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1、湖 北 文 理 學(xué) 院 理 工 學(xué) 院機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目專(zhuān) 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師職 稱(chēng)吳何畏 副教授2015 年 1 月 10 日摘 要：WE-30型液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)機(jī)械化程度低，精度和可靠性差。本文提出了對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化改造的技術(shù)路線和具體思路，論述了應(yīng)用EFBG-03電液比例溢流調(diào)速閥進(jìn)行閉環(huán)伺服控制的設(shè)計(jì)方案；負(fù)荷測(cè)量使用應(yīng)變電測(cè)法采用CY-DBll系列壓力變送器，變形測(cè)量使用YYU系列應(yīng)變式數(shù)字式引伸計(jì)；提出了監(jiān)控軟件的總體架構(gòu)，利用KINGVIEW組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的監(jiān)控程序可實(shí)時(shí)跟蹤拉伸試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)過(guò)程，利用ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的記錄和查詢(xún)，調(diào)用

2、PRINT函數(shù)實(shí)現(xiàn)報(bào)表打印。改造后的試驗(yàn)機(jī)提高了測(cè)試效率，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試自動(dòng)化，對(duì)其它試驗(yàn)機(jī)的改造有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞：材料試驗(yàn)機(jī)；數(shù)據(jù)采集；測(cè)試技術(shù)；信號(hào)處理；組態(tài)軟件目 錄第一章 前言11.1輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)簡(jiǎn)介11.2 吊車(chē)控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造的目的及意義3第二章 PLC及起重機(jī)的PLC控制42.1 PLC的由來(lái)及定義42.2 PLC的發(fā)展歷程42.3 PLC的特點(diǎn)42.4 在起重機(jī)中應(yīng)用PLC的優(yōu)越性4第三章 門(mén)式起重機(jī)仿真模型的設(shè)計(jì)與組裝53.1 驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)53.2 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)53.3 組裝模型53.4 控制器及接線盒6第四章 PLC控制程序的設(shè)計(jì)84.1 I/O分析84

3、.2 PLC的選擇84.3 FX2N系列編程器介紹84.4 確定各元件的編號(hào)，分配I/O地址9第五章基本指令系統(tǒng)和編程方法125.1 基本指令系統(tǒng)特點(diǎn)125.2編程語(yǔ)言的形式125.3 梯形圖編程規(guī)則125.4編程軟件介紹125.4.1基本概況125.4.2 此軟件編寫(xiě)梯形圖的方法125.5 PLC吊車(chē)控制程序的語(yǔ)句表與梯形圖13第六章 總結(jié)16參考文獻(xiàn)：17附 錄18裝訂線湖北文理學(xué)院理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告紙第一章 前言1.1輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)簡(jiǎn)介 財(cái)富的創(chuàng)造來(lái)源于技術(shù)進(jìn)步。以港口裝卸業(yè)為例，上世紀(jì)60年代出現(xiàn)的集裝箱是運(yùn)輸業(yè)的一次偉大革命，也是一次創(chuàng)造性的技術(shù)進(jìn)步，它數(shù)10倍的提高了勞

4、動(dòng)生產(chǎn)率，帶來(lái)巨大的財(cái)富。改變了港口、運(yùn)輸船、裝卸機(jī)械的面貌。如今，它已成為所有國(guó)家發(fā)展外貿(mào)不可缺的工具。集裝箱機(jī)械有很多種，主要可分為橋式起重機(jī)和門(mén)式起重機(jī)兩種。其中輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)應(yīng)用最為廣泛。生產(chǎn)，使用最多的QGLT40.556輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)，其主要參數(shù)如表1所示：表1-1 QGLT40.556輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)參數(shù)表額定起重量40.5噸（吊具下）大車(chē)車(chē)輪數(shù)8個(gè)現(xiàn)將圖附上，以增加直觀印象，如圖1.1所示。圖1.1 QGLT40.556輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)1.2 吊車(chē)控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造的目的及意義 只有這樣才能迅速增強(qiáng)自身競(jìng)爭(zhēng)力，并提高我國(guó)的PLC產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)能

5、力，力爭(zhēng)打破西門(mén)子、三菱和施耐德等PLC巨頭的壟斷。取其之長(zhǎng)，補(bǔ)己之短，最終超越它們。第二章 PLC及起重機(jī)的PLC控制2.1 PLC的由來(lái)及定義 2.2 PLC的發(fā)展歷程2.3 PLC的特點(diǎn) 1 ) 高可靠性2)豐富的I/O接口模塊3) 采用模塊化結(jié)構(gòu)。2.4 在起重機(jī)中應(yīng)用PLC的優(yōu)越性 第三章 門(mén)式起重機(jī)仿真模型的設(shè)計(jì)與組裝3.1 驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。3.2 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)閉于小車(chē)內(nèi)壁。3.3 組裝模型 立式鐵槽間的一金屬塊一體。這樣就完成了門(mén)式起重機(jī)的組裝。組裝好的模型圖如圖3-1所示：圖3-1 門(mén)式起重機(jī)模型3.4 控制器及接線盒第四章 PLC控制程序的設(shè)計(jì)4.1 I/O分析 經(jīng)過(guò)對(duì)

6、控制過(guò)程和要求的詳細(xì)分析，我明確了具體的控制任務(wù)就是起吊、行走和放下等主要任務(wù)。確定了起重機(jī)這些必須完成的動(dòng)作后，再確定動(dòng)作的順序：縱向電機(jī)正轉(zhuǎn)，電磁鐵由上向下移動(dòng)，電磁鐵吸合物體，縱向電機(jī)反轉(zhuǎn)，由下向上移動(dòng)，橫向電機(jī)正轉(zhuǎn)，由左向右移動(dòng)，縱向電機(jī)正轉(zhuǎn)，電磁鐵由上向下移動(dòng)，電磁鐵釋放物體，如此就完成一次吊運(yùn)，動(dòng)作教簡(jiǎn)單，順序表如上所述。其工藝流程圖如圖4-1： 圖4-1 門(mén)式起重機(jī)工藝流程圖再考慮到兩個(gè)電機(jī)的通斷和電磁鐵的通斷以及左、右兩個(gè)限位，所以共需要輸入點(diǎn)4個(gè)，輸出點(diǎn)為5個(gè)。4.2 PLC的選擇。4.3 FX2N系列編程器介紹4.4 確定各元件的編號(hào)，分配I/O地址先確定所使用的編程元件編

7、號(hào)，PLC是按編號(hào)來(lái)區(qū)別操作元件的。一般講，配置安裝接線圖以及現(xiàn)場(chǎng)器件及PLC輸入輸出對(duì)照表如下：圖4-2 安裝接線圖表4-1 PLC輸入輸出對(duì)照表現(xiàn)場(chǎng)器件內(nèi)部繼電器地址說(shuō)明輸入SBS0起動(dòng)按鈕INPUT00X000左限位開(kāi)關(guān)輸出OUTPUT00Y000橫向電機(jī)正反轉(zhuǎn)OUTPUT04Y004電磁鐵吸合控制其橫向移動(dòng)電路原理圖如圖4-3所示： 圖4-3 橫向移動(dòng)電路原理圖合上電源開(kāi)關(guān)QS，按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1線圈獲電，KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)起動(dòng)，吊臂向左移動(dòng)；當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到一定位置時(shí)，擋鐵碰撞位置開(kāi)關(guān)ST1，使ST1動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器KM1線圈斷電釋放，電動(dòng)機(jī)M斷電，左移運(yùn)

8、動(dòng)結(jié)束；按下起動(dòng)按鈕SB3，接觸器KM2線圈獲電，KM2主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)起動(dòng)，拖動(dòng)工作臺(tái)向右移動(dòng)，當(dāng)工作臺(tái)向右移動(dòng)到一定位置時(shí)，擋鐵2碰撞位置開(kāi)關(guān)ST2，ST2的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器KM2線圈斷電釋放，電動(dòng)機(jī)M斷電，右移運(yùn)動(dòng)結(jié)束?？v向運(yùn)動(dòng)的原理與橫向運(yùn)動(dòng)相同。第五章基本指令系統(tǒng)和編程方法5.1 基本指令系統(tǒng)特點(diǎn)1）圖形式指令結(jié)構(gòu)：。 2）明確的變量常數(shù)：。3）簡(jiǎn)化的程序結(jié)構(gòu)：P。4）簡(jiǎn)化應(yīng)用軟件生成過(guò)程：。5）強(qiáng)化調(diào)試手段： 。 5.2編程語(yǔ)言的形式5.3 梯形圖編程規(guī)則5.4編程軟件介紹5.4.1基本概況5.4.2 此軟件編寫(xiě)梯形圖的方法件，就可得到我們所要的線圈、觸點(diǎn)等。5.5 P

9、LC吊車(chē)控制程序的語(yǔ)句表與梯形圖經(jīng)過(guò)以上對(duì)PLC吊車(chē)控制系統(tǒng)硬件和軟件部分的仔細(xì)考慮和分析，結(jié)合三菱FX2N編程器件的知識(shí)，以及對(duì)三菱WINDOWS的SW3D5-GPPW-E軟件的學(xué)習(xí)，我編寫(xiě)出以下的以梯形圖表示的PLC程序。為實(shí)現(xiàn)基本的從運(yùn)貨卡車(chē)處移動(dòng)到集裝箱存放區(qū)的右移運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)思路是：SO得電，控制橫向電機(jī)通斷電的Y001輸出繼電器得電，且控制橫向電機(jī)正反轉(zhuǎn)的Y000輸出繼電器得電反轉(zhuǎn)，開(kāi)始右移，同時(shí)X000得電，時(shí)間繼電器T0得電，時(shí)間是150MS,即右移150MS后，時(shí)間繼電器的動(dòng)合點(diǎn)T0得電，使得復(fù)原繼電器得點(diǎn)，控制右移的狀態(tài)繼電器S0復(fù)原斷開(kāi)，右移結(jié)束，與此同時(shí)，狀態(tài)繼電器S1得

10、電。右移運(yùn)動(dòng)程序如圖5-11所示： 圖5-11 右移運(yùn)動(dòng)程序吊臂運(yùn)動(dòng)也是門(mén)式起重機(jī)的基本運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)把吊臂從停止處移動(dòng)到集裝箱卡車(chē)圖5-12吊臂運(yùn)動(dòng)程序第六章 總結(jié)參考文獻(xiàn)：1. 金寶森，盧智先.材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. 2. 吳何畏.材料試驗(yàn)機(jī)升級(jí)改造的方法與實(shí)例J.機(jī)床與液壓,2007,14（2）：57-60 3. 華中文.自制儀器在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的作用J.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2002,21：91-92. 4. 黃惟公，曾盛綽.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)與信號(hào)分析M.重慶：重慶大學(xué)出版社.2002.5. 周明德，微機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用（第四版）M.北京：清華大學(xué)出版社，2002.6. 成曉明，何端陽(yáng).普通液壓材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的研究與改造J.計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化，1995，14（2）：57-60.7. 何存興，張鐵華.液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)（第二版）M.武漢：華中科技大學(xué)出版社.2000.8. 北京亞控科技公司. 組態(tài)軟件使用指南Z.北京：北京亞控科技公司. 2005.9. 研華(AdVantech)股份有限公司編.ADAM4K-5K用戶手冊(cè)Z.北京：研華科技股份有限公司,2004.10.鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制（第三版）M.武漢：華中科技大學(xué)出版社.2001. 11.徐中明，黃勤練.拉力試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)改