机电传动配料车控制系统方案设计书课程方案设计书完美格式

1、目录前言 21 课程设计的任务和要求31.1课程设计的任务 31.2课程设计的基本要求42 总体设计 52.1PLC 选型 52.2PLC 端子分配 53 PLC 程序设计 73.1 配料车运行原理及控制规则73.2控制面板图及顺序功能图93.3电机选用 123.4 PLC 梯形图 134 程序调试说明 215 结束语 226 参考文献 23前言随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，人们已经对越来越多事物不是进行手动操作，而是进行人工智能控制。例如智能机器人以及立体式存储仓库的产生等等，一改往日以前人们取料时间长，难度大，效率低等缺点。本次课程设计的题目配料车控制系统程序设计也正是在这样的背

2、景下应运而生的，本次课程设计的目的是掌握机电传动系统的基本原理，PLC 控制电路的设计方法以及继电器接触器控制和PLC 改造的方法。掌握机电传动控制系统中继电器接触器控制和PLC 控制的基本原理，设计方法以及二者的关系。掌握常用电器原件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。运用所学的可编程控制器的相关知识在实验电路板上实现小车取料的控制。改变以往人工取料的时间长，难度大，效率低等缺点。提高工作效率，节省人力资源。1 课程设计的任务和要求1.1 课程设计的任务控制要求：配料车完成“从配料罐出发，到A 处取 m 车料，再到B 处取 n 车料，送回配料罐进行配料混合”的工作循环。配料车

3、由三相交流异步电机驱动。工艺流程图：图 1配料车工作示意图1.2课程设计的基本要求初始状态由选择开关（连续或单周期）接通初始状态，小车需处于初始端，即左端，左限位开关闭合。按启动按钮I0.0，执行下列程序（ 1） Q0.3线圈通电并向右运行，到A 地点后停止并进行装料，待时间到后，向左运行，到原位后开始卸料并计时，计数器C1记录其次数。小车开始循环，直至等于计数器的设定值3 时，才执行下一程序。（ 2）当循环次数等于计数器的设定值时，循环结束，接通Q0.3 线圈，使小车右行到达B 处，同样装料并定时，时间一到，小车左行并到指定位置开始卸料，并开始循环，待等于计数器C2 设定值3 时，执行下一程

4、序。（ 3）计数器的次数等于设定值，接通Q0.5 开始混料。循环设计单周期：如果选择开关选择单周期档位，则Q0.5 搅拌时间到后，开始回到初始状态，等待下一次接通。取 A 料、 B 料小循环：在每次取 A 料回左端初始位置卸料后，进行计数器的读取，取 A 料设定计数器为 C1 为 3 次。取 B 料同理，设定计数器为 C2 为 3次。连续：如果选择的是连续档位，则搅拌完后就会回到M0.1 状态自动开始下一周期循环。进行循环，最终读C3 计数器到 3 时回初始步等待下一次接通。手动：如果选择的是手动档位，每一步都是由手动按钮开关控制。复位按动 I1.2，停止一切操作，同时接通Q0.4,小车左行，

5、并停止于初始状态。停止按动停止按钮 I0.1,需运行当前循环后再停。2 总体设计选型国内 PLC 厂家规模多不大。最有影响的算是无锡的华光。它也生产多种型号与规格的 PLC，如 SU、SG 等，发展也很快，在价格上很有优势。相信会在世界PLC 之林中一定有其位置的。而我们做实验一般会选择小型的PLC 大多数都是选用德国西门子S7-200 的 PLC。端子分配图图 2PLC 端子分配图2.2.3 表 1.1 I/O 点及地址分配表功能地址功能地址功能地址启动按钮I0.0手动装 A料I1.0装 A 料Q0.0停止按钮I0.1手动装 B料I1.1装 B 料Q0.1单周期选择开关I0.2复位I1.2卸

6、料Q0.2连续选择开关I0.3手动右行到 A 点I1.3右行Q0.3手动选择开关I0.4手动右行到 B 点I1.4左行Q0.4左限位开关I0.5手动左行I1.5混料Q0.5中限位开关I0.6手动卸料I1.6右限位开关I0.7混料I1.73 PLC 程序设计3.1 配料车运行原理及控制 规则初始状态由选择开关（连续或单周期）接通初始状态，小车需处于初始端，即左端，左限位开关闭合。按启动按钮 I0.0 ，执行下列程序（ 1） Q0.3 线圈通电并向右运行，到A 地点后停止并进行装料，待时间到后，向左运行，到原位后开始卸料并计时，计数器C1 记录其次数。小车开始循环，直至等于计数器的设定值5 时，才

7、执行下一程序。（ 2）当循环次数等于计数器的设定值时，循环结束，接通Q0.3 线圈，使小车右行到达B 处，同样装料并定时，时间一到，小车左行并到指定位置开始卸料，并开始循环，待等于计数器C2 设定值3 时，执行下一程序。（ 3）计数器等于设定值，接通Q0.5 开始混料。循环设计单周期：如果选择开关选择单周期档位，则Q0.5 搅拌时间到后，开始回到初始状态，等待下一次接通。取 A 料、 B 料小循环：在每次取 A 料回左端初始位置卸料后，进行计数器的读取，取 A 料设定计数器为 C1 为 5 次。取 B 料同理，设定计数器为 C2 为 3次。连续：如果选择的是连续档位，则混合完后就会回到M0.1

8、 状态自动开始下一周期循环。手动：如果选择的是手动档位，每一步都是由手动按钮开关控制。复位按动 I1.2，停止一切操作，同时接通Q0.4,小车左行，并停止于初始状态。停止按动停止按钮 I0.1,需运行当前循环后再停。计数器的设计采用两个计数器 C1、C2、进行计数，分别负责为： C1 计小车取 A 料 5 次； C2 取 B 料 3 次。 C1 在 M0.6 取 A 料循环的第一步时进行复位， C2 在 M1.3取 B 料循环的第一步进行复位，这样可以保证每出一个小循环复位器立即进行上一个小循环计数器的复位。 C1、 C2 均可以用 I0.1（停止）、 M3.5 （复位开关）复位。表 3.1

9、计数器功能表计数器名称计数器作用计数次数计数步复位步C1装A料循环次数5M0.5M0.6、I0.1、M3.5C2装B料循环次数3M1.2M1.3、I0.1、M3.5计时器的设计在本设计中有五处需要进行停顿的时间，因此采用五个计时器T37、T38、T39、 T40、T41。它们的作用分别为：表 3.2 计时器功能表计时器名称计时器作用计时开始计时步T37装A料计时5sM0.2T38卸A料计时5sM0.4T39装B料计时5sM0.7T40卸B料计时5sM1.1T41混合计时10sM1.3手动控制的设计手动控制的动作首先必须在选择手动挡的前提下进行工作，所设计的步可以完成单步动作，具体基本动作和设计

10、原理如下：表 3.3 手动各步功能及原理表步手动效果设计原理M3.0手动到 A由于 A 点为中点，令中限位开关SQ2（ I0.6 ）常闭，一旦手动开关I0.5 接通，小车执行 M3.0 （右行）直至到达中限位I0.6 断开不再执行M3.0 ，此时小车正好到达中点A 处。M3.0手动到 B同理手动到 A ，但此时，令右限位开关SQ3（ I0.7 ）常闭原理同手动到 B。到右限位时， I0.7 断开，不再执行M3.0 ，恰停于 B 点M3.2手动装SQ1、 SQ3 左右限位开关常闭，中限位开关I0.6 常开，令手动装 A 料A 料开关 I1.0 常开，一旦I0.6、 I1.0接通，说明车已到A 位

11、，并按下了装A 料开关，执行 M3.2手动装 A 料。M3.3手动装SQ1、 SQ2 左中限位开关常闭，右限位开关I0.7 常开，令手动装 B 料B 料开关 I1.1 常开，一旦I0.7、 I1.1接通，说明车已到B 位，并按下了装B 料开关，执行 M3.3手动装 A料。M3.1手动左行左限位开关SQ1（ I0.5）常闭，按下左行后执行 M3.1左行，直至到达做限位 I0.5断开不再执行向左走M.31 动作。M3.4手动卸料左限位 I0.5断开，手动卸料 I1.6 断开，只有车在左端点（ I0.5 得电）手动卸料开关按下（ I1.6 得电）执行 M3.4 卸料动作。M3.5手动混料此步跟车位置

12、无关，只需设计I1.7 得电即可执行混料M3.5 。控制面板配料车控制系统按钮面板空单周期手动连续图 3PLC 控制面板图根据设计题意，设计出控制面板，其中按钮项有手动单周期连续选择旋钮，启动、停止、复位、手装A（B）料、左行、手动卸料、搅拌物料按钮。按钮面板如图 3 所示。3.2.2 设计顺序功能图起始步为 M0.0 启动条件为 I0.2与 I0.3并联，再与 SM0.1 和 M2.1 的并联，串联。后一步 M0.1 启动条件 I0.0和 I0.5串联。输出 Q0.3。 M0.2 启动条件 I0.6 ，输出为 Q0.0 和启动条件 T37。输出 Q0.4。M0.4 启动条件I0.5 ，输出为

13、 Q0.2 和启动条件 T38，输出为启动条件 C1，输出为 Q0.3。M0.7 启动 条件I0.7 ，输出 为 Q0.1 和启动 条件T39，输 出为启动条件I0.5 ，输出为Q0.2 和启动条件T40，输出为启动条件 C2，输出为 Q0.5 和 T41.初始状态小车处于左限位，左限位开关 I0.5 闭合按启动按钮 I0.0 小车右行到中限位 I0.6 闭合开始装 A 料，定时 5 秒，定时时间到后小车右行，到左限位， I0.5闭合小车卸A 料，定时器定时5 秒，定时时间到后小车重复右行装A，循环 5 次后回到左限位。之后小车右行到右限位，开始装B 料，定时 5 秒，定时时间到后小车右行，到

14、左限位，I0.5闭合小车卸 B 料，定时器定时5 秒，定时时间到后小车重复右行装B，循环 3 次后回到左限位。单周期：如果选择开关选择单周期档位，则Q0.5 搅拌时间到后，开始回到初始状态，等待下一次接通。取 A 料、 B 料小循环：在每次取 A 料回左端初始位置卸料后，进行计数器的读取，取 A 料设定计数器为 C1 为 5 次。取 B 料同理，设定计数器为 C2 为 3次。连续：如果选择的是连续档位，则混合完后就会回到M0.1 状态自动开始下一周期循环。手动：如果选择的是手动档位，每一步都是由手动按钮开关控制。（I0.2+I0.3）M0.0C1 复位C2 复位I0.5*I0.0M0.1Q0.

15、3右行I0.6M0.2Q0.0T37装 AT37M0.3Q0.4左行I0.5M0.4Q0.2T38卸 AT38C1M0.5C1循环 1_M2.0* T41图 4 顺序功能图C1M0.6Q0.3C1 复位右行I0.7M0.7Q0.1T39装 BT39M1.0Q0.4左行I0.5M1.1Q0.2T40卸 BT40M1.2C2循环 2C2C2M1.3Q0.5T41C2 复位混料T41 · M2.M2.03.3 正反转电机根据控制要求，配料小车需要左行，电机反转，右行时电机为正转，所以用正反转电机。此电机通过正反转来控制小车的左行和右行，正转时小车左行，反转时小车右行，额定功率 1100W，

16、额定电压 380V，额定电流 3.1 安，转速 1400 转每分，可以满足生产要求。如图 5 所示三相异步交流电动机。图 5 正反转电机3.4 PLC 梯形图主程序包涵公用程序手动程序和自动程序的主程序自动子程序小车右行连续和单周期装A料5秒小车左行卸A料5秒之后执行循环 1卸A料5次小车右行装B料5秒左行卸B料计时5 秒循环 2卸 B料 3 次混料装 A 料装 B料卸料小车右行小车左行混料卸A料5秒装B料5秒卸B料5秒混料 10秒公用程序单周期连续启动连续复位手动程序手动程序，每一步都由手动控制4 程序调试说明工作过程：小车在左限位时按启动按钮右行到 A 装 A ，5 秒后左行卸料 5 秒后

17、循环 5 次回到左限位 。 然后右行到 B 装 B，5 秒后左行卸料 5 秒后循环 3 次，最后混料 10 秒。在程序编写和调试的过程中我遇到了很多麻烦，我开始时根据课程设计的基本要求，把一些端子用I/O 端口表示出来，在进行端口的描述，然后查阅资料进行顺序功能图的设计，设计完后，开始根据顺序功能图进行编程，在编程过程中，我都根据STEP 7 _Micro/WIN的辅助程序设计，一步一步的进行设计，但在进行循环时我遇到了误区，我开始询问同学进行帮助，然后又开始在书上查找，看课件，然后了解到在进行下一步时要使上面的一步断开所以每一步要加下一步的常闭开关。再就是忘记了输出电路的编写，然后把M 的各

18、种输出用Q输出，程序经过这样后顺利的编写完成，然后演示和调试都正确，程序编写结束。5 结束语本次课程设计的题目为：配料车控制系统程序设计，通过本次设计让我学会了如何合理正确的选用和设计的应用到的软件，对我今后的学习起到了非常大的作用。通过这次的实训使我们学到了很多，同时也让我们意识到我们要学的更多。从程序的设计到编写、画图、调试、修改、完善、到最后的实训报告，每个人都付出了时间和精力去做好自己的任务帮助队友，所以团队的合作和队友之间的相互协助非常重要。通过实训让我们更深一步的对自己的专业，对自己的能力，对自己所学的有正确的认识，并且能在以后的学习工作中不断提高和完善自己。总的来说，这次实训还是比较成功的，无论是个人动手能力还是团队协作能力都得到了很好的锻炼。在