基于PLC控制的運(yùn)料小車設(shè)計(jì)--畢業(yè)論文2

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： 運(yùn)料小車控制系統(tǒng) 所在院 (系)： 電 氣 工 程 學(xué) 院 專業(yè)班級(jí)： 自 1304 班 學(xué)生姓名： 姚 旭 東 學(xué) 號(hào)： 1317114093 指導(dǎo)教師： 王 春 俠 時(shí) 間： 2016 年 6 月 2運(yùn)料小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書運(yùn)料小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書控制要求：控制要求：運(yùn)料小車控制運(yùn)行示意圖如圖 3 所示，其控制要求如下：初始狀態(tài)時(shí)，小車停在行程開關(guān) SQ1 的位置，且行程開關(guān) SQ1 被壓合。第一次按下按鈕 SB1 時(shí)，小車行進(jìn)至行程開關(guān) SQ2 處停止，5mins 后退回到行程開關(guān) SQ1 處停止。圖 3 運(yùn)料小車運(yùn)動(dòng)示意圖第二次按下按鈕 SB1 時(shí)

2、，小車前進(jìn)至行程開關(guān) SQ3 處停止，8mins 后退回到行程開關(guān)SQ1 處停止。第三次按下按鈕 SB1 時(shí)，小車前進(jìn)至行程開關(guān) SQ4 處停止，10mins 后退回到行程開關(guān) SQ1 處停止。第四次按下按鈕 SB1 時(shí)，小車前進(jìn)至行程開關(guān) SQ5 處停止，6mins 后退回到行程開關(guān)SQ1 處停止。再次按下按鈕 SB1 時(shí)，重復(fù)以上過程。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求： （1）PLC 機(jī)型及模塊選擇；（2）內(nèi)存變量分配表；（3）流程圖；（4）梯形圖及各模塊功能說明；（5）用 step7 軟件完成工程的設(shè)計(jì)。擴(kuò)展要求擴(kuò)展要求： 用 wincc 監(jiān)控軟件設(shè)計(jì) HMI。3基于基于 PLC 控制的運(yùn)料小車設(shè)計(jì)控

3、制的運(yùn)料小車設(shè)計(jì)目目 錄錄摘 要.41.PLC 的結(jié)構(gòu)、工作原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì).51.1 PLC 的結(jié)構(gòu) .51.2PLC 的工作原理.61.2.1 循環(huán)掃描技術(shù).61.3 PLC 的編程語言 .61.3.1 梯形圖語言.61.3.2 助記符語言.61.3.3 功能塊圖語言.71.4PLC 控制系統(tǒng)的構(gòu)成，設(shè)計(jì)原則及步驟.72 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的方案論證.102.1 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容與要求.102.1.1 運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng)流程.102.1.2 設(shè)備控制要求.102.2 方案論證.113 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì).133.1 硬件設(shè)計(jì).133.1.1PLC 外部接線圖.133.2 軟件設(shè)計(jì)

4、.133.2.1PLC 狀態(tài)流程.143.2.2 系統(tǒng)工作原理分析.153.3 程序的運(yùn)行調(diào)試與仿真.164 設(shè)計(jì)小結(jié).174.1 小車的優(yōu)缺點(diǎn)分析.174.2 設(shè)計(jì)的改進(jìn)及推廣.17 4.3 常見故障及排除方法.17總 結(jié).18參考文獻(xiàn).19致 謝.20附 錄.214 摘要本次課設(shè)是將 PLC 應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)，這樣可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，有些生產(chǎn)機(jī)械的工作臺(tái)需要按一定的順序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)，并且有的還要求在某些位置有一定的時(shí)間停留，以滿足生產(chǎn)工藝要求。用 PLC 程序?qū)崿F(xiàn)運(yùn)料小車自動(dòng)往返順序控制，不僅具有程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易、方便、可靠性高等特點(diǎn)

5、，而且程序設(shè)計(jì)方法多樣，便于不同層次設(shè)計(jì)人員的理解和掌握。 PLC 在運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外工程、工廠中得到實(shí)際應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，其智能化和自動(dòng)化的思路值得以后繼續(xù)深入研究和推廣。 51. PLC 的結(jié)構(gòu)、工作原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1 PLC 的結(jié)構(gòu)PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC 的基本結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)兩類。整體式（又稱箱體式）結(jié)構(gòu)的 PLC 由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等組成，并將這些組裝在同一機(jī)體內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)

6、格低、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)固定、實(shí)現(xiàn)的功能和控制規(guī)模固定，但靈活性較低。其基本結(jié)構(gòu)框圖如圖 1-1 所示。 圖 1-1 整體式結(jié)構(gòu)模塊式（又稱組合式）結(jié)構(gòu)的 PLC 是將中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等分別做成相應(yīng)的模塊，應(yīng)用時(shí)將這些模塊根據(jù)控制要求插在機(jī)架上，各模塊間通過機(jī)架上的總線相互聯(lián)系。模塊式的 PLC 安裝完成后，需進(jìn)行登記，以便 PLC 對(duì)安裝在總線上的各模塊進(jìn)行地址確認(rèn)，其特點(diǎn)是系統(tǒng)構(gòu)成的靈活性較高，可以構(gòu)成不同控制規(guī)模和功能的 PLC，但同時(shí)價(jià)格也較高?；窘Y(jié)構(gòu)框圖如圖 1-2 所示。 圖 2-2 模塊式結(jié)構(gòu) 圖 1-2 模塊式結(jié)構(gòu) 機(jī) 架

7、編程器現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備其他 PLC或上位機(jī)電源模塊CPU模塊通信模塊輸入模塊輸出模塊特殊功能模塊電源中央處理器（CPU）輸入/輸出單元存儲(chǔ)器系統(tǒng)總線編程器61.2 PLC 的工作原理PLC 與繼電器構(gòu)成的控制裝置的重要區(qū)別之一就是工作方式不同，繼電器控制是并行運(yùn)行方式，即如果輸出線圈通電或斷電，該線圈的觸點(diǎn)立即動(dòng)作，只要形成電流通路，就有可能有幾個(gè)電器同時(shí)動(dòng)作。而 PLC 則不同，它采用循環(huán)掃描技術(shù)，只有該線圈通電或斷電，并且必須當(dāng)程序掃描到該線圈時(shí)，該線圈觸點(diǎn)才會(huì)動(dòng)作，而且每次它只能執(zhí)行一條指令，這也就是說PLC 以“串行”方式工作的，這種工作方式可以避免繼電器控制的觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配等問題。也可以

8、說，繼電器控制裝置是根據(jù)輸入和邏輯控制結(jié)構(gòu)就可以直接得到輸出，而 PLC 控制則需要輸入傳送、執(zhí)行程序指令、輸出 3 個(gè)階段才能完成控制過程。 1.2.1 循環(huán)掃描技術(shù)PLC 采用循環(huán)掃描技術(shù)可以分為 3 個(gè)階段：輸入階段（將外部輸入信號(hào)的狀態(tài)傳送到PLC）、執(zhí)行程序和輸出階段（將輸出信號(hào)傳送到外部設(shè)備）。掃描過程如圖 1-3 所示。一個(gè)掃描周期程序執(zhí)行階段輸出階段輸入階段程序執(zhí)行階段輸出階段輸入階段程序執(zhí)行階段 圖 1-3 循環(huán)掃描在輸入階段中，PLC 先進(jìn)行自我診斷，然后與編程器或計(jì)算機(jī)通信，同時(shí)中央處理器掃描各個(gè)輸入端并讀取輸入信號(hào)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把它們存入相應(yīng)的輸入存儲(chǔ)單元。在執(zhí)行階段

9、中，PLC 按照由上到下的次序逐步執(zhí)行程序指令。從相應(yīng)的輸入存儲(chǔ)單元讀入輸入信號(hào)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應(yīng)的輸出存儲(chǔ)器單元。在輸出階段中，PLC 將相應(yīng)的輸出存儲(chǔ)單元的運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部沒備傳送輸出信號(hào)，開始控制外部設(shè)備。1.3 PLC 的編程語言可編程控制器的編程語言主要有梯形圖語言、助記符語言及功能塊圖。1.3.1 梯形圖語言梯形圖語言是在繼電器控制電路圖的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。最大的優(yōu)點(diǎn)就是直觀易懂，使用簡(jiǎn)單方便。對(duì)來自電氣方面的用語，通過梯形圖很容易就能掌握，同時(shí)它也

10、是 PLC 的主要編程語言。例如，一個(gè)簡(jiǎn)單 PLC 控制系統(tǒng)，當(dāng)常開按鈕 SBFl 動(dòng)作時(shí)，水泵開啟，當(dāng)常閉按鈕 SBSl動(dòng)作時(shí)，水泵停止運(yùn)行。用繼電器控制和用 PLC 控制的梯形圖如圖 1-4 和圖 1-5 所示。7SBF1KM1KM1SBFS 圖 1-4 繼電器控制電氣圖X0X1Q0Q0 圖 1-5 PLC 控制梯形圖1.3.2 助記符語言助記符語言與匯編語言類似，它使用字符來代表可編程控制器的某種操作，這就要求用戶要有一定的計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)。用助記符語言編寫上一個(gè)例子的程序如下： LD I0 OR Q0 ANDN I1 OUT Q01.3.3 功能塊圖語言西門子公司的 S7 系列 PLC

11、除了可以用梯形圖和助記符語言進(jìn)行編程外，還可以用功能塊圖語言進(jìn)行編程。功能塊圖語言與數(shù)字電子技術(shù)的邏輯電路圖類似，不同的功能塊實(shí)現(xiàn)不同的功能，從而實(shí)現(xiàn)所需控制要求。如圖 1-6 所示： 圖 1-6 PLC 功能塊圖1.4 PLC 控制系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)計(jì)原則及步驟PLC 控制系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分組成。對(duì)于整個(gè) PLC 控制系統(tǒng)來說，其硬件部分不僅包括選擇符合控制要求的 PLC 機(jī)型、存儲(chǔ)器容量、電源模塊、輸入/輸出模塊、通信模塊、模擬量輸入/輸出模塊和特殊功能模塊等，還應(yīng)當(dāng)包括選擇合適的可編程控制器外圍裝置、設(shè)備與接口，如輸入設(shè)備（控制按鈕、開關(guān)、傳感10.1Q0.010.0Q0.0ORAND

12、8器等）、執(zhí)行裝置（接觸器、繼電器等）和由執(zhí)行裝置控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（水泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等）。軟件部分主要包括對(duì) PLC 進(jìn)行 I/O 點(diǎn)地址、內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的分配，PLC控制程序的設(shè)計(jì)（梯形圖、語句表、流程圖等），還有一些技術(shù)文件等。PLC 控制系統(tǒng)是為工藝流程服務(wù)的，所以它首先要能很好地實(shí)現(xiàn)工藝提出的控制要求。PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則。（1）根據(jù)工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，力求控制系統(tǒng)能最大限度地滿足控制要求。（2）在滿足控制要求的前提下，盡量減少 PLC 系統(tǒng)硬件費(fèi)用。（3）考慮到以后控制要求的變化，所以控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮 PLC 的可擴(kuò)展性。（3）控制系統(tǒng)使用和維護(hù)方便、

13、安全可靠。 一般 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟如圖 1-7 所示，具體操作如下。（1）控制要求分析在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)之前，必須對(duì)工藝過程進(jìn)行細(xì)致的分析，詳細(xì)了解控制對(duì)象和控制要求，這樣才能真正明白自己所要完成的任務(wù)，并更好地完成任務(wù)，設(shè)計(jì)出令人滿意的控制系統(tǒng)。（2）確定輸入/輸出設(shè)備根據(jù)控制要求選擇合適的輸入設(shè)備（控制按鈕、開關(guān)、傳感器等）和輸出設(shè)備（接觸器、繼電器等），根據(jù)所選用的輸入/輸出設(shè)備的類型和數(shù)量確定 PLC 的 I/0 點(diǎn)數(shù)。（3）選擇合適 PLC確定 PLC 的 I/0 點(diǎn)數(shù)后，就根據(jù) I/0 點(diǎn)數(shù)、控制要求等來進(jìn)行 PLC 的選擇。選擇包括機(jī)型、存儲(chǔ)器容量、輸入/輸出模塊

14、、電源模塊和智能模塊等。（4）I/0 點(diǎn)數(shù)分配點(diǎn)數(shù)分配就是規(guī)定 PLC 的 I/0 端子和輸入/輸出設(shè)備。（5）PLC 程序設(shè)計(jì)首先把工藝流程分為若干階段，確定每一階段的輸入信號(hào)和輸出要控制的設(shè)備，還有不同階段之間的聯(lián)系，然后畫出程序流程圖，最后再進(jìn)行程序編制。（6）模擬調(diào)試程序編制好后，可以用按鈕和開關(guān)模擬數(shù)字量，電壓源和電流源代替模擬量，進(jìn)行模擬調(diào)試，使控制程序基本滿足控制要求。（7）現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試就是將 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。在這一步中可以發(fā)現(xiàn)程序存在的實(shí)際問題，然后經(jīng)過修正后使其滿足控制要求。（8）整理技術(shù)文件這一步主要包括整理與設(shè)計(jì)有關(guān)的文檔，包括設(shè)計(jì)說明書、I/O

15、接線原理圖、程序清單和使用說明書等。9控制要求分析開始設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)結(jié)束確定輸入輸出設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)模擬調(diào)試選擇合適的 PLCI/O 點(diǎn)數(shù)分配PLC 程序設(shè)計(jì)模擬調(diào)試整理技術(shù)文件 圖 1-7 設(shè)計(jì)步驟示意圖102 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的方案論證2.1 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容與要求2.1.1 運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng)流程某自動(dòng)生產(chǎn)線上運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng)如圖 2-1 所示： 啟動(dòng) 運(yùn)料小車運(yùn)料小車_原位貨位 1貨位 2 圖 2-1 運(yùn)料小車示意圖運(yùn)料小車由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車向右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小向左行。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)圖如圖 2-2 所示： 圖 2-2 三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路圖在生產(chǎn)線上有 3 個(gè)編號(hào)為原位

16、，l 和 2 的站點(diǎn)供小車停靠，在每一個(gè)停靠站安裝一個(gè)行程開關(guān)以監(jiān)測(cè)小車是否到達(dá)該站點(diǎn)。對(duì)小車的控制除了啟動(dòng)按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有 3 個(gè)控制按鈕開關(guān)(SQ1SQ2）分別與二個(gè)控制要求?？空军c(diǎn)相對(duì)應(yīng)。2.1.2 設(shè)備控制要求運(yùn)料小車在自動(dòng)化生產(chǎn)線上運(yùn)動(dòng)的控制要求如下：（1）每次送貨都按啟動(dòng)按鈕，而且裝有貨才能啟動(dòng)。小車到達(dá)指定貨位，卸貨延時(shí) 3 秒自運(yùn)料小車11動(dòng)返回原位停車。（2） 可隨時(shí)使小車返回原位，也可以隨時(shí)使小車停止遠(yuǎn)行。（3）小車低速送貨，高速返回。（4）有三種工作方式選擇： 1 只送貨到貨位 1。 2 只送貨到貨位 2。 3 向兩個(gè)貨位輪流送貨。 （5）要有電源，送貨，返回指

17、示燈。 2.2 方案論證早期運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)多為繼電器-接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、體積大、成本高等缺陷，幾乎無數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須有專人負(fù)責(zé)操作。后來，單片機(jī)應(yīng)用到運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中。單片機(jī)有優(yōu)異的性能價(jià)格比、集成度高、體積小、有很高的可靠性、控制功能強(qiáng)、低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品，外部總線增加了I C 及 SPI，單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)編程方法復(fù)雜，不容易上手，使用于簡(jiǎn)單應(yīng)用。將 PLC 應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。PLC 運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡(jiǎn)單，

18、控制速度快，精度高，可靠性和可維護(hù)性好，安裝、維修和改造方便等優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)構(gòu)成圖如 2-3 所示：停止按鈕3 個(gè)行程按鈕3 個(gè)工作方式三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕PLC 圖 2-3 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)圖運(yùn)料小車控制系統(tǒng)流程圖如圖 2-4 所示12否是否是否是否是小車裝料轉(zhuǎn)換方式按鈕小車右行到達(dá)呼叫?？奎c(diǎn)小車停止卸料小車左行到達(dá)裝料?？奎c(diǎn)小車停止按下停止按鈕結(jié)束開始按下啟動(dòng)按鈕 圖 2-4 控制系統(tǒng)流程圖133 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)3.1 硬件設(shè)計(jì)3.1.1 PLC 外部接線圖運(yùn)料小車由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車向右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小向左行。小車控制系統(tǒng)的輸入，輸出設(shè)

19、備與 PLC 的 I/O 端對(duì)應(yīng)的外部接線圖如 3-1 所示： 圖 3-1PLC 外部接線圖3.2 軟件設(shè)計(jì)這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)按鈕開關(guān)、停止按鈕開關(guān)，回開關(guān)、2 個(gè)轉(zhuǎn)換按鈕開關(guān)、3 個(gè)行程開關(guān)共 9 輸入點(diǎn)。這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備只有控制小車運(yùn)動(dòng)的三相電動(dòng)機(jī)一個(gè)。但是電機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)，分別都應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)應(yīng)該有 2 個(gè)。對(duì)應(yīng)的地址分配表如表 3-1 所示：14地址 對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備I3.0 啟動(dòng)按鈕開關(guān)I3.5 原點(diǎn)行程開關(guān)I3.1 貨位 1 行程開關(guān)I3.2 貨位 2 行程開關(guān)I3.3 貨位 3 行程開關(guān)I3.4 貨位 4 行程開關(guān)Q0.0 電動(dòng)機(jī)正

20、轉(zhuǎn)（前進(jìn)）Q0.1 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)（后退）M3.0 啟動(dòng)按鈕開關(guān)中間繼電器 M3.5 原點(diǎn)行程開關(guān)中間繼電器 表 3-1 地址分配表3.2.1 PLC 狀態(tài)流程根據(jù)運(yùn)料小車運(yùn)動(dòng)控制的要求， 按下啟動(dòng)按鈕 I0.0 后，運(yùn)料小車系統(tǒng)開始工作，并開始進(jìn)行裝料，20S 裝料結(jié)束后若有呼叫按鈕按下，小車右行。碰到呼叫按鈕對(duì)應(yīng)的行程開關(guān)后下車停止并卸料，15S 后卸料完畢小車左行，碰到裝料點(diǎn)的行程開關(guān)時(shí)，小車停止并裝料。根據(jù)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，工作期間分為 8 步，分別用 M0.1,M0.2,M0.3,M0.4,M0.5,M0.6,M0.7,M0.8 來代表這 8 步，用 M0.0 來代表等待啟動(dòng)的初始步。啟動(dòng)按

21、鈕 I0.0,停止按鈕 I0.1 的常開觸點(diǎn)，呼叫按鈕的常開觸點(diǎn)，行程開關(guān)的常開觸點(diǎn)，定時(shí)器延時(shí)接通的常開觸點(diǎn)是各步之間的轉(zhuǎn)換條件。順序功能圖如 3-2 所示：15 圖 3-2 順序功能圖3.2.23.2.2 系統(tǒng)工作原理分析1 1 . .運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng)流程 某自動(dòng)生產(chǎn)線上運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng)運(yùn)料小車由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車向右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車向左行。在生產(chǎn)線上有 5 個(gè)編碼為 1-5 的站點(diǎn)供小車?？?，在每個(gè)停靠站安裝一個(gè)行程開關(guān)以監(jiān)測(cè)小車是否到達(dá)該站點(diǎn)。對(duì)小車的控制除了啟動(dòng)按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有 5 個(gè)呼叫按鈕開關(guān)分別與 5 個(gè)?？空军c(diǎn)相對(duì)應(yīng)。2 2 . .設(shè)備控制要求 運(yùn)

22、料小車在自動(dòng)化生產(chǎn)線上運(yùn)動(dòng)的控制要求如下：（1）按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作；16（2）當(dāng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按扭 HJ 的編碼時(shí)，小車向右運(yùn)行運(yùn)行到按鈕 HJ 所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止；（3）當(dāng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按扭 HJ 的編碼時(shí)，小車向左運(yùn)行，運(yùn)行到按鈕 HJ所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止；（4）當(dāng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a等于呼叫按扭 HJ 的編碼時(shí)，小車保持不動(dòng)；呼叫按鈕開關(guān)HJ1-HJ5 應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。3.3 程序的運(yùn)行調(diào)試與仿真將系統(tǒng)梯形圖導(dǎo)入西門子仿真軟件進(jìn)行仿真。選擇 CPU 型號(hào)為 224 后裝載程序。檢查程序無誤后將仿真

23、軟件切換到運(yùn)行狀態(tài)。按下輸入繼電器 I0.0 所對(duì)應(yīng)的按鈕，I0.0 所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，計(jì)時(shí)器 T37 開始計(jì)時(shí)，20S 后按下輸入繼電器 I0.2 所對(duì)應(yīng)的按鈕，I0.2 所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，輸出繼電器 Q0.0 對(duì)應(yīng)的指示燈也同時(shí)亮。按下輸入繼電器 I1.2 所對(duì)應(yīng)的按鈕，I1.2 所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，計(jì)時(shí)器 T38 開始計(jì)時(shí)，輸出繼電器 Q0.0 對(duì)應(yīng)指示燈同時(shí)也熄滅。15S 后輸出繼電器 Q0.1 所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，按下輸入繼電器 I0.1 或 I1.1 所對(duì)應(yīng)的按鈕，I0.1 或 I1.1 所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，輸出繼電器 Q0.1 所對(duì)應(yīng)的指示燈滅。滿足控制要求。反復(fù)運(yùn)行此程序也均能達(dá)到控

24、制要求。仿真如圖 3-4 所示： 圖 3-4 軟件仿真圖 將程序載入 PLC 中，調(diào)試程序并運(yùn)行，均能達(dá)到控制要求。 174 4 設(shè)計(jì)小結(jié)4.1 小車的優(yōu)缺點(diǎn)分析本設(shè)計(jì)運(yùn)用的可編程控制器實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)運(yùn)料小車控制器，避開了以往繼電器接觸不良、開關(guān)易損壞等缺點(diǎn)，可靠性和穩(wěn)定性都有所提高。在檢測(cè)小車是否到達(dá)呼叫?？奎c(diǎn)的時(shí)候，運(yùn)用了行程開關(guān)，這樣的檢驗(yàn)系統(tǒng)讓小車的?？课恢酶訙?zhǔn)確。 與此同時(shí)，由于輸入輸出很明顯，不需要好多額外的外接電路，讓設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)潔。這也是采用了成熟的可編程控制器帶來的好處。即使在出現(xiàn)故障、緊急停止等環(huán)節(jié)中都能快捷操作。但設(shè)計(jì)過程中，只是基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求，沒有功能擴(kuò)展，讓系統(tǒng)顯得比

25、較簡(jiǎn)單。4.2 設(shè)計(jì)的改進(jìn)及推廣在實(shí)際的運(yùn)用過程中，為了便于智能化、無人化、遠(yuǎn)程化的操作，該設(shè)計(jì)控制器還應(yīng)該聯(lián)網(wǎng)，讓多臺(tái)控制器組成局域網(wǎng)，構(gòu)成一套網(wǎng)路系統(tǒng)，便于通訊和控制操作。如修改軟件設(shè)計(jì)中的一些參數(shù)，能適合在不同的場(chǎng)合都能適合。在具體的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該還可以設(shè)計(jì)顯示功能，顯示運(yùn)料小車到達(dá)指定的停靠站時(shí)所需時(shí)間；還可以在小車底部安裝一個(gè)傳感器，用來檢測(cè)小車中的料是否卸完。這樣就可更好地控制小車的運(yùn)行，更加便于人們工作。此外，該運(yùn)料小車控制器可以運(yùn)用于大型的養(yǎng)殖行業(yè)，便于送料和喂養(yǎng)。這樣就可以節(jié)約時(shí)間，提高效率。4.34.3 常見故障及排除方法運(yùn)料小車可能出現(xiàn)的常見故障。（1） 行程開關(guān)的損壞及撞

26、擊變形。優(yōu)點(diǎn)是可以選用接近開關(guān)代替行程開關(guān)（2） PLC 的輸入 輸出口接觸不良。（3） 交流接觸器和熱繼電器機(jī)誡故障。（4） 控制回路的線路故障。18總 結(jié)通過此次課程設(shè)計(jì)，使我學(xué)會(huì)了綜合應(yīng)用所學(xué)的各種理論知識(shí)和技能，還進(jìn)行了全面、系統(tǒng)、嚴(yán)格的技術(shù)及基本能力的訓(xùn)練。我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通，而且豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過程中也了解了許多課外知識(shí)，開拓了視野，認(rèn)識(shí)了將來自控專業(yè)的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了提高。在不斷的努力下我們組的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做課程設(shè)計(jì)以前覺得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)所學(xué)知識(shí)的大概總結(jié)，但是真的面對(duì)課程設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯(cuò)誤的。這不僅是對(duì)前面

27、所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。從這次課程設(shè)計(jì)中，我知道了自己原來知識(shí)太理論化了，面對(duì)單獨(dú)的課題的是感覺很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 很高興能從這次課程設(shè)計(jì)中學(xué)到了這么多在課堂上學(xué)不到的知識(shí)，同時(shí)也很欣慰在完成課程設(shè)計(jì)中鍛煉了自己的動(dòng)手能力、與人合作、協(xié)調(diào)和溝通的能力?？傊?，在此次課程設(shè)計(jì)中我的收獲很多。 19致謝詞在本次課程設(shè)計(jì)過程中，很感謝王老師非常細(xì)心的指導(dǎo)與解釋，才使我們組得以最終完成設(shè)設(shè)計(jì)。也很感謝小組各個(gè)成員所做出的努力，相互幫助，相互配合，共同努力完成了此次課程設(shè)計(jì)。最后還要感謝學(xué)校能夠?yàn)槲覀兲峁┻@么好的一個(gè)機(jī)會(huì)，來使我們鍛煉自己，在實(shí)踐中認(rèn)識(shí)自己的不足，拓展自己的視野，讓我們從中學(xué)到了很