装卸料小车控制系统课程设计1.doc

第1章 小车类型以及设计要求
1.1小车类型特点
自动填沙小车，传统的加料小车需要劳动力大，加料不均匀，容易产生不必要的误差，而且需要人工时刻监督，既耗时又耗力，本文设计的小车居有按时加料，均匀填料，过量警报等特点，运用PLC程序编制，以为压力传感器控量。

1.1.1应用功能

图1-1

中文摘要

可编程控制以其可靠性高、逻辑性能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通讯联网功能、易于与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速计数与控制等高性能模块等的优异性能，正在日益取代大量中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的传统继电器－接触器控制系统，在机械、化工、石油、冶金、电力、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业得到广泛应用。PLC应用的深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。只要经过精心的布置安排，PLC能够实现几乎所有目前实际生产中的动作。本课题要求三台电动机分别控制小车的加料、卸料和上升下降的动作，在启动后开始加料，5秒后停止，再过1秒小车上升，到位后停止，1秒后自动卸料，需要10秒，然后小车复位并下降，到原位后停止，沙子过多则停止加料，同时要求能实现单周及连续循环操作。自动装卸线通过PLC控制能够按规定顺序自动完成所要求的所有动作。本设计课题仅较浅层次的讨论了 PLC控制自动装卸线的动作控制过程。
关键词：PLC控制；装卸料（沙子）；单周控制；循环控制

第二章系统方案组成

软件
采用PLC编程技术实现整体电路的控制。
本课程设计是关于自动装卸线控制系统设计，完成采用继电器接触器控制和PLC控制。继电器接触器控制采用时间继电器进行延时，由行程开关控制自动循环，PLC控制选用CPU222，不需要扩展，采用计时器延时。两种控制都可完成单周和连续循环控制。
装卸料采用PLC控制，体积小，重量轻，控制方式灵活，可靠性高，操作简单，维修容易。实用该设计不仅准确安全可靠，而且提高了劳动生产率，降低工人劳动强度，具有较好的经济效益和社会效益。可编程控制器PLC以其丰富的I/O接口模块，高可靠性，可以在装卸料控制系统的设计中起到十分重要的作用。
PLC不仅可以实现逻辑控制，顺序控制，定时，计时，算数运算，数据处理数据通信等功能，并且具有处理分支，中断，自诊断的能力。逻辑控制功能通过软件编程实现，柔性强，控制功能多，控制线路大大简化。PLC可以使用通用的个人计算机作为图形编辑器，用于在线或离线开发用户程序使用在线对PLC进行各种操作，并且可以在线实时监控用户的执行状态。它提供三种编程语言，即梯形图LAD，语句表STL及功能块FBD,每种语言都有自己的特点。梯形图LAD是在继电器接触器控制基础上演变而来的，是一种的图形化的编程语言，编程人员几乎不必具备计算机的基础知识，不必考虑PLC内部的机构原理，只要有继电器接触器的基础，就能在很短的时间内掌握梯形图LAD的使用和编程方法。

2.3流程图

图2-2

硬件
采用压力传感器。
传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测感受外界的信号，物理条件(如光，热，湿度)或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其它装置或器官。国家标准GB7665—87对传感器的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。”传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按照一定的规律变换成为电信号或其它所需形式的信息输出，以满足信息的传输;处理存储，显示，记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
本文应用了压力传感器，用来检测小车内料是否达到固定量,当小车内料物压力超过一定值时，小车为满车状态(I0.0闭合),用意均匀装料。

压力传感器的注意事项：
1)压力量程不要超过该传感器的过压量程，以免损坏；
2）使用温度在建议使用温度之内。一般压力传感器都有温度补偿，但仍然会对精度造成影响。 比如传感器标定精度为0.25%，考虑上温度的影响，综合误差可能会超过1%。所以要使传感器工作在建议使用温度。（最好温度能稳定）；
3）考查使用介质是否对传感器有影响。 该传感器是否耐酸，是否耐腐蚀性介质都要考虑；
4）远离干扰源，或者做干扰屏蔽；
5）输入电压保持稳定，等等。
三相异步电动机YZ型，实现整体运转。
电动机选用
电动机有交流电动机和直流电动机之分，一般工厂都采用三相交流电，因而采用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类。异步电动机分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型电动机应用最多，因所设计送料小车的场合需经常启动，工作环境条件差，以及频繁制动及正反转，则要求电动机转动惯量小，过载能力大。由此我们可知应该选用起重及冶金用三相异步电动机YZ型，同时根据用户要求可知道我们选用两台电动机应型号Y100L1－4－2.2型N=1430r/min，它表示电动机型号为Y100 L1－4，额定功率为2.2kw，满载转速为1430 r/min，额定转距和最大转距都为2.2，极数为4极。载荷平稳，对起动无特殊要求，选YR型异步电动机封闭式结构，电压为380伏。

第五章 控制方案

电动机M1驱动装料机加料，电动机M2驱动装料车升降，电动机M3驱动卸料机卸料。
装卸线操作过程是：
料车在原位，显示原位状态，按启动按钮，自动线开始工作；
加料定时5秒，加料结束；
延时1秒，料车上升；
上升到位，自动停止移动；
延时1秒，料车自动卸料；
卸料10秒，料车复位并下降；
下降到原位，料车自动停止移动。
压力传感器受压，过量警报指示灯亮。
能实现单周装卸及连续循环操作。

3.0 控制电路
下图中SB1为停止按钮，SB2为单步启动按钮，QS2为连续循环控制启动转换开关。

3.1主电路
下图为主电路的电路图，其中KM1控制M2运转加料，KM3控制M3运转卸料，KM2控制M1正转使小车上升，KM4控制M1反转使小车下降。M1，M2，M3均为三相异步电动机。

图2-3

3.2 PLC控制系统
I/O点的分配与编号
表3-1
控制信号
信号名称
元件名称
元件符号
地址编码

输入信号

循环开始信号
转换开关
QS
I0.0
上行程到位信号
行程开关
SQ1
I0.1
关闭信号
常开按钮
SB1
I0.2
单步开始信号
常开按钮
SB2
I0.3
下行程到位
信号
行程开关
SQ2
I0.4
压力传感信号
传感器
HL
I0.5

输出信号

加料信号
接触器
KM1
Q0.1
上升信号
接触器
KM2
Q0.2
卸料信号
接触器
KM3
Q0.3
下降
信号
接触器
KM4
Q0.4
压力传感信号
传感器
HL
Q0.0

3.3 I/O接线图

图3-2

3.4梯形图
①通电时，小车停在原位，行程开关闭合，I0.1闭合，Q0.0工作，指示灯亮；
②按下启动按钮，I0.3闭合，M0.0工作并自锁；
③M0.0触电闭合，Q0.1得电，开始加料，同时T37开始计时，5秒后T37计时到，停止加料；
④T37及时到的同时，T38开始计时，一秒后计时到，Q0.2得电，小车开始上升；
⑤上升到顶，行程开关闭合，I0.4得电，使上升停止，同时使T39开始计时；
⑥1秒后计时到，开始卸料，同时T40开始计时；
⑦10秒后，T40计时到，小车开始下降并自锁，同时断开M0.0，即断开前面所有控制；
⑧下降到原位时，行程开关闭合，I0.1得电，下降停止；
⑨若需要连续循环动作，只需将转换开关转到通路，I0.0得电；
⑩在下车回到原位的时候，行程开关闭合，I0.1得电，重新启动循环。

3.4语句表
Network 1
单周或循环选择启动
LD I0.0
A I0.1
O I0.3
O M0.0
AN I0.2
AN Q0.4
= M0.0
Network 2
显示原位状态
LD I0.1
= Q0.0
Network 3
加料5秒
LD M0.0
TON T37, 50
AN T37
= Q0.1
Network 4
停1秒
LD T37
TON T38, 10
Network 5
上升
LDN I0.4
A T38
= Q0.2
Network 6
停1秒
LD I0.4
TON T39, 10
Network 7
卸料10秒
LD T39
TON T40, 100
AN Q0.4
= Q0.3
Network 8
下降
LD T40
O Q0.4
AN I0.1
= Q0.4

设计总结
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新日异，PLC已经成为当今空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
在这一次的设计中，也是我的自信心有了很大的提高，使我明白在面对困难时我要轻言放弃，要相信自己，并努力的发现困难解决困难。同时也是我明白在面对一件事情时不要被他的表象所迷惑，不要第一眼看去认为他难他就难，有时只要我们认真的按部就班的来做，所有的问题都能解决，到后来我们也会发现他也并不像我们想象的那么难。

谢辞
经过一个星期的艰苦奋斗，我们终于顺利完成了课程设计。
每一次课程设计都是一次很好的学习机会，在学习的时候最辛苦的自然是我们的老师了，尤其是我们都学的不是很好的情况下，老师的耐心讲解是我们顺利完成课程设计的必要条件。每当我们被一个个问题困惑的时候，老师总是耐心 的给我们讲解，这也为我们解开了许多学习中的谜团。在此，首先真诚的感谢老师对我们课程设计的耐心指导。
团结是最大的力量，一个人的能力在工作的时候往往表现的那么的力不从 心，这时，同学的帮助自然成为了我们课程设计顺利完成的有一个重要因素。即使只是随口的一两句提示，往往就能够让我们从痛苦的思索中解救出来，获得解 决问题的更好的办法。更有甚者，在大家都忙着自己的课程设计的时候，大家还能够互相帮助，这更让我们看到班级大家庭的友善与温暖。

参考文献
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