物品输送系统电气控制系统设计复习课程.docx

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物品输送系统电气控制系统设计复习课程

引言…………………………………………………………………………1

1课程设计任务说明…………………………………………………………1

1.1课题简介……………………………………………………………11.2课程设计的目的………………………………………………………………1

2课程设计任务分析…………………………………………………………2

2.1设备机构组成分析……………………………………………………………2

2.2设备工作过程分析……………………………………………………………2

3控制方案设计…………………………………………………………43.1任务分析……………………………………………………………………6

3.2设计主电路…………………………………………………………………7

3.3PLC选型设计………………………………………………………………8

3.4I/O分配表…………………………………………………………………9

3.5I/O端子接线图……………………………………………………………11

4控制流程分析……………………………………………………………11

4.1流程图………………………………………………………………………12

4.2梯形图………………………………………………………………………13

4.3指令表………………………………………………………………………14

5课程设计总结……………………………………………………………15

6参考文献…………………………………………………………………16

引言

可编程序控制器是近年来发展极为迅速的新型工业控制装置。

它将计算机控制技术、自动控制技术和通信技术融为一体，专门为工业环境而设计，已广泛应用于机械制造、冶金、化工、轻工、电力、建筑、交通等行业。

1课程设计任务说明

1．1课题简介

自动化生产过程中，物品输送系统是连接各个生产单元的关键设备，系统通常由传送带机构、物品移动机构和物品输送小车等组成。

传送带一般采用电动机驱动，物品移动机构可以采用电动机驱动，页可以采用液压系统驱动，运送小车为电动机驱动。

1.2课程设计的目的

《机电传动控制》课程设计为该课程的爱你环节，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》课程所学的知识，掌握课程知识实际应用的能力。

学会运用机电传动控制的原理和分析问题、解决问题的方法。

同时在设计过程中，综合已学的知识，完成简单完整的控制系统设计，以增加控制系统设计能力；并在联机程序调试过程中，增加实际操作能力。

2课程设计任务分析

2.1设备机构组成分析

本题目针对上图所示运送系统设备设计相应的电气控制系统。

图示输送系统有成直角分布的2条传送带、附属带的物品移动机构和1辆物品运送小车组成。

物品运送系统将位于传送带1始端的物品送至尾端，然后通过物品移动机构将物品移送到传送带2始端，传送带2传送物品到带尾端，并通过物品移动机构将物品推入运送小车，运送小车运送物品到其他指定地点。

系统中传送带和运送小车由电动机驱动，物品移动机构采用液压系统驱动，通过行程开关检测各个运动部件是否到达预定位置。

系统设备结构及运动部件工作循环如图3-1所示。

图3-1输送系统设备机构及运动部件工作循环图

2.2设备工作过程分析

物品运送系统的工作过程如图3-2所示，当传送带1始端由工件时启动自动输送过程。

经过输送带1到达尾端，在检测工件停靠到位的情况下，移动机构工件入输送带2始端。

在测工件停靠到位的情况下，输送带启动。

经过输送带2到达尾端，在检测小车停靠到位的情况下，移动机构推工件入小车，小车启动离开，卸空后返回，结束一次输送循环过程。

图3-2物品输送系统工作过程

3控制方案设计

3.1任务分析

物品运送系统控制要求

（1）物品运送系统工作过程物品

物品输送系统的工作过程如图3-2所示，当传送带1始端由工件时启动自动输送过程。

经过输送小车到达输送带2尾端，在检测小车停靠到位的情况下，推工件入小车，小车启动离开，卸空后返回，结束一次输送循环过程。

（2）物品输送系统的控制要求

物品输送系统的控制要求是通过满足物品输送系统工作要求形成的，控制系统的功能必须满足物品的输送系统所有的工作要求。

物品输送系统的工作要求包含三个方面，工作方式要求、工作过程要求、安全稳定工作要求。

1）物品输送系统工作方式要求

为保证物品输送系统能够处于正常工作，要求其具备两种工作方式：

1整机全自动循环工作

2运动部件能够点动向前调整，以及不在原位时能够快速复位

2）物品运送系统自动工作过程要求

物品输送系统工作过程是正常输送工件时整机全自动循环的工作过程，物品输送系统输送过程需要满足如下要求：

1当输送带1始端检测有工件，其他位置无工件，停靠到位时，启动自动输送过程；

2检测输送工件到达输送带2尾端，停止输送带1,1秒钟后，移动机构将工件推入输送带2；

3检测输送带2始端有工件，输送带2启动输送工件；

4检测输送工件到达输送带2尾端，在检测小车空车停靠到位的情况下，推工件入小车；

5确认工件到达小车内，小车启动离开，卸空后返回到位，结束一次输送循环过程；

3）物品输送系统控制元件配置与工作要求

物品输送系统输送带电动机为1.2kw，小车电机为2.2kw，移动机构动作方向通过电磁阀控制。

自动循环工作时，所有工作状态切换由行程开关控制。

电器元件工作关系表如表3-1。

电器元件工作关系表如表3-1

工作状态

（工步）

移动机构方向阀电磁铁

输送带

电机

小车

电机

主令

电器

阀1

阀2

YV1

YV2

YV3

YV4

M1

M2

M3

输送带1运行

+

SQ1

输送带1停，延时1秒

SQ2

移动机构1推工件

+

SQ5、KT1

移动机构1返回

+

+

+

SQ6

输送带2运行

+

SQ3

输送带2停，延时1秒

我们女生之所以会钟爱饰品，也许是因为它的新颖，可爱，实惠，时尚，简单等。

的确，手工艺品价格适中。

也许还有更多理由和意义。

那么大学生最喜欢哪种手工艺品呢?

此次调查统计如下图（1-3）

SQ4

移动机构2推工件

（1）价格低

大学生的消费是多种多样，丰富多彩的。

除食品外，很大一部分开支都用于。

服饰，娱乐，小饰品等。

女生都比较偏爱小饰品之类的消费。

女生天性爱美，对小饰品爱不释手，因为饰品所展现的魅力，女人因饰品而妩媚动人，亮丽。

据美国商务部调查资料显示女人占据消费市场最大分额，随社会越发展，物质越丰富，女性的时尚美丽消费也越来越激烈。

因此也为饰品业创造了无限的商机。

据调查统计，有50%的同学曾经购买过DIY饰品，有90%的同学表示若在学校附近开设一家DIY手工艺制品，会去光顾。

我们认为：

我校区的女生就占了80%。

相信开饰品店也是个不错的创业方针。

+

小饰品店往往会给人零乱的感觉，采用开架陈列就会免掉这个麻烦。

“漂亮女生”像是个小超市，同一款商品色彩丰富地挂了几十个任你挑，拿上东西再到收银台付款。

这也符合女孩子精挑细选的天性，更保持了店堂长盛不衰的人气。

动漫书籍□化妆品□其他□

还有一点就是ｂｅａｄｗｏｒｋ公司在“碧芝自制饰品店”内设立了一个完全的弹性价格空间：

选择饰珠的种类和多少是由顾客自己掌握，所以消费者可以根据自己的消费能力进行取舍；此外由于是顾客自己制作，所以从原料到成品的附加值就可以自己享用。

SQ7、KT2

根据调查资料分析：

大学生的消费购买能力还是有限的，为此DIY手工艺品的消费不能高，这才有广阔的市场。

移动机构2返回

300元以下□300～400元□400～500□500元以上□

（4）牌子响

+

400-500元1326%

SQ8

小车运送工件

+

SQ9、SQ10

小车返回

+

SQ10

4）物品输送系统安全稳定工作要求

1具有运动部件间安全工作的联锁功能

2具有位置保护功能（如极限位、越位、相对位置保护）；

3电气控制系统具有短路，电动机过载等保护功能；

4具有应急操作功能；

5具有照明、指示灯辅助功能。

任务分析阶段是设计的初步阶段，有此阶段通过对设备的工作要求分析、工作环境和条件分析、操作和安全要求分析、电气控制装置技术可行性和经济性分析，确定电气控制系统装置的技术性能、基本构建形式及主要技术参数。

（1）物品输送系统控制要求分析

依据物品输送系统电气控制系统设计任务分析，确定设备条件个控制要求如下：

1）电气控制系统的控制对象为自动循环运输零件的机械设备，采用电气---液压---机械组合的传动方式进行驱动和控制。

设备位于温带室内空间，工作环境较好，对控制系统无特殊要求；

2）设备安装在生产线上，由车间低压电网供电，设备驱动电压380V，供电频率50赫兹；

3）设备电气控制为普通开关量控制，要求自动完成零件运输过程，单个输送带或小车能够独立调整操作，同时设备具有电气保护及联锁保护等功能；

4）设备驱动电动机由设计人员选定，设备配置有三台异步交流电动机，2台输送带电动机功率为1.2kw，小车电动机功率为2.2kw，电源要求交流电源电压380V，电动机无制动要求，电动机功率不大，可采用直接启动方式启动；液压系统使用电磁换向阀，阀电磁铁工作电压为直流24V；

（2）物品输送系统控制要求分析结果可确定控制方案如下：

1）物品输送系统控制采用开关量控制；

2）基于设备自动工作的要求，选择PLC为主要控制器件构成控制系统，由于控制对象为单机设备，控制系统属于小型系统，因此选用三菱公司型号为FX2N的PLC产品；

3）由于工作要求确定，控制系统可运行在2种模式下，即全自动工作循环和手动调整工作。

4）3台电动机均为直接启动控制，M1、M2单方向转动M3可正反转。

电动机无制动控制；

5）电动机驱动电路三相电源供电，线电压380V；

6）PLC主机工作电源为交流电源，电压220V，交流接触器线圈使用交流电源，电压220V；电磁阀的电磁铁使用24V直流电源，主令控制电器及行程开关等使用24V直流电源。

7）控制系统具有短路和过载保护功能，机床各运动部件之间具有联锁保护功能；

8）使用信号灯显示机床工作状态。

3.2设计主电路

主电路设计见下图

物品输送系统电气控制系统主要由两部分组成，即电动机驱动系统（主电路）和由PLC设备构成的控制部分，驱动系统通过交流接触器主触点控制电动机电路的接通与断开，采用熔断器和热继电器进行短路过载保护，同时通过控制变压器，提供满足系统工作以及PLC设备需要的电源电压，系统电路图如图3所示，系统使用电器元件明细表如表2所示。

表2电器元件明细表

符号

名称及用途

符号

名称及用途

M1

输送带1电动机

FR1、FR2、FR3

电动机过载保护热继电器

M2

输送带2电动机

VC

整流器

M3

小车电动机

FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6

短路保护熔断器

KM1

输送带1起动接触器

HL1

输送带工作指示灯

KM2

输送带2起动接触器

HL2

自动工作指示灯

KM3

小车电机正转接触器

HL3

手动调整工作指示灯

KM4

小车电机反转接触器

SB0

急停按钮

SQ1、SQ2

输送带1行程开关

SB1

总停按钮

SQ3、SQ4

输送带2行程开关

SB2

输送带1点动按钮