物料運輸系統(tǒng)電氣設計(一)

1、淮 海 工 學 院課程設計報告書題 目： 物料運輸系統(tǒng)電氣控制設計 系（院）： 電子工程學院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 姓 名： 評語：成績：簽名：日期： 2015年7月9日1引言課程設計的主要目的是通過某一生產設備的電氣控制裝置的設計實踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)的設計過程、設計要求、應完成的工作內容和具體設計方法。通過設計也有助于復習、鞏固以往所學的知識，達到靈活運用的目的。電氣設計必須滿足生產設備和生產工藝的要求，因此，設計之前必須了解設備的用途、結構、操作要求和工藝過程，在此過程中培養(yǎng)從事設計工作的整體觀念。課程設計的意義在于能力培養(yǎng)，在獨立完成設計任務的同時，還要注意其他幾

2、方面能力的培養(yǎng)與提高，如獨立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運用專業(yè)及基礎知識的能力，解決實際工程技術問題的能力；查閱圖書資料、產品手冊和各種工具書的能力；工程繪圖的能力；書寫技術報告和編制技術資料的能力。本課題是物料運輸系統(tǒng)電氣控制設計，在中國，運料小車半自動化控制前景美好，在許多公司的裝配車間得到廣泛的運用。隨著科技的發(fā)展，技術的不斷更新，使得工業(yè)生產趨向于半自動化、自動化、無人工廠的方向發(fā)展，其中PLC技術的運用成為自動化技術的主流之一。 PLC與普通微機在許多方面有相似之處,但其工作方式卻與微機有很大的不同。微機一般采用等待命令的工作方式,如在常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式下,有鍵

3、按下或I/O動作則轉入相應的子程序;無鍵按下或I/O不動作則繼續(xù)掃描鍵盤和I/O口。PLC則采用循環(huán)掃描動作方式,在PLC中用戶程序按先后順序存放。 自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應用。同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網絡技術的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發(fā)揮著十分重要的作用。通用PLC應用于專用設備時可以認為它就是一個嵌入式控制器，但PLC相對一

4、般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。 2 常規(guī)電氣控制21  工藝流程圖2-1  物料運輸系統(tǒng)示意圖物料傳輸系統(tǒng)如圖所示，工藝流程為： 運料小車在初始位置A準備就緒，按下啟動按鈕，打開進料電磁閥，物料由料斗向運料小車上料，5S后關閉進料電磁閥，同時啟動運料小車，運料小車從位置A向位置C運行，當其運行到位置B時，運料車開始減速，5S后啟動1號傳送帶，在1號傳送帶運行20S后自動啟動2號傳送帶。運料車到達位置C停車，打開卸料電磁

5、閥，開始卸料，10S卸完料，小車從位置C自動返回位置A。小車返回時經過位置B開始減速，同時1號傳送帶停止運行，20S后2號傳送帶停止運行。運料小車回到位置A停車后等待裝料進入下一個循環(huán)，執(zhí)行兩次循環(huán)后小車自動停止在位置A；如果在運行過程中操作工按下急停按鈕，運料車和傳送帶立即停止；如果在運行過程中操作工按下停止按鈕，則在當前周期完成之后，運料小車自動停止于位置A。 22 拖動要求 1.運料小車由三相繞線式異步電動機拖動，采用轉子回路串電阻（兩級電阻）起動（間隔5S切除R）調速（減速：間隔5S增加R）。 2.1、2號傳送帶由三相籠型異步電動機拖動，為調試方

6、便，能夠實現(xiàn)單獨的正、反向點動。 3. 進料及卸料電磁閥為220V直通式電磁閥。 4. 位置A、B、C三處各安裝一只行程開關用于正?？刂疲辉谖恢肁、C還要設置超程保護。 23 設計任務 1.繪制主電路，選擇合適的元器件（名稱、數(shù)量）。 2.繪制常規(guī)電氣控制回路。 3.根據控制要求選擇PLC，并安排PLC的I/O 端口。4.繪制PLC接線圖。 5.根據控制要求設計PLC程序。 6.上機調試程序。 7.編寫設計、使用說明書及設計小結，列出參考資料目錄。24 主

7、電路 本系統(tǒng)的工作過程主要是物料裝車，小車啟動采用電樞回路串二級電阻啟動，到B點時減速，并依次啟動傳送帶1、傳送帶2，到達C點卸料，之后反轉再次到達A點裝料，如此往復。 電氣主電路應由小車拖動電動機M1與傳送帶拖動電動機M2、M3組成，如圖2-2所示。圖中QF為空開，當KM1接通時，電動機M1正轉，KM2接通則M1反轉。以此來控制小車往返運動。同理，M2和M3分別控制一、二號傳送帶的正、反轉。用接觸器KM3、KM4的通、斷來串入或切除電阻，以實現(xiàn)小車的啟動和調速。 系統(tǒng)的主電路圖由圖2-2所示：      

8、;   圖2-2 物料運輸系統(tǒng)設計（主電路）24 控制回路 根據主電路及相應控制要求我們繪制出電氣控制電路，如圖2-3所示：圖2-3 控制回路3 PLC控制 3.1PLC的I/0分配根據觸點類型的不同，為了方便控制，按表3-1進行I/O分配：表3-1 I/O分配表輸入輸出I0.0SB1（啟動按鈕）Q0.0YV1 (進料電磁閥)I0.1SQ1（A點行程開關）Q0.1KM1 (M1正轉小車右行)I0.2SQ2（B點行程開關）Q0.2KM3（電阻R1）I0.3SQ3（C點行程開關）Q0.3KM5（M2正轉1號帶正轉）I0.4SB2（停止按鈕

9、）Q0.4KM7（M3正轉2號帶正轉）I0.5SB3（1號皮帶正向點動）Q0.5YV2（ 卸料電磁閥）I0.6SB4（2號皮帶正向點動）Q0.6KM2（M1反轉小車左行）I0.7SB5 (1號皮帶反向點動)Q0.7KM6（M2反轉1號帶反轉）I1.0SB6 (2號皮帶反向點動)Q1.0KM8（M3反轉2號帶反轉）I1.1SQ4 (C點超程保護)Q1.1KM4（電阻R2）I1.2SQ5 (A點超程保護)I1.3SB7 (急停)32 控制面板布置及PLC接線圖 根據課題要求和I/O分配表可以畫出PLC接線圖如圖3-1所示：   圖3-1 PLC接線

10、圖根據設計要求及I/O分配，我們畫出控制面板如下：圖3-2 控制面板圖33 PLC梯形圖 根據電氣控制回路和PLC的I/O分配，可畫出圖3-3的梯形圖：圖3-3 PLC梯形圖34 程序仿真圖3-4 小車啟動進料圖3-5 進料結束 圖3-6 M1兩級電阻啟動（間隔5S切除R）圖3-7 到達B點減速圖3-8啟動一號傳送帶圖3-9 20S后，啟動二號傳送帶圖3-10 到達C點卸料圖3-11卸料結束，M1電機反轉圖3-12兩級電阻起動（間隔5S切除R）圖3-13到達B點減速同時停止一號帶圖3-14 20S后，斷開二號傳送帶圖3-15小車返回到A點，循環(huán)圖3-16一號帶正向

11、點動仿真圖3-17 一號帶反向點動仿真圖3-18 二號帶正向點動仿真圖3-19二號帶反向點動仿真圖3-20 A點超程保護仿真圖3-21 C點超程保護仿真圖3-22 按下停止按鈕仿真圖3-23按下急停按鈕仿真4 操作說明 本設計通過了Simens S7-200 PLC的上機仿真，按下按I/O圖接線后，并在計算機上下載程序到PLC，S7-200系列PLC指示燈通常包括SF、RUN、STOP指示燈和開入開出指示燈，通過SF、RUN和STOP三個指示燈可以判斷出CPU的當前運行狀態(tài)，通過開入開出指示燈可以判斷出PLC開入開出點的狀態(tài)，具體說明如下： 1、RUN指示燈：CPU處于運行狀態(tài)時點亮（綠色），

12、CPU處于停止狀態(tài)時熄滅； 2、STOP指示燈：CPU處于停止狀態(tài)時點亮（綠色），CPU處于運行狀態(tài)時熄滅. 我們將PLC撥到RUN，設置PLC為運行狀態(tài)。 可以根據需求，按I0.0即開始按鈕，啟動系統(tǒng)，此時系統(tǒng)小車開始裝料，裝料閥門打開，10秒后，小車串兩級電阻啟動，過五秒，卸下一級電阻，再過五秒，卸下二級電阻，如此加速向B靠近，接近到B點后，觸碰行程開關SQB，此時小車開始減速，將電樞回路電阻加上，并依次啟動傳送帶1、傳送帶2。到達C點，小車停車，并打開出料閥，10秒后離開C點，反轉（串兩級電阻啟動），到達B點又開始減速，并依次關閉傳送帶1、傳送帶2。到達A點小車如此往復兩次。若按下急停按

13、鈕，系統(tǒng)電源全斷。若運行中按下停止按鈕，完成一個周期自動停在A點。  5 設計心得 通過本次設計，讓我們很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，與具體項目、課題相結合開發(fā)、設計產品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。  在設計過程中，我們通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我們懂得了許多東西，也培養(yǎng)了獨立工作的能力，樹立了對工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我們充分體會

14、到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我們終身受益。 通過這次課程設計明白了自己原來知識還比較欠缺。要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低?，F(xiàn)在才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高知識和綜合素質。 在這次課程設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我們的同學。在本次設計中，我們還需要大量的以前沒有學到過的知識，于是圖書館和INTERNET成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們判斷優(yōu)劣、取舍相關知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學習的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領域，這方面的能力便會使我們受益非淺。 在設計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。例如，在利用CAD畫圖時我們就發(fā)現(xiàn)矩陣功能能用來畫很多等間距的直線，這在控制電路中十分有用。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。自然而然，耐心便在其中建立起來了，為以后的工作積累了經驗