机电传动配料车控制系统方案设计书课程方案设计书完美格式.docx
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机电传动配料车控制系统方案设计书课程方案设计书完美格式
目录
前言2
1课程设计的任务和要求3
1.1课程设计的任务3
1.2课程设计的基本要求4
2总体设计5
2.1PLC选型5
2.2PLC端子分配5
3PLC程序设计7
3.1配料车运行原理及控制规则7
3.2控制面板图及顺序功能图9
3.3电机选用12
3.4PLC梯形图13
4程序调试说明21
5结束语22
6参考文献23
前言
随着社会的不断发展,科学技术的不断进步,人们已经对越来越多事物不是进行手动操作,而是进行人工智能控制。
例如智能机器人以及立体式存储仓库的产生等等,一改往日以前人们取料时间长,难度大,效率低等缺点。
本次课程设计的题目配料车控制系统程序设计也正是在这样的背景下应运而生的,本次课程设计的目的是掌握机电传动系统的基本原理,PLC控制电路的设计方法以及继电器——接触器控制和PLC改造的方法。
掌握机电传动控制系统中继电器——接触器控制和PLC控制的基本原理,设计方法以及二者的关系。
掌握常用电器原件的选择方法。
具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。
运用所学的可编程控制器的相关知识在实验电路板上实现小车取料的控制。
改变以往人工取料的时间长,难度大,效率低等缺点。
提高工作效率,节省人力资源。
1课程设计的任务和要求
1.1课程设计的任务
控制要求:
配料车完成“从配料罐出发,到A处取m车料,再到B处取n车料,送回配料罐进行配料混合”的工作循环。
配料车由三相交流异步电机驱动。
工艺流程图:
图1配料车工作示意图
1.2课程设计的基本要求
1.2.1初始状态
由选择开关(连续或单周期)接通初始状态,小车需处于初始端,即左端,左限位开关闭合。
1.2.2按启动按钮I0.0,执行下列程序
(1)Q0.3线圈通电并向右运行,到A地点后停止并进行装料,待时间到后,向左运行,到原位后开始卸料并计时,计数器C1记录其次数。
小车开始循环,直至等于计数器的设定值3时,才执行下一程序。
(2)当循环次数等于计数器的设定值时,循环结束,接通Q0.3线圈,使小车右行到达B处,同样装料并定时,时间一到,小车左行并到指定位置开始卸料,并开始循环,待等于计数器C2设定值3时,执行下一程序。
(3)计数器的次数等于设定值,接通Q0.5开始混料。
1.2.3循环设计
单周期:
如果选择开关选择单周期档位,则Q0.5搅拌时间到后,开始回到初始状态,等待下一次接通。
取A料、B料小循环:
在每次取A料回左端初始位置卸料后,进行计数器的读取,取A料设定计数器为C1为3次。
取B料同理,设定计数器为C2为3次。
连续:
如果选择的是连续档位,则搅拌完后就会回到M0.1状态自动开始下一周期循环。
进行循环,最终读C3计数器到3时回初始步等待下一次接通。
手动:
如果选择的是手动档位,每一步都是由手动按钮开关控制。
1.2.4复位
按动I1.2,停止一切操作,同时接通Q0.4,小车左行,并停止于初始状态。
1.2.5停止
按动停止按钮I0.1,需运行当前循环后再停。
2总体设计
2.2.1PLC选型
国内PLC厂家规模多不大。
最有影响的算是无锡的华光。
它也生产多种型号与规格的PLC,如SU、SG等,发展也很快,在价格上很有优势。
相信会在世界PLC之林中一定有其位置的。
而我们做实验一般会选择小型的PLC大多数都是选用德国西门子S7-200的PLC。
2.2.2端子分配图
图2PLC端子分配图
●2.2.3表1.1I/O点及地址分配表
功能
地址
功能
地址
功能
地址
启动按钮
I0.0
手动装A料
I1.0
装A料
Q0.0
停止按钮
I0.1
手动装B料
I1.1
装B料
Q0.1
单周期选择开关
I0.2
复位
I1.2
卸料
Q0.2
连续选择开关
I0.3
手动右行到A点
I1.3
右行
Q0.3
手动选择开关
I0.4
手动右行到B点
I1.4
左行
Q0.4
左限位开关
I0.5
手动左行
I1.5
混料
Q0.5
中限位开关
I0.6
手动卸料
I1.6
右限位开关
I0.7
混料
I1.7
3PLC程序设计
3.1配料车运行原理及控制规则
3.1.1初始状态
由选择开关(连续或单周期)接通初始状态,小车需处于初始端,即左端,左限位开关闭合。
3.1.2按启动按钮I0.0,执行下列程序
(1)Q0.3线圈通电并向右运行,到A地点后停止并进行装料,待时间到后,向左运行,到原位后开始卸料并计时,计数器C1记录其次数。
小车开始循环,直至等于计数器的设定值5时,才执行下一程序。
(2)当循环次数等于计数器的设定值时,循环结束,接通Q0.3线圈,使小车右行到达B处,同样装料并定时,时间一到,小车左行并到指定位置开始卸料,并开始循环,待等于计数器C2设定值3时,执行下一程序。
(3)计数器等于设定值,接通Q0.5开始混料。
3.1.3循环设计
单周期:
如果选择开关选择单周期档位,则Q0.5搅拌时间到后,开始回到初始状态,等待下一次接通。
取A料、B料小循环:
在每次取A料回左端初始位置卸料后,进行计数器的读取,取A料设定计数器为C1为5次。
取B料同理,设定计数器为C2为3次。
连续:
如果选择的是连续档位,则混合完后就会回到M0.1状态自动开始下一周期循环。
手动:
如果选择的是手动档位,每一步都是由手动按钮开关控制。
3.1.4复位
按动I1.2,停止一切操作,同时接通Q0.4,小车左行,并停止于初始状态。
3.1.5停止
按动停止按钮I0.1,需运行当前循环后再停。
3.1.6计数器的设计
采用两个计数器C1、C2、进行计数,分别负责为:
C1计小车取A料5次;C2取B料3次。
C1在M0.6取A料循环的第一步时进行复位,C2在M1.3取B料循环的第一步进行复位,这样可以保证每出一个小循环复位器立即进行上一个小循环计数器的复位。
C1、C2均可以用I0.1(停止)、M3.5(复位开关)复位。
表3.1计数器功能表
计数器名称
计数器作用
计数次数
计数步
复位步
C1
装A料循环次数
5
M0.5
M0.6、I0.1、M3.5
C2
装B料循环次数
3
M1.2
M1.3、I0.1、M3.5
3.1.7计时器的设计
在本设计中有五处需要进行停顿的时间,因此采用五个计时器T37、T38、T39、T40、T41。
它们的作用分别为:
表3.2计时器功能表
计时器名称
计时器作用
计时
开始计时步
T37
装A料计时
5s
M0.2
T38
卸A料计时
5s
M0.4
T39
装B料计时
5s
M0.7
T40
卸B料计时
5s
M1.1
T41
混合计时
10s
M1.3
3.1.8手动控制的设计
手动控制的动作首先必须在选择手动挡的前提下进行工作,所设计的步可以完成单步动作,具体基本动作和设计原理如下:
表3.3手动各步功能及原理表
步
手动效果
设计原理
M3.0
手动到A
由于A点为中点,令中限位开关SQ2(I0.6)常闭,一旦手动开关I0.5接通,小车执行M3.0(右行)直至到达中限位I0.6断开不再执行M3.0,此时小车正好到达中点A处。
M3.0
手动到B
同理手动到A,但此时,令右限位开关SQ3(I0.7)常闭原理同手动到B。
到右限位时,I0.7断开,不再执行M3.0,恰停于B点
M3.2
手动装
A料
SQ1、SQ3左右限位开关常闭,中限位开关I0.6常开,令手动装A料开关I1.0常开,一旦I0.6、I1.0接通,说明车已到A位,并按下了装A料开关,执行M3.2手动装A料。
M3.3
手动装
B料
SQ1、SQ2左中限位开关常闭,右限位开关I0.7常开,令手动装B料开关I1.1常开,一旦I0.7、I1.1接通,说明车已到B位,并按下了装B料开关,执行M3.3手动装A料。
M3.1
手动左行
左限位开关SQ1(I0.5)常闭,按下左行后执行M3.1左行,直至到达做限位I0.5断开不再执行向左走M.31动作。
M3.4
手动卸料
左限位I0.5断开,手动卸料I1.6断开,只有车在左端点(I0.5得电)手动卸料开关按下(I1.6得电)执行M3.4卸料动作。
M3.5
手动混料
此步跟车位置无关,只需设计I1.7得电即可执行混料M3.5。
3.2.1PLC控制面板
配料车控制系统
按钮面板
空
单周期
手动
连续
图3PLC控制面板图
根据设计题意,设计出控制面板,其中按钮项有手动单周期连续选择旋钮,启动、停止、复位、手装A(B)料、左行、手动卸料、搅拌物料按钮。
按钮面板如图3所示。
3.2.2设计顺序功能图
起始步为M0.0启动条件为I0.2与I0.3并联,再与SM0.1和M2.1的并联,串联。
后一步M0.1启动条件I0.0和I0.5串联。
输出Q0.3。
M0.2启动条件I0.6,输出为Q0.0和T37.M0.1启动条件T37。
输出Q0.4。
M0.4启动条件I0.5,输出为Q0.2和T38.M0.5启动条件T38,输出为C1.M0.6启动条件C1,输出为Q0.3。
M0.7启动条件I0.7,输出为Q0.1和T39.M1.0启动条件T39,输出为Q0.4.M1.1启动条件I0.5,输出为Q0.2和T40.M1.2启动条件T40,输出为C2.M1.3启动条件C2,输出为Q0.5和T41.
初始状态小车处于左限位,左限位开关I0.5闭合按启动按钮I0.0小车右行到中限位I0.6闭合开始装A料,定时5秒,定时时间到后小车右行,到左限位,I0.5闭合小车卸A料,定时器定时5秒,定时时间到后小车重复右行装A,循环5次后回到左限位。
之后小车右行到右限位,开始装B料,定时5秒,定时时间到后小车右行,到左限位,I0.5闭合小车卸B料,定时器定时5秒,定时时间到后小车重复右行装B,循环3次后回到左限位。
单周期:
如果选择开关选择单周期档位,则Q0.5搅拌时间到后,开始回到初始状态,等待下一次接通。
取A料、B料小循环:
在每次取A料回左端初始位置卸料后,进行计数器的读取,取A料设定计数器为C1为5次。
取B料同理,设定计数器为C2为3次。
连续:
如果选择的是连续档位,则混合完后就会回到M0.1状态自动开始下一周期循环。
手动:
如果选择的是手动档位,每一步都是由手动按钮开关控制。
(I0.2+I0.3)(SM0.1+M2.1)
M0.0
C1复位
C2复位
右行
I0.5*I0.0
M0.1
Q0.3
I0.6
T37
装A
Q0.0
M0.2
左行
M0.3
T37
Q0.4
I0.5
卸A
T38
Q0.2
T38
M0.4
循环1
M0.5
C1
M0.6
C1复位
Q0.3
C1
右行
I0.7
装B
M0.7
T39
Q0.1
左行
M1.0
T39
Q0.4
I0.5
卸B
T40
Q0.2
M1.1
T40
循环2
C2
M1.2
C2
C2
混料
Q0.5
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