLC的应用不但

4、大大地提高了电气控制系统的可靠性和抗干扰能力，而且大大地简化和减少了维修维护的工作量。PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程 序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点，在机械制造、冶金等领域得到了广泛的应用。在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人 的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化， 这就离不开控制系统。控制系统是 整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。 一旦控制系统出现故障，轻者影 响生产线的继续进行，重者甚至发生人身安全事故，这样将给企业造成重大损失。自动送料装车控制系统采用了 PLC控制。从自动送料装车的工艺流程来看，其控

5、制系统属于自动控制与手动控制相结合的系统，因此，此自动送料装车电气控制系统设计具有手动和自动两种工作方式。 我在设计程序时采用了基本指令编程， 便于各种 附加功能的实现。自动送料装车是基于 PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步 动作都直接作用于送料小车的运行，因此，自动送料小车性能的好坏与控制系统性能 的好坏有着直接的关系。自动送料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统 密不可分。单轴位置控制系统采用了 PLC控制，从单轴位置控制的工艺流程来看，其控制系 统属于自动控制与手动控制相结合的系统， 因此，此单轴位置控制系统设计具有手动 和自动两种工作方式。手动控制可以通过硬件进行控制也可

6、以通过编程软件控制。我在程序设计上采用了模块化的设计方法，这样就省去了工作方式程序之间复杂的联锁 关系，从而在设计和修改任何一种工作方式的程序时， 不会对其它工作方式的程序造 成影响，使得程序的设计、修改和故障查找工作大为简化。在设计该PLC自动送料装车设计程序和单轴位置控制系统设计程序的同时总结了 以往设计程序的一般方法、步骤，并且把以前学过的基础课程融汇到本次设计当中更 加深入的了解了更多的PLC知识。2自动送料装车2.1 控制要求自动送料装车控制系统要求通过 PLC自动控制小车的装料卸料过程。小车到达 指定的位置装料停止时间卸料停止时间。2.1.1 基本控制要求按下启动按钮SB1,小车运

7、动到1号工地装料1,停止2秒，运动到2号工地卸 货，停止2秒，运动到3号工地装料2,停止3秒，运动到4号工地卸货，停止3秒, 返回1号工地。循环上述过程。按下停止按钮，回到1号工地停止。2.1.2 自动送料装车扩充控制在实现以上基本控制的基础上， 我又加入急停按钮，按下急停按钮，小车立即停 止运行，松开按钮，小车沿原路线行走，也加入了手动按钮，小车停止时按下手动按 钮，一直撼着直到把小车停到指定的位置。2.2 硬件设计自动送料装车的I/O接线图9停11：后退起动4号匚位3号匚位2号工位I号,1：位I SQI后退前进 Com 24V2.3程序图X006X010pHMOXOOlX002XQO1 X

8、002M100M101 MO YOO1 XO1OII#-HT1T2T3按下启动按钮X6, M0得电，Y0得电，小车启动前进。小车达到1号工地，碰到接近开关X1,小车停止2s装料，2s定时时间到，T1常开节点闭合，小车继续前进，小车到达2号工地，碰到接近开关 X2,小车停止2s卸料，2s时间到，T2闭合，小 车继续前进。图4小车在4号工位卸料4s后，T4常开结点闭合，Y1得电，小车开始后 退，到1号工位时，X1常闭结点断开，小车后退停止，与此同时， Y0又 得电，小车又前进运行，以此循环。在小车运行期间，任何时候按下停 止按钮X10,小车将停止运行，按下后退按钮 X7可以使小车停在想要的 工位。

9、2.4小结课为课程设计的第一个任务是自动送料装车，开始着手时确实无从下手，万事开 头难，所以一旦开始成功结果就成功了一半， 个中酸甜苦辣如鱼饮水冷暖自知， 很难 忘的开始。不过，接下来的单轴位置控制自然手到擒来了。3单轴位置控制3.1 控制要求该单元有电机带动轴运动，气泵产生气体带动气缸（用气缸模拟机械手）上下运 动和吸附物块组成。电机带动轴的左移 Y0和右移Y1。轨道有三个接近开关（1、2、 3）定位三个工位，气缸由电磁阀控制进气和出气，实现气缸的上升和下降（Y2）,吸附开关X3控制吸附物块（Y3）,设计有手动和自动控制部分，可以通过开关X14选择控制 方式。自动控制要求：通过X14开关选择

10、自动控制方式，按复位按钮，气缸回到工位1, 按启动按钮后，气缸下降吸附物块，然后上升，再从工位1移动到工位2,再下降，释放物块回升气缸，4秒过后气缸下降吸附物块从工位 2移动到工位3,再下降释放 物块回升气缸，4秒后再下降吸附物块从工位3移动到工位1,下降释放物块回升气 缸，工作全部完成，气缸停止在工位 1。手动控制要求：通过 X14开关选择手动控制方式，通过控制面板来控制，手柄控制 气缸向左X16、向右X17移动，气缸的上X4和X5下通过面板旋钮控制，物块的吸 附通过面板旋钮X3控制，来完成物块在三个工位上的移动。3.2 硬件设计单轴位置控制I/O接线图左移KM2右移KML上移YV2电磁铁Y

11、A移YVI3.3 程序图程序图分为手动控制部分和自动控制部分.在自动控制部分中，初始状态PLC运 行时，初始化脉冲使初始状态步S0置位.按下启动按钮X5,S10置位，小车下降，碰到下 限位开关X10,S11置位，气缸吸附小铁块，定时4s时间到后,S12置位，气缸开始上升, 碰到上限位开关X7,S13置位，气缸右移,到达2号工位后,S14置位，气缸下移,碰到下 限位开关，气缸放下小铁块,4S后，气缸上升，碰到上限位开关X7,气缸停止4s后再下 降吸附小铁块,4S后气缸上升，气缸继续右移，到达3号工位，重复在2号工位的动作， 然后气缸吸附着小铁块左移至1号工位，气缸下降放下物块后上升停止，至此，气

12、缸完 成一套动作.11ii3.3.1自动控制部分程序S14I正）下降X10下限位电磁铁| RST Y3RojT)K40起动_ X5原位 X0TS10 -手动梯形图S16-X7.限位C）上升X10卜限位T电磁铁|sn - Tset Y3S12 X7上限位K40上升S17S1HXIO下限位丁S19一T3I SB右移XI 2号工位S20 ZT_ X7上眼位(J?)K4O电串铁.SET | Y3卜降(jT) K401315S2I右移S27上y铁|sir Y3T6-X2 3号位室二I下降X10下限位_屯鸟铁STII RST Y3 IT5 0 K40曲|上升一 X7上限位同（t）K40sy |上升一 X7

13、上限位S? I冠）左移X0（1号.二位）刈下降X10下限位J_电单铁S31 UST Y3T6司（J4）下降复位。TO 包）K40产支吏0上升X7上限位,X103.3.2手动部分程序手动梯形图X15X14X6X7XOY1左移T H .XIIX14X6X7X2Y0右移T H HWHX12X14 X6 X7 Y4上移T H。上移X13X14 X6 X10 Y2卜移I H下移XI6 XI6 X3 XI4 X6H KF电磁铁Y3 Y313.4小结单轴位置控制难在复位的设计，因为编程用的是SFC, SFC图适用于具有比较固定顺序的控制，但是某些步进顺序控制过程中要加入一些随机控制信号，用SFC图来随机控制

14、信号是不方便的，开始时对于这一类信号不知怎么办才好， 最后还是想出 了用梯形图用来补充的办法。总结先总的说，实训时间真的很短，五天加在一起在实验室呆了九个小时而已，光靠 这九个小时想要完成两个设计任务几乎是不可能的，机会总是给有准备的人的，也可以说是功夫不负有心人，课下的努力加上实验室的用心，给我这次实训画上了一个相 对圆满的句号。在实训开始前两天我已经在宿舍仔细观看实训设计内容及要求，自动送料装车这个任务，先在自己电脑上编好梯形图，在电脑上进行简单的调试，因为没有运行设备， 想着必有好多不足之处，以待到了实验室有目的的进行修改。 果然，第一天在实验室 设备上运行的时候第一次小车根本不会动，通

15、过多次和同伴讨论并改进后小车终于可 以完成控制要求。开始是想完成小车自动送料装车任务就算完成了， 根本不打算做单轴位置控制这 个任务，这个单轴看起来很复杂，要求读起来也很复杂，看起来就完不成的样子。只 是抱着试一试的态度去做，做起来时发现远远没有看起来难，采用SFC图很快在稿纸 上把程序给写了下来。然后再输入电脑，运行时到了工位3气缸死活不回了，检查程 序也没有错误，最后找出问题竟然是一个符号在电脑上输错了，改了之后，气缸顺利吸着物块从工地3返回到工地1,但是问题又来了，按下复位按钮后气缸直接停了， 不能自动回到工位1.又是一顿好想，最后任务圆满完成。其实，这次课程设计时间虽短，但收获颇丰，对

16、基本指令的用法基本掌握，自锁， 互锁，停止优先什么的，平时看书远没有自己用了的体会深刻。 我学会了很多以前没 学过的知识，也巩固了很多以前没学好的知识，使我的专业理论知识更加扎实，SFC图是掌握的差不多了，包括对 GX works软件的操作更加熟练。该小车控制系统的研究方向：由于本小车系统并不完善，没有设计小车怎么装料 和怎么卸料和小车到料仓后送料的多少。 这两方面是该系统设计的完善，是将来的研 究方向。最后，经过这次毕业设计培养了我们的设计能力以及全面的考虑问题能力。学习的 过程是痛苦的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。 相信通过这次毕业设计它对我以 后的学习及工作都会产生积极的影响。谢辞本

17、论文是在邓丽霞老师亲自指导下完成的。老师在学业上给了我很大的帮助，使 我在设计过程中避免了许多无为的工作，在此我对老师表示衷心的感谢！本课程设计能够完成，要感谢电子与电气信息工程学院的所有老师， 是他们在这 三年的时间里，教会我的专业知识。在我课程设计期间，得到了我的老师老师的帮助， 在忙碌的工作之余，给予我专业知识上的指导，而且教给我学习的方法和思路，使我 在设计过程中不断有新的认识和提高。我会在以后的工作中为社会作出贡献去回报他 们对我的教导。希望每个人都和我一样，通过做课程设计，能够学到很多的知识与道 理，大家都能用一颗热诚的心去投身未来的工作，报效祖国、父母、老师。 在本文 结束之际，特向