小车多方式运行.docx

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小车多方式运行

湖北文理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

07ZX091122

专业

机械设计制造及其自动化

班级

0912

姓名

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：

2012年月日

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。

湖北文理学院

《机电传动控制课程设计》报告

题目

小车多方式运行的PLC控制

专业

机械设计制造及其自动化

班级

机制0912

姓名

祝雷

学号

2009116251

指导教师

职称

吴何畏副教授

2012年9月30日

摘要：

在中国，运料小车半自动化控制前景美好，在许多公司的装配车间得到广泛的运用。

随着科技的发展，技术的不断更新，使得工业生产趋向于半自动化、自动化、无人工厂的方向发展，其中PLC技术的运用成为自动化技术的主流之一。

本次课程设计中，运料小车的plc控制系统，它的控制过程属于双向控制，运料小

车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小车向左行，在每一个停靠点安装一个行程开关以监视小车是否到达该站点。

该课程的运料小车控制系统利用三菱公司生产的FX系列20点的可编程序控制器运行主要的控制装置，编写软件指令来实现其具体的控制要求，在设计程序部分利用了PLC的辅助继电器来实现控制具有互锁的功能，在工作台上的工人通过请示按钮达到实现控制小车的运行方向

该控制系统用于柔性制造系统中物料小车的自动控制、自动化仓库中物件存取小车的自动控制等，该控制系统价格低廉，体积小，能够安全可靠的进行生产，而且效率高，灵活性强，能够很好的适应变化和纠正错误，运行速度快，易管理。

关键词：

自动化、可编程序控制器、辅助继电器、PLC技术

第一章引言

1.1小车多方式运行的PLC控制简介

小车系统由直流电机、继电器、小车和4个站台等组成，每个站台有检测传感器、指示灯和按钮。

采用S7-200PLC进行控制，控制要求如下：

1.小车起始位置停在x（x=1～4）号站台，SYx传感器为ON;

2.假如y（y=1～4）号站台呼叫，如果：

①x﹥y，小车左行到呼叫站台停车；

②x﹤y，小车右行到呼叫站台停车；

③x=y，小车停止；

3.小车在SY1和SY4处要有可靠的保护功能，自动往返或准确停车，不能向外撞；4.小车路过每个站台要有指示灯显示；但LB1和LB4灯要闪3次；

1.2小车多方式运行的PLC控制改造的目的及意义

通过小车多方式运行的PLC改造的目的是实现生产的自动化,便于生产和管理.它的意义在意通过PLC控制能提高工作效率。

较少劳动力的输入，节约工厂成本，工作精准度大大提升。

在当今社会上工作效率才是企业生存之道，而自动化为企业带来了新的革命。

第二章PLC及小车多方式运行的PLC控制

2.1PLC的基本概念

可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，简称PLC），一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。

可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成。

2.2PLC的发展历程

可编程控制器的兴起与美国现代工业自动化生产发展的要求密不可分的。

PLC源起于1960年代，当时美国通用汽车公司，为解决工厂生产线调整时，继电器顺序控制系统之电路修改耗时，平时检修与维护不易等问题。

在可编程逻辑控制器出现之前，汽车制造业中的一般控制、顺序控制以及安全互锁逻辑控制必须完全依靠众多的继电器、定时器以及专门的闭回路控制器来实现。

它们体积庞大、有着严重的噪音，不但每年的维护工作要耗费大量的人力物力，而且继电器-接触器系统的排线检修等工作对维护人员的熟练度也有着很高的要求。

针对这些问题，美国通用汽车公司在1968年向社会公开招标，要求设计一种新的系统来替换继电器系统，并提出了著名的“通用十条”招标指标。

随后，美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年研制成功了第一台PDP-14控制器，并在汽车自动装配线上使用并获得成功。

由于当时系统主要用于顺序控制、职能进行逻辑运算，所以被命名为可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）。

最早期的PLC只具有简易之逻辑开/关（on/off）功能，但比起传统继电器之控制方式，已具有容易修改、安装、诊断与不占空间等优点。

1970年代初期，PLC引进微处理机技术，使得PLC具有算术运算功能与多比特之数字信号输出/输入功能，并且能直接以阶梯图符号进行程序之编写。

这项新技术的使用，在工业界产生了巨大的反响。

日本在1971年从美国引进了这项技术，并很快研制成功了自己的DCS-8可编程逻辑控制器，德、法在1973年至1974年间也相继有了自己的该项技术。

中国则于1977年研制成功自己的第一台可编程逻辑控制器，但是使用的微处理器核心为MC14500。

1970年代中期，PLC功能加入远距通讯、模拟输出输入、NC伺服控制等技术。

1980年代以后更引进PLC高速通讯网络功能，同时加入一些特殊输出/输入界面、人机界面、高功能函数指令、资料收集与分析能力等功能。

2.3PLC的特点

美国通用汽车公司在1968年提出了著名的“通用十条”招标指标，也是目前PLC的特点：

1.编程方便，现场可修改程序；

2.维修方便，采用模块化结构；

3.可靠性高于继电器控制装置；

4.体积小于继电器控制装置；

5.数据可直接送入计算机；

6.成本可与继电器控制装置竞争；

7.输入可以是交流115V；

8.输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；

9.在扩展时，原系统只要很小变更；

10.用户程序存储器容量能扩展。

2.4在小车多方式运行应用PLC的优越性

（1）提高了操作速度，且能准确安全的控制小车。

（2）利用PLC控制的小车多方式运行误差率很低。

（3）小车多方式运行基本实现了无人化。

（4）较少劳动力的输入，较少企业成本。

第三章硬件的设计

3.1I/O分析

经过对控制过程和要求的详细分析，明确了具体的控制过程。

1.小车起始位置停在x（x=1～4）号站台，SYx传感器为ON;

2.假如y（y=1～4）号站台呼叫，如果：

①x﹥y，小车左行到呼叫站台停车；

②x﹤y，小车右行到呼叫站台停车；

③x=y，小车停止；

3.小车在SY1和SY4处要有可靠的保护功能，自动往返或准确停车，不能向外撞。

4.小车路过每个站台要有指示灯显示；但LB1和LB4灯要闪3次；

如上所述，由此可以得出所需PLC的输入点9个，输出点6个。

3.2控制系统设计分析

1、设计思路

首先考虑直流电机的正反转控制，然后把小车在运动线路上的九个行程开关分别送入当前位置存储器。

接下来考虑如何设计用四个选择开关来实现呼号位。

下面是运用比较器比较不同情况下的呼号位，对应输出不同的信号，来驱动小车的左行、右行和停止。

最后在此基础上加上报警信号。

2、设计步骤

（1）将九个行程开关的接通分别送入当前位置存储器

（2）用LED段码显示当前小车所处的位置

（3）设计用四个择开关来预先设定呼号位

（4）将呼号位与小车当前位置进行比较输出不同的信号

（5）通过比较输出来控制小车的左行、右行和停止

（6）设计报警信号

（7）不断完善程序

3.3PLC的选择

小车多方式运行PLC控制系统是比较简单的顺序控制，则需选择具有逻辑运算、定时器、计数器等基本功能的小型PLC，再根据其输入输出点数，可选择日本三菱FM—2N系列的FM—2N32MR型的PLC。

3.4FX2N系列编程器介绍

FX2N系列是FX家族中最先进的PLC系列，其基本单位有16/32/48/64/80/128点，六个基本FX2N单元中的每一个单元都可以通过I/O扩展单元扩充为256I/O点，其基本单元如下表所示

3.5确定各元件的编号，分配I/O地址

本设计使用9个输入继电器，6个输出继电器，6个辅助继电器（各辅助继电器的功能在程序程序对应部分会有说明）。

输入输出继电器的选择与对应关系如下表：

3.6外部接线图

3.7控制程序流程图

是

否否

是是

否

否

是是

是

否

3.8控制程序设计

1、小车对站台呼叫的反应电路

取两个寄存器，分别存放呼叫的站台以及小车停靠的站台（本文的设计中这两个寄存器分别为D0和D1），显然，我们可以通过cmp指令进行x，y的大小判断，当x>y时，执行左行命令（即本文设计程序中的SETY1指令）；当x

在这样的思路下，我们不可避免的将遇到三个问题：

如何在D0中存放所呼叫的站台？

如何准确获取并在D1中存放小车停靠的位置？

执行左行或右行命令后，如何使得小车在指定站台停止,并同时记录下新的停靠位置，即更新D1寄存器的内容？

对于第一个问题，直接运用mov指令即可。

方法是设置四个输入继电器x1,x2,x3,x4分别表示第i个站台呼叫，当xi接通时，执行movkiD0，（i取1、2、3，4）。

对于第二个问题，解决方法是当小车停止时，即相应的到位开关SQ1、SQ2、SQ3或SQ4接通时，执行movKiD1，（i取1、2、3，4）。

第三个问题，判断小车停止的条件是使用到位开关SQ，本文的程序里使用四个继电器x11,x12,x13,x14来表示。

2、小车路过站台时指示灯的显示

本文的程序里用Y10,Y20,Y30,Y40分别表示第1、2、3、4站台的指示灯。

根据题目要求，当小车路过站台时，对应的站台的指示灯要亮，对于第2,3站台指示灯，这个效果直接用指令LDX12,OUTY20;LDX13,OUTY30即可控制。

但是对于第1、4号站台，要求指示灯闪烁三次，则像上面这样简单的指令是不能满足要求的，需要引入定时器（用以控制“闪烁”的间隔时间）和计数器（用以控制闪烁“3次”）。

详细控制图和程序见后文。

另外，考虑到这两个站台指示灯的功能相同，因此程序里可以使用子程序，以减少定时器、计数器和继电器的个数，同时亦能提高程序运行的效率和可靠性。

第四章系统调试

4.1硬件调试

硬件调试的方法是接通电源，检查可编程控制器能否正常工作，接头是否接触良好。

本实验里，全部接头接触良好，程序控制器可以正常工作。

4.2软件调试

方法是按要求输入梯形图，检查并编译。

本次设计实验里，正确输入梯形图，编译成功。

同时通过在线工作后把程序写入可编程序控制器的程序存储区，然后进行调试，在前面正确操作和正常进行的基础上，使PLC进入运行状态，观察运行情况，结果是本PLC设计运行正常,没有位置错误,对于多组不同站台呼叫的检测数据,小车均能够以预想的行动路线运动,即能够实现循环工作

根据上述情况,小车多方式运行PLC控制符合要求.

第五章总结

机电传动控制是实践性很强的专业课，自动化技术在当今社会发展异常迅速，各生产厂家也推出了许多强大的新型PLC、各种特殊模块和通信联网器件，使可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具.

经过这次设计我学到很多很多的的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

而且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，才能真正的学到知识，从而提高自己的实际动手能和

思考能力.

但是通过这次课程设计,同时也暴露出来很多的问题和不足.首先是理论知识的欠缺和平时实际操作太少,编程相当困难,参考了网上的一些东西,同时也借鉴了不少模块，帮助自己完成课程设计。

其次是Word技术太烂，在编排过程中无法上下完全匹配，最后才发现老师给的模板中有很多已经固定的样式，然后通过自己不同的选择才最终使整个格调一致。

而且通过word画流程图自己也是花了二十几分钟才把一个图形画完。

最后就是对于一个机械设计制造及其自动化专业的学生，把某一个专业知识学好到真正需要应用的时候是远远不够的，得把一些基本的机械，自动化，液气压电气，和电路的基本知识掌握才行。

大二的时候觉得机械专业的学生学那么多课程把人都搞糊涂了，而做课程设计以后才知道曾经学习的东西都是很有用的，只是看什么时候需要。

鉴于以上不足，在以后参加工作踏入社会以后，还要根据工作岗位去加强对应的专业知识的学习。

参考文献：

[1]廖常初.PLC编程集应用[M].北京：

机械工业出版社，2008

[2]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

[3]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

[4]邓星钟.机电传动控制[M].武汉：

华中科技大学出版社.2001

[5]张万忠.可编程控制器入门级应用实例（欧姆龙CPM2A系列）[M].北京，2008

[6]谭维瑜.电机与电气控制[M].北京：

机械工业出版社.1999

[7]石玉珍.电气制图及图形符号国家标准汇编[M].上海：

中国标准出版社：

1988

[8]李俊秀,赵黎明.可编程控制器应用技术实训指导[M].北京：

化学工业出版社2006

[9]刘元扬.自动检测和过程控制[M].北京：

冶金工业出版社，2009

[10]何存兴，张铁华.液压传动与气压传动[M].武汉：

华中科技大学出版社.2000.