【正文】 停止按鈕 5 個(gè)行程按鈕 4 個(gè)呼叫按鈕 三相異步電動(dòng)機(jī) 啟動(dòng)按鈕 P L C 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁 共 77 頁 3 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的 硬件 配置 小車的硬件 選擇 小車采用的是載重量 1噸的小車，實(shí) 用性高，運(yùn)輸量大。 電機(jī)的選擇 運(yùn)料小車由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)， 與 單相異步電動(dòng)機(jī) 相比，三相異步 電動(dòng)機(jī) 運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn) 子 結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 所以本小車采用三相異步電動(dòng)機(jī) 電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車向右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車向左行。 電機(jī) 采用 Y100L2。 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)圖如圖 所示： 圖 三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路圖 PLC 的選擇 西門子小型機(jī)有 S7200：處理速度 ~ ；存貯器 2k ；數(shù)字量 248 點(diǎn)；模擬量 35 路 。 CPU 采用 CPU 226。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ① 極高的可靠性。 ② 極豐富的指令集。 ③ 易于掌握。 ④ 便捷的操作。 ⑤ 豐富的內(nèi)置集成功能。 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 7 頁 共 77 頁 ⑥ 實(shí)時(shí)特性。 ⑦ 強(qiáng)勁的通訊能力。 ⑧ 豐富的擴(kuò)展模塊。 行程開關(guān) 采用 常 規(guī)行程開關(guān)中 LX19 系列中的 LX19001/111，該 產(chǎn)品有結(jié)構(gòu)簡單、功能實(shí)用、價(jià)格低廉 ，能降低成本 的優(yōu)勢深受廣大使用者的青睞。 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 8 頁 共 77 頁 4 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的軟件 設(shè)計(jì) I/O 分配表 這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)按鈕開關(guān)、停止按鈕開關(guān)、 4個(gè)呼叫按鈕開關(guān)、 5 個(gè)行程開關(guān)共 11輸入點(diǎn)。這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備只有控制小車運(yùn)動(dòng)的三相電動(dòng)機(jī)一個(gè)。但是電機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)，分別都應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和 反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)應(yīng)該有 2 個(gè)。對(duì)應(yīng)的地址分配表如表 所示： 地 址 對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備 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） 表 地址分配表 外圍連接圖 小車控制系統(tǒng)的輸入 ，輸出設(shè)備與 PLC 的 I/O 端對(duì)應(yīng)的外部接線圖如 所示： 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 9 頁 共 77 頁 圖 外部接線圖 PLC 程序流程圖 根據(jù)運(yùn)料小車運(yùn)動(dòng)控制的要求， 按下啟動(dòng)按鈕 后，運(yùn)料小車系統(tǒng)開始工作，并開始進(jìn)行裝料， 20S 裝料結(jié)束后若有呼叫按鈕按下，小車右行。碰到呼叫按鈕對(duì)應(yīng)的行程開關(guān)后下車停止并卸料， 15S 后卸料完畢小車左行，碰到裝料點(diǎn)的行程開關(guān)時(shí)，小車停止并裝料。根據(jù)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，工作期間分為 8 步，分別用,, 來代表這 8 步，用 來代表等待啟動(dòng)的初始步。啟動(dòng)按鈕 ,停止按鈕 的常開觸點(diǎn)，呼叫按鈕的常開觸點(diǎn)，行程開關(guān)的常開觸點(diǎn)，定時(shí)器延時(shí)接通的常開觸點(diǎn)是各步之間的轉(zhuǎn)換條件。順序功能圖如 ： 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 10 頁 共 77 頁 圖 圖 系統(tǒng)梯形圖 根據(jù)系統(tǒng)順序功能圖畫出運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的梯形圖如 下圖 所示： 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 11 頁 共 77 頁 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 12 頁 共 77 頁 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 13 頁 共 77 頁 5 程序的運(yùn)行調(diào)試與仿真 將系統(tǒng)梯形圖導(dǎo)入西門子仿真軟件進(jìn)行仿真。選擇 CPU 型號(hào)為 224 后裝載程序。檢查程序無誤后將仿真軟件切換到運(yùn)行狀態(tài)。按下輸入繼電器 所對(duì)應(yīng)的按鈕， 所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，計(jì)時(shí)器 T37 開始計(jì)時(shí)， 20S 后按下輸入繼電器 所對(duì)應(yīng)的按鈕， 所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，輸出繼電器 對(duì)應(yīng)的指示燈也同時(shí)亮。按下輸入繼電器 所對(duì)應(yīng)的按鈕， 所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，計(jì)時(shí)器 T38 開始計(jì)時(shí)，輸出繼電器 對(duì)應(yīng)指示燈同時(shí)也熄滅。 15S 后輸出繼電器 所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，按下輸入繼電器 或 所對(duì)應(yīng)的按鈕， 或 所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，輸出繼電器 所對(duì)應(yīng)的指示燈滅。滿足控制要求。反復(fù)運(yùn)行此程序也均能達(dá)到控制要求。仿真如圖 所示 ： 圖 軟件仿真圖 將程序載入 PLC 中，調(diào)試程序并運(yùn)行，均能達(dá)到控制要求。 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 14 頁 共 77 頁 6 設(shè)計(jì)小結(jié) 小車的優(yōu)缺點(diǎn)分析 本 設(shè)計(jì)運(yùn)用的可編程控制器實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)運(yùn)料小車控制器，避開了以往繼電器接觸不良、開關(guān)易損壞等缺點(diǎn)，可靠性和穩(wěn)定性都有所提高。在檢測小車是否到達(dá)呼叫停靠點(diǎn)的時(shí)候，運(yùn)用了行程開關(guān)，這樣的檢驗(yàn)系統(tǒng)讓小車的停靠位置更加準(zhǔn)確。 與此同時(shí)，由于輸入輸出很明顯，不需要好多額外的外接電路，讓設(shè)計(jì)更簡潔。這也是采用了成熟的可編程控制器帶來的好處。即使在出現(xiàn)故障、緊急停止等 環(huán)節(jié)中都能快捷操作。但設(shè)計(jì)過程中，只是基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求，沒有功能擴(kuò)展，讓系統(tǒng)顯得比較簡單。 設(shè)計(jì)的改進(jìn)及 推廣 在實(shí)際的運(yùn)用過程中，為了便于智能化、無人化、遠(yuǎn)程化的操作，該設(shè)計(jì)控制器還應(yīng)該聯(lián)網(wǎng)，讓多臺(tái)控制器組成局域網(wǎng)，構(gòu)成一套網(wǎng)路系統(tǒng)，便于通訊和控制操作。如修改軟件設(shè)計(jì)中的一些參數(shù)，能適合在不同的場合都能適合。在具體的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該還可以設(shè)計(jì)顯示功能，顯示運(yùn)料小車到達(dá)指定的?？空緯r(shí)所需時(shí)間；還可以在小車底部安裝一個(gè)傳感器，用來檢測小車中的料是否 卸 完。這樣就可更好地控制小車的運(yùn)行，更加便于人們工作。此外 ，該運(yùn)料小車控制器可以運(yùn)用于大型的養(yǎng)殖行業(yè)，便于送料和喂養(yǎng)。這樣就可以節(jié)約時(shí)間，提高效率。 常見故障及排除方法 基于我實(shí)習(xí)多月來，對(duì)拋丸機(jī)常見電氣故障方面的了解。知道了運(yùn)料小車可能出現(xiàn)的常見故障。 （ 1） 行程開關(guān)的損壞及撞擊變形。優(yōu)點(diǎn)是可以選用接近開關(guān)代替行程開關(guān) （ 2） PLC 的輸入 輸出口接觸不良。 （ 3） 電器柜內(nèi)熱保護(hù)器出現(xiàn)過載現(xiàn)象。 （ 4） 控制回路的線路故障。 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 15 頁 共 77 頁 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在教學(xué)過程的最后階段采用的一種總結(jié)性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié) 。 通過畢業(yè)設(shè)計(jì) ， 能使 我們 綜合應(yīng)用所學(xué)的各種 理論知識(shí)和技能 ， 進(jìn)行全面 、 系統(tǒng) 、 嚴(yán)格的技術(shù)及基本能力的訓(xùn)練 。 早期運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)多為繼電器 .接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng) ， 這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長 、 體積大 、 成本高等缺陷 ， 幾乎無數(shù)據(jù)處理和通信功能 ， 必須有專人負(fù)責(zé)操作 。 將 PLC 應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng) ， 可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制 ， 降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用 。 PLC運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡單 ， 控制速度快 ， 精度高 ，可靠性和可維護(hù)性好 ， 安裝 、 維修和改造方便等優(yōu)點(diǎn) 。 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，運(yùn)料小車的應(yīng)用也不斷擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域，從手動(dòng)到自動(dòng)，逐漸形成了機(jī)械化、自動(dòng)化。但是，傳統(tǒng) 的繼電器接觸器控制在工作中已經(jīng)暴露出種種弊端，因此，新的控制設(shè)計(jì)已成為社會(huì)發(fā)展的必然趨勢。本 設(shè)計(jì)運(yùn)用的可編程控制器實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)運(yùn)料小車控制器，避開了以往繼電器接觸不良、開關(guān)易損壞等缺點(diǎn)，可靠性和穩(wěn)定性都有所提高。在檢測小車是否到達(dá)呼叫?？奎c(diǎn)的時(shí)候，運(yùn)用了行程開關(guān) 使 小車的停靠位置更加準(zhǔn)確。 同時(shí)， 由于輸入輸出很明顯，不需要好多額外的外接電路，讓設(shè)計(jì)更簡潔。這也是采用了成熟的可編程控制器帶來的好處。即使在出現(xiàn)故障、緊急停止等環(huán)節(jié)中都能快捷操作。 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 16 頁 共 77 頁 致謝 一路走來， 兩年多的職院的生活， 彈指 之間，時(shí) 光 飛逝。 帶著和夢想一樣多的依戀，就要離開 廣廈 ，離開熟悉的學(xué)校、老師、同學(xué)和朋友。在這里，有過歡笑有過痛苦，有過快樂也有過傷心，所有的都會(huì)成為我記憶中的曳影，但將終生不能忘懷，一切的一切， 都是 心靈的歸宿。 感謝指導(dǎo)過我的吳麗麗老師。在老師們的指導(dǎo)和幫助下，讓我順利的完成了畢業(yè)論文的制作。 感謝室友們在我制作論文的過程提供的無微不至的幫助。 在大學(xué)生活即將結(jié)束的時(shí)候，我相信自己是幸運(yùn)的，我相信自己會(huì)過得更好，也相信老師們、同學(xué)們會(huì)過的更好。 我 堅(jiān)信 我們每個(gè)人曾經(jīng)的努力都會(huì)得到回報(bào)。 最后，再一次感謝含辛 茹苦把養(yǎng)我的父母，我的老師，我的同學(xué)。祝你們生活幸福。 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 17 頁 共 77 頁 參考文獻(xiàn) （ 1） 賀哲榮 . 流行 PLC 實(shí)用程序及設(shè)計(jì) [M]. 西安電子科技大學(xué)出版社 ,2020年 . （ 2） 胡學(xué)林 . 可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M]. 高等教育出版社 , 2020 年 . （ 3） 洪志育 . 例說 PLC[M]. 人民郵電出版社 ,2020 年 . （ 4） 求是科技 . 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