基于PLC的自動(dòng)運(yùn)料小車經(jīng)典設(shè)計(jì)

一、緒論1.1.選題意義制造業(yè)在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中占著極其重要的地位，它的發(fā)展主導(dǎo)著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前景方向。我國(guó)作為世界工廠，以前因?yàn)閯趧?dòng)力廉價(jià)，大部分情況下送料都是采用人力手工運(yùn)送，缺乏安全有效的保護(hù)措施，使得運(yùn)料過(guò)程有著“勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低下，安全事故頻發(fā)”等特點(diǎn)。隨著已進(jìn)入高速發(fā)展期的計(jì)算機(jī)科技、信息科技以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展創(chuàng)新，制造業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)在國(guó)內(nèi)國(guó)外也變得日益激烈，依靠單純的人工運(yùn)料這一傳統(tǒng)的運(yùn)料方式已不能滿足日益繁重生產(chǎn)要求。此時(shí)由于PLC控制技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)料過(guò)程的自動(dòng)化也在慢慢的發(fā)展中。運(yùn)料過(guò)程自動(dòng)化程度的提高極大地提高了生產(chǎn)的效率和穩(wěn)定性，并保證了員工的人身安全，降低了生產(chǎn)成本。而自動(dòng)運(yùn)料小車在這一過(guò)程中始終占著關(guān)鍵的地位，小車專用于粒料、粉料、片狀料、帶狀料等生產(chǎn)物料的運(yùn)輸，是制造業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的設(shè)備之一。1.2.運(yùn)料小車發(fā)展歷史及現(xiàn)狀自從第一臺(tái)PLC被設(shè)計(jì)出來(lái)到現(xiàn)在，PLC幾經(jīng)更新?lián)Q代，在性能和技術(shù)方面取得了長(zhǎng)足的發(fā)展與完善。而運(yùn)料小車的控制系統(tǒng)也隨之經(jīng)歷了手動(dòng)控制、自動(dòng)控制﹑全自動(dòng)控制的三個(gè)本質(zhì)性發(fā)展階段。當(dāng)前我們國(guó)內(nèi)的大部分企業(yè)基本上都在用下面所說(shuō)的幾種運(yùn)料方式：（1）機(jī)械手加若干穿梭小車式：自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線基本上都是采用這種系統(tǒng)，該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)為自動(dòng)上料、取料機(jī)械手和穿梭小車。當(dāng)前在沖壓車間工作的各種各樣的自動(dòng)化運(yùn)料系統(tǒng)都是由不同商家以上述結(jié)構(gòu)和原理為基礎(chǔ)的情況下設(shè)計(jì)和制造的。它所具有的優(yōu)點(diǎn)是可適用于大多數(shù)企業(yè)，而缺點(diǎn)是裝置比較繁雜、運(yùn)送步驟多、耗時(shí)長(zhǎng)以及操作不夠簡(jiǎn)便。（2）送料機(jī)利用機(jī)械手進(jìn)行送料：在這個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)中機(jī)械手是以小車的形式存在，由鋼繩將滑塊和小車連接在一起，利用滑塊向上向下進(jìn)行垂直運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的拉力，使得小車在水平方向上平行的來(lái)回運(yùn)動(dòng)。并借此完成運(yùn)料和小車復(fù)位。這種系統(tǒng)在提高生產(chǎn)效率的前提下，也最大限度的保證了生產(chǎn)人員自身的安全。該系統(tǒng)所具有的的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，而缺點(diǎn)則是由于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都需要機(jī)械手完成，使得機(jī)械手的數(shù)量過(guò)大，造成該系統(tǒng)發(fā)生機(jī)械故障的概率也大大增加。（3）新型的多級(jí)連線自動(dòng)搬運(yùn)物料系統(tǒng)：這種自動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力部分通過(guò)驅(qū)動(dòng)四臺(tái)2500KN壓力機(jī)來(lái)提供的，它在達(dá)到國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家所生產(chǎn)的生產(chǎn)線相同送料精度和生產(chǎn)效率的情況下，生產(chǎn)線所需要絕大部分零件都已可以在國(guó)內(nèi)自己研發(fā)生產(chǎn)。相較于國(guó)外生產(chǎn)線，我們?cè)诳刂粕a(chǎn)成本這一塊上具有較大的優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，步進(jìn)電機(jī)控制使得系統(tǒng)精度高、布距均勻、功耗低和所需電壓低。（4）汽缸傳動(dòng)：這一生產(chǎn)系統(tǒng)因?yàn)樯a(chǎn)效率以及送料準(zhǔn)確性相對(duì)于上述各個(gè)系統(tǒng)而言都比較低，已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代化較高的生產(chǎn)要求，被市場(chǎng)淘汰已是它的最終命運(yùn)。綜上所述可知，以PLC為核心控制系統(tǒng)的運(yùn)料小車在安全保障、系統(tǒng)穩(wěn)定、抗干擾能力、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本和對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)上有著其他自動(dòng)運(yùn)料系統(tǒng)都難以比擬的優(yōu)勢(shì)。1.3.課題的意義及應(yīng)用自中國(guó)加入WTO以來(lái)，國(guó)內(nèi)一些大型企業(yè)為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和貿(mào)易國(guó)際化的時(shí)代趨勢(shì)，提高在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，已經(jīng)逐漸發(fā)現(xiàn)送料環(huán)節(jié)在生產(chǎn)過(guò)程中的重要性，并且逐步的提高了該過(guò)程自動(dòng)化程度。但我們?nèi)匀粦?yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)到國(guó)內(nèi)許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)﹑私營(yíng)企業(yè)，由于受到資金及管理方面的限制，依舊在采用著人工運(yùn)料的傳統(tǒng)方式，并且這一過(guò)程缺乏必要的保護(hù)措施。延續(xù)著“高成本、低效率、勞動(dòng)強(qiáng)度大、事故頻發(fā)”等特點(diǎn)。切入點(diǎn)：本設(shè)計(jì)中的自動(dòng)運(yùn)料小車將以PLC為小車控制核心，加上各式傳感器、控制電路（有要求可以外接顯示電路、特殊地段可加上軌道）等器件，組成一個(gè)基于PLC的全自動(dòng)控制控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、維護(hù)維修方便、適應(yīng)能力強(qiáng)，可在室內(nèi)外、山區(qū)不同地段拆卸安裝運(yùn)行，并能滿足大部分物料的輸送。該系統(tǒng)將以四輪小車小車為主要載體，采用三相異步電機(jī)為動(dòng)力裝置，加上行程開關(guān)、定時(shí)器以及PLC和一些控制元件組合而成。其一般組成示意如下圖1-1所示：圖1-1自動(dòng)運(yùn)料小車結(jié)構(gòu)圖

二、PLC應(yīng)用2.1PLC的定義、硬件結(jié)構(gòu)、工作原理以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1.1PLC的定義PLC(ProgrammableLogicController)早期被稱作可編程邏輯控制器，它主要被用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍。因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC,PLC自1966年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國(guó)、日本和德國(guó)的可編程序控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。2.1.2PLC的硬件結(jié)構(gòu)PLC根據(jù)基本結(jié)構(gòu)形式的差別可分成兩類，即整體式PLC和模塊式PLC。（1）整體式PLC又被稱作箱體式或者單元式PLC，它將電源電路、CPU模塊、輸入/輸出模塊、存儲(chǔ)器、通信端口等各個(gè)功能獨(dú)立的模塊組裝到一個(gè)箱狀機(jī)殼內(nèi)，使得這類PLC結(jié)構(gòu)非常緊湊，體積也相對(duì)較小。具有輸入/輸出點(diǎn)數(shù)固定、體積較小、造價(jià)低、靈活性低等特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：2-1整體式PLC（2）模塊式PLC又稱作組合式PLC，它將組成PLC的各個(gè)模塊獨(dú)立出來(lái)，并使CPU、存儲(chǔ)器、I/O模塊、通信端口和電源電路等分別變成相應(yīng)的模塊，需要使用時(shí)根據(jù)系統(tǒng)要求的性能再將這些模塊以搭積木的方式組裝在機(jī)架上，各模塊之間通過(guò)機(jī)架上的總線相互聯(lián)系。它具有價(jià)格高、應(yīng)用靈活等特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)如下圖2-2所示。圖2-2模塊式PLC上面所說(shuō)的兩種結(jié)構(gòu)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，為了綜合他們各自的優(yōu)點(diǎn)，回避他們固有的缺點(diǎn)。在這兩種PLC結(jié)構(gòu)之外又開發(fā)了一種名為疊裝式PLC。它同時(shí)具備了整體式和模塊式PLC的優(yōu)點(diǎn)，將基本單元和擴(kuò)展單元設(shè)計(jì)的高寬一致，并用扁平的電纜將它們連接在一起，放棄占用空間較大的基板。經(jīng)過(guò)合理的組裝后外形一般呈占地較少的長(zhǎng)方體，而且，由于具有擴(kuò)展功能，所以I/O點(diǎn)數(shù)的配置也有很大的自由空間。將具有擴(kuò)展功能的PLC擴(kuò)展之后，便可稱之為疊裝式PLC。此類PLC的體積較小，系統(tǒng)組成還可以按要求進(jìn)行靈活的配置。其代表系列如下圖2-3所示。圖2-3三菱PLCFX2N—64MR結(jié)構(gòu)圖2.1.3PLC的工作原理PLC最初是被用來(lái)代替電氣控制裝置中的電器元件，它是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，工作方式和普通的計(jì)算機(jī)一樣使用串行工作方式。在實(shí)際運(yùn)行中，它采用不同于一般微型計(jì)算機(jī)的掃描的方式運(yùn)行，當(dāng)PLC開始運(yùn)行后，它的工作方式是按集中輸入、集中輸出、不斷的周期性循環(huán)掃描進(jìn)行工作的，它的每個(gè)掃描周期按工作過(guò)程基本可分為三個(gè)階段，分別是輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。這三個(gè)階段是PLC工作過(guò)程的中心內(nèi)容，在PLC的工作時(shí)間中，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段，計(jì)算一個(gè)掃面周期所需時(shí)間（T）的公式為：T=(讀入時(shí)間*輸入點(diǎn)數(shù))+(運(yùn)算速度*程序步數(shù))+(輸出時(shí)間*輸出點(diǎn)數(shù))+自診斷時(shí)間。掃描過(guò)程如下圖2-3所示。圖2-4掃描過(guò)程2.1.4PLC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)在我們實(shí)際運(yùn)用時(shí)，PLC可以使用三種語(yǔ)言編程，分別是梯形圖、助記符以及功能塊圖。其中梯形圖使用簡(jiǎn)單、直觀易懂，為主要編程語(yǔ)言。而助記符語(yǔ)言則需要有一定的基礎(chǔ)才可以運(yùn)用。PLC控制系統(tǒng)由硬件部分及軟件部分組成。PLC控制系統(tǒng)是為了滿足生產(chǎn)中具體的工藝流程設(shè)計(jì)制作的，所以在達(dá)到生產(chǎn)所需要的控制要求前提之下，設(shè)計(jì)應(yīng)該在以下四個(gè)基本原則下進(jìn)行：1.滿足要求，即依據(jù)具體的生產(chǎn)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)最大程度的滿足被控對(duì)象的控制要求。2.經(jīng)濟(jì)實(shí)用，即在滿足控制要求的前提下，盡量減少PLC系統(tǒng)硬件費(fèi)用，使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。3.適應(yīng)發(fā)展，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)市場(chǎng)會(huì)不停的進(jìn)步，對(duì)生產(chǎn)的控制要求也會(huì)不斷地提高、改變，所以控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮PLC的可擴(kuò)展性，適當(dāng)?shù)牧粢恍┰Ａ俊?.安全可靠，設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)者還要考慮，在長(zhǎng)期運(yùn)行中控制系統(tǒng)能不能達(dá)到安全可靠、穩(wěn)定運(yùn)行、維護(hù)方便等要求。PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)在滿足上述原則下，按下述流程設(shè)計(jì):1.根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)要求分析系統(tǒng)需要達(dá)到的控制要求，確定控制任務(wù)，擬定設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中目前需要達(dá)到的技術(shù)條件。2.確定所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中需要的一些硬件設(shè)備，這些設(shè)備主要有三類：輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和被控對(duì)象；然后估算所需PLC的I/O點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)器容量。3.選擇PLC。作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部件，PLC的正確選擇是保證控制系統(tǒng)的達(dá)到生產(chǎn)所需的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的最重要要求，PLC的選擇主要參考以下幾個(gè)方面，即機(jī)型的選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇。這些選擇可以通過(guò)估算出被控對(duì)象要求的輸入輸出形式、I/O點(diǎn)數(shù)、特殊要求和操作規(guī)則等進(jìn)行選擇，最終確定的PLC必須滿足上述估算要求。4.對(duì)于PLC的輸入/輸出點(diǎn)要按系統(tǒng)控制要求進(jìn)行分配與定義，并繪制出相應(yīng)的I/O連接圖。參照選用的PLC類型，按功能將輸入、輸出、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)區(qū)一一區(qū)分好，對(duì)控制系統(tǒng)使用的每一個(gè)輸入、輸出信號(hào)及內(nèi)部元件定義專用的信號(hào)名和地址，在程序設(shè)計(jì)中使用哪些內(nèi)部元件，執(zhí)行什么功能格都要做到清晰，無(wú)誤。5.PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)?？刂瞥绦蛳喈?dāng)于控制系統(tǒng)的靈魂部分，關(guān)乎到系統(tǒng)的正常、高效和安全運(yùn)行。這個(gè)步驟包含順序流程圖的設(shè)計(jì)、梯形圖編譯和語(yǔ)句表的編寫。上述程序語(yǔ)句編寫完成后，必須經(jīng)過(guò)反復(fù)的檢查、修改、仿真運(yùn)行，直到滿足要求為止。6.模擬調(diào)試。程序編寫檢查完成后，將編好的程序輸入仿真軟件中，利用仿真軟件進(jìn)行仿真調(diào)試，觀察分析運(yùn)行結(jié)果；查看能否達(dá)到系統(tǒng)的控制要求。最終結(jié)果必須達(dá)到基本的控制要求才能進(jìn)行下一步。7.整理和編寫技術(shù)文件。例如整理與設(shè)計(jì)有關(guān)的文檔、設(shè)計(jì)說(shuō)明書、硬件原理圖、I/O接線原理圖、電器元件明細(xì)表、PLC程序、注意事項(xiàng)和使用說(shuō)明書、等。設(shè)計(jì)步驟的示意圖如下圖2-5所示。圖2-5設(shè)計(jì)步驟示意圖2.2系統(tǒng)的資源分配2.2.1系統(tǒng)的I/O資源分配在本設(shè)計(jì)中控制系統(tǒng)的輸入為啟動(dòng)停止按鈕各一個(gè)、呼叫按鈕4個(gè)、行程開關(guān)5個(gè)，總共是11點(diǎn)輸入。而在該系統(tǒng)中由輸出控制的外部硬件設(shè)備只有一個(gè)為小車提供動(dòng)力的三相電機(jī)，但是因?yàn)樵撾姍C(jī)有兩中工作狀態(tài)（正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)）來(lái)對(duì)應(yīng)小車的正向行駛和反向行駛，所以需要有兩個(gè)輸出點(diǎn)與之對(duì)應(yīng)。由于PIC的CPU模塊數(shù)字量輸入、輸出點(diǎn)數(shù)能滿足控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)要求，所以不再需要增加輸入/輸出模塊。控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的地址分配表如表2-1所示表2-1輸入地址分配表地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5Q0.0Q0.1啟動(dòng)按鈕開關(guān) 停止按鈕開關(guān)2號(hào)站點(diǎn)呼叫按鈕開關(guān)3號(hào)站點(diǎn)呼叫按鈕開關(guān)4號(hào)站點(diǎn)呼叫按鈕開關(guān)5號(hào)站點(diǎn)呼叫按鈕開關(guān)1號(hào)站點(diǎn)行程開關(guān)2號(hào)站點(diǎn)行程開關(guān)3號(hào)站點(diǎn)行程開關(guān)4號(hào)站點(diǎn)行程開關(guān)5號(hào)站點(diǎn)行程開關(guān)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（左行）電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)（右行）2.3系統(tǒng)PLC的具體設(shè)計(jì)依據(jù)自動(dòng)運(yùn)料小車系統(tǒng)對(duì)于小車運(yùn)行過(guò)程的控制要求，即按下啟動(dòng)按鈕I0.0之后，自動(dòng)運(yùn)料小車系統(tǒng)被啟動(dòng)，系統(tǒng)開始正常運(yùn)行，小車初狀態(tài)默認(rèn)為停靠在1號(hào)站（裝料處）；此時(shí)，上料裝置開始給小車裝料，15秒（裝料時(shí)間可按實(shí)際情況調(diào)整，公式T=輸入數(shù)*0.1）后小車裝料完成；此時(shí)靜止不動(dòng)，直到有呼叫按鈕處于觸發(fā)狀態(tài)，小車立刻向右行駛。持續(xù)行駛到處于觸發(fā)狀態(tài)的呼叫按鈕對(duì)應(yīng)的行程開關(guān)處后，運(yùn)料小車停靠在該站，并開始卸料。20秒（同上述）后運(yùn)料小車完成卸料過(guò)程，小車開始向左行駛，回到裝料處（1號(hào)站點(diǎn)）后，小車?？坎⒅匦卵b料。我們可以將整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分為8步，并用M0.1，MO.2，M0.3，M0.4，M0.5，M0.6，M0.7，M0.8來(lái)代表上述8個(gè)步驟，而最開始系統(tǒng)等待啟動(dòng)的初始步驟則由M0.0代表。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，上述各個(gè)步驟轉(zhuǎn)化時(shí)所需的轉(zhuǎn)換條件分別為啟動(dòng)按鈕（I0.0）的常開觸點(diǎn)、停止按鈕（I0.1）的常開觸點(diǎn)、呼叫按鈕（I0.2—I0.5）的常開觸點(diǎn)、行程開關(guān)（I1.1—I1.5）的常開觸點(diǎn)和定時(shí)與延時(shí)接通的常開與常閉觸點(diǎn)。2.3.1系統(tǒng)順序流程圖順序功能流程圖（SFC）如下圖2-6所示。圖2-6順序功能流程圖2.3.2系統(tǒng)梯形圖將上述順序功能圖翻譯成梯形圖語(yǔ)言（LAD）時(shí)如下圖2-7所示圖2-7系統(tǒng)梯形圖2.3.3系統(tǒng)的語(yǔ)句表（STL）將上述梯形圖翻譯為語(yǔ)句表如下所示Network1LDM1.0AI0.1OSM0.1OM0.0ANM0.1=M0.0Network2LDM0.0AI0.0LDM0.0AI1.1OLDOM0.1ANM0.2=M0.1TONT37,200Network3LDM0.1AT37OM0.2ANM0.3ANM0.4ANM0.5ANM0.6=M0.2Network4LDM0.1AI0.1OM0.3ANM0.7=M0.3Network5LDM0.2AI0.3OM0.4ANM0.7=M0.4Network6LDM0.2AI0.4OM0.5ANM0.7=M0.5Network7LDM0.2AI0.5OM0.6ANM0.7=M0.6Network8LDM0.3AI1.2LDM0.4AI1.3OLDLDM0.5AI1.4OLDLDM0.6AI1.5OLDOM0.7ANM1.0=M0.7TONT38,150Network9LDM0.7AT38OM1.0ANM0.0ANM0.1=M1.0=Q0.1Network10LDM0.3OM0.4OM0.5OM0.6=Q0.0

三、運(yùn)料小車的硬件設(shè)計(jì)3.1小車運(yùn)行示意圖上述按控制要求設(shè)計(jì)出的自動(dòng)控制系統(tǒng)以及編制完成的各個(gè)程序皆是依據(jù)下圖3-1運(yùn)料小車示意圖設(shè)計(jì)：圖3-1運(yùn)料小車示意圖3.2系統(tǒng)工作原理分析及要求自動(dòng)運(yùn)料系統(tǒng)未啟動(dòng)時(shí)，運(yùn)料小車默認(rèn)?？吭?號(hào)站（裝料處）。啟動(dòng)系統(tǒng)需先打開啟動(dòng)電源按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)并且等待運(yùn)行，當(dāng)其余四個(gè)站點(diǎn)呼叫時(shí)，小車開始裝料，設(shè)計(jì)裝料時(shí)間為60S（可根據(jù)具體情況修改），裝料完成后小車開始向呼叫的站點(diǎn)運(yùn)行，到達(dá)呼叫站點(diǎn)后停靠，然后小車開始卸料，設(shè)計(jì)卸料時(shí)間為120S（可根據(jù)具體情況修改），卸料完成后小車運(yùn)行回到1號(hào)站點(diǎn)等待下一次運(yùn)行。根據(jù)上述情況，自動(dòng)運(yùn)料小車運(yùn)行系統(tǒng)要求如下：（1）按下啟動(dòng)按鈕后，該系統(tǒng)開始運(yùn)行。按下停止按鈕后，系統(tǒng)停止運(yùn)行。（2）當(dāng)有呼叫點(diǎn)呼叫時(shí)，小車開始向呼叫點(diǎn)運(yùn)行，到達(dá)呼叫點(diǎn)后，小車停止并卸料。（3）小車卸料完成后，小車開始向裝料處運(yùn)行，到達(dá)裝料處之后停止運(yùn)行。（4）呼叫按鈕之間具有互鎖功能，先按下呼叫按鈕的具有優(yōu)先級(jí)。3.3小車運(yùn)行分析PLC為小車控制核心，加上各式傳感器、控制電路、顯示電路（特殊地段可加上軌道）等器件，組成一個(gè)基于PLC的全自動(dòng)控制控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)適應(yīng)能力強(qiáng)，可在室內(nèi)外、山區(qū)不同地段拆卸安裝運(yùn)行，并適應(yīng)大部分物料的輸送。根據(jù)大部分運(yùn)輸情況的要求，我們將其分為幾個(gè)控制部分，每個(gè)部分都可以在此基礎(chǔ)上根據(jù)具體情況加以刪減或增加。具體的控制系統(tǒng)組成設(shè)計(jì)如下圖3-2所示。3-2控制系統(tǒng)組成圖為了更加具體、直觀的了解自動(dòng)運(yùn)料小車的運(yùn)行流程，也為了使得我們的設(shè)計(jì)更加嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)單。所以設(shè)計(jì)出運(yùn)料小車的運(yùn)行方式，并將它以流程圖表現(xiàn)出來(lái)。其控制系統(tǒng)運(yùn)行流程圖如下圖3-3所示。否否是否是否是否是小車裝料按下呼叫按鈕小車右行到達(dá)呼叫停靠點(diǎn)小車停止卸料小車左行到達(dá)裝料?？奎c(diǎn)小車停止按下停止按鈕結(jié)束開始按下啟動(dòng)按扭鈕3-3控制系統(tǒng)流程圖3.4運(yùn)料小車硬件介紹系統(tǒng)硬件接線圖如下圖3-4所示。3-4主電路圖3-5PLC外部接線圖上圖3-4所示KM1和KM2是分別控制電機(jī)正轉(zhuǎn)（向右運(yùn)行）和電機(jī)反轉(zhuǎn)（向左運(yùn)行）的交流接觸器。原理上是應(yīng)用通過(guò)改變?nèi)嚯姍C(jī)的電源相序來(lái)改變?nèi)嚯姍C(jī)的運(yùn)行方式，且在3-5的PLC外部接線圖中，KM1和KM2形成了硬件互鎖電路，即KM1的線圈串聯(lián)了KM2的輔助常閉觸點(diǎn),KM2的線圈串聯(lián)了KM1的輔助常閉觸點(diǎn)；更好的保證電機(jī)的正常運(yùn)行，提高該系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。在主電路圖中對(duì)于三相電機(jī)的選擇應(yīng)參考實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于小車的動(dòng)力、運(yùn)行環(huán)境要求。

四、工作總結(jié)4.1設(shè)計(jì)總結(jié)4.1．1小車的優(yōu)缺點(diǎn)分析本設(shè)計(jì)利用PLC實(shí)現(xiàn)了運(yùn)料小車的自動(dòng)運(yùn)送生產(chǎn)材料功能，避免了以往繼電器控制系統(tǒng)造價(jià)高、接線復(fù)雜、體積大、故障率高、維護(hù)維修困難、通用性低、幾乎無(wú)數(shù)據(jù)處理和通訊功能等缺點(diǎn)。并且在運(yùn)料小車的運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)對(duì)行程開關(guān)的運(yùn)用，使得運(yùn)料小車的運(yùn)送精度和效率大大提高。而由于可編程序控制器的運(yùn)用，使得系統(tǒng)硬件極少，需要硬件之間的連線相應(yīng)的較少，這讓操作系統(tǒng)整體上顯得簡(jiǎn)潔明了，有利于生產(chǎn)人員的理解和使用，在系統(tǒng)出現(xiàn)一些緊急故障時(shí)，即使非專業(yè)人員也可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的維修。極大的提高了自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。因?yàn)槭轻槍?duì)較簡(jiǎn)單的運(yùn)料系統(tǒng)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)只是基本實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)顯得比較單一，且沒(méi)有什么功能擴(kuò)展，這使得該系統(tǒng)的適用性不高。4.1.2設(shè)計(jì)的改進(jìn)及推廣在我們的實(shí)際生產(chǎn)生活中，該系統(tǒng)還應(yīng)該具有智能化、遠(yuǎn)程化、無(wú)人化的操作優(yōu)點(diǎn)，比如說(shuō)將該控制系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)之中，或者與多臺(tái)控制器連接組成局域網(wǎng)，讓生產(chǎn)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間以及系統(tǒng)自生的信息交換更加準(zhǔn)確、方便快捷。這可以在一定程度上提高生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率、安全性和適用性。如果被控對(duì)象有控制要求的話，我們還可以在本設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上加上顯示功能，顯示運(yùn)料小車的運(yùn)行速度，到達(dá)指定呼叫點(diǎn)需要的時(shí)間等。加入一些特殊傳感器來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)的可控制要求和安全性等。例如在小車底部安裝一個(gè)聲吶類傳感器，以此來(lái)檢測(cè)運(yùn)料小車的卸料是不是比較完全，在運(yùn)料距離較長(zhǎng)或各個(gè)停靠點(diǎn)距離較大時(shí)，可以通過(guò)修改運(yùn)料總數(shù)、卸料時(shí)間以及自動(dòng)運(yùn)料系統(tǒng)程序，使得小車一次可裝載較多的物料，給多個(gè)呼叫點(diǎn)補(bǔ)充生產(chǎn)材料。另外，視被控對(duì)象的要求，我們可以將運(yùn)料小車概念化，比如大型養(yǎng)豬場(chǎng)中自動(dòng)打料系統(tǒng)的輸料管道也可以視為運(yùn)料小車。這些都可提高我們所設(shè)計(jì)的自動(dòng)運(yùn)料系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。增加整個(gè)系統(tǒng)的安全性、靈活性和適用性。4.2工作小結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是要求我們對(duì)大學(xué)階段所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合整理、運(yùn)用和實(shí)踐，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們能更好的了解自身存在的專業(yè)知識(shí)盲點(diǎn)、技能掌握不足之處和基本能力的缺陷，并針對(duì)這些不足之處進(jìn)行知識(shí)補(bǔ)充、技能熟練和基本能力訓(xùn)練。提高我們的觀察、學(xué)習(xí)能