运料小车控制系统设计.doc

实用标准文案 精彩文档 昆明工业职业技术学院 毕业设计任务书 20 届 工科类 设计题目：运料小车PLC控制系统设计 学生姓名： 朱宏东 指导教师： 丁娱乐 层 次：本 科 技术职称： 工程师 准考证号： 学生专业：机械制造与自动化 助学中心名称：昆明工业职业技术学院 设计时间： 2013年5月 15日～2013年8月 30日 目录 第一章 概述 第二章 总体方案设计 第三章 硬件系统设计 第四章 软件系统设计 第五章 总结 致谢 参考文献 第一章 概述 随着现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备采用PLC，变频器，人机界面自动化器件来控制，因此自动化程度越来越高。电器控制技术是随着科学技术的不断发展，生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。 在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。 控制系统是整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。一旦控制系统出现故障，轻者影响生产线的继续进行，重者甚至发生人生安全事故，这样将给企业造成重大损失。 运料小车是基于PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步动作都直接作用于运料小车的运行，因此，运料小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。运料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。 本设计的主要内容有：确定运料小车控制系统的总体设计方案； 设计运料小车拖动电机的电器控制线路原理图；确定运料小车控制系统PLC的型号规格，确定PLC I/O元件，列出PLC I/O元件分配表；设计运料小车控制系统的PLC I/O接线图，PLC程序的总体结构图和梯形图（包括公用程序、控制程序、信号显示和故障报警程序等 第二章 总体方案设计 本系统采用了PLC控制原理，设计总体控制方案，用组态软件进行实时控制的监控。 2．1 送料车自动循环控制系统的构成 送料车前进和后退用开关来控制。在装料和卸料的地方有限位开关来实现，当小车到达卸料处时，碰到限位开关SQ2，实现小车的停车和卸料动作；当小车到达装料出时，碰到限位开关SQ1，实现小车的装料动作。 2．2 工作过程 （1）第一次按下送料按钮，预先装满料的小车前进送料到达卸料处（SQ2）自动停下来卸料。 （2）经过卸料所需设定的时间ｔ2延时后，车子则自动的返回到装料处（SQ1）。 （3）经过装料所需设定的时间ｔ1延时后，车子自动的再次前进送料，卸完料后车子又自动返回装料，如此自动往返循环送料。当输入为停止信号时，系统将停止运行。 工作过程如图2.1所示。 小车后退小车装料小车卸料小车前进开始信号 小车后退 小车装料 小车卸料 小车前进 开始信号 图2.1　送料车工作过程流程图 第三章 硬件系统设计 下图为送料小车的模拟图 某自动生产线上运料小车的运动如图3-1所示，运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小车向左行。 3.1 运料小车PLC类型选择 1.根据控制要求可知，需要2个按钮、2个限位开关、故需要CPU有至少4个I/O点 2.CPU系统要对一个模拟量进行控制，对速度要求一般。 3.储存器种类选用EPROM类型，因它可以支持用户的改写，不需要后备电池的支持。 4.应具有通信功能。 5.结构形式选择模块式。 综合以上控制要求选择西门子公司的S7-200 224XP，PLC，因其具有功能强、功能强大、性价比高等特点。 3.2建立I/O分配表 输入点 输入点作用 输出点 输出点作用 X0 启动按钮SB0 Y0 前进KM1 X1 停止按钮SB1 Y1 卸料KM2 X2 前进限位开关SQ2 Y2 后退KM3 X3 后退限位开关SQ1 Y3 装料KM4 3.3 绘制PLC接线图 3.4送料小车自动控制主电路图 三相异步电动机正反转主电路图 3.5电机的选择 伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可以使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩转速以驱动控制对象。在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。 表3-3 电机参数表 参数 型号 转矩（不小于）/(N.m) 电流/A 电压/V 功率/W 最大空载转速/(r/min) 重量/kg 36LY54 9.8 1.6 27 13 3500 0.1 55LY53 2.45 3.8 12 45.4 1500 0.25 160LY51 4