1、電氣與PLC控制技術課程設計題 目：PLC在4位送料小車方向自動控制中的應用 學 院： 專業班級： 姓 名： 學 號： 指導老師： PLC在4位送料小車方向自動控制中的應用摘要：可編程序控制器（Programmable controller）簡稱PLC，由于PLC可靠性高、環境適應性強、靈活通用、使用方便、維護簡單，所以PLC的應用領域不斷迅速擴大。對早期的PLC，凡是有繼電器的地方，都可采用。尤其是近幾年來，PLC的成本下降，功能又不段增強，所以，目前PLC在國內外已被廣泛應用于各個行業。本設計是為了實現送料小車的手動和自動化的轉化，改變以往小車的單純手動送料，減少了勞動力，提高了生產效率，

2、實現了自動化生產！而且本送料小車的設計是由于工作環境惡劣，不允許人進入工作環境的情況下孕育而成的。關鍵字：PLC；送料小車；自動化前言：自動控制系統已被廣泛應用于人類社會的各個領域。在工業方面，對于冶金、化工、機械制造等生產過程中遇到的各種物理量，包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等，都有相應的控制系統。在此基礎上通過采用數字計算機還建立起了控制性能更好和自動化程度更高的數字控制系統，以及具有控制與管理雙重功能的過程控制系統。在農業方面的應用包括水位自動控制系統、農業機械的自動操作系統等。在軍事技術方面，自動控制的應用實例有各種類型的伺服系統、火力控制系統、制導與控制系統

3、等。在航天、航空和航海方面，除了各種形式的控制系統外，應用的領域還包括導航系統、遙控系統和各種仿真器。此外，在辦公室自動化、圖書管理 、交通管理乃至日常家務方面，自動控制技術也都有著實際的應用。隨著控制理論和控制技術的發展，自動控制系統的應用領域還在不斷擴大，幾乎涉及生物、醫學、生態、經濟、社會等所有領域。運料小車是工業運料的主要設備之一。廣泛應用于自動生產線 冶金、有色盒屬、煤礦、港口、碼頭等行業，各工序之間的物品常用有軌小車來轉運。小車通常采用電動機驅動，電動機正轉小車前進，電動機反轉小車后退。本文采用PLC技術，研究了運料小車的控制方法。問題的提出及研究意義：傳統的運料小車大都是繼電器控

4、制，而繼電器控制有著接線繁多，故障率高的缺點，且維護維修不易等缺點。作為目前國內控制市場上的主流控制器，plc在市場、技術、行業影響等方面有重要作用，利用PLC控制來代替繼電器控制已是大勢所趨。課程設計目的：培養學生綜合運用PLC及有關先修課程的基礎知識，去解決某一實際問題的基本訓練。通過電路設計，了解單片機的工作特征，掌握單片的工作原理，從而加深對該課程知識的理解。通過本課程設計，主要訓練和培養學生以下能力：(1) 查閱資料：收集與本設計有關的資料（包括從已發表的文獻和生產現場中收集的）。(2) 方案選擇：樹立即考慮技術的先進性與可行性，又考慮經濟上的合理性。并注意提高分析和實際解決問題的能

5、力。(3) 迅速準確的進行工程計算的能力。(4) 用簡潔的文字，清晰的圖表來自己設計思想的能力。課程設計的內容：本論文的任務設計一個運料小車往返運動PLC控制系統。系統控制要求如下：某車間有4個工作臺，送料車往返于工作臺之間送料，每個工作臺設有一個到位開關（SQ）和一個呼叫按鈕（SB）,送料車開始應能停留在4個工作臺中任意一個到位開關的位置上，系統受起動和停止按鈕控制。具體控制要求如下：（1）當送料小車所在暫停位置的SQ號碼大于呼叫的號碼時，料車往左行，到呼叫的SB位置后停止；（2）當送料小車所在暫停位置的SQ號碼小于呼叫的號碼時，料車往右行，到呼叫的SB位置后停止。試用傳送和比較指令編程實現

6、送料小車的控制要求。系統硬件設計：控制要求分析：設送料小車先暫停于號工作臺（為ON）處，這時號工作臺呼叫（為ON），則根據題意可知：（1）當送料小車所在暫停位置的SQ號碼大于呼叫SB號碼時，送料小車往左行，到呼叫的SB位置后停止。即m>n，送料小車左行，直至動作，到位停車；（2）當送料小車所在暫停位置的SQ號碼小于呼叫SB號碼時，送料小車往右行，到呼叫的SB位置后停止。即m<n，送料小車右行，直至動作，到位停車；（3）送料小車所停位置SQ的號碼與呼叫按鈕SB的號碼相同時，送料小車不動。即m=n，送料小車原位不動。圖1 控制系統流程圖電機正反轉的特點自動控制是生產機械電氣化自動中應用

7、最多和作用原理最簡單的一種形式，在位置控制的電氣自動裝置線路中，由行程開關或終端開關的動作發出信號來控制電動機的工作狀態。若在預定的位置電動機需要停止，則將行程開關的常閉觸點串接在相應的控制電路中，這樣在機械裝置運動到預定位置時行程開關動作，常閉觸點斷開相應的控制電路，電動機停轉，機械運動也停止。若需停止后立即反向運動，則應將此行程開關的常開觸點并接在另一控制回路中的啟動按鈕處，這樣在行程開關動作時，常閉觸點斷開了正向運動控制的電路，同時常開觸點又接通了反向運動的控制電路。圖2 控制圖圖3 電動機正反轉原理圖行程開關的特點行程開關又稱限位開關，用于控制機械設備的行程及限位保護。在實際生產中，將

8、行程開關安裝在預先安排的位置，當裝于生產機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現電路的切換。因此，行程開關是一種根據運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關來控制開關轎門的速度、自動開關門的限位，轎廂的上、下限位保護。行程開關按其結構可分為直動式、滾輪式、微動式和組合式。（1）直動式行程開關其結構原理，其動作原理與按鈕開關相同，但其觸點的分合速度取決于生產機械的運行速度，不宜用于速度低于04mmin的場所。直動式行程開關組成:推桿、彈簧、動斷觸點、動合

9、觸點。（2）滾輪式行程開關其結構原理，當被控機械上的撞塊撞擊帶有滾輪的撞桿時，撞桿轉向右邊，帶動凸輪轉動，頂下推桿，使微動開關中的觸點迅速動作。當運動機械返回時，在復位彈簧的作用下，各部分動作部件復位。滾輪式行程開關組成：滾輪、上轉臂、彈簧、套架、滑輪、壓板、觸點、橫板滾輪式行程開關又分為單滾輪自動復位和雙滾輪(羊角式)非自動復位式，雙滾輪行移開關具有兩個穩態位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡化線路。（3）微動開關式行程開關的組成：常用的有ZXL系列產品：推桿、彈簧、壓縮彈簧、動斷觸點、動合觸點。輸入輸出端口設置送料小車PLC的 I/O分配表輸入/輸出接口是PLC與外界連接的接口。輸入接

10、口用來接收和采集兩種類型的輸入信號，一類是由按鈕、選擇開關、行程開關、繼電器觸點、接近開關、光電開關、數字撥碼開關等開關量輸入信號。另一個是由電位器、測速發電機和各種變送器等模擬量輸入信號。輸出接口用來連接被控對象中各種執行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調節閥（模擬量）、調速裝置(模擬量)等。數字量輸入部分：這個控制系統的輸入有起動按鈕開關、停止按鈕開關、4個呼叫按鈕開關、4個行程開關共10個點輸入。具體的輸入分配如下表：輸入功能說明SQ1X001限位1SQ2X003限位2SQ3X005限位3SQ4X007限位4SB0X000呼叫1SB1X002呼叫2數字量輸出部分：這個控制系統需要控制的外

11、部設備只有控制小車運動的三相異步電動機。但是電機有正轉和反轉兩種狀態，反別對應正轉繼電器和反轉繼電器，所以，輸出點有兩個。具體的輸出分配如下表：SB2X004呼叫3SB3X006呼叫4SB10X010啟動按鈕SB12X012停止按鈕內部繼電器部分內部繼電器地址分配如下表：內部繼電器地址功能說明M0小車運行停止M11號站呼叫M22號站呼叫M33號站呼叫M44號站呼叫M5小車所在站編號>呼叫編號M6小車所在站編號<呼叫編號M7小車所在站編號=呼叫編號圖4 送料小車系統的硬件連接圖PLC軟件的實現：送料小車控制的梯形圖：梯形圖對應的指令語句：梯形圖設計過程：（1）起動和停止按鈕的控制當按

12、下啟動按鈕時，小車開始運行，輔助繼電器M0得電，實現自鎖，當按下停止按鈕時，小車停止運行，該輔助繼電器M0失電。（2）行程開關控制四個行程開關分別用數字1-4表示，當小車在1號位時，行程開關X001得電，將數字1傳送到數據寄存器D1；當小車在2號位時，行程開關X003得電，將數字2傳送到數據寄存器D1，其他的行程開關設計原理相同。（3）呼叫按鈕控制：四個呼叫按鈕分別用1-4表示，由于四個呼叫按鈕設計了4個輔助繼電器M1-M4，所以有自鎖功能，先按下者優先，（4）比較：當按下起動和呼叫按鈕后，開始對行程開關數據寄存器D1和呼叫按鈕數據寄存器D2中的數據進行比較。當D1>D2時，小車當前所處

13、停靠位置大于呼叫按鈕的編碼，M5得電，小車左行，當D1=D2時，小車當前所處停靠位置等于呼叫按鈕的編碼，M6得電，小車不動，當D1<D2時，小車當前所處停靠位置小于呼叫按鈕的編碼，M7得電，小車右行。（5）向左運動：當小車當前所處停靠位置大于呼叫按鈕的編碼時，小車左行，左行指示燈亮，運動到呼叫位置，呼叫位行程開關動作，小車停止運動，左行指示燈熄滅。（6）向右運動：當小車當前所處停靠位置小于呼叫按鈕的編碼時，小車右行，右行指示燈亮，運動到呼叫位置，呼叫位行程開關動作，小車停止運動，右行指示燈熄滅。總結：在做這個設計中，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

14、論知識更加扎實，軟件操作更加熟練了。做完這個設計后，我得出幾個結論如下：一、該小車控制系統的研究方向：由于本小車系統并不完善，只做了送料，沒有設計小車怎么裝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。 二、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。心得體會：通過這次課程設計，我學到了很多PLC和單片機方面的知識，同時也加強了對畫圖工具的使用，在老師的精心指導下和同學合作之下最終成功地完成了此次設計，并從中學到了很多的知識和經驗。本次課程設計使我認識到：一、設計思路是實施操作的堅實基礎。設計思路是電路的生命。二、活學活用。這次設計讓我真正體會到了書本知識永遠是基礎，而基礎正是你向高層次邁進的扎實階梯，沒有這個基礎，就無法實現技術上的騰飛。在實踐當中，靈活運用書本上所講的知識，萬變不離其中，只有扎實掌握了核心的方法，才有可能做到孰能正巧，活用巧用。參考文獻：1周萬珍，高鴻賓.PLC分析與設計應用.北京：電子工業出版社，2004.2 廖常初.PLC編程及應用M . 北京：機械工業出版社，2008.3電氣控制與PLC應用