裝卸料小車控制系統(tǒng)課程設(shè)計

1、<p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　可編程控制以其可靠性高、邏輯性能強、體積小、可在線修改控制程序、具有遠程通訊聯(lián)網(wǎng)功能、易于與計算機接口、能對模擬量進行控制、具備高速計數(shù)與控制等高性能模塊等的優(yōu)異性能，正在日益取代大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電器－接觸器控制系統(tǒng)，在機械、化工、石油、冶金、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)得到廣

2、泛應(yīng)用。PLC應(yīng)用的深度和廣度已經(jīng)成為一個國家工業(yè)先進水平的重要標志之一。只要經(jīng)過精心的布置安排，PLC能夠?qū)崿F(xiàn)幾乎所有目前實際生產(chǎn)中的動作。本課題要求三臺電動機分別控制小車的加料、卸料和上升下降的動作，在啟動后開始加料，5秒后停止，再過1秒小車上升，到位后停止，1秒后自動卸料，需要10秒，然后小車復(fù)位并下降，到原位后停止，同時要求能實現(xiàn)單周及連續(xù)循環(huán)操作。自動裝卸線通過PLC控制能夠按規(guī)定順序自動完成所要求的所有動作。本設(shè)計課題僅較淺

3、層次的討論了 PLC控制自動裝卸線的動作控制過程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC控制；裝卸料；單周控制；循環(huán)控制</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 引言</b></p><p>　　1.1設(shè)計要求. . . . . . . . . . . .

4、. . . . . .. .. . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .1</p><p>　　1.2 PLC介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . ..

5、. . . . .. . . . . . 2</p><p>　　1.2.1 PLC應(yīng)用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….. . . . . . . . . .2</p><p>　　1.2.2 梯形圖介紹. . . . . . . . . . . . .

6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … . . . . .. ……3</p><p>　　1.2.3 語句表介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... …..3 </p><p&g

7、t;　　第2章 繼電接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　2.1 主電路設(shè)計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . ..….4</p><p>　　2.2流程圖設(shè)計. . . . . . . . . . . . . .

8、 . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . …. . . . . . .. . ……..5</p><p>　　2.3控制電路設(shè)計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . ...

9、6</p><p>　　第3章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　3.1 I/O點的分配與編號. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . ..7</p><p>　　3.2 I/O接線圖. . . . . . . . . .

10、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . ……7</p><p>　　3.3 梯形圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … .

11、 . . .. …..8</p><p>　　3.4 語句表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….11</p><p>　　結(jié)論. . . . . . . . . . . . . . . . . .

12、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . ... . . . . . . . …13</p><p>　　設(shè)計總結(jié). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .14</p><p>　　謝辭. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14、 .15</p><p>　　參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16</p><p><b>　　第1章 引言</b></

15、p><p><b>　　1.1設(shè)計要求</b></p><p>　　電動機M1驅(qū)動裝料機加料，電動機M2驅(qū)動裝料車升降，電動機M3驅(qū)動卸料機卸料。</p><p><b>　　裝卸線操作過程是：</b></p><p>　　料車在原位，顯示原位狀態(tài)，按啟動按鈕，自動線開始工作；</p>&

16、lt;p>　　加料定時5秒，加料結(jié)束；</p><p>　　延時1秒，料車上升；</p><p>　　上升到位，自動停止移動；</p><p>　　延時1秒，料車自動卸料；</p><p>　　卸料10秒，料車復(fù)位并下降；</p><p>　　下降到原位，料車自動停止移動。</p><p>

17、;　　能實現(xiàn)單周裝卸及連續(xù)循環(huán)操作。</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p><b>　　1.2 PLC介紹</b></p><p>　　1.2.1 PLC應(yīng)用</p><p>　　在PLC中有多種程序設(shè)計語言,如梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化

18、語句描述語言等。梯形圖語言和布爾助記符語言是基本程序設(shè)計語言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能，例如，代替繼電器、計數(shù)器、計時器完成順序控制和邏輯控制等。通過擴展或增強指令集，它們也能執(zhí)行其它的基本操作。功能表圖語言和語句描述語言是高級的程序設(shè)計語言，它可根據(jù)需要去執(zhí)行更有效的操作，例如，模擬量的控制，數(shù)據(jù)的操縱，報表的報印和其他基本程序設(shè)計語言無法完成的功能。功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式，通過軟連接

19、的方式完成所要求的控制功能，它不僅在PLC中得到了廣泛的應(yīng)用，在集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)時也常常被采用。由于它具有連接方便、操作簡單、易于掌握等特點，為廣大工程設(shè)計和應(yīng)用人員所喜愛。</p><p>　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時日常維護也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場

20、合。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類:</p><p>　　(1)開關(guān)量邏輯控制</p><p>　　取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于控制單臺設(shè)備，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。&l

21、t;/p><p><b>　　(2)工業(yè)過程控制</b></p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量(即模擬量)，PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。&l

22、t;/p><p><b>　　(3)運動控制</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。一般使用專用的運動控制模塊，如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。</p><p><b>　　1.2.2 梯形圖</b></p><p

23、>　　梯形圖程序設(shè)計語言是用梯形圖的圖形符號來描述程序的一種程序設(shè)計語言。采用梯形圖程序設(shè)計語言，這種程序設(shè)計語言采用因果關(guān)系來描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果，每個梯級是一個因果關(guān)系。在梯級中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在右面。梯形圖程序設(shè)計語言是最常用的一種程序設(shè)計語言，它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉。因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到歡迎

24、，并得到廣泛的應(yīng)用。梯形圖程序設(shè)計語言的特點是:</p><p>　　·與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性;</p><p>　　·與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，易于撐握和學(xué)習(xí);</p><p>　　·與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點是:梯形圖中的能流(Power FLow)不是實際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼

25、電器，因此應(yīng)用時需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對待;</p><p>　　·與布爾助記符程序設(shè)計語言有一一對應(yīng)關(guān)系，便于相互轉(zhuǎn)換和程序檢查。</p><p><b>　　1.2.3語句表</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計語言是用結(jié)構(gòu)化的描述語句來描述程序的一種程序設(shè)計語言。它是一種類似于高級語言的程序設(shè)計語

26、言。在大中型的可編程序控制器系統(tǒng)中，常采用結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計語言來描述控制系統(tǒng)中各個變量的關(guān)系。它也被用于集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)。</p><p>　　結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計語言采用計算機的描述語句來描述系統(tǒng)中各種變量之間的運算關(guān)系，完成所需的功能或操作。大多數(shù)制造廠商采用的語句描述程序設(shè)計語言與BASIC語言、PASCAL語言或C語言等高級語言相類似，但為了應(yīng)用方便，在語句的表達方法及語句的種類等方面都進

27、行了簡化。</p><p>　　結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言具有下列特點:</p><p>　　·采用高級語言進行編程，可以完成較復(fù)雜的控制運算;</p><p>　　·需要有一定的計算機高級程序設(shè)計語言的知識和編程技巧，對編程人員的技能要求較高，普通電氣人員難以完成。</p><p>　　·直觀性和易操作性等較差;<

28、;/p><p>　　·常被用于采用功能模塊等其他語言較難實現(xiàn)的一些控制功能的實施。</p><p>　　部分PLC的制造廠商為用戶提供了簡單的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，它與助記符程序設(shè)計語言相似，對程序的步數(shù)有一定的限制。同時，提供了與PLC間的接口或通信連接程序的編制方式，為用戶的應(yīng)用程序提供了擴展余地。</p><p>　　第2章 接觸器繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計<

29、;/p><p><b>　　2.1主電路</b></p><p>　　下圖為主電路的電路圖，其中KM1控制M2運轉(zhuǎn)加料，KM3控制M3運轉(zhuǎn)卸料，KM2控制M1正轉(zhuǎn)使小車上升，KM4控制M1反轉(zhuǎn)使小車下降。M1，M2，M3均為三相異步電動機。</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>

30、<b>　　2.2流程圖</b></p><p><b>　　圖2-2</b></p><p><b>　　2.3控制電路</b></p><p>　　下圖中SB1為停止按鈕，SB2為單步啟動按鈕，QS2為連續(xù)循環(huán)控制啟動轉(zhuǎn)換開關(guān)。</p><p><b>　　圖2-

31、3</b></p><p>　　第3章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　3.1 I/O點的分配與編號</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　3.2 I/O接線圖</p><p><b>　　圖3-2</b></p>

32、<p><b>　　3.3梯形圖</b></p><p>　　①通電時，小車停在原位，行程開關(guān)閉合，I0.1閉合，Q0.0工作，指示燈亮；</p><p>　?、诎聪聠影粹o，I0.3閉合，M0.0工作并自鎖；</p><p>　　③M0.0觸電閉合，Q0.1得電，開始加料，同時T37開始計時，5秒后T37計時到，停止加料；<

33、/p><p>　　④T37及時到的同時，T38開始計時，一秒后計時到，Q0.2得電，小車開始上升；</p><p>　?、萆仙巾?，行程開關(guān)閉合，I0.4得電，使上升停止，同時使T39開始計時；</p><p>　?、?秒后計時到，開始卸料，同時T40開始計時；</p><p>　?、?0秒后，T40計時到，小車開始下降并自鎖，同時斷開M0.0，

34、即斷開前面所有控制；</p><p>　?、嘞陆档皆粫r，行程開關(guān)閉合，I0.1得電，下降停止；</p><p>　?、崛粜枰B續(xù)循環(huán)動作，只需將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到通路，I0.0得電；</p><p>　　⑩在下車回到原位的時候，行程開關(guān)閉合，I0.1得電，重新啟動循環(huán)。</p><p><b>　　3.4語句表</b><

35、;/p><p>　　Network 1 </p><p><b>　　單周或循環(huán)選擇啟動</b></p><p>　　LD I0.0</p><p>　　A I0.1</p><p>　　O I0.3</p><p>　　O M0.0<

36、;/p><p>　　AN I0.2</p><p>　　AN Q0.4</p><p>　　= M0.0</p><p>　　Network 2 </p><p><b>　　顯示原位狀態(tài)</b></p><p>　　LD I0.1</p

37、><p>　　= Q0.0</p><p>　　Network 3 </p><p><b>　　加料5秒</b></p><p>　　LD M0.0</p><p>　　TON T37, 50</p><p>　　AN T37</p>

38、;<p>　　= Q0.1</p><p>　　Network 4 </p><p><b>　　停1秒</b></p><p>　　LD T37</p><p>　　TON T38, 10</p><p>　　Network 5 </p>&l

39、t;p><b>　　上升</b></p><p>　　LDN I0.4</p><p>　　A T38</p><p>　　= Q0.2</p><p>　　Network 6 </p><p><b>　　停1秒</b></p>

40、<p>　　LD I0.4</p><p>　　TON T39, 10</p><p>　　Network 7 </p><p><b>　　卸料10秒</b></p><p>　　LD T39</p><p>　　TON T40, 100</p>

41、;<p>　　AN Q0.4</p><p>　　= Q0.3</p><p>　　Network 8 </p><p><b>　　下降</b></p><p>　　LD T40</p><p>　　O Q0.4</p><p

42、>　　AN I0.1</p><p>　　= Q0.4</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本課程設(shè)計是關(guān)于自動裝卸線控制系統(tǒng)設(shè)計，要求完成采用繼電器接觸器控制和PLC控制。繼電器接觸器控制采用時間繼電器進行延時，由行程開關(guān)控制自動循環(huán)，PLC控制選用CPU222，不需要擴展，采用計時器延時。兩

43、種控制都可完成單周和連續(xù)循環(huán)控制。</p><p>　　裝卸料采用PLC控制，體積小，重量輕，控制方式靈活，可靠性高，操作簡單，維修容易。實用該設(shè)計不僅準確安全可靠，而且提高了勞動生產(chǎn)率，降低工人勞動強度，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益?？删幊炭刂破鱌LC以其豐富的I/O接口模塊，高可靠性，可以在裝卸料控制系統(tǒng)的設(shè)計中起到十分重要的作用。</p><p>　　PLC不僅可以實現(xiàn)邏輯控制，順序

44、控制，定時，計時，算數(shù)運算，數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)通信等功能，并且具有處理分支，中斷，自診斷的能力。邏輯控制功能通過軟件編程實現(xiàn)，柔性強，控制功能多，控制線路大大簡化。PLC可以使用通用的個人計算機作為圖形編輯器，用于在線或離線開發(fā)用戶程序使用在線對PLC進行各種操作，并且可以在線實時監(jiān)控用戶的執(zhí)行狀態(tài)。它提供三種編程語言，即梯形圖LAD，語句表STL及功能塊FBD,每種語言都有自己的特點。梯形圖LAD是在繼電器接觸器控制基礎(chǔ)上演變而來的，是一種

45、的圖形化的編程語言，編程人員幾乎不必具備計算機的基礎(chǔ)知識，不必考慮PLC內(nèi)部的機構(gòu)原理，只要有繼電器接觸器的基礎(chǔ)，就能在很短的時間內(nèi)掌握梯形圖LAD的使用和編程方法。</p><p><b>　　設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。隨

46、著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，PLC已經(jīng)成為當(dāng)今空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說得是無處不在。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中

47、發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。</p><p>　　在這一次的設(shè)計中，也是我的自信心有了很大的提高，使我明白在面對困難時我要輕言放棄，要相信自己，并努力的發(fā)現(xiàn)困難解決困難。同時也是我明白在面對一件事情時不要被他的表象所迷惑，不要第一眼看去認為他難他就難，有時只要我們認真的按部就班的來做，所有的問題都能解決，到后來我們也會發(fā)現(xiàn)他也并不像我們想象的那么難。</p>

48、<p><b>　　謝辭</b></p><p>　　經(jīng)過一個星期的艱苦奮斗，我們終于順利完成了課程設(shè)計。 </p><p>　　每一次課程設(shè)計都是一次很好的學(xué)習(xí)機會，在學(xué)習(xí)的時候最辛苦的自然是我們的老師了，尤其是我們都學(xué)的不是很好的情況下，老師的耐心講解是我們順利完成課程設(shè)計的必要條件。每當(dāng)我們被一個個問題困惑的時候，老師總是耐心 的給我們講解，這也為

49、我們解開了許多學(xué)習(xí)中的謎團。在此，首先真誠的感謝老師對我們課程設(shè)計的耐心指導(dǎo)。 </p><p>　　團結(jié)是最大的力量，一個人的能力在工作的時候往往表現(xiàn)的那么的力不從 心，這時，同學(xué)的幫助自然成為了我們課程設(shè)計順利完成的有一個重要因素。即使只是隨口的一兩句提示，往往就能夠讓我們從痛苦的思索中解救出來，獲得解 決問題的更好的辦法。更有甚者，在大家都忙著自己的課程設(shè)計的時候，大家還能夠互相幫助，這更讓我們看到班級大家

50、庭的友善與溫暖。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　王宗才.機電傳動與控制.北京：電子工業(yè)出版社，2011.6.</p><p>　　鄧星鐘.機電傳動控制.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　張萬忠，劉明芹.電器與PLC控制技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.<

51、;/p><p>　　余雷聲.電氣控制與PLC應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　陳建明.電氣控制與PLC應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2010郁建平.</p><p>　　郁建平.機電控制技術(shù).北京：中國電子出版社，2009.</p><p>　　周宏甫.機電傳動控制.北京：機械工業(yè)出版社，2006.</p>