电动运输小车的PLC控制.docx

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电动运输小车的PLC控制

襄樊学院机械与汽车工程学院课程设计成绩评定表

课程名称

机电传动控制课程设计

课程编号

专业

机械设计制造及其自动化

班级

机制0811班

姓名

齐超

项目

评分标准

评分等级

得分

折合分

平时成绩（占20％）

1、态度端正，设计认真，能积极动脑思考，学习纪律好。

优秀

2、态度较好，较认真，能积极动脑思考，学习纪律较好。

良好

3、态度一般，较认真，能动脑思考，学习纪律尚可。

中等

4、态度较差，不够认真，不善于动脑思考，纪律较差。

及格

5、态度差，不认真，不动脑思考，纪律差。

不及格

图纸质量成绩（占40％）

1、绘图规范，标注准确，结构合理，图纸质量高。

优秀

2、绘图较规范、准确，结构基本合理，图纸质量较好。

良好

3、绘图基本规范、准确，结构基本合理，图纸质量一般。

中等

4、绘图不够规范、准确，结构不太合理，图纸质量较差。

及格

5、绘图不规范、准确，结构不合理，图纸质量差。

不及格

设计报告成绩（占40％）

1、撰写规范，设计思路清晰，知识运用熟练，设计详尽细致，按要求完成设计。

优秀

2、撰写较规范，设计思路基本清晰，知识运用较熟练，设计基本详尽细致，能按要求完成设计。

良好

3、撰写基本规范，设计思路基本清晰，知识运用尚可，设计基本详尽细致，能按要求完成设计。

中等

4、撰写不够规范，设计思路不太清晰，知识运用一般，设计不够详尽细致，基本完成设计。

及格

5、撰写不规范，设计思路不够清晰，知识运用不熟练，设计不够详尽细致，没有按要求完成设计。

不及格

总评成绩

指导教师：

吴何畏老师

2011年10月9日

注：

1、该成绩评定表每位学生一份，并装订在设计说明书的最后；

2、指导教师按课程设计大纲的要求评定成绩，并给出总评成绩；

3、折合分：

优秀≥90分,良好80-89分,中等70-79分,及格60-69分,不及格<60分。

襄樊学院

《机电传动控制课程设计》报告

题目

电动运输小车的PLC控制

专业

机械设计制造及其自动化

班级

机制0811

姓名

齐超

学号

08116110

指导教师

职称

吴何畏老师

摘要：

可编程逻辑控制器，简称PLC，是一种工业控制微型计算机。

它的编程方便、操作简单尤其是高通用性等优点，使它在工业生产过程中得到了广泛的应用。

近年来，随着科学技术的进步和微电子技术的迅猛发展，PLC已经形成了一种工业趋势。

目前，在自动化生产线上，有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动，并且有的还要去在某些位置有一点的时间停留，以满足生产工艺要求。

将PLC应用到车间运输小车电气控制系统中，可实现运输小车的自动化控制，降低系统的运行费用。

PLC运输小车电气控制系统具有连线简单，控制速度快，精度高，可靠性和可维修性好，安装、维修和改造方便等优点。

PLC的控制是设计研究重点之一，在车间运输需求分析的基础上。

通过概念的设计、逻辑结构设计和物理结构设计，建立了一套适应车间运输的控制系统。

关键词：

PLC；运输小车；自动控制

第一章前言

1.1PLC运输小车简介

财富的创造来源于技术进步。

运料小车是工业逗料的主要设备之一。

广泛应用于自动生产线、冶金、有色盒属、煤矿、港口、码头等行业，各工序之间的物品常用有轨小车来转运。

小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进，电动机反转小车后退。

使用PLC控制运输小车的出现，大大提高生产效率，节约了劳动力。

更创造了大量的财富，以至于科技又向前迈了一个新台阶。

1.2运输小车进行PLC改造的目的及意义

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。

运输小车广泛应用于生产车间，主要进行材料的运输，其技术性能高低不仅关乎运输效率，更关系着生产效率。

目前，我国生产车间是基本处于八、九十年代的机械化水平，与现代国外智能化、数字化控制技术还有很大差距，跟不上市场的需要。

由于可靠性较差，造成机械、电器事故率比较高，因此急需提高其控制技术水平。

与此同时，PLC在我国工业领域有着越来越广的应用，尤其表现在重工业中。

这就为对现代工业领域中技术老化部分的PLC改造，提高其自动化、智能化水平提供了很好的机会，也只有这样才能迅速增强自身竞争力，并提高我国的PLC产品的研发和生产能力，力争打破西门子、三菱和施耐德等PLC巨头的垄断。

取其之长，补己之短，最终超越它们。

第二章工艺过程及设计方案确定

2.1设计要求

某工厂有一辆运输小车供8个加工点使用，使用要求如下

1）PLC上电后，车停在某加工点（下称工位），若没有用车呼叫（下称呼车）时，则各工位的指示灯亮，表示各工位可以呼车。

2）若某工位呼车（按本位呼车按钮）时，各位的指示灯均灭，表示此后再呼车无效。

3）停车位呼车则小车不动。

当呼车位号大于停车位号时，小车自动向高位行驶，当呼车位号小于停车位号时，小车自动向低位行驶。

当小车到达呼车位时自动停车。

4）小车到达某位时应停留30s供该工位使用，不应立即被其他工位呼走。

5）临时停电后再复电，小车不会自行启动。

2.2方案分析及方案确定

为了区别在工位依1～8编号，并且各设一个限位开关。

为了呼车，每个工位设一呼车按钮，系统设启动及停机按钮各1个，小车设正反转接触器各1个，实现高低车位的移动。

每个工位设1个呼车指示灯1个，但并联接于各个输出口上。

系统布置图如图所示。

2.3系统组成原理及硬件配置

PLC型号:

FX2N

存储器容量：

2G

各种常用电器元件：

导线若干

2.4系统变量定义及分配表

限位开关

呼叫开关

启动开关

停止开关

复位开关

X0~X7

X10~X17

X20

X21

X22

电机正反转

指示灯

定时器

辅助继电器

Y10、Y11

Y0~Y7

T0

M10M11M30M0M1M2

输入19点，输出10点。

故PLC的I/O点数为29点，FX-2N系列的PLC符合设计要求。

2.5系统接线图设计

第三章PLC输出的电压转换电路

电压转换电路采用2个DC24V继电器和1个12V直流电源来实现直流电机的正反转，2个继电器线圈直接接到可编程控制器的输出端。

当继电器线圈1得电时．继电器1的触点由k1转换到k2，而继电器线圈2的触点状态不变，电流流向如所示，驱使DCI2V电机按一定方向运转：

当继电器线圈2得电时，继电器线圈I触点状态不变，而继电器线圈2的触点由k3转换到k4，电流流向如I2所示．驱使DC12V电机按相反的方向运转。

第四章控制系统设计

4.1控制程序时序图设计

这个时序图模拟的是X21启动系统，指示灯全亮，小车初始位置为1号位置（X00），然后5号位（X14）呼叫，M11得点，指示灯灭按键失效，Y0得电电动机向高位走，小车经过2，3，4号位，当到达5号位（X04）时得电小车停，T0计时30s。

时间到M11失电，指示灯全亮按键恢复。

如此循环当X11按下，车向低位走。

停止X21按下，所有的输出与中间继电器全部失电上图即为该系统的时序图。

4.2控制程序流程图设计

控制系统流程图如下图所示，通过比较小车当前位置和呼叫信号位置决定小车运行方向，当小车当前位置与呼叫信号位置相同，则小车停止运行；每次只允许出现一个呼叫信号，其实现方法可以采用功能指令实现，具体实现方法见下文控制程序部分，其中当前位置标号用m表示，呼叫工位用n表示。

设计总结

4.3控制程序设计

本程序设计的关键是处理好呼叫按钮和到位开关的位置关系，为此我们采用了将每个位置的行程开关与每个位置的按钮分别记录到数据寄存器中去，如将小车当前的位置送到数据寄存器D110中，将呼叫工作台号送数据寄存器D100中，然后通过比较D110与D100中的数据，决定送料小车运行方向和达到的目标位置。

程序解释如下：

第1段到第4段：

X022是一复位按钮，接通时不论小车在什么位置都启动电机反转，停在第一个位置。

X020是启动按钮，接通后辅助继电器M10得电，寄存器D100、D110清零，然后呼叫子程序P0。

第5段到第12段：

8个站的行程开关分别用常数1~8来表示，当小车在1号站时，行程开关X000得电，将数字1传送到数据寄存器D100。

依此类推，当小车在8号站时，行程开关X700得电，将数字8传送到数据寄存器D100。

第13段：

PLC的呼叫位置的指示灯，当呼叫按钮按下是，接通辅助继电器M11，起常闭触点断开，各个呼叫位的指示灯全灭，表示此事不能呼叫。

第14段到15段：

通过M11的常闭触点，把8个呼叫按钮分别用1~8表示输入到寄存器D110中。

如当按下X011时，把数字2送到D110中，并且触发继电器M11，是M11常闭触点断开，其他呼叫按钮便呼叫无效了，同时8个指示灯也全灭。

第16段到20段：

继电器M11得电时，通过比较指令，比较D100和D110中的数值，当D110中的数值小于D100时，继电器M0得电，启动电机Y011，使小车左行到达指定位置；当D110中的数值大于D100时，继电器M2得电，启动电机Y012，时小车左行到达指定位置；当到达指定位置时，通过比较指令得D100中的数值和D110一直，继电器M1得电，其上升沿触点瞬间接通，启动定时器定时30s，同时继电器M30得电，并且自锁，直到定时结束定时器常闭触点断开，定时器停止定时并清零。

同时又通过常闭触点M1断开使电机控制继电器Y011和Y012失电，使电机停转，小车停止前进。

最后是结束子程序，返回主程序。

设计总结

电动运输小车的PLC控制课程设计是机电课程中一个重要的环节，通过这次程设计使我对机电控制过程有了进一步的了解，对有关的控制知识有了深刻的认识。

因为理论知识学的不是很牢固，在设计中遇到了不少的问题，比如：

忘记起前学过的专业基础知识，通过理论与实际的结合，进一步提高观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养成为能够主动适应现代化高素质的人才。

运用学习成果，把理论运用到实际，使理论得以提升，形成创新思想。

通过此次设计过程，巩固了专业知识，培养了我综合应用机械设计课程及机电课程的理论知识和应该生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，为以后的学习和工作打下基础！

参考文献：

[1]陈宏钧.可编程控制器课程设计指导书[M].天津：

天津大学出版社.2001

[2]钟肇新，王灏.可编程控制器入门教程[M].广州：

华南理工大学出版社.1999

[3]邓星钟.机电传动控制[M].武汉：

华中科技大学出版社.2001

[4]三菱电机株式会社.三菱PLC编程手册[Z].日本：

三菱电机株式会社.2003