電氣控制技術課程設計---工業(yè)鏟車操作控制設計

1、<p><b>　　目　錄</b></p><p>　　一、課程設計任務書1</p><p>　　二、PLC與工業(yè)鏟車的簡介5</p><p>　?。ㄒ唬㏄LC簡介5</p><p>　?。ǘ┕I(yè)鏟車的簡介7</p><p><b>　　三、任務及要求7</b

2、></p><p><b>　?。ㄒ唬┰O計任務7</b></p><p><b>　?。ǘ┰O計要求7</b></p><p><b>　　四、設計思想8</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┯布O計8</b></p>&

3、lt;p>　?。?）工業(yè)鏟車操作控制系統(tǒng)的控制要求8</p><p>　?。?）控制要求分析8</p><p>　?。?）電路器件選用9</p><p>　?。?）電源接線圖9</p><p>　?。?）工業(yè)鏟車主電路圖10</p><p>　　（6）工業(yè)鏟車控制系統(tǒng)電路的編號12</p>

4、<p>　?。ǘ┸浖O計14</p><p>　?。?）順序功能圖14</p><p><b>　　（2）梯形圖17</b></p><p><b>　?。?）指令表19</b></p><p><b>　　五、設計總結21</b></p>

5、<p><b>　　參考文獻22</b></p><p>　　《電氣控制技術課程設計》任務書</p><p>　　系（院）：信息學院 專業(yè)：自動化 年級：2008級</p><p>　　二、PLC與工業(yè)鏟車的簡介：</p><p><b>　　（一）

6、PLC簡介：</b></p><p>　　1.PLC的發(fā)展歷程與組成元件</p><p>　　可編程控制器（Programmable Controller）是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展，這種裝置

7、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（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。</p><p>　　個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。 1969年，美國數(shù)字設備公司

8、（DEC）研制出第一臺PLC，在美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡單易懂，操作方便，可*性高，通用靈活，體積小，使用壽命長等一系列優(yōu)點，很快地在美國其他工業(yè)領域推廣應用。到1971年，已經(jīng)成功地應用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國家的高度重視。1971日本從美國引進了這項新技術，很快研制出了日本第一臺PLC。1973年，西歐國家也研制出它們的第一臺PLC。

9、我國從1974年開始研制。于1977年開始工業(yè)應用。LC的基本概念 - PLC的定義 PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。 PLC的構成：從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O</p><p>　　2. PLC控制系統(tǒng)的設計基本原則<

10、/p><p>　　最大限度的滿足被控對象的控制要求。 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用和維護方便。保證控制系統(tǒng)安全可靠?？紤]到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進在選擇PLC容量時應適當留有余量。3. PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語言 PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機、將程序語言翻譯成機器語言，診斷機器故 障。系統(tǒng)軟件由PLC廠家

11、提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干預。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制要求，用PLC的程序語言編制的應用程序（也就是 邏輯控制）用來實現(xiàn)各種控制。STEP7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標準軟件包，也就是用戶程序，我們就是使用STEP7來進行硬 件組態(tài)和邏輯程序編制，以及邏輯程序執(zhí)行結果的在線監(jiān)視。PLC提供的編程語言：標準語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言，它有以下特點：它是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼

12、電器觸點、線圈、串聯(lián)等術語和一些圖形符號構成，左右的豎線稱為左右母線。 梯形圖中接點（觸點）只有常開和常閉，接點可以是PLC輸入點接的開關也可以是PL</p><p>　?。ǘ┕I(yè)鏟車的簡介：</p><p>　　鏟車又叫裝載機，是在動力機械的基礎上，采用液壓控制鏟斗升降和翻轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)對砂石、水泥、糧食、土、煤等散裝物料的鏟運及裝載。</p><p>　

13、　鏟車也可進行輕度的鏟掘工作，通過換裝相應的工作裝置，還可進行推土、起重、裝卸木料及鋼管等作業(yè)。廣泛應用于建筑工程、筑路工程、農(nóng)田水利工程、環(huán)衛(wèi)垃圾、磚窯廠、煤廠、砂石廠，用于砂石、水泥、糧食、土、煤等散裝物料的鏟運及裝載。</p><p>　　鏟車種類很多。根據(jù)發(fā)動機功率可分為小型（功率小于74千瓦）、中型（功率在74～147千瓦間）、大型（功率在147～515千瓦間）和特大型（功率大于515千瓦）鏟車4種。根

14、據(jù)行走系結構可分為輪胎式和履帶式兩種。其中輪胎式鏟車按其車架結構型式和轉(zhuǎn)向方式又可分為鉸接車架折腰轉(zhuǎn)向、整體車架偏轉(zhuǎn)車輪和差速轉(zhuǎn)向鏟車3種。根據(jù)卸載方式可分為前卸式（前端式）鏟車和回轉(zhuǎn)式鏟車兩種。根據(jù)作業(yè)過程的特點可分為間歇作業(yè)式（如單斗鏟車）和連續(xù)動作式（如螺旋式、圓盤式、轉(zhuǎn)筒式等）鏟車。鏟車裝載物料時，其技術經(jīng)濟指標在很大程度上取決于作業(yè)方式。常見的作業(yè)方式有I形作業(yè)法、V形作業(yè)法和L形作業(yè)法等。</p><p&

15、gt;<b>　　三、任務及要求</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┰O計任務</b></p><p>　　利用PLC對工業(yè)鏟車操作進行控制，設鏟車可將貨物鏟起或放下，并能作前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的操作，要求動作過程如下：鏟起：→ 向前0.5米 → 左轉(zhuǎn)90度后，向前0.5米 → 右轉(zhuǎn)90度后，向前0.5米 →右轉(zhuǎn)90度后，后退0.5米 →

16、 放下。</p><p><b>　?。ǘ┰O計要求</b></p><p>　　1、設計系統(tǒng)的PLC外部接線圖</p><p><b>　　2、系統(tǒng)的操作面板</b></p><p>　　3、設計好順序功能圖</p><p><b>　?。?、系統(tǒng)的T形圖</

17、b></p><p><b>　　四、設計思想:</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┯布O計</b></p><p>　　1.工業(yè)鏟車操作控制系統(tǒng)的控制要求</p><p>　　工業(yè)鏟車操作控制系統(tǒng)示意圖如圖3—1所示：</p><p>　　控制要求：小車有電機

18、驅(qū)動，電機正轉(zhuǎn)前進，反轉(zhuǎn)后退。初始時，小車停于初始位置，限位開關SQ1壓合。</p><p>　　(1) 按下開始按鈕，小車開始鏟起物品。10秒后鏟物結束，小車按規(guī)定路線經(jīng)過壓合SQ2,SQ3,SQ4,前往目的地，壓合SQ5放下物品。</p><p>　　(2) 10秒后放物結束，按圖路線返回原地，壓合SQ1再次開始鏟起物品……如此循環(huán)。</p><p>　　(3)

19、 設置預停按鈕，小車在工作中若按下預停按鈕，則小車完成一次循環(huán)后，停于初始位置。</p><p><b>　　2. 控制要求分析</b></p><p>　　開啟系統(tǒng)后，小車應停于初始位置，SQ1壓合。然后按照規(guī)定完成動作（鏟起→ 向前0.5米 → 左轉(zhuǎn)90度后，向前0.5米 → 右轉(zhuǎn)90度后，向前0.5米 →右轉(zhuǎn)90度后，后退0.5米 → 放下）。最后返回初始位置。

20、系統(tǒng)設定限位開關壓合則做相應的90度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時間為五秒。預停按鈕的設計，可在按下預停按鈕后，是小車完成一個循環(huán)后，不再進入下一次循環(huán)。</p><p><b>　　3.電路器件選用</b></p><p><b>　　電動機參數(shù)</b></p><p><b>　　4.電源接線圖</b></p

21、><p>　　5. 工業(yè)鏟車主電路圖</p><p>　　(1)控制鏟車前進和后退電路</p><p>　　(2)控制鏟車抓起與放下電路</p><p>　　6.工業(yè)鏟車控制系統(tǒng)電路的編號</p><p>　?。?）輸入/輸出分配表工業(yè)鏟車控制系統(tǒng)的I/O分配表見表3—2 </p><p>　

22、　工業(yè)鏟車控制系統(tǒng)I/O分配表</p><p><b>　?。?）I/O接線圖</b></p><p>　　用三棱FX2N—32MT—DPLC實現(xiàn)工業(yè)鏟車控制系統(tǒng)的I/O接線，如圖3—3所示。</p><p>　　圖3—3 工業(yè)鏟車控制系統(tǒng)的I/O接線圖</p><p><b>　?。ǘ┸浖O計</

23、b></p><p><b>　　1.順序功能圖</b></p><p>　　工業(yè)鏟車控制系統(tǒng)的順序功能圖如圖3—4</p><p><b>　　2.梯形圖</b></p><p>　　圖3—5 工業(yè)鏟車控制系統(tǒng)的梯形圖</p><p><b>　　3.指

24、令表</b></p><p>　　工業(yè)鏟車控制系統(tǒng)的指令表如表3—6</p><p><b>　　五、設計總結:</b></p><p>　　通過本次課程設計，我認識到了知識和現(xiàn)實的區(qū)別，深刻體會到PLC技術的廣泛應用。它讓我對學過的PLC知識進行了鞏固，同時也讓我了解簡單的工業(yè)機器控制。本設計涉及到《可編程控制技器應用技術》、《數(shù)

25、字電子技術》等學科。讓我對電氣專業(yè)知識有了更深的理解。</p><p>　　在這次課程設計過程中，我掌握了網(wǎng)絡上查找資料方法技巧,其中包括：FX2N-32MT-D等，為本次課程設計提供了一定的資料。</p><p>　　本次課程設計的階段:開始我不是很會做,在通過與同學相互討論，不段的學習中,最后經(jīng)過指導老師王君普老師的耐心指點，我們終于圓滿完成了任務。感謝王老師的對我們耐心的指導！通過本

26、次課程設計，我算是有了很大的收獲。不但對PLC有了更為深入的了解，對一個課題如何畫流程圖，編程軟件等也有了一定的認識，對工業(yè)鏟車有了深刻的認知,希望在以后的大學生活當中我能學到更多的知識。</p><p><b>　　參考文獻:</b></p><p>　　[1] 林小峰.可編程控制器原理及應用.北京：高等教育出版社，1994[2] 田瑞庭.可編程控制器應用技術.北