送料小车工作系统控制.doc

南京工程学院课程设计说明书（论文）
成绩

南京工程学院

课程设计说明书(论文)

题 目
送料小车工作系统控制
课程名称
机电传动控制课程设计
院（系、部、中心）
康尼学院
专 业
机械电子工程
班 级
K机电081
学生姓名
徐杰
学 号
240080337
设计地点
工程中心2B-206
指导教师
海心 韩亚丽

设计起止时间：2011年 07月 4日至2011年07月 08日

目 录

第一章 课题说明····················································1
第一节 课题简介···············································1
第二节 课程设计的目的·········································2
第二章 课题任务分析··············································· 3
第一节 设备机构组成分析······································3
第二节 设备工作过程分析······································3
第三章 控制方案设计··············································· 4
第一节 任务分析··············································5
第二节 设计主电路············································6
第三节 PLC选型设计··········································8
第四节 I/O分配表·············································8
第五节 I/O端子接线图·········································9
第四章 控制流程分析 ···············································10
第一节 流程图 ···············································10
第二节 梯形图················································11
第三节 指令表 ···············································12
第五章 课程设计总结················································14
参考文献····························································15

第一章 课题说明

第一节 课题简介
随着自动化生产技术的不断发展和进步，现代化设备和生产方式也在不断地变化，特别是随着计算机技术的发展以及各种电器元件和控制技术的出现，尤其是PLC的出现和使用，使电气传动控制技术出现了巨大变化，PLC也成为控制系统中普遍使用的设备。本设计基于PLC原理使得送料小车实行往复移动。

第二节 课程设计的目的
《机电传动控制》课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计的过程中，通过课程设计实践环节巩固和加强《机电传动控制》课程所学习的知识，掌握课程知识实际应用的能力。同时在设计过程中，综合学知识，完成简单完整的控制系统设计，以增强控制系统设计能力：完成PLC控制程序设计，增强编程软件使用的能力：并在联机程序调试过程中，增强实际操作能力。

第二章 课题任务分析

第一节 设备机构组成分析
送料小车工作系统是一种高效率用料配送系统，常用于流水线装配中，送料小车工作系统由装载工件的小车在固定导轨上往复运动，位位于装配线一侧的操作台提供装配工件，小车停靠位置通过需要工件的操作工人呼叫和相应位置行程开关控制，送料小车工作系统结构及工作循环如下图所示：

第二节 设备工作过程分析

送料小车工作系统工作过程如上图所示，进行装配需要的待装工件由人工放置在小车内，系统启动自动工作过程后，初始小车停在任意位置，而操作台工人可以呼叫小车送达待装工件。多个呼叫信号按呼叫最先给予响应。小车通过前进和后退，可以到达6个位置的任何一个位置。

第三章 控制方案设计
第一节 任务分析
由于小车工作过程中需要满足如下5个主要工作要求，所以任务分析可以按照工作要求做相应的设计和分析。
（1）、按下启动按钮，送料小车系统进入工作状态。
（2）、各个操作台位置按顺序编号，有相应编号的呼叫按钮按下，控制系统即对小车当前位置以及呼叫位置进行判别，以决定驱动小车移动的电动机转向：
（3）、当呼叫位置编号W大于小车当前位置编号N时，小车电动机正转，小车向大编号位置方向移动，到达呼叫位置时，由位置行程开关控制机停止工作，小车停止在呼叫位置：
（4）、当呼叫位置编号W小于小车当前位置编号N时，小车电动机反转，小车向小编号位置方向移动，到达呼叫位置时，由位置行程开关控制电动机停止工作，小车停止在呼叫位置：
（5）、当呼叫位置编号W等于小车当前位置编号N时，小车停留在当前位置。
工作时各工步的工作关系如下表格所示：

工步
电动机
主令电器
正转KM1
反转KM2
小车停n位置

+
SB2,SQn
呼叫小车位置w>n
—

SBw,SQw
呼叫小车位置w

由以上工作要求：当启动开关X010和总停开关X007工作时，系统即进入开始运作状态，此时指示灯Y003亮起来，选择开关X000开始自动循环开关按钮，这时候，小车停在6个位置的任一位置，灯带呼叫信号，当处在各个位置的呼叫信号开始发出时，小车上的PLC电路开始接收信号，如果是以个信号，则小车直接进行比较兵实施运行；如果是多个信号同时接收，则小车将先接收来的信号作为运行的命令信号，此时，小车需要将接收来的信号进行按时比较，将最先接收到的信号的位置寄存下来，小车里PLC系统将信号位置W与小车本来的位置N相比较，得出3种运动方式：W>N时，小车右行，这时候小车里发动机KM1按钮压下，发动机正转；W动机附近也需要热继电器FR1进行保护过载，在整流之后，为了更好地进行PLC内稳定地运算，添加熔断器FU3短路保护，另外，整流器附近也需要FU4短路保护。综观各个电路元件，绘制出主电路图：

第三节 PLC选型设计
由电路要求和小车的运动过程：PLC电路中，涉及到9个按钮开关和6个行程开关以及1个选择开关，2个输出继电器和2个灯泡，以及一个热继电器，依据条件和PLC规格，选用FX2N-48MR-001(输入点2424，继电器输出)。另外，为使电路输出安全工作，添加热继电器，使电路过载保护。绘出PLC端子图：

第四节 I/O分配表
端子图里，个端口符号及名称明细表如下:
表1 电器元件明细表
符号
名称
用途
SA
选择开关
手动自动切换
KM
接触器
起停电动机
SB1
按钮1
1号位呼叫
SB2
按钮2
2号位呼叫
SB3
按钮3
3号位呼叫
SB4
按钮4
4号位呼叫
SB5
按钮5
5号位呼叫
SB6
按钮6
6号位呼叫
SB7
按钮7
总停开关
SB8
按钮8
开始开关
SB9
按钮9
自动停止开关
SB10
按钮10
手动正转开关
SB11
按钮11
手动反转开关
SQ1
位置开关1
1号极限位
SQ2
位置开关2
2号位呼叫
SQ3
位置开关3
3号位呼叫
SQ4
位置开关4
4号位呼叫
SQ5
位置开关5
5号位呼叫
SQ6
位置开关6
6号位呼叫
HL
指示灯
指示
M
电动机
小车运行

表2 电器元件信号与plc连接的通道分配表

输入
输出
元件代号
元件功能
输入继电气
输出继电气
元件功能
元件代号
SA
选择开关
X000
Y001
小车右行
KM1
SB1
呼叫按钮1
X001
Y002
小车左行
KM2
SB2
呼叫按钮2
X002
Y003
指示灯1亮
HL1
SB3
呼叫按钮3
X003
Y004
指示灯2亮
HL2
SB4
呼叫按钮4
X004

SB5
呼叫按钮5
X005

SB6
呼叫按钮6
X006

SB7
总停开关
X007

SB8
开始开关
X010

SB9
自动工作停止开关
X011

SQ1
位置开关1
X012

SQ2
位置开关2
X013

SQ3
位置开关3
X014

SQ4
位置开关4
X015

SQ5
位置开关5
X016

SQ6
位置开关6
X017

表3 电气元件工作关系如表所示

工步
电动机
主令电器
正转KM1
反转KM2
小车停n位置

+
SB2,SQn
呼叫小车位置w>n
—

SBw,SQw
呼叫小车位置w得出相应的结果，依据不同的判断结果使得发电机主开关进行相应的运作，从而得出小车最总的运动路线，运行至发电机不转后即停止，准备下次循环。
第二节 梯形图
将各个工序和流程分析完毕后，就可以对系统开始进行程序的输入操作，利用三菱编程软件fxgpwin对系统进行梯形图汇编，打开三菱编程软件fxgpwin，新建窗口，直接按要求编程，为防止编程后程序无法一次性转换，建议部分转换，部分编程，梯形图截图如下:

第四节 指令表
继梯形图完善之后，就可以将梯形图进行转换，转换成指令的形式，以方便检阅，将指令表截图：

第五章 课程设计总结
在这一星期的课程设计中，虽然每天只有半天在机房做，但是，还是非常的充实，在学到更多知识的同时也让我们把以前学到的PLC和机电传动的一些基础知识得到了充分的巩固和提高，以前老师没来得及或者自己复习没认真参透的一些知识点也在这次的课程设计中很好的得到了弥补，经过老师的帮助和自己的认识，对PLC设计课题有了长足的认识，了解了设计一个系统的各个必要的点和过程，在这个过程中，不仅锻炼了我们学习知识的能力更重要的是能使我们锻炼运用知识的能力，在锻炼的前提下去做这个课程设计，收获还是颇丰的。这是一次不多的理论和实践的结合，一次教学与自学的考研，我们应该积极抓住这样不多的机会去尽量锻炼我们各方面的能力从而积累立足于社会的根本。总的来说，这次的课程设计还是让我得到了很多的进步和认识到自己的一些不足，相当有意义。

参考文献
[1] 课程建设小组.机电传动控制课程设计指导书.南京工程学院
[2] 海心.机电传动控制；北京高等教育出版社

22-22