1、河南工程學院課程設計報告專 業電氣工程及其自動化班級 1241姓名 雷小芳2014年12月28日課程設計成績評定標準及成績序號評審項目指標滿分評分1工作態度遵守紀律，學習認真；作風嚴謹，踏實肯干； 善于與他人合作。52工作量按期圓滿完成規定的任務，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 20分。203出勤情況全勤：10分10分有遲到、早退、請假現象：8分曠課1天：2分曠課2天及以上：0分4設計、實驗力殺控制要求詳細，變化多樣，能自主設計程序實現自己的控制要求， 想法獨特。能靈活運 用相關專業知識，有較強的創新意識， 有獨 特見解，設計有一定應用價值。30分

2、5實驗技能動手能力強，能獨立完成接線及編程工作， 能解決設計及實驗過程中出現的問題。10分6小組表現注重團隊合作，在小組中表現突出，對設計 方案的制定及選取起主要作用，在實驗操作 過程中，承擔主要執仃者。5分7設計報告質 量報告結構嚴謹合理； 文理通順，技術用語準 確，符合規范；圖表完備、正確，繪圖準確、 符合國家標準；。20分總 分評語：等級：評閱人：職稱： 講師日期:2015 年河南工程學院課程設計報告設計名稱：電氣控制與PLC技術課程設計設計時間：自12月22日至2月26_日,共5天。設計地點：河南工程學院3#A418設計單位：河南工程學院電氣信息學院指導教師：鄧麗霞院長：徐其興目錄1

3、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 硬件設計 22.3 程序圖 42.4 小結 73 單軸位置控制 73.1 控制要求 73.2 硬件設計 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 13總結 13謝 辭 14參考文獻 15131前言隨著社會迅速的發展，各機械產品層出不窮。控制系統的發展已經很成熟，應用 范圍涉及各個領域，例如：機械、汽車制造、化工、交通、軍事、民用等。PLC專為工業環境應用而設計，具顯著的特點之一就是可靠性高，抗干擾能力強。PLC的應用不但

4、大大地提高了電氣控制系統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、質量輕、功能強和價格低廉等特點，在機械制造、冶金等領域得到了廣泛的應用。在現代化工業生產中，為了提高勞動生產率，降低成本，減輕工人 的勞動負擔，要求整個工藝生產過程全盤自動化， 這就離不開控制系統。控制系統是 整個生產線的靈魂，對整個生產線起著指揮的作用。 一旦控制系統出現故障，輕者影 響生產線的繼續進行，重者甚至發生人身安全事故，這樣將給企業造成重大損失。自動送料裝車控制系統采用了 PLC控制。從自動送料裝車的工藝流程來看，其控

5、制系統屬于自動控制與手動控制相結合的系統，因此，此自動送料裝車電氣控制系統設計具有手動和自動兩種工作方式。 我在設計程序時采用了基本指令編程， 便于各種 附加功能的實現。自動送料裝車是基于 PLC控制系統來設計的，控制系統的每一步 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性能 的好壞有著直接的關系。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 密不可分。單軸位置控制系統采用了 PLC控制，從單軸位置控制的工藝流程來看，其控制系 統屬于自動控制與手動控制相結合的系統， 因此，此單軸位置控制系統設計具有手動 和自動兩種工作方式。手動控制可以通過硬件進行控制也可

6、以通過編程軟件控制。我在程序設計上采用了模塊化的設計方法，這樣就省去了工作方式程序之間復雜的聯鎖 關系，從而在設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，使得程序的設計、修改和故障查找工作大為簡化。在設計該PLC自動送料裝車設計程序和單軸位置控制系統設計程序的同時總結了 以往設計程序的一般方法、步驟，并且把以前學過的基礎課程融匯到本次設計當中更 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要求通過 PLC自動控制小車的裝料卸料過程。小車到達 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

7、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。循環上述過程。按下停止按鈕，回到1號工地停止。2.1.2 自動送料裝車擴充控制在實現以上基本控制的基礎上， 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，一直撼著直到把小車停到指定的位置。2.2 硬件設計自動送料裝車的I/O接線圖9停11：后退起動4號匚位3號匚位2號工位I號,1：位I SQI后退前進 Com 24V2.3程序圖X006X010pHMOXOOlX002XQO1 X

8、002M100M101 MO YOO1 XO1OII#-HT1T2T3按下啟動按鈕X6, M0得電，Y0得電，小車啟動前進。小車達到1號工地，碰到接近開關X1,小車停止2s裝料，2s定時時間到，T1常開節點閉合，小車繼續前進，小車到達2號工地，碰到接近開關 X2,小車停止2s卸料，2s時間到，T2閉合，小 車繼續前進。圖4小車在4號工位卸料4s后，T4常開結點閉合，Y1得電，小車開始后 退，到1號工位時，X1常閉結點斷開，小車后退停止，與此同時， Y0又 得電，小車又前進運行，以此循環。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。

9、2.4小結課為課程設計的第一個任務是自動送料裝車，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，氣泵產生氣體帶動氣缸（用氣缸模擬機械手）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（1、2、 3）定位三個工位，氣缸由電磁閥控制進氣和出氣，實現氣缸的上升和下降（Y2）,吸附開關X3控制吸附物塊（Y3）,設計有手動和自動控制部分，可以通過開關X14選擇控制 方式。自動控制要求：通過X14開關選擇

10、自動控制方式，按復位按鈕，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。手動控制要求：通過 X14開關選擇手動控制方式，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 硬件設計單軸位置控制I/O接線圖左移KM2右移KML上移YV2電磁鐵Y

11、A移YVI3.3 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PLC運 行時，初始化脈沖使初始狀態步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X7,S13置位，氣缸右移,到達2號工位后,S14置位，氣缸下移,碰到下 限位開關，氣缸放下小鐵塊,4S后，氣缸上升，碰到上限位開關X7,氣缸停止4s后再下 降吸附小鐵塊,4S后氣缸上升，氣缸繼續右移，到達3號工位，重復在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

12、缸完 成一套動作.11ii3.3.1自動控制部分程序S14I正）下降X10下限位電磁鐵| RST Y3RojT)K40起動_ X5原位 X0TS10 -手動梯形圖S16-X7.限位C）上升X10卜限位T電磁鐵|sn - Tset Y3S12 X7上限位K40上升S17S1HXIO下限位丁S19一T3I SB右移XI 2號工位S20 ZT_ X7上眼位(J?)K4O電串鐵.SET | Y3卜降(jT) K401315S2I右移S27上y鐵|sir Y3T6-X2 3號位室二I下降X10下限位_屯鳥鐵STII RST Y3 IT5 0 K40曲|上升一 X7上限位同（t）K40sy |上升一 X7

13、上限位S? I冠）左移X0（1號.二位）刈下降X10下限位J_電單鐵S31 UST Y3T6司（J4）下降復位。TO 包）K40產支吏0上升X7上限位,X103.3.2手動部分程序手動梯形圖X15X14X6X7XOY1左移T H .XIIX14X6X7X2Y0右移T H HWHX12X14 X6 X7 Y4上移T H。上移X13X14 X6 X10 Y2卜移I H下移XI6 XI6 X3 XI4 X6H KF電磁鐵Y3 Y313.4小結單軸位置控制難在復位的設計，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

14、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。總結先總的說，實訓時間真的很短，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計任務幾乎是不可能的，機會總是給有準備的人的，也可以說是功夫不負有心人，課下的努力加上實驗室的用心，給我這次實訓畫上了一個相 對圓滿的句號。在實訓開始前兩天我已經在宿舍仔細觀看實訓設計內容及要求，自動送料裝車這個任務，先在自己電腦上編好梯形圖，在電腦上進行簡單的調試，因為沒有運行設備， 想著必有好多不足之處，以待到了實驗室有目的的進行修改。 果然，第一天在實驗室 設備上運行的時候第一次小車根本不會動，通

15、過多次和同伴討論并改進后小車終于可 以完成控制要求。開始是想完成小車自動送料裝車任務就算完成了， 根本不打算做單軸位置控制這 個任務，這個單軸看起來很復雜，要求讀起來也很復雜，看起來就完不成的樣子。只 是抱著試一試的態度去做，做起來時發現遠遠沒有看起來難，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，最后任務圓滿完成。其實，這次課程設計時間雖短，但收獲頗豐，對

16、基本指令的用法基本掌握，自鎖， 互鎖，停止優先什么的，平時看書遠沒有自己用了的體會深刻。 我學會了很多以前沒 學過的知識，也鞏固了很多以前沒學好的知識，使我的專業理論知識更加扎實，SFC圖是掌握的差不多了，包括對 GX works軟件的操作更加熟練。該小車控制系統的研究方向：由于本小車系統并不完善，沒有設計小車怎么裝料 和怎么卸料和小車到料倉后送料的多少。 這兩方面是該系統設計的完善，是將來的研 究方向。最后，經過這次畢業設計培養了我們的設計能力以及全面的考慮問題能力。學習的 過程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動的。 相信通過這次畢業設計它對我以 后的學習及工作都會產生積極的影響。謝辭本

17、論文是在鄧麗霞老師親自指導下完成的。老師在學業上給了我很大的幫助，使 我在設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！本課程設計能夠完成，要感謝電子與電氣信息工程學院的所有老師， 是他們在這 三年的時間里，教會我的專業知識。在我課程設計期間，得到了我的老師老師的幫助， 在忙碌的工作之余，給予我專業知識上的指導，而且教給我學習的方法和思路，使我 在設計過程中不斷有新的認識和提高。我會在以后的工作中為社會作出貢獻去回報他 們對我的教導。希望每個人都和我一樣，通過做課程設計，能夠學到很多的知識與道 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 結束之際，特向