(完整版)物品輸送系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

1、引言1TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 1課程設(shè)計任務(wù)說明1課題簡介11.2課程設(shè)計的目的1 HYPERLINK l bookmark4 2課程設(shè)計任務(wù)分析2設(shè)備機構(gòu)組成分析22.2設(shè)備工作過程分析2 HYPERLINK l bookmark6 3控制方案設(shè)計4任務(wù)分析63.2設(shè)計主電路7PLC選型設(shè)計8I/O分配表9 HYPERLINK l bookmark18 I/O端子接線圖11 HYPERLINK l bookmark24 4控制流程分析114.1流程圖124.2梯形圖134.3指令表14 HYPERLINK l bookmark30 5課程設(shè)計總

2、結(jié)156參考文獻(xiàn)16引言可編程序控制器是近年來發(fā)展極為迅速的新型工業(yè)控制裝置。它將計算機控制技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，專門為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計，已廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、化工、輕工、電力、建筑、交通等行業(yè)。1課程設(shè)計任務(wù)說明11課題簡介自動化生產(chǎn)過程中，物品輸送系統(tǒng)是連接各個生產(chǎn)單元的關(guān)鍵設(shè)備，系統(tǒng)通常由傳送帶機構(gòu)、物品移動機構(gòu)和物品輸送小車等組成。傳送帶一般采用電動機驅(qū)動，物品移動機構(gòu)可以采用電動機驅(qū)動，頁可以采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動，運送小車為電動機驅(qū)動。沖I5EIE二打12課程設(shè)計的目的機電傳動控制課程設(shè)計為該課程的愛你環(huán)節(jié)，在本課程設(shè)計的過程中，通過課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)鞏固和加強機電傳動

3、控制課程所學(xué)的知識，掌握課程知識實際應(yīng)用的能力。學(xué)會運用機電傳動控制的原理和分析問題、解決問題的方法。同時在設(shè)計過程中，綜合已學(xué)的知識，完成簡單完整的控制系統(tǒng)設(shè)計，以增加控制系統(tǒng)設(shè)計能力；并在聯(lián)機程序調(diào)試過程中，增加實際操作能力。2課程設(shè)計任務(wù)分析2.1設(shè)備機構(gòu)組成分析本題目針對上圖所示運送系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計相應(yīng)的電氣控制系統(tǒng)。圖示輸送系統(tǒng)有成直角分布的2條傳送帶、附屬帶的物品移動機構(gòu)和1輛物品運送小車組成。物品運送系統(tǒng)將位于傳送帶1始端的物品送至尾端，然后通過物品移動機構(gòu)將物品移送到傳送帶2始端，傳送帶2傳送物品到帶尾端，并通過物品移動機構(gòu)將物品推入運送小車，運送小車運送物品到其他指定地點。系統(tǒng)中

4、傳送帶和運送小車由電動機驅(qū)動，物品移動機構(gòu)采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動，通過行程開關(guān)檢測各個運動部件是否到達(dá)預(yù)定位置。系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)及運動部件工作循環(huán)如圖3-1所示。圖3-1輸送系統(tǒng)設(shè)備機構(gòu)及運動部件工作循環(huán)圖2.2設(shè)備工作過程分析物品運送系統(tǒng)的工作過程如圖3-2所示，當(dāng)傳送帶1始端由工件時啟動自動輸送過程。經(jīng)過輸送帶1到達(dá)尾端，在檢測工件?？康轿坏那闆r下，移動機構(gòu)工件入輸送帶2始端。在測工件?？康轿坏那闆r下，輸送帶啟動。經(jīng)過輸送帶2到達(dá)尾端，在檢測小車?？康轿坏那闆r下，移動機構(gòu)推工件入小車，小車啟動離開，卸空后返回，結(jié)束一次輸送循環(huán)過程。逅回等待下一次輸醫(yī)X.工件到達(dá)輪送帶1始端果統(tǒng)啟功;*廠1輸注帯1運

5、行f輸止移動機構(gòu)摧出工件到位后返回一次輸醫(yī)fli開站書圖3-2物品輸送系統(tǒng)工作過程3控制方案設(shè)計3.1任務(wù)分析物品運送系統(tǒng)控制要求（1）物品運送系統(tǒng)工作過程物品物品輸送系統(tǒng)的工作過程如圖3-2所示，當(dāng)傳送帶1始端由工件時啟動自動輸送過程。經(jīng)過輸送小車到達(dá)輸送帶2尾端，在檢測小車停靠到位的情況下，推工件入小車，小車啟動離開，卸空后返回，結(jié)束一次輸送循環(huán)過程。(2)物品輸送系統(tǒng)的控制要求物品輸送系統(tǒng)的控制要求是通過滿足物品輸送系統(tǒng)工作要求形成的，控制系統(tǒng)的功能必須滿足物品的輸送系統(tǒng)所有的工作要求。物品輸送系統(tǒng)的工作要求包含三個方面，工作方式要求、工作過程要求、安全穩(wěn)定工作要求。物品輸送系統(tǒng)工作方式

6、要求為保證物品輸送系統(tǒng)能夠處于正常工作，要求其具備兩種工作方式：整機全自動循環(huán)工作運動部件能夠點動向前調(diào)整，以及不在原位時能夠快速復(fù)位物品運送系統(tǒng)自動工作過程要求物品輸送系統(tǒng)工作過程是正常輸送工件時整機全自動循環(huán)的工作過程，物品輸送系統(tǒng)輸送過程需要滿足如下要求：當(dāng)輸送帶1始端檢測有工件，其他位置無工件，?？康轿粫r，啟動自動輸送過程；檢測輸送工件到達(dá)輸送帶2尾端，停止輸送帶1,1秒鐘后，移動機構(gòu)將工件推入輸送帶2；檢測輸送帶2始端有工件，輸送帶2啟動輸送工件；檢測輸送工件到達(dá)輸送帶2尾端，在檢測小車空車?？康轿坏那闆r下，推工件入小車；確認(rèn)工件到達(dá)小車內(nèi)，小車啟動離開，卸空后返回到位，結(jié)束一次輸送

7、循環(huán)過程；物品輸送系統(tǒng)控制元件配置與工作要求物品輸送系統(tǒng)輸送帶電動機為12kw，小車電機為2.2kw，移動機構(gòu)動作方向通過電磁閥控制。自動循環(huán)工作時，所有工作狀態(tài)切換由行程開關(guān)控制。電器元件工作關(guān)系表如表3-1o電器元件工作關(guān)系表如表3-1工作狀態(tài)(工步)移動機構(gòu)方向閥電磁鐵輸送帶電機小車主令電器閥1閥2YV1YV2YV3YV4M1M2M3輸送帶1運+SQ1輸送帶1停，SQ2移動機構(gòu)1+SQ5、KT1移動機構(gòu)1+SQ6輸送帶2運+SQ3輸送帶2停，SQ4移動機構(gòu)2+SQ7、KT2移動機構(gòu)2+SQ8小車運送工+SQ9、SQ10小車返回+SQ104)物品輸送系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作要求具有運動部件間安全工

8、作的聯(lián)鎖功能具有位置保護(hù)功能(如極限位、越位、相對位置保護(hù))電氣控制系統(tǒng)具有短路，電動機過載等保護(hù)功能；具有應(yīng)急操作功能；具有照明、指示燈輔助功能。任務(wù)分析階段是設(shè)計的初步階段，有此階段通過對設(shè)備的工作要求分析、工作環(huán)境和條件分析、操作和安全要求分析、電氣控制裝置技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性分析，確定電氣控制系統(tǒng)裝置的技術(shù)性能、基本構(gòu)建形式及主要技術(shù)參數(shù)。(1)物品輸送系統(tǒng)控制要求分析依據(jù)物品輸送系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)分析，確定設(shè)備條件個控制要求如下：電氣控制系統(tǒng)的控制對象為自動循環(huán)運輸零件的機械設(shè)備，采用電氣-液壓-機械組合的傳動方式進(jìn)行驅(qū)動和控制。設(shè)備位于溫帶室內(nèi)空間，工作環(huán)境較好，對控制系統(tǒng)無特

9、殊要求；設(shè)備安裝在生產(chǎn)線上，由車間低壓電網(wǎng)供電，設(shè)備驅(qū)動電壓380V,供電頻率50赫茲；設(shè)備電氣控制為普通開關(guān)量控制，要求自動完成零件運輸過程，單個輸送帶或小車能夠獨立調(diào)整操作，同時設(shè)備具有電氣保護(hù)及聯(lián)鎖保護(hù)等功能；4）設(shè)備驅(qū)動電動機由設(shè)計人員選定，設(shè)備配置有三臺異步交流電動機，2臺輸送帶電動機功率為1.2kw，小車電動機功率為2.2kw，電源要求交流電源電壓380V，電動機無制動要求，電動機功率不大，可采用直接啟動方式啟動；液壓系統(tǒng)使用電磁換向閥，閥電磁鐵工作電壓為直流24V；（2）物品輸送系統(tǒng)控制要求分析結(jié)果可確定控制方案如下：1）物品輸送系統(tǒng)控制采用開關(guān)量控制；2）基于設(shè)備自動工作的要求

10、，選擇PLC為主要控制器件構(gòu)成控制系統(tǒng)，由于控制對象為單機設(shè)備，控制系統(tǒng)屬于小型系統(tǒng)，因此選用三菱公司型號為FX2N的PLC產(chǎn)品；3）由于工作要求確定，控制系統(tǒng)可運行在2種模式下，即全自動工作循環(huán)和手動調(diào)整工作。4）3臺電動機均為直接啟動控制，M1、M2單方向轉(zhuǎn)動M3可正反轉(zhuǎn)。電動機無制動控制；5）電動機驅(qū)動電路三相電源供電，線電壓380V；6）PLC主機工作電源為交流電源，電壓220V，交流接觸器線圈使用交流電源，電壓220V；電磁閥的電磁鐵使用24V直流電源，主令控制電器及行程開關(guān)等使用24V直流電源。7）控制系統(tǒng)具有短路和過載保護(hù)功能，機床各運動部件之間具有聯(lián)鎖保護(hù)功能；8）使用信號燈顯

11、示機床工作狀態(tài)。3.2設(shè)計主電路主電路設(shè)計見下圖躺前帶1電觀膽電機卜車電呻樹物品輸送系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)主要由兩部分組成，即電動機驅(qū)動系統(tǒng)（主電路）和由PLC設(shè)備構(gòu)成的控制部分，驅(qū)動系統(tǒng)通過交流接觸器主觸點控制電動機電路的接通與斷開，采用熔斷器和熱繼電器進(jìn)行短路過載保護(hù)，同時通過控制變壓器，提供滿足系統(tǒng)工作以及PLC設(shè)備需要的電源電壓，系統(tǒng)電路圖如圖3所示，系統(tǒng)使用電器元件明細(xì)表如表2所示。表2電器元件明細(xì)表付號名稱及用途符號名稱及用途Ml輸送帶1電動機FR1、FR2、FR3電動機過載保護(hù)熱繼電器M2輸送帶2電動機VC整流器M3小車電動機FU1、FU2FU3FU4s短路保護(hù)熔斷器FU5、FU6KM

12、1輸送帶1起動接觸器HL1輸送帶工作指示燈KM2輸送帶2起動接觸器HL2自動工作指示燈KM3小車電機正轉(zhuǎn)接觸器HL3手動調(diào)整工作指示燈KM4小車電機反轉(zhuǎn)接觸器SBO急停按鈕SQ1、SQ2輸送帶1行程開關(guān)SB1總停按鈕SQ3、SQ4輸送帶2行程開關(guān)SB2輸送帶1點動按鈕SQ5、SQ6移動機構(gòu)1仃程開關(guān)SB3、SB4YV1、YV2的點動按鈕SQ7、SQ8移動機構(gòu)2仃程開關(guān)SB5輸送帶2點動按鈕SQ9小車返回原位行程開關(guān)SB6、SB7YV3、YV4點動按鈕SQ10小車左行行程開關(guān)SB8小車左行點動按鈕SQ11小車左仃終點仃程開關(guān)SB9小車右行點動按鈕QFPLC電源開關(guān)YV1、YV2控制移動機構(gòu)1電磁

13、閥電磁鐵QS電源隔離開關(guān)YV3YV4控制移動機構(gòu)2電磁閥電磁鐵TC控制變壓器SA自動/手動選擇開關(guān)3.3PLC選型設(shè)計由設(shè)備條件和控制要求分析，物品輸送系統(tǒng)信號分為輸入信號和輸出信號兩大類,其中，輸入信號又包括主令控制信號（按鈕及選擇開關(guān)信號）和傳感器信號（現(xiàn)場設(shè)備檢測信號），輸出信號包括控制交流接觸器工作線圈信號，控制電磁閥電磁鐵的信號和各種照明及指示燈信號。1）輸入信號分析輸送系統(tǒng)工作要求，物品輸送系統(tǒng)有下列幾類輸入開關(guān)信號：完成起、?？刂频陌粹o開關(guān)信號，電器元件為：SBO、SB1；完成點動調(diào)整的開關(guān)按鈕開關(guān)信號，電器元件為：SB2、SB3、SB4、SB5、SB6、SB7、SB8、SB9；

14、完成設(shè)備自動運行過程中獲得設(shè)備狀態(tài)信號的傳感器信號，電器元件為：SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7、SQ8、SQ9、SQ10、SQ11。2)輸出信號分析輸送系統(tǒng)工作要求，物品輸送系統(tǒng)有如下幾類輸出驅(qū)動電器元件：控制電動機電路接通與斷開的交流接觸器工作線圈，電器元件為：KM1、KM2、KM3、KM4；控制移動機構(gòu)液壓系統(tǒng)的電磁閥電磁鐵，電器元件為：YV1、YV2、YV3、YV4；控制顯示物品輸送系統(tǒng)工作狀態(tài)的指示燈，電器元件為：HL1、HL2、HL3。因此，根據(jù)輸入輸出端口數(shù)選擇FX2n-48MR-001型號。34I/O分配表見附圖輸入輸出元件通道地址說明元件通道地址說明SB

15、1X000總停按鈕SQ6X017閥1到位行程開關(guān)SB2X001輸送帶1起動按鈕SQ7X020閥2原位行程開關(guān)SB3X002閥1前進(jìn)按鈕SQ8X021閥2到位行程開關(guān)SB4X003閥1后退按鈕SQ9X022小車原位仃程開關(guān)SB5X004輸送帶2點動按鈕SQ10X023工件到位行程開關(guān)SB6X005閥2前進(jìn)按鈕SQ11X024小車到位行程開關(guān)SB7X006閥2后退按鈕HL1Y021工作指示燈SB8X007小車左行點動按鈕HL2Y022自動循環(huán)指示的燈SB9X010小車右行點動按鈕HL3Y023手動調(diào)整工作指示燈SAX011自動/手動開關(guān)KM1Y001輸送帶1啟動接觸器SQ1X012輸送帶1原位仃程

16、開關(guān)KM2Y002輸送帶2啟動接觸器SQ2X013輸送帶1到位行程開關(guān)KM3Y003小車正轉(zhuǎn)接觸器SQ3X014輸送帶2原位行程開關(guān)KM4Y004小車反轉(zhuǎn)接觸器SQ4X015輸送帶2到位行程開關(guān)YV1Y011控制移動機構(gòu)1電磁閥電磁鐵SQ5X016閥1原位行程開關(guān)YV2Y012控制移動機構(gòu)1電磁閥電磁鐵YV3Y013控制移動機構(gòu)2電磁閥電磁鐵YV4Y014控制移動機構(gòu)2電磁閥電磁鐵3.5I/O端子接線圖見附圖3帶1酬DC24VKmFF1X/I&S1昶迂SESSB4S6SV7SfSSIS茁曲1I刪SG3304SC5SQ7sea3G9SOltl瓢11-E_-尸尸尸丁才丁尸丁3y右尸尸尸尸片滬xOO

17、oYMxqlYMEX002YM3XQP3Y004X004XOOfSXOQCOMX007YOIDrmtXQ1KOI3MM4FLCYS13K0i5CQMX016FXn-4aMRQ0110+KN1KM2KM2kH4S34YVV叩賞YX0i7nostixoaWE2XCKX024Y02LYOGSY025CC恨D(zhuǎn)C&4VCOM主電路端子圖4控制流程分析使用SB3選擇物品輸送系統(tǒng)自動或手動（點動）調(diào)整工作，根據(jù)選擇不同，進(jìn)入不同的工作狀態(tài)。觸發(fā)狀態(tài)器S20進(jìn)入自動工作狀態(tài)，觸發(fā)狀態(tài)器S30進(jìn)入手動調(diào)整工作狀態(tài)。使用SB4選擇傳送帶2自動或手動（點動）調(diào)整工作。行程開關(guān)SQ的觸點，時間繼電器觸點TO、T1等信

18、號為各狀態(tài)器觸發(fā)信號，實現(xiàn)相應(yīng)工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。功能流程圖4.2:梯形圖EIt惜15IBWR2?上4?41fc1757?Ina制;4.331QJ1L：n；卜xqo-I卜inn?-IIf5ET80JC籾工IJETT和由JSEI駅*JcwasjfXTPS*JW&f.1HCyrn5:V1Q12JTO02jYOISJW14JC轉(zhuǎn)側(cè)1ynr4JIY0O1tSCTrninrI:b1$YU11CSCT32=1EFTXTwrni(.rangW14RFFJEN?1梯形圖指令表YOULD8S2TSE781377QusOuAo321LDSESTOUTLDOu+tzn1200sYV碼23aI220ssI4JtnSTouLDSESTouln_bMl31&6122200ssYX7YuSESTnuSFSTOJLD67W0U2790.33444464748912945i54878LR-55s15601BTr7285B717TJ-770J7LDTDUDLOL0UTTLD町5GUTLDGIJTLOLIUILD血血的134668911建1314151710212?2S23器2S272#2933134355課程設(shè)計總結(jié)這次課程設(shè)計雖然只有短短的五天時間，也不知道是否我門設(shè)計的最終是否正確，整個過程感覺挺實在的，也許過程中有體驗平時所學(xué)知