【正文】 一個?？空景惭b一個行程開關(guān)以監(jiān)測小車是否到達(dá)該站點(diǎn)。 綜上所述，本著保障人身安全、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約資金的科學(xué)人性化管理的方針下對運(yùn)料小車進(jìn)行自動化設(shè)計。優(yōu)點(diǎn)是工作穩(wěn)定高，步進(jìn)電機(jī)控制，精度高，布矩一樣大，消耗功耗低，所需電壓也低 。優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，缺點(diǎn)是全部操作都需機(jī)械手，導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)過多，機(jī)械故障多。 ② 運(yùn)用機(jī)械手進(jìn)行送料方式：機(jī)械手與小車相連，然后通過鋼索與滑塊相連，滑塊再連接重物，重物的上升和下降控制著小車的前進(jìn)與后退。其是優(yōu)點(diǎn)可使用于多數(shù)大中小型企業(yè)。一個帶有中置端拾器的上料機(jī)械手：負(fù)責(zé)將工件由穿梭下車拾起送入到下一臺壓機(jī)。一個取料機(jī)械手，帶有中 置并按工件形狀排部的真空吸盤式端拾器：負(fù)責(zé)將工件從上一壓機(jī)取出安放在穿梭下車上。對于自動運(yùn)料裝置，目前的企業(yè)中多采用以下幾種運(yùn)料方式： ① 機(jī)械手加穿梭小車式自動化輸送方案：該自動化輸送系統(tǒng)也是自動沖壓生產(chǎn)線中最常用的系統(tǒng)，它主要是由自動上料，和取料機(jī)械手以及穿梭下車組成。運(yùn)用今天高性能 PLC 控制運(yùn)料小車可以實(shí)現(xiàn)完全自動化，并且能滿足工業(yè) 過程的各種要求，另外在設(shè)備維護(hù)也極為方便，維護(hù)成本大大降低。 ② 自動控制：至上世紀(jì)八十年代，電子科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，計算機(jī)的成本及價格變得越來越低，這種情況下，很多大型企業(yè)開始采用 PC機(jī)與 PLC 通信控制方式，這種控制方式在控制方面更加靈活。 從世界第一臺 PLC 被設(shè)計出來到現(xiàn)在， PLC歷經(jīng)幾次更新?lián)Q代，各方面的性能得到了很大完善，技術(shù)已經(jīng)完全成熟。傳統(tǒng)的手工送料已經(jīng)不再滿足要求，這時運(yùn)料小車應(yīng)運(yùn)而生。 隨著信息科技迅猛、市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國內(nèi)、國際市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新更為迅速，近年來，由于 PLC 控制技術(shù)的發(fā)展，送料機(jī)構(gòu)自動化水平也需越來越高。在今飛速發(fā)展的年代這種自動化產(chǎn)品會受到越來越多 行業(yè) 的青睞與喜歡 。當(dāng)今社會，越來越多的廠家采用 機(jī)械化 輸送，這種方式 代替 人力 勞動將成為必然，其具有較高的精確度，而且省時，省力還大大減少了勞動強(qiáng)度，降低勞動成本節(jié)約人力資源。 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 共 77 頁 1 運(yùn)料小車需求分析 運(yùn)料小車 專門用于粒料、粉料、片狀料、帶狀材料等產(chǎn)品的輸送。 毫無疑問， PLC 將在今后的工業(yè)生產(chǎn)中起到非常重要的作用。 大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)使得 PLC 在問世后的發(fā)展極為迅速?；?PLC的自動 運(yùn)料 小車控制系統(tǒng)可以解決上述問題，因此對它的設(shè)計具有了現(xiàn)實(shí)可能性。所以運(yùn)料小車在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，為企業(yè)節(jié)省了人力、物力等，節(jié)約了生產(chǎn)成本提高了經(jīng)濟(jì)效益。第 1 頁 共 77 頁 電氣自動化技術(shù)專業(yè)畢業(yè) 設(shè)計 設(shè)計課題： 基于 PLC 的運(yùn)料小車 控制系統(tǒng) 設(shè)計 學(xué)生姓名： 陳博 學(xué) 號： 0220200201 指導(dǎo)老師： 吳麗麗 專 業(yè)： 電氣自動化技術(shù) 年 級： 11 級 2020年 6 月 3 日 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 77 頁 摘要： 隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，對自動化程度要求越來越高，原有的 生產(chǎn)線已不能滿足要求。在工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)料是一個非常重要的環(huán)節(jié)，但是其崗位對人體傷害較大或者是勞動負(fù)荷較大。但是，相比傳統(tǒng)接觸器、繼電器控制的運(yùn)料小車電氣控制線路比較復(fù)雜，不容易檢修及維護(hù)。 關(guān)鍵詞： 可編程控制器 ； 三相異步電動機(jī) ； 運(yùn)料小車 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 共 77 頁 目 錄 引言 ........................................................................................................ 1 1 運(yùn)料小車需求分析 ............................................................................ 2 2 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的方案論證 ....................................................... 4 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容與要求 ..................................... 4 運(yùn)料小車的運(yùn)動流程 ............................................................. 4 方案論證 ..................................................................................... 4 3 運(yùn)料小車 控制系統(tǒng)的硬件配置 ....................................................... 6 4 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ....................................................... 8 I/O分配表 ............................................................................ 8 5 程序的運(yùn)行調(diào)試與仿真 ............................................................... 13 6 設(shè)計小結(jié) ........................................................................................... 14 ................................................................... 14 ................................................................... 14 總 結(jié) .................................................................................................. 15 致謝 ...................................................................................................... 16 參考文獻(xiàn) .............................................................................................. 17 附 錄 一 ............................................................................................ 18 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 77 頁 引言 可編程控制器是在計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)起來的，最初叫做可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller），即 PLC，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域?，F(xiàn)在， PLC 不僅能實(shí)現(xiàn)繼電器的邏輯控制功能，同時還具有數(shù)字量和模擬量的采集和控制、 PID 調(diào)節(jié)、通信聯(lián)網(wǎng)、故障自診斷及 DCS 生產(chǎn)監(jiān)控等功能。在 20 世紀(jì) 80 年代，美國的工業(yè)市場調(diào)查報告和 1989 年美國的一份分散控制系統(tǒng)（ DCS）的調(diào)研報告中，都能看出 PLC 在工業(yè)控制中的重要作用。在各行業(yè)應(yīng)用都十分廣泛。真正的做到了低 成本， 高回報。 制造業(yè)是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有關(guān)鍵地位，它的發(fā)展?fàn)顩r主導(dǎo)著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前景，但是，在我國，大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、私營企業(yè)，由于受資金管理等方面的限制，一般來說，送料絕大多數(shù)是采用人工手動送料，嚴(yán)重缺乏保護(hù)裝置，這造成“效率低，勞動強(qiáng)度大，事故發(fā)生率大”等特點(diǎn)。提高自動化的水平不僅可以提高生產(chǎn)效率，同時 也能保證工人的人身安全。運(yùn)料小車專門用于粒料、粉料、片狀料、帶狀等材料的輸送，這無疑是輕、重工行業(yè)不可缺少的設(shè)備。其中運(yùn)料小車控制系統(tǒng)隨著 PLC 的發(fā)展過程經(jīng)歷一下幾個發(fā)展階段 : ① 手動控制：上世界六十年代末七十年代初，是 PLC 發(fā)展的早期階段，那個時候便有一些工業(yè)過程運(yùn)用了 PLC 控制系統(tǒng)控制運(yùn)料小車，但是由于那是技術(shù)并不成熟，只能采用人工手動控制機(jī)器 ，初期的運(yùn)料小車控制系統(tǒng)多采用繼電器和接觸器組成的復(fù)雜控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)不僅體積龐大，系統(tǒng)穩(wěn)定性也不高，故障率高，也沒有通信模塊，操作控制極為不便，控制效果也不佳。 ③ 全自動控制：本世紀(jì)開始科技迅猛發(fā)展，電子計算機(jī)的更新周期越來越短，電子設(shè)備的向著高性能，低成本發(fā)展。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化的實(shí)現(xiàn)水平在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起著越來越重要的作用，尤其是對機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)效率、制造精度、以及可靠性和安全性提出了更高的要求。目前沖壓車間里由不同廠商提供的各式自動化輸送系統(tǒng)的都是基于該機(jī)構(gòu)和原理進(jìn)行設(shè)計制造的。一個穿梭小車：它負(fù)責(zé)將工件由取料機(jī)械手的放置位置移送到上料機(jī)械手的取料位置。采用此種輸送方案工件將通過機(jī)械手簡單的“拾取和“擺放”動作由前一臺壓機(jī)輸送到下一臺軋機(jī)，其穿梭下車的主要功用是通過它的穿梭運(yùn)動縮短取料和上料機(jī)械手的輸送行程，從而提高整線的生產(chǎn)效率。缺點(diǎn)是裝置較復(fù)雜，物料的運(yùn)送步浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3 頁 共 77 頁 驟繁多，增加了加工時間，操作不便。保證了操作人的安全，同時提高了生產(chǎn)效率。 ③ 新型的多機(jī)連線自動搬運(yùn)送料：這種方案是由四臺開式雙電 2500KN壓力機(jī)驅(qū)動，生產(chǎn)線絕大多數(shù)零部件都已國產(chǎn)化，其送料精度及生產(chǎn)效率達(dá)到國外生產(chǎn)線的同等水平，成本較國外生產(chǎn)線低廉，占用空間少。 ④ 氣缸傳動，生產(chǎn)效率以及送料準(zhǔn)確性都比較低，無法滿足具體的生產(chǎn)需要，已經(jīng)面臨淘汰。此設(shè)計中運(yùn)料小車控制系統(tǒng)是采用以 PLC 為核心的自動控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，這不僅大大提高了工作的效率，使整個過程安全可靠。對小車的控制除了啟動按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有 4個呼叫按鈕開關(guān) (SK2～ SK5）分別與 4個?？空军c(diǎn)相對應(yīng)。 ③ 呼叫按鈕開關(guān) SK2～ SK5 應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。 后來，單片機(jī)應(yīng)用到運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中。單片機(jī)編程方法復(fù)雜，不容易上手，使用于簡單應(yīng)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) 。 電機(jī)的選擇 運(yùn)料小車由一臺三相異步電動機(jī)拖動， 與 單相異步電動機(jī) 相比，三相異步 電動機(jī) 運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機(jī)的起動性能和調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 電機(jī) 采用 Y100L2。 CPU 采用 CPU 226。 ② 極豐富的指令集。 ④ 便捷的操作。 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 7 頁 共 77 頁 ⑥ 實(shí)時特性。 ⑧ 豐富的擴(kuò)展模塊。 浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 8 頁 共 77 頁 4 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的軟件 設(shè)計 I/O 分配表 這個控制系統(tǒng)的輸入有啟動按鈕開關(guān)、停止按鈕開關(guān)、 4個呼叫按鈕開關(guān)、 5 個行程開關(guān)共 11輸入點(diǎn)。但是電機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個狀態(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。碰到呼叫按鈕對應(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，小車停止并裝料。啟動按鈕 ,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)，定時器延時接通的常開觸點(diǎn)是各步之間的轉(zhuǎn)換條件。選擇 CPU 型號為 224 后裝載程序。按下輸入繼電器 所對應(yīng)的按鈕， 所對應(yīng)的指示燈亮，計時器 T37 開始計時， 20S 后按下輸入繼電器 所對應(yīng)的按鈕， 所對應(yīng)的指示燈亮，輸出繼電器 對應(yīng)的指示燈也同時亮。 15S 后輸出繼電器 所對應(yīng)的指示燈亮，按下輸入繼電器 或 所對應(yīng)的按鈕， 或 所對應(yīng)的指示燈亮，輸出繼電器 所對應(yīng)的指示燈滅。反復(fù)運(yùn)行此程序也均能達(dá)到控制要求。 浙江廣廈建設(shè)職