自動送料裝車和單軸位置控制報告

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 課程設(shè)計成績評定標(biāo)準(zhǔn)及成績序號評審項目指 標(biāo)滿分評分1工作態(tài)度遵守紀(jì)律，學(xué)習(xí)認(rèn)真；作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，踏實肯干；善于與他人合作。52工作量按期圓滿完成規(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。203出勤情況全勤：10分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4設(shè)計、實驗方案控制要求詳細(xì)，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。30分5實

2、驗技能動手能力強，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。10分6小組表現(xiàn)注重團(tuán)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(dān)主要執(zhí)行者。5分7設(shè)計報告質(zhì)量報告結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)合理；文理通順，技術(shù)用語準(zhǔn)確，符合規(guī)范；圖表完備、正確，繪圖準(zhǔn)確、符合國家標(biāo)準(zhǔn)；。20分總 分評語：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#A418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

3、長：徐其興目錄1 前言12 自動送料裝車22.1 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73.2 硬件設(shè)計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)13謝 辭14參考文獻(xiàn)151 前言隨著社會迅速的發(fā)展，各機械產(chǎn)品層出不窮?？刂葡到y(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、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)

4、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(hù)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(fù)擔(dān)，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)?？刂葡到y(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(jìn)行，重者甚至發(fā)生人身安全事故，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

5、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(jìn)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

6、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(dāng)中更加深入的了解了更多的PLC知識。2 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自動控制小車的裝料卸料過程。小車到達(dá)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

7、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 圖12.3 程序圖圖2圖3按下啟動按鈕X6，M0得電，Y0得電，小車啟動前進(jìn)。小車達(dá)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?yán)^續(xù)前進(jìn)，小車到達(dá)2號工地，碰到接近開關(guān)X2，小車停止2S卸

8、料，2S時間到，T2閉合，小車?yán)^續(xù)前進(jìn)。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又得電，小車又前進(jìn)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可以使小車停在想要的工位。2.4 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

9、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(jìn)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。

10、 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移動。3.2 硬件設(shè)計單軸位置控制I/O接線圖圖53.3 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(dá)2號工位后,S14置位,氣缸下移,碰到下限

11、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后再下降吸附小鐵塊,4S后氣缸上升,氣缸繼續(xù)右移,到達(dá)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.3.3.1 自動控制部分程序圖63.3.2 手動部分程序圖73.4 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(jìn)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

12、，五天加在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(zhǔn)備的人的，也可以說是功夫不負(fù)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(xì)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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務(wù)，這個單

13、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(yuǎn)遠(yuǎn)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(yuǎn)沒有自己用了的體會深刻。我學(xué)會了很多以前沒學(xué)過的知識，也鞏固了很多以前沒學(xué)好的知識，使

14、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。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(rèn)識和提高。我會在以后的工作中為社會作出貢獻(xiàn)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