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1、常州工学院（成人教育） 毕 业 设 计（论文）题 目 基于PLC和变频器运料小车的控制系统 副标题 性 质： 毕业设计 毕业论文学生姓名 李 梦 年 级 2008级 教 学 点 无锡技师学院 专 业 工业电气自动化 指导教师 郑 晖 晖 评定成绩 优 良 中 及格 不及格摘 要早期运料小车电气控制系统多为继电器接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作，将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用，PLC运料小车电气控制系统具有连线简单，控制速度快，可靠性和可维护性好，易于安装、维修和改造等
2、优点。随着经济的发展，运料小车不断扩大到各个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化、自动化。运料小车是焦化厂及其它工业运料的主要设备之一，广泛应用于冶金、有色金属、煤矿等行业。早期运料小车电气控制系统多为“继电器接触器”组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。本文将介绍一种先进控制系统来对焦化厂运料小车进行自动控制。此系统把PLC控制技术与变频器调速相结合，利用PLC控制变频器，再通过变频器优良的调速性能，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。此运料小车自动控制系统以可编程序控制器为核心。其中PLC在现场对变频调速系统
3、进行控制，变频器按PLC的命令对小车电机进行变频调速控制，整个系统具有连线简单，控制速度快，精度高，稳定性、可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便等优点。【关键词】：运料小车控制系统；PLC；变频器目录第一章 绪论11.1 课题的提出背景 11.2 运料小车的发展概况 2第二章 可编程控制器（PLC）概况32.1 PLC的定义32.2 PLC的发展32.3 PLC的特点42.4 PLC的基本组成及各部分作用42.5 PLC的选型72.6 PLC的应用领域72.7 PLC的使用注意事项8第三章 变频器的概况 103.1 变频器的主电路 113.2 变频器的控制电路 123.3 变频器的保护电路
4、 123.4 变频器的分类和控制方式 133.5 变频器的使用注意事项 15第四章 运料小车控制系统设计 174.1 运料小车的系统介绍 174.2 运料小车控制系统图 184.3 I/O分配地址表 204.4运料小车的状态流程图 214.5运料小车的控制梯形图 22结束语25致谢26参考文献27前 言随着国民经济和科技的飞速发展，一个国家的自动化程度的高低，已经成为衡量一个国家发展水平的重要标志，而且在许多方面已经将它提高到决定性的高度，其中工业控制的水平又是反映自动化程度的关键。首先，由于焦化厂工艺流程的特点，这是一个生产环境很恶劣的地方，有很多对人体有害的灰尘、气体和液体，如各种苯的化合
5、物，硫的化合物，煤气等。但焦化是一个很复杂很长的过程，需要对原料进行多次处理，这就需要有机电车对这些原料进行上料、运输、卸载，并且精准度要求也很高，如果由人在现场控制这些机电车，现场的恶劣环境对人体的伤害是很大的。其次，小车运料机电车属于中型机械设备，一般体积较大(如煤车的重量达2吨以上)，行走时惯性较大，运行轨道长度一般不小于50m,煤车按照生产工序的要求，需要处于一种“运行对正停车运行”很精确的往复行走状态。再者，焦炉生产处于露天工作环境，受天气的影响较大，加之车辆是在温度高、粉尘大、腐蚀性气体严重的恶劣环境中作业，车辆分散、活动频繁、运行时自身振动大，使系统的准确检测与定位控制难以保证，
6、相互间信息联系不能及时可靠的传递。所以这就需要有一套稳定性很好的并且智能化程度高的自动化机电车来完成这些工作。怎么来稳定准确的控制这些电机车就是系统的关键。结合生产工艺的各种需要，应选择适合恶劣生产环境的PLC来控制运料小车的运行，使其脱离人工的控制，减少控制的误差，提高生产的效率与质量。可编程序控制器(PLC)是一种为工业环境下应用而设计的计算机，它应用微电子技术，按照用户编制的程序实现控制和数据处理的功能。由于其可靠性高、编程简单、易于维护而广泛应用于各种控制系统。本文将设计一种基于PLC和变频器的运料小车控制系统，根据对运输机械电气控制的分析，设计具有控制管理级和现场设备级的运料小车的P
7、LC控制系统，具有操作简单，运行稳定可靠，工艺参数修改方便，自动化程度高，能节省大量人力、物力、财力，能使国内各行各业的运料环节节约大量资金，带来很好的经济效益。第一章 绪论1.1 课题的提出背景随着我国社会经济的迅猛发展，人民物质文化生活水平日益提高，随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大。为了改变落后的生产状态,缓解日趋紧张的供求关系,我们研究了多功能天车。新中国成立特别是改革开放以来，我国社会主义现代化建设取得了举世瞩目的伟大成就。同时，必须清醒地看到，我国正处于并将长期处于社会主义初级阶段。全面建设小康社会，既面临难得的历史机遇，又面临一系列严峻的挑战。经济增长过度依赖能源
8、资源消耗，环境污染严重；经济结构不合理，农业基础薄弱，高技术产业和现代服务业发展滞后；自主创新能力较弱，企业核心竞争力不强，经济效益有待提高。在扩大劳动就业、理顺分配关系、提供健康保障和确保国家安全等方面，有诸多困难和问题亟待解决。从国际上看，我国也将长期面临发达国家在经济、科技等方面占有优势的巨大压力。为了抓住机遇、迎接挑战，我们需要进行多方面的努力，包括统筹全局发展，深化体制改革，健全民主法制，加强社会管理等。与此同时，我们比以往任何时候都更加需要紧紧依靠科技进步和创新，带动生产力质的飞跃，推动经济社会的全面、协调、可持续发展。进入21世纪，我国作为一个发展中大国，加快科学技术发展、缩小与
9、发达国家的差距，还需要较长时期的艰苦努力，同时也有着诸多有利条件。中华民族拥有5000年的文明史，中华文化博大精深、兼容并蓄，更有利于形成独特的创新文化。只要我们增强民族自信心，贯彻落实科学发展观，深入实施科教兴国战略和人才强国战略，奋起直追、迎头赶上，经过15年乃至更长时间坚韧不拔的艰苦奋斗，就一定能够创造出无愧于时代的辉煌科技成就。科技工作的指导方针是：自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来。自主创新，就是从增强国家创新能力出发，加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新。重点跨越，就是坚持有所为、有所不为，选择具有一定基础和优势、关系国计民生和国家安全的关键领域，集中力量、重点突破，实现
10、跨越式发展。支撑发展，就是从现实的紧迫需求出发，着力突破重大关键、共性技术，支撑经济社会的持续协调发展。引领未来，就是着眼长远，超前部署前沿技术和基础研究，创造新的市场需求，培育新兴产业，引领未来经济社会的发展。这一方针是我国半个多世纪科技发展实践经验的概括总结，是面向未来、实现中华民族伟大复兴的重要抉择。要把提高自主创新能力摆在全部科技工作的突出位置。在对外开放条件下推进社会主义现代化建设，必须认真学习和充分借鉴人类一切优秀文明成果。改革开放20多年来，我国引进了大量技术和装备，对提高产业技术水平、促进经济发展起到了重要作用。但是，必须清醒地看到，只引进而不注重技术的消化吸收和再创新，势必削
11、弱自主研究开发的能力，拉大与世界先进水平的差距。总之，必须把提高自主创新能力作为国家战略，贯彻到现代化建设的各个方面，贯彻到各个产业、行业和地区，大幅度提高国家竞争力。我国科学技术发展的总体目标是：自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强，为全面建设小康社会提供强有力的支撑；基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列，为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础，形成比较完善的中国特色国家创新体系。企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得生产物的输送成为生产物流系统中的一个重要环节。运料小车自动控制正是用来实现输
12、送生产物的控制系统，随着PLC的发展，国外生产线上的运输控制系统非常广泛的采用该控制系统，而且有些制造厂还开发研制了出了专用的逻辑处理控制芯片，我国的大部分工控企业的运料小车自动控制系统都是从国外引进的，成本高，为了满足现代化生产流通的需要，让PLC技术与自动化技术相结合，充分的利用到我国的工控企业生产线上，让该系统在各种环境下都能够工作，而且成本低，易控制，安全可靠，效率高。1.2 运料小车的发展概况由于PLC的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产率的不断提高，运料小车控制经历了以下几个阶段： （1）手动控制：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用PLC来实现运料小车的控制，但是由于当时的技术还不够成熟，只能够用手动的方式来控制机器，而且早期运料小车控制系统多为继电器一接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。 （2）自动控制：在20世纪80年代，由于计算机的价格下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在运料小车控制系统在自动方面的应用
