物品輸送系統(tǒng)控制(三)匯編

1、成績南京工程學(xué)院課程設(shè)計說明書（論文）題 目物品輸送系統(tǒng)控制課程名稱機(jī)電傳動控制課程設(shè)計院（系、部、中心）機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班 級機(jī)制121學(xué)生姓名學(xué) 號設(shè)計地點(diǎn)工程實(shí)踐中心2號樓指導(dǎo)教師設(shè)計起止時間：2015年 6月8日至2015年 6月12日引言 11 .任務(wù)說明11.1 課程簡介 11.2 課程設(shè)計目的 12 .任務(wù)分析12.1 設(shè)備機(jī)構(gòu)組成分析 12.2 輸送系統(tǒng)的工作過程 23 .控制方案設(shè)計43.1 控制要求 43.2 任務(wù)分析 53.3 主電路設(shè)計 63.4 PLC 選型 73.5 I/O 分配表 83.6 I/O 端子接線圖 104 .控制流程分析104

2、.1 功能流程圖 104.2 梯形圖 124.3 指令表 165 .總結(jié)186 .圖附件197 .主要參考文獻(xiàn) 20引言可編程序控制器是近年來發(fā)展極為迅速的新型工業(yè)控制裝置。 它將計算機(jī)控 制技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)融為一體， 專門為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計，已廣泛應(yīng) 用于機(jī)械制造、冶金、化工、輕工、電力、建筑、交通等行業(yè)。1 .任務(wù)說明1.1 課程簡介物品輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：自動化生產(chǎn)過程中，物品輸送系統(tǒng)是連接各個生產(chǎn)單元的關(guān)鍵設(shè)備，系統(tǒng)通常由傳送帶機(jī)構(gòu)、物品移動機(jī)構(gòu)和物品運(yùn)送小車組成。 傳送帶一般采用電動機(jī)驅(qū) 動，物品移動機(jī)構(gòu)可以采用電動機(jī)驅(qū)動， 也可以采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動，運(yùn)送小車為 電動機(jī)驅(qū)動。1.2

3、 課程設(shè)計目的本次課程設(shè)計為機(jī)電傳動控制課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，在本課程設(shè)計的過程中， 通過課程設(shè)計實(shí)踐環(huán)節(jié)鞏固和加強(qiáng) 機(jī)電傳動控制 課程所學(xué)習(xí)的知識，掌握課程 知識實(shí)際應(yīng)用的能力。學(xué)會運(yùn)用機(jī)電傳動控制的原理和分析問題，解決問題的方 法。同時在設(shè)計過程中，綜合已學(xué)知識，完成簡單完整的控制系統(tǒng)設(shè)計，以增強(qiáng) 控制系統(tǒng)設(shè)計能力，完成PLC控制程序設(shè)計，增強(qiáng)編程軟件使用的能力，并在聯(lián) 機(jī)程序調(diào)試過程中，增強(qiáng)實(shí)際操作能力。2 .任務(wù)分析2.1 設(shè)備機(jī)構(gòu)組成分析本題目針對圖1所示運(yùn)送系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計相應(yīng)的電氣控制系統(tǒng)。 圖示輸送系統(tǒng) 有成直角分布的2條傳送帶、附屬帶的物品移動機(jī)構(gòu)和 1輛物品傳送小車組成。 物品輸送系

4、統(tǒng)將位于傳送帶1始端的物品送至尾端，然后通過物品移動機(jī)構(gòu)將物 品移送到傳送帶2始端，傳送帶2傳送物品到帶尾端，并通過物品移動機(jī)構(gòu)將物 品推入運(yùn)送小車，運(yùn)送小車運(yùn)送物品到其他指定地點(diǎn)。 系統(tǒng)中傳送帶和運(yùn)送小車 由電動機(jī)驅(qū)動，物品移動機(jī)構(gòu)采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動，通過行程開關(guān)檢測各個運(yùn)動部 件是否到達(dá)預(yù)定位置。系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)及運(yùn)動部件工作循環(huán)如圖1所示腳由創(chuàng)推工件I胃SQ6移動機(jī)構(gòu)2圖1 輸送系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)及運(yùn)動部件工作循環(huán)圖2.2 輸送系統(tǒng)的工作過程物品輸送系統(tǒng)的工作過程如圖2所示，當(dāng)傳送帶1始端有工件時啟動自動輸 送過程。經(jīng)過輸送工件到達(dá)輸送帶2尾端，在檢測小車?？康轿坏那闆r下，推工 件入小車，小車啟動離

5、開，卸空后返回，結(jié)束一次輸送循環(huán)過程。18瑜螂州止軸盤帶脩止修靜楙器出工伴目也后愛國移豹.禮物蒯工件里車電回國隹圖2物品輸送系統(tǒng)工作過程圖輸送系統(tǒng)的運(yùn)動部彳循環(huán)過程如圖 3所示:SB1SQ1帆怙2*SK能擇匕桿棒錯 tffl*聯(lián)史虹舞產(chǎn)桔如SWI圖3物品輸送系統(tǒng)運(yùn)動部件循環(huán)圖3 .控制方案設(shè)計3.1 控制要求1 .物品輸送系統(tǒng)工作方式要求為保證物品輸送系統(tǒng)能夠處于正常工作，要求其具備二種工作方式：(1)整機(jī)全自動循環(huán)工作；(2)運(yùn)動部件能夠點(diǎn)動向前調(diào)整，以及不在原位時能夠快速復(fù)位。2 .物品輸送系統(tǒng)自動工作過程要求物品輸送系統(tǒng)工作過程是正常輸送工件時整機(jī)全自動循環(huán)的工作過程，物品輸送系統(tǒng)輸送過

6、程需要滿足如下工作要求：(1)當(dāng)輸送帶1始端檢測有工件，其他位置無工件，停靠到位時，啟動自動 輸送過程；(2)檢測輸送工件到達(dá)輸送帶1尾端，停止輸送帶1,1秒鐘后，移動機(jī)構(gòu)將 工件推入輸送帶2;(3)檢測輸送帶2始端有工件，輸送帶2啟動輸送工件；(4)檢測輸送工件到達(dá)輸送帶2尾端，在檢測小車空車停靠到位的情況下，推工件如小車；(5)確認(rèn)工件到達(dá)小車內(nèi)，小車啟動離開，卸空后返回到位，結(jié)束一次輸送 循環(huán)過程。3 .物品輸送系統(tǒng)控制元件配置與工作要求物品輸送系統(tǒng)輸送帶電機(jī)為1.2KW；小車電機(jī)為2.2KVV移動機(jī)構(gòu)動作方向用 電磁閥控制。自動循環(huán)工作時，所有工作狀態(tài)切換行程開關(guān)控制。電器元件工作關(guān)系

7、如表1所示：表1-電器元件工作關(guān)系表工作狀態(tài) (工步)移動機(jī)構(gòu)方1可閥電磁鐵輸送帶 電機(jī)小車 電機(jī)主令 電器閥1閥2YV1YV2YV3YV4M1M2M3輸送帶1運(yùn)行+SQ1輸送帶1停，延時SQ2移動機(jī)構(gòu)S1推工件+SQ5 KT1移動機(jī)構(gòu)1返回+SQ6輸送帶2運(yùn)行+SQ3輸送帶2停，延時SQ4移動機(jī)枸S秒推工件+SQ又 KT2移動機(jī)構(gòu)2返回+SQ8小車運(yùn)送工件+SQ9 SQ10小車返回+SQ114 .物品輸送系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作要求(1)具有運(yùn)動部件安全工作的連鎖功能；(2)具有位置保護(hù)功能(如極限位、越位、相對位置保護(hù))；(3)電氣控制系統(tǒng)具有短路、電動機(jī)過載等保護(hù)功能；(4)具有應(yīng)急操作功能呢；

8、(5)具有照明、指示燈輔助功能。3.2任務(wù)分析任務(wù)分析階段是設(shè)計的初步階段，有此階段通過對設(shè)備的工作要求分析、 工 作環(huán)境和條件分析、操作和安全要求分析、電氣控制裝置技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性分 析，確定電氣控制系統(tǒng)裝置的技術(shù)性能、基本構(gòu)建形式及主要技術(shù)參數(shù)。1、物品輸送系統(tǒng)控制要求分析依據(jù)物品輸送系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)分析，確定設(shè)備條件個控制要求如下：(1)電氣控制系統(tǒng)的控制對象為自動循環(huán)運(yùn)輸零件的機(jī)械設(shè)備，采用電氣-液壓一機(jī)械組合的傳動方式進(jìn)行驅(qū)動和控制。 設(shè)備位于溫帶室內(nèi)空間，工作 環(huán)境較好，對控制系統(tǒng)無特殊要求；(2)設(shè)備安裝在生產(chǎn)線上，由車間低壓電網(wǎng)供電，設(shè)備驅(qū)動電壓380V,供電頻率50

9、赫茲；(3)設(shè)備電氣控制為普通開關(guān)量控制，要求自動完成零件運(yùn)輸過程，單個 輸送帶或小車能夠獨(dú)立調(diào)整操作，同時設(shè)備具有電氣保護(hù)及聯(lián)鎖保護(hù)等功能；(4)設(shè)備驅(qū)動電動機(jī)由設(shè)計人員選定， 設(shè)備配置有三臺異步交流電動機(jī)，2 臺輸送帶電動機(jī)功率為1.2kw,小車電動機(jī)功率為2.2kw,電源要求交流電源電 壓380V,電動機(jī)無制動要求，電動機(jī)功率不大，可采用直接啟動方式啟動；液 壓系統(tǒng)使用電磁換向閥，閥電磁鐵工作電壓為直流 24V;2、物品輸送系統(tǒng)控制要求分析結(jié)果可確定控制方案如下：(1)物品輸送系統(tǒng)控制采用開關(guān)量控制；(2)基于設(shè)備自動工作的要求,選擇 PLC為主要控制器件構(gòu)成控制系統(tǒng), 由于控制對象為單

10、機(jī)設(shè)備，控制系統(tǒng)屬于小型系統(tǒng)，因此選用三菱公司型號為 FX2N的PLC產(chǎn)品；(3)由于工作要求確定，控制系統(tǒng)可運(yùn)行在 2種模式下，即全自動工作循環(huán)和手動調(diào)整工作。(4) 3臺電動機(jī)均為直接啟動控制，單方向轉(zhuǎn)動。電動機(jī)無制動控制；(5)電動機(jī)驅(qū)動電路三相電源供電，線電壓 380V;(6) PLC主機(jī)工作電源為交流電源，電壓 220V,交流接觸器線圈使用交流 電源，電壓220V;電磁閥的電磁鐵使用24V直流電源，主令控制電器及行程開 關(guān)等使用24V直流電源；(7)控制系統(tǒng)具有短路和過載保護(hù)功能，機(jī)床各運(yùn)動部件之間具有聯(lián)鎖保 護(hù)功能；(8)使用信號燈顯示機(jī)床工作狀態(tài)。3.3 主電路設(shè)計物品輸送系統(tǒng)電

11、氣控制系統(tǒng)主要由兩部分組成，即電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)(主電路)和由PLC設(shè)備構(gòu)成的控制部分，驅(qū)動系統(tǒng)通過交流接觸器主觸點(diǎn)控制電動機(jī)電路 的接通與斷開，采用熔斷器和熱繼電器進(jìn)行短路過載保護(hù)，同時通過控制變壓器， 提供滿足系統(tǒng)工作以及PLC設(shè)備需要的電源電壓。在整個物品輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中， 需要三個驅(qū)動電機(jī)分別使輸送帶1、輸送帶2、小車運(yùn)動(通過兩個接觸器改變 電源相序來實(shí)現(xiàn)電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制從而實(shí)現(xiàn)小車的左右行)，主電路設(shè)計如圖4所示圖4物品輸送系統(tǒng)主電路圖3.4 PLC選型由設(shè)備條件和控制要求分析，物品輸送系統(tǒng)信號分為輸入信號和輸出信號兩 大類，其中，輸入信號又包括主令控制信號（按鈕及選擇開關(guān)信號）和傳感器

12、信 號（現(xiàn)場設(shè)備檢測信號），輸出信號包括控制交流接觸器工作線圈信號，控制電 磁閥電磁鐵的信號和各種照明及指示燈信號。1） 輸入信號分析輸送系統(tǒng)工作要求，物品輸送系統(tǒng)有下列幾類輸入開關(guān)信號：1、完成停止控制的按鈕開關(guān)信號，電器元件為：SB1;2、完成點(diǎn)動調(diào)整的開關(guān)按鈕開關(guān)信號，電器元件為：SB2 SB3 SB4SB5 SB6 SB&3、移動機(jī)構(gòu)復(fù)位按鈕，電器元件：SB7 SB94、完成設(shè)備自動運(yùn)行過程中獲得設(shè)備狀態(tài)信號的傳感器信號，電器元件為：SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6 SQ7 SQ8 SQ9 SQ10 SQ112） 輸出信號分析輸送系統(tǒng)工作要求，物品輸送系統(tǒng)有如下幾

13、類輸出驅(qū)動電器元件：1、控制電動機(jī)電路接通與斷開的交流接觸器工作線圈，電器元件為：KM1 KM2 KM3 KM42、控制移動機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的電磁閥電磁鐵，電器元件為：YV1、YV2YV3 YV4;3、控制顯示物品輸送系統(tǒng)工作狀態(tài)的指示燈， 電器元件為：HL1、HL2、HL3 HL4 HLS因此，根據(jù)輸入輸出端口數(shù)選擇 FX2n-48MR-001H號。電器元件明細(xì)見表2表2-電器元件明細(xì)表符號名稱及用途符號名稱及用途M1輸送帶1電動機(jī)FR1、FR2 FR3電動機(jī)過載保護(hù)熱 繼電器M2輸送帶2電動機(jī)FU« FU2 FU3FU4 FU5 FU6短路保護(hù)熔斷器M3小車電動機(jī)HL1、HL2輸送帶

14、工作指示燈KM1輸送帶1起動接觸器HL3小車啟動指示燈KM2輸送帶2起動接觸器HL4 HL5液壓系統(tǒng)工作指示 燈KM3 KM4小車起動/返回接觸器SB1總停按鈕SQ1 SQ2輸送帶1行程開關(guān)SB2輸送帶1起動按鈕SQ3 SQ4輸送帶2行程開關(guān)SB3輸送帶2起動按鈕SQ5 SQ6移動機(jī)構(gòu)1行程開關(guān)SB4小車啟動按鈕SQ7 SQ8移動機(jī)構(gòu)2行程開關(guān)SB5小車返回按鈕SQ9小車返回原位行程開關(guān)SB6機(jī)構(gòu)1點(diǎn)動按鈕SQ10小車左行行程開關(guān)SB7機(jī)構(gòu)1長動返回按 鈕SQ11小車左行終點(diǎn)行程開關(guān)SB8機(jī)構(gòu)2點(diǎn)動按鈕SA自動/手動選擇開關(guān)SB9機(jī)構(gòu)2長動返回按 鈕QS電源隔離升關(guān)YV« YV2控制

15、移動機(jī)構(gòu)1電 磁閥電磁鐵TC控制變壓器YV3 YV4控制移動機(jī)構(gòu)2電 磁閥電磁鐵QFPLC電源開關(guān)VC整流器3.5 I/O分配表電器元件信號與PLC!道分配的目的是為每一個需要 PLC&理的設(shè)備信號獲 得進(jìn)入PLC的通道和存放信號狀態(tài)的地址，依據(jù)控制方案選定的三菱 FX2n系列 PLC產(chǎn)品，以及對設(shè)備信號分析結(jié)果，電器元件信號與 PLC連續(xù)的通道分配如表 4所示表4-電器元件信號與 PLC連接的通道分配表輸入輸出元件通道地址說明元件通道地址說明SB1X000總停按鈕HL1Y000輸送帶1工作指示燈SB2X001輸送帶1起動按鈕HL2Y001輸送帶2工作指示SB3X002輸送帶2點(diǎn)動按鈕

16、HL3Y002小車運(yùn)送工作指示燈SB4X003小車點(diǎn)動按鈕HL4Y003移動機(jī)構(gòu)1復(fù)位指示燈SB5X004小車返回的點(diǎn)動按鈕HL5Y004移動機(jī)構(gòu)2復(fù)位指示燈SB6X005移動機(jī)構(gòu)1點(diǎn)動前進(jìn)按鈕KM1Y010輸送帶1起動接觸器SB7X006移動機(jī)構(gòu)1返回復(fù)位KM2Y011輸送帶2起動接觸器SB8X007移動機(jī)構(gòu)2點(diǎn)動前KM3Y012小車起動接觸器SB9X010移動機(jī)構(gòu)2返回復(fù)位KM4Y013小車返回接觸器SAX011自動/手動選擇開關(guān)YV1Y020控制移動機(jī)構(gòu)1電磁閥電磁鐵SQ1X012輸送帶1始點(diǎn)行程開關(guān)YV2Y021控制移動機(jī)構(gòu)1電磁閥電磁鐵SQ2X013輸送帶1終點(diǎn)行程開關(guān)YV3Y022

17、控制移動機(jī)構(gòu)2電磁閥電磁鐵SQ3X014輸送帶2始點(diǎn)行程開關(guān)YV4Y023控制移動機(jī)構(gòu)2電磁閥電磁鐵SQ4X015輸送帶2終點(diǎn)行程開關(guān)SQ5X016移動機(jī)構(gòu)1始點(diǎn)行程開關(guān)SQ6X017移動機(jī)構(gòu)1終點(diǎn)行程開關(guān)SQ7X020移動機(jī)構(gòu)2始點(diǎn)行程開關(guān)SQ8X021移動機(jī)構(gòu)2終點(diǎn)行程開關(guān)SQ9X022小車復(fù)位行程開關(guān)SQ10X023工件裝入小車行程開關(guān)SQ11X024小車左行終點(diǎn)3.6 I/O端子接線圖端子接線圖如圖5所示yyy¥ycy¥yy co 12 34 56 7 o 123456701234o 0 0 0 00o'1 11111112222 2'MKoKQKo

18、KoKo£0KoKoKoKn103KoKoK»soKommKDiKDKoDo-J J- T/ T/ -J -V/ T/ T/ V/ T/ X/ _5 -J X/ J- X/ ws- -J* 5- X/ -c二二一二二二二二二二一二g4 .控制流程分析4.1 功能流程圖使用SA選擇物品輸送系統(tǒng)自動或手動（點(diǎn)動）調(diào)整工作，根據(jù)選擇不同， 進(jìn)入不同的工作狀態(tài)。觸發(fā)狀態(tài)器S20進(jìn)入自動工作狀態(tài)，觸發(fā)狀態(tài)器S50進(jìn)入 手動調(diào)整工作狀態(tài)。行程開關(guān)SQ的觸點(diǎn)，時間繼電器觸點(diǎn)T0、T1等信號為各狀態(tài)器觸發(fā)信號實(shí)現(xiàn)相應(yīng)工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。功能流程圖如圖 6所示XD4.C:ig卜1_O d I_a

19、血帕E ,加i*卓俵程串口播4P1t<£1'>|'OTJWczg WlMma HI K tf| Q御耐又止，-,_6帝工尸1畔由 朝F_g 33JMAftENOaiLlfj w-wi -0rJ1o¥血VODDYM1YUUraieTULL.W3箕ft£1啟。VOdY0D3TOSS伙9T£疝莊is加£1K(esKCEDi-orouI_Qnas圖6功能流程圖4.2梯形圖)JC003X004Y013HI(Y0L2(Y0022427XOOS Y021HI(Y020X006T卜¥020X0164(Y021YOLOTk(

20、Y003X007¥023HI(YQ22XOLOTk¥022X020拄制庫 利1禮二里迤閥年道獲YQ23Y011TkY004XD04 X003012HIY013475051356X022 _1 1<Y0t)2、flU"JfSTT1<vm n、X013rCWTCH 111 1LJUJ卬JTerneni1L“K10 /T1、J f6066676B71727576V11JTLX016iiilSETS2?r酬 tri iir QTI991LJ/vn*?n、1X017一| |SETS24GTIci 1|X014一| SETS23r CTI9941J11 LiiJi

21、Li 1/ vnnn、/YO10、I IV V1125STL S29126 Y013(Y002X022128|(SO131RET132END)圖7梯形圖指令表如圖8所小0LDM800227LDX0061ANIXOOO28ORY0102SETSO29ANI¥0204STLSO30ANIX0165LDIX01131OUTY0216ANDX01232OUTY0037SETS2033LDX0079LDX01134ANI¥02310SETS5035OUTY02212STLS5036LDX01013LDXOO137ORYOU14OUTYO1O38ANIY02215OUTY00039AN

22、IX02016LDX00240OUTY02317OUTyou41OUTY00418OUTYOGI42LDX00419LDX00343ANIX00320ANIX00444ANIY01221ANIY01345OUTY01322OUTY01246OUTY00223OUTYQ0247LDX02224LDX00548OUTSO25ANIY02150STLS2026OUTY02051OUTY01027LDX00652OUTYOOO52OUTYOOO8mOUTY02153LDX01384STLS2354SETS2185OUTyou56STLS2186OUTY00157OUTT1K1OSTSTLS2460LD

23、T1ssSTLS2361ANDX01689LDX01562SETS2290SETS2564SETSil92STLS2566STLS2293OUTT2K1067OUTY02096LDX02068LDX01797ANDX02269SETS2498ANDT271STLSU99SETS2672LDX014101SETSI 273SETS23103STLS2675STLS24104OUTY02276OUTYOOO105LDX02177OUTY010106SETS2878LDX016108STLSI 279OUTYOOS109LDX02380LBI叉020110SETS2781OUTY023112STLS2B82LDIX016113LDIXO2O83OUT¥021114OUTY023114OUTY023115LDX020116OUTY004117STLS27118OUTY012119OUTY002120STLS2S121STLS27122LDX02(t123SETS29125STLS29126OUTY013127OUTY002128LDX022129OUTSO131RET132END133