自動送料裝車和單軸位置控制報告分析.doc

1、河南工程學(xué)院課程設(shè)計報告專業(yè)電氣工程及其自動化班 級1241姓名雷小芳2014年 12 月 28日序號評審項目1 工作態(tài)度2 工作量3 出勤情況設(shè)計、實驗4方案5 實驗技能6 小組表現(xiàn)設(shè)計報告質(zhì)7量評語：課程設(shè)計成績評定標準及成績指標遵守紀律， 學(xué)習(xí)認真； 作風(fēng)嚴謹， 踏實肯干；善于與他人合作。按期圓滿完成規(guī)定的任務(wù)， 難易程度和工作量符合要求； 完成運料小車控制模塊 10 分，完成單軸運動控制系統(tǒng) 20 分。全勤： 10 分有遲到、早退、請假現(xiàn)象：8 分曠課 1天：2分曠課 2 天及以上： 0 分控制要求詳細， 變化多樣， 能自主設(shè)計程序?qū)崿F(xiàn)自己的控制要求， 想法獨特。 能靈活運用相關(guān)專業(yè)知

2、識， 有較強的創(chuàng)新意識， 有獨特見解，設(shè)計有一定應(yīng)用價值。動手能力強，能獨立完成接線及編程工作，能解決設(shè)計及實驗過程中出現(xiàn)的問題。注重團隊合作， 在小組中表現(xiàn)突出， 對設(shè)計方案的制定及選取起主要作用， 在實驗操作過程中，承擔主要執(zhí)行者。報告結(jié)構(gòu)嚴謹合理； 文理通順， 技術(shù)用語準確，符合規(guī)范； 圖表完備、 正確，繪圖準確、符合國家標準； ?？偡譂M分評分52010 分30 分10 分5 分20 分等級：評閱人：職稱：講師日期：2015年月日河南工程學(xué)院課程設(shè)計報告設(shè)計名稱： 電氣控制與 PLC技術(shù)課程設(shè)計設(shè)計時間：自12 月 22 日至 12月 26 日，共5天。設(shè)計地點：河南工程學(xué)院 3#A41

3、8設(shè)計單位：河南工程學(xué)院電氣信息學(xué)院指導(dǎo)教師：鄧麗霞院長：徐其興目錄1 前言 . .2 自動送料裝車 . .122.1控制要求 .22.1.1基本控制要求 .22.1.2自動送料裝車擴充控制.22.2硬件設(shè)計 .22.3程序圖 .42.4小結(jié) .73 單軸位置控制 . . 73.1控制要求3.2硬件設(shè)計. 7. 83.3程序圖 .93.3.1自動控制部分程序 .103.3.2手動部分程序 .123.4小結(jié) .13總結(jié) .謝 辭 .參考文獻 .13141511 前言隨著社會迅速的發(fā)展， 各機械產(chǎn)品層出不窮。 控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，應(yīng)用范圍涉及各個領(lǐng)域，例如：機械、汽車制造、化工、交通、軍事、

4、民用等。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，其顯著的特點之一就是可靠性高，抗干擾能力強。 PLC的應(yīng)用不但大大地提高了電氣控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力， 而且大大地簡化和減少了維修維護的工作量。 PLC以其可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單、使用方便、控制程序可變、體積小、質(zhì)量輕、功能強和價格低廉等特點 ，在機械制造、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動負擔， 要求整個工藝生產(chǎn)過程全盤自動化， 這就離不開控制系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)是整個生產(chǎn)線的靈魂， 對整個生產(chǎn)線起著指揮的作用。 一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障， 輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進行，重者甚至發(fā)生人身安全事

5、故，這樣將給企業(yè)造成重大損失。自動送料裝車控制系統(tǒng)采用了 PLC控制。從自動送料裝車的工藝流程來看， 其控制系統(tǒng)屬于自動控制與手動控制相結(jié)合的系統(tǒng)， 因此，此自動送料裝車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計具有手動和自動兩種工作方式。 我在設(shè)計程序時采用了基本指令編程， 便于各種附加功能的實現(xiàn)。自動送料裝車是基于 PLC 控制系統(tǒng)來設(shè)計的，控制系統(tǒng)的每一步動作都直接作用于送料小車的運行， 因此，自動送料小車性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關(guān)系。 自動送料小車能否正常運行、 工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。單軸位置控制系統(tǒng)采用了 PLC控制，從單軸位置控制的工藝流程來看， 其控制系統(tǒng)屬于自動控制與手動控

6、制相結(jié)合的系統(tǒng)， 因此，此單軸位置控制系統(tǒng)設(shè)計具有手動和自動兩種工作方式。 手動控制可以通過硬件進行控制也可以通過編程軟件控制。 我在程序設(shè)計上采用了模塊化的設(shè)計方法， 這樣就省去了工作方式程序之間復(fù)雜的聯(lián)鎖關(guān)系，從而在設(shè)計和修改任何一種工作方式的程序時， 不會對其它工作方式的程序造成影響，使得程序的設(shè)計、修改和故障查找工作大為簡化。在設(shè)計該 PLC自動送料裝車設(shè)計程序和單軸位置控制系統(tǒng)設(shè)計程序的同時總結(jié)了以往設(shè)計程序的一般方法、 步驟，并且把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到本次設(shè)計當中更加深入的了解了更多的 PLC 知識。122 自動送料裝車2.1控制要求自動送料裝車控制系統(tǒng)要求通過PLC 自動控制

7、小車的裝料卸料過程。小車到達指定的位置裝料停止時間卸料停止時間。2.1.1基本控制要求按下啟動按鈕 SB1，小車運動到 1 號工地裝料 1，停止 2 秒，運動到 2 號工地卸貨，停止 2 秒，運動到 3 號工地裝料 2，停止 3 秒，運動到 4 號工地卸貨， 停止 3 秒，返回 1 號工地。循環(huán)上述過程。按下停止按鈕，回到號工地停止。2.1.2 自動送料裝車擴充控制在實現(xiàn)以上基本控制的基礎(chǔ)上，我又加入急停按鈕， 按下急停按鈕， 小車立即停止運行，松開按鈕，小車沿原路線行走，也加入了手動按鈕，小車停止時按下手動按鈕，一直摁著直到把小車停到指定的位置。2.2 硬件設(shè)計自動送料裝車的I/O 接線圖2

8、3圖 1342.3 程序圖圖 245圖 3按下啟動按鈕X6，M0得電， Y0 得電，小車啟動前進。小車達到1 號工地，碰到接近開關(guān) X1，小車停止 2S裝料， 2S 定時時間到， T1 常開節(jié)點閉合，小車繼續(xù)前進，56小車到達 2 號工地，碰到接近開關(guān)X2，小車停止 2S 卸料， 2S時間到， T2 閉合，小車繼續(xù)前進。圖 4小車在 4 號工位卸料 4S 后，T4 常開結(jié)點閉合， Y1 得電，小車開始后退，到 1 號工位時， X1 常閉結(jié)點斷開，小車后退停止，與此同時，Y0 又67得電，小車又前進運行，以此循環(huán)。在小車運行期間，任何時候按下停止按鈕 X10，小車將停止運行，按下后退按鈕X7 可

9、以使小車停在想要的工位。782.4小結(jié)因為課程設(shè)計的第一個任務(wù)是自動送料裝車，開始著手時確實無從下手，萬事開頭難，所以一旦開始成功結(jié)果就成功了一半，個中酸甜苦辣如魚飲水冷暖自知，很難忘的開始。不過，接下來的單軸位置控制自然手到擒來了。3 單軸位置控制3.1控制要求該單元有電機帶動軸運動,氣泵產(chǎn)生氣體帶動氣缸（用氣缸模擬機械手）上下運動和吸附物塊組成。電機帶動軸的左移 Y0 和右移 Y1。軌道有三個接近開關(guān) (1、 2、3)定位三個工位 , 氣缸由電磁閥控制進氣和出氣，實現(xiàn)氣缸的上升和下降 (Y2) ，吸附開關(guān) X3 控制吸附物塊 (Y3),設(shè)計有手動和自動控制部分 ,可以通過開關(guān) X14 選擇

10、控制方式。自動控制要求：通過 X14 開關(guān)選擇自動控制方式， 按復(fù)位按鈕，氣缸回到工位 1，按啟動按鈕后，氣缸下降吸附物塊，然后上升，再從工位1 移動到工位 2，再下降，釋放物塊回升氣缸， 4 秒過后氣缸下降吸附物塊從工位 2 移動到工位 3，再下降釋放物塊回升氣缸， 4 秒后再下降吸附物塊從工位 3 移動到工位 1，下降釋放物塊回升氣缸，工作全部完成，氣缸停止在工位 1。手動控制要求：通過 X14 開關(guān)選擇手動控制方式，通過控制面板來控制，手柄控制氣缸向左 X16 、向右 X17 移動，氣缸的上 X4 和 X5 下通過面板旋鈕控制，物塊的吸附通過面板旋鈕 X3 控制，來完成物塊在三個工位上的

11、移動。3.2硬件設(shè)計單軸位置控制 I/O 接線圖89圖 59103.3程序圖程序圖分為手動控制部分和自動控制部分. 在自動控制部分中 , 初始狀態(tài)PLC 運行時 , 初始化脈沖使初始狀態(tài)步 S0置位 . 按下啟動按鈕 X5,S10置位 , 小車下降 , 碰到下限位開關(guān) X10,S11 置位 , 氣缸吸附小鐵塊 , 定時 4S 時間到后 ,S12 置位 , 氣缸開始上升 , 碰到上限位開關(guān) X7,S13 置位 , 氣缸右移 , 到達 2 號工位后 ,S14 置位 , 氣缸下移 , 碰到下限位開關(guān) , 氣缸放下小鐵塊 ,4S 后, 氣缸上升 , 碰到上限位開關(guān) X7, 氣缸停止 4S 后再下降吸附

12、小鐵塊 ,4S 后氣缸上升 , 氣缸繼續(xù)右移 , 到達 3 號工位 , 重復(fù)在 2 號工位的動作 , 然后氣缸吸附著小鐵塊左移至 1 號工位 , 氣缸下降放下物塊后上升停止 , 至此 , 氣缸完成一套動作 .10113.3.1自動控制部分程序1112圖 612133.3.2手動部分程序圖 71313.4小結(jié)單軸位置控制難在復(fù)位的設(shè)計，因為編程用的是SFC，SFC 圖適用于具有比較固定順序的控制，但是某些步進順序控制過程中要加入一些隨機控制信號，用SFC 圖來隨機控制信號是不方便的，開始時對于這一類信號不知怎么辦才好，最后還是想出了用梯形圖用來補充的辦法。總結(jié)先總的說，實訓(xùn)時間真的很短，五天加在

13、一起在實驗室呆了九個小時而已，光靠這九個小時想要完成兩個設(shè)計任務(wù)幾乎是不可能的， 機會總是給有準備的人的， 也可以說是功夫不負有心人， 課下的努力加上實驗室的用心， 給我這次實訓(xùn)畫上了一個相對圓滿的句號。在實訓(xùn)開始前兩天我已經(jīng)在宿舍仔細觀看實訓(xùn)設(shè)計內(nèi)容及要求， 自動送料裝車這個任務(wù)，先在自己電腦上編好梯形圖， 在電腦上進行簡單的調(diào)試， 因為沒有運行設(shè)備，想著必有好多不足之處， 以待到了實驗室有目的的進行修改。 果然，第一天在實驗室設(shè)備上運行的時候第一次小車根本不會動， 通過多次和同伴討論并改進后小車終于可以完成控制要求。開始是想完成小車自動送料裝車任務(wù)就算完成了，根本不打算做單軸位置控制這個任

14、務(wù)，這個單軸看起來很復(fù)雜，要求讀起來也很復(fù)雜，看起來就完不成的樣子。只是抱著試一試的態(tài)度去做， 做起來時發(fā)現(xiàn)遠遠沒有看起來難，采用 SFC圖很快在稿紙上把程序給寫了下來。 然后再輸入電腦， 運行時到了工位3 氣缸死活不回了， 檢查程序也沒有錯誤， 最后找出問題竟然是一個符號在電腦上輸錯了，改了之后，氣缸順利吸著物塊從工地3 返回到工地 1，但是問題又來了，按下復(fù)位按鈕后氣缸直接停了，不能自動回到工位1. 又是一頓好想，最后任務(wù)圓滿完成。其實，這次課程設(shè)計時間雖短， 但收獲頗豐，對基本指令的用法基本掌握， 自鎖，互鎖，停止優(yōu)先什么的， 平時看書遠沒有自己用了的體會深刻。 我學(xué)會了很多以前沒學(xué)過的

15、知識，也鞏固了很多以前沒學(xué)好的知識，使我的專業(yè)理論知識更加扎實， SFC 圖是掌握的差不多了，包括對 GX works 軟件的操作更加熟練。12該小車控制系統(tǒng)的研究方向：由于本小車系統(tǒng)并不完善， 沒有設(shè)計小車怎么裝料和怎么卸料和小車到料倉后送料的多少。這兩方面是該系統(tǒng)設(shè)計的完善，是將來的研究方向。最后，經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了我們的設(shè)計能力以及全面的考慮問題能力。學(xué)習(xí)的過程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動的。相信通過這次畢業(yè)設(shè)計它對我以后的學(xué)習(xí)及工作都會產(chǎn)生積極的影響。謝 辭本論文是在鄧麗霞老師親自指導(dǎo)下完成的。老師在學(xué)業(yè)上給了我很大的幫助，使我在設(shè)計過程中避免了許多無為的工作，在此我對老師表示衷心的感謝！本課程設(shè)計能夠完成， 要感謝電子與電氣信息工程學(xué)院的所有老師，是他們在這三年的時間里，教會我的專業(yè)知識。 在我課程設(shè)計期間， 得到了我的老師老師的幫助，在忙碌的工作之余， 給予我專業(yè)知識上的指導(dǎo)， 而且教給我學(xué)習(xí)的方法和思路，使我在設(shè)計過程中不斷有新的認識和提高。我會在以后的工作中為社會作出貢獻去回報他們對我的教導(dǎo)。 希望每個人都和我一樣， 通過做課程設(shè)計， 能夠?qū)W到很多的知識與道理，大家都能用一顆熱誠的心去投身未來的工作，報效祖國、父母、老師。在 本文結(jié)束之際，特向我敬愛的老師和電子與電氣信息工程學(xué)院所有老師致以最崇高的敬禮和深深的感謝。23參