基于PLC升降机控制毕业设计论文

常州工学院学士学位论文PAGE第20页，共20页目录TOC\o"1-2"\u目录 1第一部分设计任务与调研 2第二部分设计说明 5第三部分设计成果 14第四部分结束语 18第五部分致谢 19第六部分参考文献 20

第一部分设计任务与调研1.1可编程序控制器的简介可编程控制器即PLC（ProgrammablelogicController）是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。PLC采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。国际电工委员会(IEC)在其标准中将PLC定义为:

可程式逻辑控制器是一种数位运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等

面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可程式逻辑控制器及

其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。1.2可编程序控制器的设计任务1.2.1设计主要任务设计一个使用升降机将物件搬运到3个不同位置基本要求：大部件：上层的传送带中部件：中部的传送带小部件：下层的传送带具体要求：(1)采用三菱FX2系列PLC控制。(2)设计PLC控制系统硬件电路。(3)在三菱PLC学习仿真软件中编写程序，并进行模拟调试(4)撰写毕业设计成果报告书1.2.2设计思路根据设计要求首先设计要使传送带正转工作，其次传送货物到升降机。根据货物的不同运送到相应位置通过感应器控制相应传送带工作，并运送货物到相应仓库。并能持续工作，切能急停。1.2.3设计方法方法：老师指导、资料查找、图书馆借阅、程序编写、实验测试、程序调试、设备选型、设计硬件电路。根据要求使用三菱FX2系列设计PLC控制系统。使用FX-TRN-BEG-C仿真软件，运用基本要求编写升降机控制系统的梯形图，并进行仿真实验，测试是否符合毕业设计要求，并进行程序调试，直至符合设计要求为止。按照实际情况设计出PLC控制系统的硬件电路。画出电路图。1.3设计任务的调研升降机械很多有工频电机直接带动，电器控制部分一般都很简单，多数采用人工手动控制或采用继电器控制方式。这写升降机械存在一些明显的问题，如启动停止和运行部稳定，升降机运动过程动作不可靠，自动化程度不高，故障率较高，设备能耗高，无法应急运行，存在安全隐患等等。基于这些问题使得这些升降机械很难再工厂生产中发挥高效率的作用，同时也使得国内这些生产的升降机械无法与进口的自动化生产线配套使用，也无法根据实际的生产需要转换和调整升降机械的动作方式和工作顺序。随着变频技术和PLC控制技术的发展，工厂中的自动化生产线也越来越多，由于一些行业的生产工艺的要求或是由于生产车间和场地的特殊情况，要求一些生产线需要配置相应的物件提升装置。基于上面的现象，本次设计的生产线上的运输升降机利用三菱FX2系列PLC控制来实现运输升降机的自动化，使得运输升降机能够沿着所设定的路线运行，并实现运输升降机的避障作用，最终运输升降机能够在规定的时间内平稳的到达。从而将PLC控制技术、传感器技术、集合于一体。随着我国工业的快速增长，与之配套的运输升生产制造业一路高歌。我国不但是全球最大的运输升降机市场，而且形成了全球最强的运输升降机生产能力。中国的运输升降机虽然生产能力第一，甚至出口也第一，但由于缺乏自主的知识权和核心技术，产品的附加价值不高，利润非常低。国内运输升降机产量的大部分是被几大国际运输升降机巨头在中国的合资工厂所生产的。而这些生产运输升降机核心部件（控制系统）的技术和版权都把握在国外公司手里，利润基本被国外公司取走。随着新世纪的到来，运输升降机产业今后一段时间运输升降机技术将向着环保、驱动系统使用永磁同步无齿曳引机、产业信息化网络化方向发展。面对不断飞速发展的社会以及经济增长速度，让我们很容易想到这是高速发展的科技快速发展结果。现代科技发展的主要都会围绕着效率以及机械化。本任务就是利用PLC控制系统的生产线上的运输升降机，可以帮助人工进行货物的运送。即可以将生产过程中的生产产品运送进仓库中，这样可以减少劳动力可以显著地提高人民的生产水平。通过本设计简单设计过程，可以了解到在现实生产中的基本控制思想。认识到若要达到所设计的目的，不仅要做到知识的严谨，还要综合考虑所可能遇到的各种情况以及所处的环境。在运行的过程中，由于环境的不同可能得到不同的结果。因此，在现实生产过程中，要全面考虑设计所达到的目的，最重要的还要将环境与设计结合起来，才能可能达到设计的目的。第二部分设计说明2.1设计原理根据图一分析首先得了解传感器X0/X1/X2会不会相互影响，根据物品大、中、小不仅要将物品运送到相应的存物间，而且还要运送到相应高度。根据图二中的数据要求需要将升降机先进行上升然后在旋转否者会使数据冲突。而编写程序时需要按步骤编写，根据物品的出装，先编写小物品的运送程序，小物品不用升降所以比较容易，然后是编写大物品的程序接着就是编写中物品的程序。注意在编写大、中物品程序时需要注意升降机的停止指令，以避免起冲突。在编写时需要分开大、中、小的程序以便分析调试时出现的问题。2.2设计方按2.2.1技术规范根据要求使用三菱FX2系列设计PLC控制系统。使用FX-TRN-BEG-C仿真软件，运用基本要求编写升降机控制系统的梯形图，并进行仿真实验，测试是否符合毕业设计要求，并进行程序调试，直至符合设计要求为止。按照实际情况设计出PLC控制系统的硬件电路。画出电路图。GB|T10054-2005升降机；GB3797-2005电气控制设备；IEC国际电工委员会标准IEC60310：2004；维修电工-国家职业技能标准（2009）年修订2.3设计任务具体说明根据要求使用三菱FX2系列设计PLC控制系统，在下图中，使用图二中的旋转按钮SW1控制图一中Y1输送带正转并保持常态，将运送下来的物资运送到升降机平台上。在图二中，每次点击按钮X20就向图一中的Y0传输一个信号使Y0输出一个物件到传送带Y1上。当图一中的物件从传送带Y1运送到升降机传感器X3上时通过传感器X0.X1.X2的检测判断物件大小以控制升降机将物件运送到相应位置。并有三种情况。第一种：当物件通过传感器X2判断为“小物件”时则升降机旋转，而传感器X10检测有物品时控制下段输送带Y5正转，将物品从升降机上卸下到传送带Y5上，当传送带Y5将物品运送到传感器X11时控制传送带Y5停止三秒，当传送带Y5停止三秒后继续运送，直至物品传送到小型仓库后才停止。与此同时当升降机传感器X3检测物件传送到传送带Y5后立即再次旋转至原位。第二种：当物件通过传感器X1时判断为“中物件”时则升降机控制Y2使升降机上升至传感器X5时，传感器X5控制升降机停止并旋转。当传感器X12检测到有物件时控制中段传送带Y6正转运送物品，当X13检测到有物品时控制传送带Y6停止三秒后运转,直至物品放到中型置物筐。与此同时当升降机传感器X3检测物件传送到传送带Y6后立即再次旋转控制Y3下降至原位。第三种：当物件通过传感器X0时判断为“大物件”时则升降机控制Y2使升降机上升至传感器X6时，传感器X6控制升降机停止并旋转。当传感器X14检测到有物件时控制中段传送带Y7正转运送物品，当X15检测到有物品时控制传送带Y7停止三秒后运转,直至物品放到大型置物筐。与此同时当升降机传感器X3检测物件传送到传送带Y7后立即再次旋转控制Y3下降至原位。图一模拟软件仿真调试图图二模拟软件仿真操作开关面板2.4设计过程2.4.1判断X0/X1/X2是否相互影响使用FX-TRN-BEG-CPLC软件测试编写如下程序测试。通过以上程序编写及测试得出X0/X1会相互影响，但X2不会影响X0/X1所以在编写程序时需要考虑X0/X1的先后顺序及互锁。2.4.2编写小物品的运送程序程序如下接下图当运行这个程序时能够使小物品按照要求运送到位于下侧的仓库2.4.3编写大物件的运送程序合并小物件程序一起运行将以下三个图写入同一个程序写入模拟器时运行时发现并不能实现大物件运送，但小物件能运送所以是升降机及以后的问题。经过检查和询问老师得出结论就是同一个线圈不能多次使用比如Y4。注:以下由于不能再同一图片显示所以分开截图展示。2.4.4编写中物品运送程序并结合在一起注:以下由于不能在同一图片显示所以分开截图展示。将以上图片写入同一个程序中的出现于2.4.3同样的错误。所以需要把所有的共同的线圈放在一边不能放在和大、小、中物品的运送程序中需要隔开还要同时控制和制约。2.4.5同线圈一个控制程序三个独立的程序可以按照任务要求运行所以讲三个结合在一起。当将三个控制程序编写到一起时发现小物件可以运行但大、中物品不能运行而且总在传感器X5时停止，所以我判断是互锁没有编写好，因此我在此编写了一边并加入了互锁。注:以下由于不能在同一图片显示所以分开截图展示。第三部分设计成果3.1设计成果3.1.1基于PLC的升降机控制模拟图3.1.2基于PLC的升降机控制梯形图将以下的PLC梯形图程序编入FX-TRN-BEG-CPLC的升降机中并能按照任务要求运行。3.1.3I/O分配表3.1.4硬件材料（1）Arduino光电传感器模块KY-008工作电压：5V规格：15*24mm光源波长：650nm重量：2.2g价格：3.80元数量：3个（2）磁力传感器US1881系列3.5至24V霍尔效应锁存器-高灵敏度-TO-92-3（3）闸刀开关冲四钻特价HS11F200A/48带盖防误型开启式四线双投闸刀开关（4）施耐德接触器LC1E1210交流接触器CJX2-1210220V380V12A交流接触器AC220V12A50Hz3.1.5硬件接线图

第四部分结束语本设计基本上达到了设计目的。运用PLC实现了对升降机的控制，通过合理的设备选型，参数设置和软件设计，提高了升降机运行的可靠性。本次设计也遇到过许多问题就好像在程序控制方面，刚开始遇到升降机是先旋转还是先上升的问题。通过对模拟硬件图的进一步分析，我发现X4/X5/X6是关于升降机的控制，而且说先旋转会立即使后续电路马上运转，而我们需要的不是马上旋转。所以我认为是先上升在旋转的。还有的就是升降机的下降是在什么时候，通过观察我发现，要使升降机下降需要给他一个触发信号而且需要的是一个持续一段时间的触发信号。所以我选择最后一个传感器X11/X13/X15和升降机上的X4传感器配合一起使升降机下降。当然在编写程序时页遇到各种问题。比如在编写第二个物件的运作程序后，我发现不能运动两个物品，通过自己的观察以及询问老师才发现是同一个线圈不能使用两次，需要隔离开来。通过老师的指点我明白接下来我的其他程序也需要在使用这个线圈是要隔离开来，使它成为一个独立的程序有联系但没有干扰。在最后编写时我发现升降机在升降是发生不能上升的问题，于是通过不断试验观察发现是由于升降机上升是需要通过其他停止传感器而停止的互锁问题。所以我就使用了最开始的辅助开关的常闭开关M4/M8来互锁，但是也要注意在放置时中物品的停止传感器是需要M4/M8的而大物品的停止传感器是只需要M4的，因为中物品时不需要经过大物品的停止传感器的。因此我建议以后做关于这类问题是需要先考虑在过程中出现的问题，先去探索一些会碰到的问题，然后需要在做的过程不断反复试验解决各种出现的问题。出现解决不了的问题可以询问老师或者查阅相关书籍去解决。通过本次设计，感触颇深的是解决问题的方法、技巧。我的知识领域得到了进一步的扩展，专业技能得到了进一步的提高，同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。另外，也培养了自己严肃求实的工作作风。

本设计还存在一些缺陷，但是基于本人的能力范围，暂时不能完成，有待于在将来的设计中能进一步提高，做到最好。

第五部分致谢时光不待，流年似水，忽毕业将至。回首三年来的困惑与追求，不禁心潮澎湃。在毕业设计完成之际，我谨向所有关心、爱护、帮助过我的人表示最诚挚的感谢与最美好的祝愿。本毕业设计是在我的导师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。当然还要谢谢在我编写论程序的过程中给予帮助的朋友和室友。在努力研究一个多月的毕业设计终于结束了，从开始接到毕业设计两眼发晕到毕业设计及设计报考书的完成经历了许多的困难和尝试。每一步对我来说都是新的尝试和挑战。通过此次毕业设计我学会了很多，将之前学的各种知识综合在一起是我总体上学会很多。在毕业设计的过程中我遇到很多困难，老师都细心教导，耐心解释问题。也有许多问题通过查阅资料也学到很多。大学生活即将匆匆忙忙地过去，但我却能无悔地说：“我曾经来过。”学友情深，情同兄妹。三年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。完成这篇毕业设计报告书时可谓思绪万千。三年前的这个时候收到学校录取通知书时的情景仿佛还历历在目，转眼已是毕业在即。三年来在白泥山畔沐浴春风，博信广场上仰望苍穹，实验室里发奋苦学。总算在毕业之前有了一份圆满的答卷。大学三年，但它给我的影响却不能用时间来衡量，这三年以来，经历过的所有事，所有人，都将是我以后生活回味的一部分，是我为人处事的指南针。就要离开学校，走上工作的岗位了，这是我人生历程的又一个起点，在这里祝福大学里跟我风雨同舟的朋友们，一路走好，未来总会是绚烂缤纷。第六部分参考文献【1】基于PLC的传输带控制系统设计.党丽峰.周炎.孙雪蕾.2013年.P36-P45【2】电气控制与PLC原理及应用.李道霖.电子工业出版社.2006年．P15-P35【3】电气控制与PLC应用技术21世纪高等院校电气工程与自动化.2013年.P36-P37【4】PLC分析与设计应用.电子工业出版社.2004年.P