機電傳動配料車控制系統(tǒng)方案設計書課程方案設計書完美格式

1、目錄前言 21 課程設計的任務和要求31.1課程設計的任務 31.2課程設計的基本要求42 總體設計 52.1PLC 選型 52.2PLC 端子分配 53 PLC 程序設計 73.1 配料車運行原理及控制規(guī)則73.2控制面板圖及順序功能圖93.3電機選用 123.4 PLC 梯形圖 134 程序調(diào)試說明 215 結(jié)束語 226 參考文獻 23前言隨著社會的不斷發(fā)展，科學技術的不斷進步，人們已經(jīng)對越來越多事物不是進行手動操作，而是進行人工智能控制。例如智能機器人以及立體式存儲倉庫的產(chǎn)生等等，一改往日以前人們?nèi)×蠒r間長，難度大，效率低等缺點。本次課程設計的題目配料車控制系統(tǒng)程序設計也正是在這樣的背

2、景下應運而生的，本次課程設計的目的是掌握機電傳動系統(tǒng)的基本原理，PLC 控制電路的設計方法以及繼電器接觸器控制和PLC 改造的方法。掌握機電傳動控制系統(tǒng)中繼電器接觸器控制和PLC 控制的基本原理，設計方法以及二者的關系。掌握常用電器原件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與設計能力。運用所學的可編程控制器的相關知識在實驗電路板上實現(xiàn)小車取料的控制。改變以往人工取料的時間長，難度大，效率低等缺點。提高工作效率，節(jié)省人力資源。1 課程設計的任務和要求1.1 課程設計的任務控制要求：配料車完成“從配料罐出發(fā)，到A 處取 m 車料，再到B 處取 n 車料，送回配料罐進行配料混合”的工作循環(huán)。配料車

3、由三相交流異步電機驅(qū)動。工藝流程圖：圖 1配料車工作示意圖1.2課程設計的基本要求初始狀態(tài)由選擇開關（連續(xù)或單周期）接通初始狀態(tài)，小車需處于初始端，即左端，左限位開關閉合。按啟動按鈕I0.0，執(zhí)行下列程序（ 1） Q0.3線圈通電并向右運行，到A 地點后停止并進行裝料，待時間到后，向左運行，到原位后開始卸料并計時，計數(shù)器C1記錄其次數(shù)。小車開始循環(huán)，直至等于計數(shù)器的設定值3 時，才執(zhí)行下一程序。（ 2）當循環(huán)次數(shù)等于計數(shù)器的設定值時，循環(huán)結(jié)束，接通Q0.3 線圈，使小車右行到達B 處，同樣裝料并定時，時間一到，小車左行并到指定位置開始卸料，并開始循環(huán)，待等于計數(shù)器C2 設定值3 時，執(zhí)行下一程

4、序。（ 3）計數(shù)器的次數(shù)等于設定值，接通Q0.5 開始混料。循環(huán)設計單周期：如果選擇開關選擇單周期檔位，則Q0.5 攪拌時間到后，開始回到初始狀態(tài)，等待下一次接通。取 A 料、 B 料小循環(huán)：在每次取 A 料回左端初始位置卸料后，進行計數(shù)器的讀取，取 A 料設定計數(shù)器為 C1 為 3 次。取 B 料同理，設定計數(shù)器為 C2 為 3次。連續(xù)：如果選擇的是連續(xù)檔位，則攪拌完后就會回到M0.1 狀態(tài)自動開始下一周期循環(huán)。進行循環(huán)，最終讀C3 計數(shù)器到 3 時回初始步等待下一次接通。手動：如果選擇的是手動檔位，每一步都是由手動按鈕開關控制。復位按動 I1.2，停止一切操作，同時接通Q0.4,小車左行，

5、并停止于初始狀態(tài)。停止按動停止按鈕 I0.1,需運行當前循環(huán)后再停。2 總體設計選型國內(nèi) PLC 廠家規(guī)模多不大。最有影響的算是無錫的華光。它也生產(chǎn)多種型號與規(guī)格的 PLC，如 SU、SG 等，發(fā)展也很快，在價格上很有優(yōu)勢。相信會在世界PLC 之林中一定有其位置的。而我們做實驗一般會選擇小型的PLC 大多數(shù)都是選用德國西門子S7-200 的 PLC。端子分配圖圖 2PLC 端子分配圖2.2.3 表 1.1 I/O 點及地址分配表功能地址功能地址功能地址啟動按鈕I0.0手動裝 A料I1.0裝 A 料Q0.0停止按鈕I0.1手動裝 B料I1.1裝 B 料Q0.1單周期選擇開關I0.2復位I1.2卸

6、料Q0.2連續(xù)選擇開關I0.3手動右行到 A 點I1.3右行Q0.3手動選擇開關I0.4手動右行到 B 點I1.4左行Q0.4左限位開關I0.5手動左行I1.5混料Q0.5中限位開關I0.6手動卸料I1.6右限位開關I0.7混料I1.73 PLC 程序設計3.1 配料車運行原理及控制 規(guī)則初始狀態(tài)由選擇開關（連續(xù)或單周期）接通初始狀態(tài)，小車需處于初始端，即左端，左限位開關閉合。按啟動按鈕 I0.0 ，執(zhí)行下列程序（ 1） Q0.3 線圈通電并向右運行，到A 地點后停止并進行裝料，待時間到后，向左運行，到原位后開始卸料并計時，計數(shù)器C1 記錄其次數(shù)。小車開始循環(huán)，直至等于計數(shù)器的設定值5 時，才

7、執(zhí)行下一程序。（ 2）當循環(huán)次數(shù)等于計數(shù)器的設定值時，循環(huán)結(jié)束，接通Q0.3 線圈，使小車右行到達B 處，同樣裝料并定時，時間一到，小車左行并到指定位置開始卸料，并開始循環(huán)，待等于計數(shù)器C2 設定值3 時，執(zhí)行下一程序。（ 3）計數(shù)器等于設定值，接通Q0.5 開始混料。循環(huán)設計單周期：如果選擇開關選擇單周期檔位，則Q0.5 攪拌時間到后，開始回到初始狀態(tài)，等待下一次接通。取 A 料、 B 料小循環(huán)：在每次取 A 料回左端初始位置卸料后，進行計數(shù)器的讀取，取 A 料設定計數(shù)器為 C1 為 5 次。取 B 料同理，設定計數(shù)器為 C2 為 3次。連續(xù)：如果選擇的是連續(xù)檔位，則混合完后就會回到M0.1

8、 狀態(tài)自動開始下一周期循環(huán)。手動：如果選擇的是手動檔位，每一步都是由手動按鈕開關控制。復位按動 I1.2，停止一切操作，同時接通Q0.4,小車左行，并停止于初始狀態(tài)。停止按動停止按鈕 I0.1,需運行當前循環(huán)后再停。計數(shù)器的設計采用兩個計數(shù)器 C1、C2、進行計數(shù)，分別負責為： C1 計小車取 A 料 5 次； C2 取 B 料 3 次。 C1 在 M0.6 取 A 料循環(huán)的第一步時進行復位， C2 在 M1.3取 B 料循環(huán)的第一步進行復位，這樣可以保證每出一個小循環(huán)復位器立即進行上一個小循環(huán)計數(shù)器的復位。 C1、 C2 均可以用 I0.1（停止）、 M3.5 （復位開關）復位。表 3.1

9、計數(shù)器功能表計數(shù)器名稱計數(shù)器作用計數(shù)次數(shù)計數(shù)步復位步C1裝A料循環(huán)次數(shù)5M0.5M0.6、I0.1、M3.5C2裝B料循環(huán)次數(shù)3M1.2M1.3、I0.1、M3.5計時器的設計在本設計中有五處需要進行停頓的時間，因此采用五個計時器T37、T38、T39、 T40、T41。它們的作用分別為：表 3.2 計時器功能表計時器名稱計時器作用計時開始計時步T37裝A料計時5sM0.2T38卸A料計時5sM0.4T39裝B料計時5sM0.7T40卸B料計時5sM1.1T41混合計時10sM1.3手動控制的設計手動控制的動作首先必須在選擇手動擋的前提下進行工作，所設計的步可以完成單步動作，具體基本動作和設計

10、原理如下：表 3.3 手動各步功能及原理表步手動效果設計原理M3.0手動到 A由于 A 點為中點，令中限位開關SQ2（ I0.6 ）常閉，一旦手動開關I0.5 接通，小車執(zhí)行 M3.0 （右行）直至到達中限位I0.6 斷開不再執(zhí)行M3.0 ，此時小車正好到達中點A 處。M3.0手動到 B同理手動到 A ，但此時，令右限位開關SQ3（ I0.7 ）常閉原理同手動到 B。到右限位時， I0.7 斷開，不再執(zhí)行M3.0 ，恰停于 B 點M3.2手動裝SQ1、 SQ3 左右限位開關常閉，中限位開關I0.6 常開，令手動裝 A 料A 料開關 I1.0 常開，一旦I0.6、 I1.0接通，說明車已到A 位

11、，并按下了裝A 料開關，執(zhí)行 M3.2手動裝 A 料。M3.3手動裝SQ1、 SQ2 左中限位開關常閉，右限位開關I0.7 常開，令手動裝 B 料B 料開關 I1.1 常開，一旦I0.7、 I1.1接通，說明車已到B 位，并按下了裝B 料開關，執(zhí)行 M3.3手動裝 A料。M3.1手動左行左限位開關SQ1（ I0.5）常閉，按下左行后執(zhí)行 M3.1左行，直至到達做限位 I0.5斷開不再執(zhí)行向左走M.31 動作。M3.4手動卸料左限位 I0.5斷開，手動卸料 I1.6 斷開，只有車在左端點（ I0.5 得電）手動卸料開關按下（ I1.6 得電）執(zhí)行 M3.4 卸料動作。M3.5手動混料此步跟車位置

12、無關，只需設計I1.7 得電即可執(zhí)行混料M3.5 ?？刂泼姘迮淞宪嚳刂葡到y(tǒng)按鈕面板空單周期手動連續(xù)圖 3PLC 控制面板圖根據(jù)設計題意，設計出控制面板，其中按鈕項有手動單周期連續(xù)選擇旋鈕，啟動、停止、復位、手裝A（B）料、左行、手動卸料、攪拌物料按鈕。按鈕面板如圖 3 所示。3.2.2 設計順序功能圖起始步為 M0.0 啟動條件為 I0.2與 I0.3并聯(lián)，再與 SM0.1 和 M2.1 的并聯(lián)，串聯(lián)。后一步 M0.1 啟動條件 I0.0和 I0.5串聯(lián)。輸出 Q0.3。 M0.2 啟動條件 I0.6 ，輸出為 Q0.0 和啟動條件 T37。輸出 Q0.4。M0.4 啟動條件I0.5 ，輸出為

13、 Q0.2 和啟動條件 T38，輸出為啟動條件 C1，輸出為 Q0.3。M0.7 啟動 條件I0.7 ，輸出 為 Q0.1 和啟動 條件T39，輸 出為啟動條件I0.5 ，輸出為Q0.2 和啟動條件T40，輸出為啟動條件 C2，輸出為 Q0.5 和 T41.初始狀態(tài)小車處于左限位，左限位開關 I0.5 閉合按啟動按鈕 I0.0 小車右行到中限位 I0.6 閉合開始裝 A 料，定時 5 秒，定時時間到后小車右行，到左限位， I0.5閉合小車卸A 料，定時器定時5 秒，定時時間到后小車重復右行裝A，循環(huán) 5 次后回到左限位。之后小車右行到右限位，開始裝B 料，定時 5 秒，定時時間到后小車右行，到

14、左限位，I0.5閉合小車卸 B 料，定時器定時5 秒，定時時間到后小車重復右行裝B，循環(huán) 3 次后回到左限位。單周期：如果選擇開關選擇單周期檔位，則Q0.5 攪拌時間到后，開始回到初始狀態(tài)，等待下一次接通。取 A 料、 B 料小循環(huán)：在每次取 A 料回左端初始位置卸料后，進行計數(shù)器的讀取，取 A 料設定計數(shù)器為 C1 為 5 次。取 B 料同理，設定計數(shù)器為 C2 為 3次。連續(xù)：如果選擇的是連續(xù)檔位，則混合完后就會回到M0.1 狀態(tài)自動開始下一周期循環(huán)。手動：如果選擇的是手動檔位，每一步都是由手動按鈕開關控制。（I0.2+I0.3）M0.0C1 復位C2 復位I0.5*I0.0M0.1Q0.

15、3右行I0.6M0.2Q0.0T37裝 AT37M0.3Q0.4左行I0.5M0.4Q0.2T38卸 AT38C1M0.5C1循環(huán) 1_M2.0* T41圖 4 順序功能圖C1M0.6Q0.3C1 復位右行I0.7M0.7Q0.1T39裝 BT39M1.0Q0.4左行I0.5M1.1Q0.2T40卸 BT40M1.2C2循環(huán) 2C2C2M1.3Q0.5T41C2 復位混料T41 · M2.M2.03.3 正反轉(zhuǎn)電機根據(jù)控制要求，配料小車需要左行，電機反轉(zhuǎn)，右行時電機為正轉(zhuǎn)，所以用正反轉(zhuǎn)電機。此電機通過正反轉(zhuǎn)來控制小車的左行和右行，正轉(zhuǎn)時小車左行，反轉(zhuǎn)時小車右行，額定功率 1100W，

16、額定電壓 380V，額定電流 3.1 安，轉(zhuǎn)速 1400 轉(zhuǎn)每分，可以滿足生產(chǎn)要求。如圖 5 所示三相異步交流電動機。圖 5 正反轉(zhuǎn)電機3.4 PLC 梯形圖主程序包涵公用程序手動程序和自動程序的主程序自動子程序小車右行連續(xù)和單周期裝A料5秒小車左行卸A料5秒之后執(zhí)行循環(huán) 1卸A料5次小車右行裝B料5秒左行卸B料計時5 秒循環(huán) 2卸 B料 3 次混料裝 A 料裝 B料卸料小車右行小車左行混料卸A料5秒裝B料5秒卸B料5秒混料 10秒公用程序單周期連續(xù)啟動連續(xù)復位手動程序手動程序，每一步都由手動控制4 程序調(diào)試說明工作過程：小車在左限位時按啟動按鈕右行到 A 裝 A ，5 秒后左行卸料 5 秒后

17、循環(huán) 5 次回到左限位 。 然后右行到 B 裝 B，5 秒后左行卸料 5 秒后循環(huán) 3 次，最后混料 10 秒。在程序編寫和調(diào)試的過程中我遇到了很多麻煩，我開始時根據(jù)課程設計的基本要求，把一些端子用I/O 端口表示出來，在進行端口的描述，然后查閱資料進行順序功能圖的設計，設計完后，開始根據(jù)順序功能圖進行編程，在編程過程中，我都根據(jù)STEP 7 _Micro/WIN的輔助程序設計，一步一步的進行設計，但在進行循環(huán)時我遇到了誤區(qū)，我開始詢問同學進行幫助，然后又開始在書上查找，看課件，然后了解到在進行下一步時要使上面的一步斷開所以每一步要加下一步的常閉開關。再就是忘記了輸出電路的編寫，然后把M 的各

18、種輸出用Q輸出，程序經(jīng)過這樣后順利的編寫完成，然后演示和調(diào)試都正確，程序編寫結(jié)束。5 結(jié)束語本次課程設計的題目為：配料車控制系統(tǒng)程序設計，通過本次設計讓我學會了如何合理正確的選用和設計的應用到的軟件，對我今后的學習起到了非常大的作用。通過這次的實訓使我們學到了很多，同時也讓我們意識到我們要學的更多。從程序的設計到編寫、畫圖、調(diào)試、修改、完善、到最后的實訓報告，每個人都付出了時間和精力去做好自己的任務幫助隊友，所以團隊的合作和隊友之間的相互協(xié)助非常重要。通過實訓讓我們更深一步的對自己的專業(yè)，對自己的能力，對自己所學的有正確的認識，并且能在以后的學習工作中不斷提高和完善自己?？偟膩碚f，這次實訓還是比較成功的，無論是個人動手能力還是團隊協(xié)作能力都得到了很好的鍛煉。在