自动装卸线控制.doc

目录之中。机电工程学院课程设计说明书设计题目: 自动装卸线控制 系统设计 学生姓名： 学 号： 20094805 专业班级： 机制F09 指导教师： 2012 年 12 月 12 日内容摘要本课题当中的自动装卸线包括了装料，运输，卸料，返回工作，在现代企业不断追求效率的前提下，得到广泛的应用。但是同时也带来了很多问题：在高危、量多的货料的装载，运输，卸载工作，这些高强度的工作人能否承受的了？怎样在保证安全，准确的达到工作目的的前提下，减轻工作人员的劳动强度而提高工作效率呢？提高自动程度成了我们现在面临的首要问题。在科技发展迅速的今天，继电器控制已经逐步被可编程控制器（PLC）控制所代替。本课题中所设计的自动装卸线控制系统就是一种通过运用(PLC),实现了对运输小车的装料，运输，卸料，返回一系列工作自动控制的能力的PLC系统，从而可以大大的提高工作效率和工作人员的安全。车的装料，运输，卸料，返回一系列工作自动控制的能力，从而可以大大的提高工作效率和工作人员的安全。关键词：自动装载线；可编程控制器；效率；安全1目 录第1章 引言1第2章 继电接触器控制系统设计22.1设计要求22.2流程图设计32.3主电路设计 32.4控制电路设计4第3章 PLC控制系统设计53.1控制要求分析53.2确定I/O信号数量，选择PLC类型53.3 I/O点的分配与编号53.4 I/O接线图63.5梯形图与语句表63.6程序调试7结论10设计总结11谢辞12附录13参考文献18- 2 -第1章 引言从自动装载线的发展趋势来看，它的出现是由于高强度，高危险的工作越来越多，而工作人员的劳动强度也同时增加，企业为了提高工作效率和减少生产危险应运而生的。现在，自动装载线正在走向更加信息化并且进一步实现合理化。而自动装载线的核心技术是自动装载线控制系统，它也向着现代企业高效率、人性化的要求发展。本课题就是通过设计自动装卸线控制系统来对自动装卸线进行智能化控制，从而提高生产效率和安全。第2章 继电接触器控制系统设计2.1设计要求电动机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：（1） 料车在原位，显示原位状态，按启动按钮，自动线开始工作；（2） 加料定时5秒，加料结束；（3） 延时1秒，料车上升；（4） 上升到位，自动停止移动；（5） 延时1秒，料车自动卸料；（6） 卸料10秒，料车复位并下降；（7） 下降到原位，料车自动停止移动；（8） 能实现单周装卸及连续循环操作。图2-1 PLC控制自动装卸线2.2流程图设计控制流程图可以让设计人员清楚、明了的认清该系统的工作过程。根据课程设计的具体要求，分析并设计如下图2-2：图2-2 流程图2.3主电路设计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 三相异步电动机主电路2.4控制电路设计见附图1，其中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。第3章PLC控制系统设计3.1控制要求分析本次设计主要是通过对PLC的设计来实现控制电动机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。同时能过精确地控制小车装料时间，运输到达目的地之后能够达到精确地相应卸料然后返回原点来实现循环和单周循环的工作。所以要用三个输入端口对三个电动机的控制。还要用计时继电器来实现对装料，停歇时间的控制。用行程开关来反应小车到达目的地。3.2确定I/O信号数量，选择PLC类型通过对控制要求的分析，本次设计需要五个输入端口和五个输出端口对整个控制线路的控制，所以选用CPU222。3.3 I/O点的分配与编号I/O信号在PLC接线端子上的地址分配是进行PLC控制系统设计的基础，只有分配I/O点地址以后才可以进行编程。对控制柜及PLC的外围来说，只有I/O点地址确定以后，才可以绘制电气接线图，所以只有准确、合理的进行I/O地址的分配与编号，才方便进行后续的设计。其分配如表3-1所示。表3-1三线异步电动机I/O地址分配表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QSI0.0上行程到位信号行程开关SQ1I0.1关闭信号常闭按钮SB1I0.2单步开始信号常开按钮SB2I0.3下行程到位信号行程开关SQ2I0.4输出信号指示灯信号指示灯PGQ0.0加料信号接触器KM1Q0.1上升信号接触器KM2Q0.2卸料信号接触器KM3Q0.3下降信号接触器KM4Q0.43.4 I/O接线图通过对控制要求的分析，I/O信号的具体的接线图如下：图3-1 I/O接线图3.5 梯形图与语句表梯形图（见附录2）与语句表（见附录3），控制过程如下：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；按下启动按钮，I0.3闭合，M0.0工作并自锁；M0.0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；T37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；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；1秒后计时到，开始卸料，同时T40开始计时；10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；下降到原位时，行程开关闭合，I0.1得电，下降停止；若需要连续循环动作，只需将转换开关转到通路，I0.0得电；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。3.6 程序调试程序调试有模拟器调试和现场调试等方法，根据课程设计要求并结合实际情况使用了STEP7-Micro/WIN32模拟器进行了本程序的调试。西门子S7200的仿真软件Simulation1.2版是从西班牙原版1.2直接汉化过来的，支持TD200仿真界面和增减计数器等多种指令。调试方法如下：1.将在STEP7-Micro/WIN32中编译正确的程序在文件菜单中导出为AWL文件；2.打开仿真软件，点“配置”-“CPU型号”，然后选择CPU 222；3.点“程序”-“载入程序”；4.选择STEP7-Micro/WIN32的版本；5.将先前导出的AWL文件打开；6.点“PLC”-“运行”，开始调试程序。手动运行工作台调试程序，部分运行情况如下：图3-2 程序调试a图3-3 程序调试b图3-4 程序调试c图3-5 程序调试d图3-6 程序调试e结论本课程设计是关于自动装卸线控制系统设计，要求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。通过PLC控制，可以精确的对小车装料，卸料的时间，数量控制。并且省去人工操作时的误差。为现代工业控制的生产起到了积极作用，整个系统结构简单，操作方便、灵活，具有较好的实际价值和使用性。设计总结这次的课程设计对我们而言是对所学课程内容掌握情况的一次自我验证，对所学内容的综合应用能力的检验，它培养和训练了我们的编程能力，进而提高了我们对学习和实际应用相关专业知识的兴趣。本次课程设计的内容是自动装卸线控制系统的设计，针对现在的PLC技术，实现控制的设计。通过这次的设计，让我更进一步学习了基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法有了较深入的了解。同时在对理论知识的应用中，也学会了同实际情况的结合。在这次的课程设计中也遇到了不少的问题和困难，我们大家一起讨论，不仅增加了对基本知识的深入记忆，而且增进了同学之间的友情。但是最终我们磕磕碰碰的走了过来，获得了预期的结果。谢辞经过两个星期的艰苦奋斗，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，在这一次的课程设计当中同样发现了自己的不足，遇到了很多问题，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。同时也要感谢王宗才老师的悉心指导，在和同学为一个难定论的问题讨论不休时，他的指导让我们能够很快的解决问题。附录附录1图3-7 控制线路图附录2附录3与梯形图相对应的语句表如下：Network 1 单周或循环选择启动LD I0.0A I0.1O I0.3O M0.0AN I0.2AN Q0.4= M0.0Network 2 显示原位状态LD I0.1= Q0.0Network 3 加料5秒LD M0.0TON T37, 50AN T37= Q0.1Network 4 停1秒LD T37TON T38, 10Network 5 上升LDN I0.4A T38= Q0.2Network 6 停1秒LD I0.4TON T39, 10Network 7 卸料10秒LD T39TON T40, 100AN Q0.4= Q0.3Network 8 下降LD T40O Q0.4AN I0.1= Q0.4参考文献1 王宗才.机电传动与控制.北京：电子工业出版社，2011.62 邓星