物料运输系统电气控制设计.doc

1、。淮海工学院课程设计报告书题目：物料运输系统电气控制设计系（院）：电子工程学院专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：评语：成绩：签名：日期：2013 年6月29 日- 可编辑修改 -。1 引言自二 十世 纪六十年 代美 国推 出可 编程逻辑 控制 器（ Programmable Logic Controller ， PLC）取代传统继电器控制装置以来， PLC 得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时， PLC 的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高， PLC 在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的 PLC

2、 不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。通用 PLC 应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但 PLC 相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC 或定制 PLC 取代嵌入式控制器。1 1可编程序控制器的基本原理PLC 与普通微机在许多方面有相似之处,但其工作方式却与微机有很大的不同。微机一般采用等待命令的工作方式,如在常见的键盘扫描方式或I/O 扫描方式下 ,有键按下或 I/O 动作则转入相应的子程序;无键按下或 I/O 不动作则继续扫描键盘和I/O 口。PLC则采用循

3、环扫描动作方式,在 PLC 中用户程序按先后顺序存放。在中国，运料小车半自动化控制前景美好， 在许多公司的装配车间得到广泛的运用。随着科技的发展，技术的不断更新，使得工业生产趋向于半自动化、自动化、无人工厂的方向发展，其中PLC 技术的运用成为自动化技术的主流之一。1 2运料小车简介本次课程设计中，运料小车的PLC 控制系统，它的控制过程属于双向控制，运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小车向左行，在每一个停靠点安装一个行程开关以监视小车是否到达该站点。- 可编辑修改 -。2 设计内容及要求21工艺流程图 1物料运输系统示意图物料传输系统如图所示，工艺流程为：运料

4、小车在初始位置A 准备就绪，按下启动按钮，打开进料电磁阀，物料由料斗向运料小车上料， 5S 后关闭进料电磁阀，同时启动运料小车，运料小车从位置A 向位置 C 运行，当其运行到位置 B 时，运料车开始减速， 5S 后启动 1 号传送带，在 1 号传送带运行 20S 后自动启动 2 号传送带。运料车到达位置 C 停车，打开卸料电磁阀，开始卸料， 10S 卸完料，小车从位置 C 自动返回位置 A。小车返回时经过位置 B 开始减速，同时 1 号传送带停止运行， 20S 后 2 号传送带停止运行。运料小车回到位置 A 停车后等待装料进入下一个循环， 执行两次循环后小车自动停止在位置 A ；如果在运行过程

5、中操作工按下急停按钮， 运料车和传送带立即停止； 如果在运行过程中操作工按下停止按钮，则在当前周期完成之后，运料小车自动停止于位置A。22 拖动要求1.运料小车由三相绕线式异步电动机拖动，采用转子回路串电阻（两级电阻）起动（间隔 5S 切除 R）调速（减速：间隔 5S 增加 R）。2.1 、2 号传送带由三相笼型异步电动机拖动，为调试方便，能够实现单独的正、反向点动。3. 进料及卸料电磁阀为 220V 直通式电磁阀。4. 位置 A、 B、 C 三处各安装一只行程开关用于正常控制；在位置 A 、C 还要设置超程保护。23 设计任务1.绘制主电路，选择合适的元器件（名称、数量）。2.绘制常规电气控

6、制回路。3.根据控制要求选择PLC，并安排 PLC 的 I/O端口。- 可编辑修改 -。4.绘制 PLC 接线图。5.根据控制要求设计PLC 程序。6.上机调试程序。7.编写设计、使用说明书及设计小结，列出参考资料目录。24 主电路本系统的工作过程主要是物料装车，小车启动采用电枢回路串二级电阻启动，到 B点时减速，并依次启动传送带 1、传送带 2，到达 C 点卸料，之后反转再次到达 A 点装料，如此往复。电气主电路应由小车拖动电动机 M1 与传送带拖动电动机 M2 、M3 组成，如图 3-1 所示。图中 QF 为空开，当 KM1 接通时，电动机 M1 正转， KM2 接通则 M1 反转。以此来

7、控制小车往返运动。同理， M2 和 M3 分别控制一、二号传送带的正、反转。用接触器 KM3 、KM4 的通、断来串入或切除电阻，以实现小车的启动和调速。系统的主电路图由图2-1 所示。图 2-1主电路24 控制回路根据主电路及相应控制要求我们绘制出电气控制电路，如图2-2 所示。- 可编辑修改 -。- 可编辑修改 -。图 2-2控制回路3PLC 控制3 1 PLC 的I/O分配根据触点类型的不同，为了方便控制，按表3-1 进行 I/O 分配。表 3-1 I/O分配表输入输出I0.0启动按钮 SB1Q0.0进料电磁阀 YV1I0.1A点行程开关 SQAQ0.1小车正转 KM1I0.2B点行程开

8、关 SQBQ0.2转子回路接触器KM3I0.3C点行程开关 SQCQ0.3转子回路接触器KM4I0.4停止按钮 SB6Q0.4小车反转 KM2I0.51 号传送带正向点动Q0.51 号传送带 KM5I0.62 号传送带正向点动Q0.61 号传送带反转 KM6I0.7急停按钮急停SB1按钮 SB7Q0.72 号传送带正转KM7I1.01 号传送带反向点动Q1.02 号传送带反转 KM8I1.12 号传送带反向点动Q1.1卸料电磁阀 YV2I1.2C点超程保护 SQ5I1.3A点超程保护 SQ43 2控制面板布置及PLC 接线图PLC 接线图如图 3-1 所示。- 可编辑修改 -。图 3-1- 可

9、编辑修改 -。根据控制要求，和PLC 接线图，我们画出控制面板图如图3-2 所示。图 3-233 PLC 梯形图根据电气控制回路和PLC I/O 分配，画出图 3- 3 的梯形图。- 可编辑修改 -。- 可编辑修改 -。图 3-3-2- 可编辑修改 -。图 3-3- 可编辑修改 -。3 4 程序调试及仿真3.4.1小车从 A 点到 B 点部分仿真3.4.2小车从 B 点到 C 点部分仿真3.4.3 小车在到达 C 点仿真- 可编辑修改 -。3.4.2 小车从 B 点到 C 点部分仿真- 可编辑修改 -。3.4.3 小车到达 C 点部分仿真3.4.4 小车从 C 点到 B 点部分仿真- 可编辑修

10、改 -。3.4.5 小车从 B 点到 A 点部分仿真- 可编辑修改 -。3.4.6 按下停止按钮仿真（到达A 时）3.4.7 按下急停按钮仿真- 可编辑修改 -。3.4.8 传送带点动仿真3.4.9 超程保护仿真（ A 、 C 位置）- 可编辑修改 -。4 操作说明本设计通过了 Simens S7-200 PLC 的上机仿真，按下按 I/O 图接线后，并在计算机上下载程序到 PLC，S7-200 系列 PLC指示灯通常包括 SF、RUN 、STOP指示灯和开入开出指示灯，通过 SF、RUN 和STOP三个指示灯可以判断出 CPU 的当前运行状态，通过开入开出指示灯可以判断出 PLC开入开出点的

11、状态，具体说明如下：1、 RUN 指示灯： CPU处于运行状态时点亮（绿色） ，CPU 处于停止状态时熄灭；2、 STOP指示灯： CPU 处于停止状态时点亮（绿色） ， CPU处于运行状态时熄灭 .我们将 PLC拨到 RUN ，设置 PLC为运行状态。可以根据需求，按 I0.0 即开始按钮，启动系统，此时系统小车开始装料，装料阀门打开， 10 秒后，小车串两级电阻启动，过五秒，卸下一级电阻，再过五秒，卸下二级电阻，如此加速向 B靠近，接近到 B点后，触碰行程开关SQB，此时小车开始减速，将电枢回路电阻加上，并依次启动传送带1 、传送带 2 。到达 C点，小车停车，并打开出料阀， 10 秒后离

12、开 C点，反转（串两级电阻启动），到达 B点又开始减速，并依次关闭传送带1 、传送带 2。到达 A 点小车如此往复两次。若按下急停按钮，系统电源全断。若运行中按下停止按钮，完成一个周期自动停在A 点。- 可编辑修改 -。5 设计心得通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。 既让我们懂得了怎样把理论应用于实际， 又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。在设计过程中， 我通过查阅大量有关资料， 与同学交流经验和自学， 并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西， 也培养了我独立工

13、作的能力， 树立了对自己工作能力的信心， 相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。 而且大大提高了动手的能力， 使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。 虽然这个设计做的也不太好， 但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了， 同学之间互相帮助， 有什么不

14、懂的大家在一起商量， 听听不同的看法对我们更好的理解知识， 所以在这里非常感谢帮助我的同学。 在本次设计中， 我们还需要大量的以前没有学到过的知识， 于是图书馆和 INTERNET 成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。 我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。例如，在利用CAD 画图时我们就发现矩阵功能能用来画很多等间距的直线，这在控制电路中十分有用。又比如，在PLC 程序STEP V4.0 时，64 位系统无法安装，于是换回了 32 位的 XP 系统。有时发现一个问题的时候，需要做