电动葫芦课程设计.docx

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电动葫芦课程设计

#######大学##学院毕业设计

电动葫芦的PLC系统控制

2009届电气工程系

专业电气工程自动化

学号#########

学生姓名#######

指导教师########

完成日期2011年12月27日

摘要

随着科技进步与经济发展，电能的应用越来越广泛，电器对电能的生产、运输、分配与应用起着控制、调节、检测与保护的作用。

而PLC的引入使得电器控制变得简单方便，智能可靠。

本文主要介绍电动葫芦的PLC控制系统。

电动葫芦，又叫电动提升机,广泛应用于重物的提升、下降、平移搬运。

它的的执行机构主要由提升机构和水平移动装置组成，机构由锥型电动机M1、减速箱、钢丝卷铜等组成。

提升电动机M1通过减速箱拖动钢丝卷筒，电动机正转或者反转，拖动卷筒，可以使吊在钢丝绳上的吊钩上升或下降，实现提升和下放对象。

水平移动装置由电动机M2、减速箱、导轮、“工”字梁等组成。

平移电动机M2，经过圆柱型减速箱拖动导轮，平移电动机正转或者反转，借助导轮，电动葫芦可以在工字梁上来回移动，用机械撞块限制前后两个方向的移动行程。

我设计的题目是“电动葫芦PLC控制系统设计”，此次设计主要内容包括:

电动葫芦的工作过程分析、梯形图、指令表、接线图、电气原理图及情况说明。

对于其中的不足和错误，希望老师提供宝贵意见和建议。

关键词：

电动葫芦，电动提升机，PLC

摘要……………………………………………………………………………

一．课题背景……………………………………………………………………1

1．课题背景……………………………………………………………………1

2．研究目的和意义……………………………………………………………1

3．本文的主要工作……………………………………………………………1

二．已知情况、控制要求………………………………………………………2

1．已知情况……………………………………………………………………2

2．控制要求……………………………………………………………………2

三．工作原理分析……………………………………………………………3

四．程序设计及调试…………………………………………………………4

1．PLC的选型及I/0分配…………………………………………………4

2．梯形图、指令表及编程元件明细表………………………………………4

五．电气设计…………………………………………………………7

1．PLC外部接线原理图………………………………………………7

2．电动葫芦电气控制原理图…………………………………………8

六．安装、接线、及系统联合测试……………………………………………9

七．尚存在的问题及方案建议………………………………………………9

八．课程设计总结……………………………………………………………10

九．致谢………………………………………………………………………11

十.参考文献………………………………………………………………12

电动葫芦PLC控制

一.课题背景

1.课题背景

在生产实践中，我们越来越依赖流水作业。

对于轻工业，流水线发展非常迅速，一般的可以用传送带来完成。

但对于重工业生产，大批量物资需要生产、搬运，利用传送带传送工件不太实用。

为了提高劳动效率、改善劳动条件，轻型起重设备电动葫芦用途广泛、深受欢迎。

它是将电动机、减速器、卷筒、制动器和运行小车等紧凑地合为一体的起重机械，具有轻巧、灵活、成本较低，且安全可靠，零部件通用程度大，互换性强，起重能力高，维护方便等特点。

因此它被广泛应用于工厂、矿山、港口、仓库、货场、商店等场所的搬移、起吊、装卸。

2.研究目的及意义

研究目的：

实现电动葫芦（电动提升机）的PLC控制。

意义：

改善原先费时费力的工作方式，实现机械工业自动化。

3.本文的主要工作

针对任务书要求进行分析，研究，根据我们所学的《电器控制与PLC》将电动葫芦的控制程序实行的任务进行分析，编译程序并将调试过程进行说明。

二.已知情况、控制要求

1.已知情况

电动葫芦的执行机构主要是由提升机构和水平移动装置组成。

提升机构由锥形电动机M1，减速器，钢丝卷铜等组成。

提升电动机M1通过减速箱拖动钢丝卷筒，电动机正转或者反转，拖动卷铜，可以使吊在钢丝绳上的吊钩上升或下降，实现提升和下放对象。

平移电动机M2，经过圆柱型减速箱拖动导轮，平移电动机正转或者反转，借助导轮，电动葫芦可以在工字梁上来回移动，用机械撞块限制前后两个方向的移动行程。

2.控制要求

（1）提升和下放控制

当KM1主触头闭合时，电磁制动器YB得电松闸，让提升电动机M1转动将对象提升。

当KM1释放，KM1所有触头都断开，YB失电依靠弹簧的推力使制动器抱闸，使电动机M1和卷筒不能再转动。

要下放对象时，使KM2得电吸合，其主触头闭合，YB得电松闸，电动机M1反转下放物件。

当KM2断电释放，主触头断开，YB失电抱闸。

SQ1为上限位开关，当提升到极限位置时，会将SQ1压下，KM1失电，YB抱闸，电动机M1停止。

（2）水平移动控制

M2为水平移动电动机，用来水平移动搬运货物，由KM3、KM4进行正反转控制，控制电路中设有限位保护开关SQ2，SQ3，防止电动葫芦移动时超出行程而造成危险。

三.工作原理分析

本程序通过对两个电动机的正反转控制，实现电动葫芦的上升、下降、水平左、右移。

首先先设计一个电机的正反转控制，实现电动葫芦的上升、下降，再用上限开关保证提升、下降无误，然后进行互锁设置，设置保护电路。

再设计另一个电机的正反转控制，实现电动葫芦的左、右移动，用左、右限位开关保证左、右移动无误，然后进行互锁设置，设置保护电路。

最后设计的是抱闸，当电动机都停止时，防止电动葫芦因失电继续工作，YB进行抱闸。

四.程序设计及调试

1.PLC选型及I/O分配

根据设计要求、控制要求，选定PLC的型号为：

QSPLCS-B2，它是我国浙江求是科技有限公司生产的PLC（与三菱FX2N系列兼容），拥有14路输入、18路（继电器）输出，而本例实际只需要7路输入、5路输出，输入输出留有很大余量，完全满足要求。

I/O分配如下

输入：

上升按钮SB1：

X001下降按钮SB2：

X002

前移按钮SB3：

X003后移按钮SB4：

X004

上限位按钮SQ1：

X005前限位按钮SQ3：

X006

后限位按钮SQ4：

X007

输出：

上升KM1：

Y001下降KM2：

Y002

前移KM3：

Y003后移KM4：

Y004

YB抱闸：

Y005

2.梯形图、指令表及编程元件明细表

梯形图

由梯形图得到指令表

0LDX001

1ANIX002

2ANIX005

3ANIY002

4OUTY001

5LDIX001

6ANDX002

7ANIY001

8OUTY002

9LDX003

10ANIX004

11ANIX006

12ANIY004

13OUTY003

14LDX004

15ANIX003

16ANIX007

17ANIY003

18OUTY004

19LDIY001

20LDIY002

21LDIY003

22LDIY004

23OUTY005

24END

本程序中所用到的PLC内部的编程元件及其作用如表1所示。

表1.PLC编程元件明细表

编程元件

作用

X001

复合开关上升启动

X002

复合开关下降启动

X003

复合开关前移启动

X004

复合开关后移启动

X005

上限位保护

X006

前移限位保护

X007

后移限位保护

Y001

M1正转提升对象

Y002

M1反转下降对象

Y003

M2正转前移对象

Y004

M2正转后移对象

Y005

YB抱闸

五.电气设计

1.PLC外部接线原理图

PLC外部接线原理图如图所示。

PLC外部接线原理图

2.电动葫芦电气控制原理图

电动葫芦PLC控制系统电气接线原理图

六.安装、接线、及系统联合测试

根据设计题目要求完成梯形图和外部接线图的设计。

然后根据自己的设计，利用实验箱上舞台灯光控制板完成元件安装接线，输入已设计完的梯形图程序进行调试，监控各元件工作情况，参考原理图进行联合测试。

如果不能满足要求实现预期目的，则需再检查接线与设计，直到满足要求为止。

七.尚存在的问题及方案建议

本设计方案虽然设计简约，考虑面广，满足设计任务书要求，但至少存在以下问题尚未解决：

电路保护问题：

在设计过程中，为了简化操作过程，对PLC未加保护热继电器，这样的电路存在安全隐患，容易造成危险。

建议采取以下方案解决：

对于过载保护问题，应加继电器来解决。

八.课程设计总结

通过整个学期对电器控制与PLC的学习、实验，以及这几天小学期课程实践的实践，我对PLC有了更深的认识，对程序的调试运行步骤也更为熟悉，使平时学习的理论与实践很好的结合起来。

还有，课程设计弥补了我平时学习理论知识的不足之处，使得我对理论的掌握更加熟练。

在平时的实验中，我们都是基本上都是套用实验指导书上现成的程序，没有真正的编程能力，而通过课程设计对电动葫芦程序的编程与调试过程，我的PLC编程能力以及调试能力有了大步提高，对将来更好的工作实践打下了良好基础。

虽然如此，我们还离我们的理想目标相差甚远，希望在以后的学习中继续努力，不断提高。

九.致谢

通过这次“电动葫芦PLC控制设计”的课程设计，我对PLC的认识有了更新更深更系统全面的了解，还从实际出发将所学知识与现实生活紧密联系起来。

这样的实践方式使我们把只能在课本上学到的知识融会贯通，多方面进行思考。

既锻炼了我们的动手能力又加强了知识的巩固。

通过这次实验设计我学到了很多很多课堂上不能学到的东西，在王老师以及各位老师的帮助下我顺利完成了我的题目设计要求，在此，谢谢各位老师的帮助。

同时还借助互联网，搜索相关信息，还有在同学们的帮助下，我完成了本次课程设计。

最后，再次感谢各位老师及同学的帮助，谢谢你们！

十.参考文献

[1]电器与可编程控制器应用技术，邓则名程良伦谢光汉编，广东工业大学

[2]三菱及西门子PLC资料，来自工控网

[3]常斗南等编.可编程控制器原理.应用.实验.北京：

机械工业出版社，1998

[4]电动葫芦简介相关网站

[5]###老师课堂课件

[6]PLC实验设计论坛