六站小车自动控制系统

1、湖南生物机削职业技术学院毕业设计（论文）六站小车自动控制系统2012年5月 22日中文摘要自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方 面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包 括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都 有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制 性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双 重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、 农业机械的自动操作系统等。在军事技术方面，自动控制的应用实例 有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、 航空和航海方面，除

2、了各种形式的控制系统外，应用的领域还包括导 航系统、遥控系统和各种仿真器。此外，在办公室自动化、图书管理、 交通管理乃至日常家务方面，自动控制技术也都有着实际的应用。随 着控制理论和控制技术的发展，自动控制系统的应用领域还在不断扩 大，几乎涉及生物、医学、生态、经济、社会等所有领域。六站小车自动控制系统主要用于工业。广泛应用于自动生产线 冶金、有色盒属、煤矿、港口、码头等行业，各工序之间的物品常用 有轨小车来转运。小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进， 电动机反转小车后退。本次设计采用plc、变频技术，研究了六站小车的控制方法。关键词：plc、变频器、自动控制abstractautoma

3、tic control system has been widely used in various fields of human society. in industry, metallurgy, chemical industry, machinery manufacturing and other production processes encountered in the various physical quantities, including temperature, flow, pressure, thickness, tension, speed, location, f

4、requency, phase, has a corresp on ding control system. on this basis, through the use of digital computers to establish better control performanee and a higher degree of automation, digital control systems, and process control system has the dual function of the control and management. application i

5、n agriculture, including water level automatic control systems, agricultural machinery, automatic operating system. in military technology, and even the daily chores, automatic control technology has practical applications.with the development of control theory and control technology, automatic cont

6、rol system applications continues to expand, involving almost all areas of biology, medicine, ecology, economic, and social.the motor is transferred to the car forward, the motor to reverse the car backn this paper, the plc tech no logy, control of material transport trolley.keywords: plc, examinati

7、on counters,课程设计任务书1中文摘要2abstract3目录4第一部分技术背景一、引言 5二、课题要求6三、任务和控制要求6四、六站小车概述7五、控制方案选择设计7第二部分六站小车的自动控制硬件设计一、plc与变频器的选型8二、plc 的 i/o 接口图8三、变频器接线图10四、系统的电源控制图设计11第三部分六站小车的自动控制软件设计一、plc程序12二、变频器控制参数 第四部分结束语第五部分参考文献第一部分技术背景一、引言：可编程序控制器(plc)是一种数字运算操作的电子系统，专为 在工业环境下应用而设计，它采用了可编程序的存储器，用来在其内 部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时

8、、计数和运算等操作的指令， 并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过 程。可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业系统联成一 个整体，易于扩充其功能的原则设计。六站小车自动控制系统设计主要有四大要求，一为小车收到信号 后向左或者向右行或者原地不动，二为小车具有报警作用，在报警一 定时间后再运行，三为小车具有正反转点动运行功能，四为小车具有 变频故障保护功能。我们选择plc和变频器作为我们设计的控制器。可编程控制器(plc)是一种工业控制计算机，其核心就是一台 计算机。但由于有接口器件及监控软件的包围，因此，其外形不像计 算机，操作使用方法、编程语言甚至工作原理都与计算机

9、有所不同。 另一方面，作为继电控制盘的替代物，由于其核心为计算机芯片，因 此与继电器控制逻辑的工作原理也有很大区别。设计硬件部分设计，从输入输出点数的确定到plc的选型；从 继电器的选择到输入输出i/o 口的分配；面板图、流程图及plc硬件 接线图，设定好硬件流程后，据此设计软件部分。、课题要求1 确定控制方案，选择plc和变频器型号2. 补画出电气控制原理图3. 设计程序4. 完成plc控制系统梯形图软件的编制任务5. 列岀plc的i/o分配表和设置变频器控制参数6在实验室条件下，通过实验调试初步验证其程序的正确性三、设计任务和控制要求设计任务：用给定的电器元件及仪器、仪表，在规定的时间内

10、完成设计、安装与调试等工作，达到试题规定的要求。控制要求：1. 小车所停位置号小于呼叫号时，小车右行至呼叫号处停车；2. 小车所停位置号大于呼叫号时，小车左行至呼叫号处停车；3小车所停位置号等于呼叫号时，小车原地不动；4具有左行、右行定向指示、原点不动指示；5起到前报警信号，报警5s后方可左行或右行；6小车起动加速时间为6s、减速时间为8s；（设置变频器加减速时间 实现）7. 小车具有正反转点动运行功能，点动运行频率为15hz；8. 具有小车行走位置的七段数码管显示。9. 具有变频器故障保护功能。六站小车概述某车间有6个加工工位，小车在六个工位之间往返运行，各工位 的限位开关和呼车按钮布置如图

11、所示。图中sq和sb编号也是各工 位编号。sq为滚轮式，可自动复位。控制要求如图1。o o五、控制方案选择设计此次的设计冃的是实现六站小车的自动控制以及报警，正反转，变频 器故障保护功能，由此，我们此次的设计选用plc和变频器作为此次 设计的控制器，下面阐述其优势：plc控制：(1)可靠性高 单块模板的平均无故障工作时间已高 达上百万小时，在组成控制系统后其平均无故障时间可高达45万 h,这比继电器控制系统要高得多。(2) 可实现三电一体化 将电控(逻辑控制)、电仪(过程控制)和电结(运动控制)这三电集合于一体。(3) 编程简单、使用方便。(4) 体积小、重量轻、功耗低。(5) 设计、施工、调

12、试周期短。变频器：（1）容易实现电机的正、反转（2）力口、减速时间及频率可任意调节（3）运行平稳，节能（4）可进行高速运转（5）受控的停止方式，减少对机械部件的冲击从而增加使用 寿命第二部分六站小车的自动控制硬件设计一、plc与变频器的选型根据六站小车的自动控制要求，我们选用plc和变频器作为控制器， 从系统大小，方便，经济等方面来考虑，这次的控制器我们选择plc（三菱 fx2n-64mr）和变频器（富士 frno. 4g11s-4cx）二、plc的i/o接口图根据六站小车的控制要求，设计该电气控制系统的plc接口图。x00-x05、x20-x22为按钮,x10-x15为行程开关,x17为旋钮

13、,y0-y6 为数码管，y10-y12为端子，y14-y17为指示灯。见图3所示。i/o 分配表见图2。输入功能输入功能输出功能输岀功能x0sb1x12sq3y0数码管y10右行变频器正转x1sb2x13sq4y1数码管by11左行变频器反转x2sb3x14sq5y2数码管cy12变频器点动运行x3sb4x15sq6y3数码管dy13x4sb5x16y4数码管ey14原点指示x5sb6x17变频器故障y5数码管fy15报警指示灯x6x20点/自saoy6数码管gy16左行箭头x10sq1x21点左sbzy7y17右行箭头x11sq2x22点右sby1#呼m2#呼叫3# 呼口l4#呼肚5#呼叫6

14、#呼叫2停主位2#停车位3#停车位4#停车位5#停车位6#停车位 变频器故隆点/皀动点动左行右行交犬尋王轩 左有交戏器反转 丈预焉虽动运苛原点指杀灯报警指示灯左芳头找示h右行聲头拒示灯点动右行三、变频器接线图图4四、系统的电源控制图设计l2l1图5第三部分六站小车的自动控制软件设计一、plc程序:据题意得知，我们要用plc和变频器构成一个六站小车的自动控制系统，使之可实现自动控制功能，同时具有正反转，报警以及变频器故障保护功能，结合控制要求和i/o分配表设计程序：m8002#0y koco 队列计 数x020动zrstdod51# 口平叫6#呼叫序号序号d100小车停车位瓷d100小车停车位置

15、24x012位10v k3d100 小车停 车位置x01330d100 小车停 车位菱364248xu14"5#it位x015位x000do1如平叫序号komovk5x001diko 2”呼叫序号x002| |r=3*呼叫d2ko 3"呼叫序号x003x0045詁叫d3ko 3呼叫序号d4ko 15”呼叫序号d100小车停车位置d100小车停车位置k7(co 队列计x005| | r=6孝呼ld5ko j6綁平叫序号xooox001103莎尸x002x003do“呼叫 序号k010vco臥列计do坤呼叫 序号jdik0nuovcodi2*呼叫臥列计2#呼叫序号序号d2k0r

16、iovcod23#呼叫l队列计3#呼叫*序号序号d3k0dk)vcod34卿叫臥列计4灿平叫序号数序号x004136d4ko5#呼叫序号imovcod4队列计5#呼叫数序号x005d5ko 6*呼叫序号movcod5臥列计6*呼叫数序号158 =doki1刎平叫序号d100 ki 小车停 车位覽moko(w1001#小车左(m1011#小车停止176 =diki2#i呼叫序号cmp d100 k2m3代停车位置(m1063#小车左7(w1073#小车停止218 =d3k1如呼叫 序号239 =mki5$呼叫 序号260 =d5ki6#呼叫 序号278m100车左k50(t0左行延时m103车左

17、to时01200小车左行m106车左m201小车左行报警m109存才-车左m112车左513734艸左头艸右头11卜变反10占正管x012位x014位x015位x011384位x012位x014位位x015xo11389位x015位位二、变频器控制参数:所设置的变频器控制详细参数功能代码面板f01f02f04f07f08e01c20名称运行频率运行基本加速减速点动点动频率设定操作频率时间时间运行频率设定值30hz0150hz6s8s1015hz第四部分结束语经过了这学期学习和工作，我在王少华老师的精心指导下，终 于完成了六站小车自动控制系统的设计。本次课程设计设计的每 一个阶段：总体设计、详细

18、设计、程序的编制、系统调试。都是我在 不断学习的过程中完成的。在此以前我并不清楚一个设计的流程有哪 些，也没有很规范系统地编写过plc程序，但自从本学期确定了课程 设计的课题之后，我就开始对设计所涉及到的一些理论知识进行了系 统的学习。在做课程设计的这段时间里，从设计题目系统的实现，再到课 程设计的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，在这段时间 里，我学到了很多知识也有很多感受，从对设计相关技术很不了解的 状态，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，在实在 弄不懂的情况下向同学请教，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使 自己稚嫩作品一步步得到完善，每一次的改善都会让我开心很久。虽然我的课程设计不是很成熟，还有不足之处，但设计中的每一 个过程，都有我的心血。希望我最终完成的毕设能够得到老师们的肯 定，同时这次课程设计的经历也会使我终身受益，我感受到了做课程 设