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1、- 1 -南京工程学院南京工程学院课程设计说明书课程设计说明书( (论文论文) )题 目物品输送系统控制课程名称机电传动控制课程设计院（系、部、中心） 机械工程学院专 业机械设计制造极其自动化（制造技术）班 级机制 121学生姓名学 号设计地点指导教师设计起止时间： 15 年 6 月 8 日至 15 年 6 月 12 日成绩成绩- 2 -目目 录录引言 11 课程设计任务说明11.1 设计目的11.2 任务要求12 课程设计任务分析12.12.1 组成机构分析组成机构分析12.22.2 工作过程分析工作过程分析23 控制方案设计23.13.1 任务分析任务分析23.23.2 主电路设计主电路设
2、计33.33.3 I/OI/O 分配表分配表43.43.4 端子接线图端子接线图64 控制流程分析74.14.1 流程图流程图7- 3 -4.24.2 梯形图及指令表梯形图及指令表85 程序调试156 设计总结15参考文献15- 1 -引言自动化生产过程中，物品输送系统是连接各个生产单元的关键设备，系统 通常由传送带机构、物品移动机构和物品运送小车组成。传送带一般采用电动 机驱动，物品移动机构可以采用电动机驱动，也可以采用液压系统驱动，运送 小车为电动机驱动。这就是物品输送系统的结构。1 课程设计任务说明1.1 任务目的 机电传动控制课程设计为该课程设计的实践环节，在本课程设计的过 程中，通过
3、课程设计实践环节巩固和加强机电传动控制课程所学的知识， 掌握课程知识实际应用的能力。学会运用机电传动控制的原理和分析问题，解 决问题的方法。同时在设计过程中，综合已学知识，完成简单完整的控制系统 设计，以增强控制系统设计能力，完成 PLC 控制程序设计，增强编程软件使用 的能力，并在联机程序调试过程中，增强实际操作能力。 1.2 任务要求 （1）熟悉典型设备分析的一般方法，分析电气控制系统的需要和条件； （2）查阅技术资料和手册，合理选用设计方案； （3）根据设计方案，完成电气控制系统的电气原理图设计 （4）掌握使用计算机软件编制 PLC 程序的应用方法，完成 PLC 程序设计； （5）撰写规
4、范的设计总结报告。2 课程设计任务分析2.1 组成机构分析图图 1. 输送系统设备结构及运动部件工作循环图输送系统设备结构及运动部件工作循环图- 2 -如图 1 所示，系统有成直角分布的两条传送带、物品移动机构、运输物品的小 车组成。工件由输送带 1 移动至末端，被机构 1 推到输送带 2，再由输送带 2 移动至末端，被机构 2 推如小车。通过各个行程开关等判别工件是否到位。 2.2 工作过程分析图图 2. 物品输送系统工作过程图物品输送系统工作过程图 如图 2 所示，当传送带 1 始端有工件时启动自动输送过程。经过输送工件 到达输送带 2 尾端，在检测小车停靠到位的情况下，推工件入小车，小车
5、启动 离开，卸空后返回，结束一次输送循环过程。3 控制方案设计3.1 任务分析1. 物品输送系统工作方式要求为保证物品输送系统能够处于正常工作，要求其具备二种工作方式：（1）整机全自动循环工作；（2）运动部件能够点动向前调整，以及不在原位时能够快速复位。2. 物品输送系统自动工作过程要求物品输送系统工作过程是正常输送工件时整机全自动循环的工作过程，物品输送系统输送过程需要满足如下工作要求:(1) 当输送带 1 始端检测有工件，其他位置无工件，停靠到位时，启动自动输送过程；(2) 检测输送工件到达输送带 1 尾端，停止输送带 1,1 秒钟后，移动机构将工件推入输送带 2；(3) 检测输送带 2
6、始端有工件，输送带 2 启动输送工件；- 3 -(4) 检测输送工件到达输送带 2 尾端，在检测小车空车停靠到位的情况下，推工件如小车；(5) 确认工件到达小车内，小车启动离开，卸空后返回到位，结束一次输送循环过程。 3. 物品输送系统控制元件配置与工作要求物品输送系统输送带电机为 1.2KW，小车电机为 2.2KW，移动机构动作方向用电磁阀控制。自动循环工作时，所有工作状态切换行程开关控制。电器元件工作关系如表所示： 电器元件工作关系表电器元件工作关系表移动机构方向阀电磁铁阀 1阀 2输送带 电机小车 电机工作状态 （工步）YV1YV2YV3YV4M1M2M3主令 电器输送带 1 运行+SQ
7、1输送带 1 停，延时 1S 秒SQ2移动机构 1 推工件+SQ5、KT1移动机构 1 返回+SQ6输送带 2 运行+SQ3输送带 2 停，延时 1S 秒SQ4移动机构 2 推工件+SQ7、KT2移动机构 2 返回+SQ8小车运送工件+SQ9、SQ10小车返回+SQ114. 物品输送系统安全稳定工作要求（1） 具有运动部件安全工作的连锁功能；（2） 具有位置保护功能（如极限位、越位、相对位置保护）；（3） 电气控制系统具有短路、电动机过载等保护功能；（4） 具有应急操作功能呢；（5） 具有照明、指示灯辅助功能。 3.2 主电路设计 整个过程中，3 个电机分别控制带 1、带 2 及小车，熔断器
8、FU1、FU2、FU3 起到短路保护，热继电器 FR1、FR2、FR3 起到过载保护作用。主电路设计如下 图所示：- 4 -3.3 I/O 分配表 整个过程中，共需要 9 个按钮开关，11 个行程开关输入，4 个接触器，5 个工作指示灯，4 个电磁阀的线圈输出。 电器元件明细表符号符号名称及用途符号名称及用途M1M1输送带 1 电动机FR1、FR2、FR3电动机过载保护热继电器M2M2输送带 2 电动机FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6短路保护熔断器M3M3小车电动机HL1、HL2输送带工作指示灯KM1KM1输送带 1 起动接触器HL3小车启动指示灯KM2KM2输送带 2 起动接触
9、器HL4、HL5液压系统工作指示灯KM3KM3、KM4KM4小车起动/返回接触器SB1总停按钮SQ1SQ1、SQ2SQ2输送带 1 行程开关SB2输送带 1 起动按钮SQ3SQ3、SQ4SQ4输送带 2 行程开关SB3输送带 2 起动按钮SQ5SQ5、SQ6SQ6移动机构 1 行程开关SB4小车启动按钮SQ7SQ7、SQ8SQ8移动机构 2 行程开关SB5小车返回按钮SQ9SQ9小车返回原位行程开关SB6机构 1 点动按钮- 5 -SQ10SQ10小车左行行程开关SB7机构 1 长动返回按钮SQ11SQ11小车左行终点行程开关SB8机构 2 点动按钮SASA自动/手动选择开关SB9机构 2 长
10、动返回按钮QSQS电源隔离开关YV1、YV2控制移动机构 1 电磁阀电磁铁TCTC控制变压器YV3、YV4控制移动机构 2 电磁阀电磁铁QFQFPLC 电源开关VC整流器 I/O 分配表：输入输出元件通道地址说明元件通道地址说明SB1X000总停按钮HL1Y000输送带 1 工作指示灯SB2X001输送带 1 起动按钮HL2Y001输送带 2 工作指示SB3X002输送带 2 点动按钮HL3Y002小车运送工作指示灯SB4X003小车点动按钮HL4Y003移动机构 1 复位指示灯SB5X004小车返回的点动按钮HL5Y004移动机构 2 复位指示灯SB6X005移动机构 1 点动前进按钮KM1
11、Y010输送带 1 起动接触器SB7X006移动机构 1 返回复位KM2Y011输送带 2 起动接触器SB8X007移动机构 2 点动前KM3Y012小车起动接触器SB9X010移动机构 2 返回复位KM4Y013小车返回接触器SAX011自动/手动选择开关YV1Y020控制移动机构 1 电磁阀电磁铁SQ1X012输送带 1 始点行程开关YV2Y021控制移动机构 1 电磁阀电磁铁- 6 -SQ2X013输送带 1 终点行程开关YV3Y022控制移动机构 2 电磁阀电磁铁SQ3X014输送带 2 始点行程开关YV4Y023控制移动机构 2 电磁阀电磁铁SQ4X015输送带 2 终点行程开关SQ
12、5X016移动机构 1 始点行程开关SQ6X017移动机构 1 终点行程开关SQ7X020移动机构 2 始点行程开关SQ8X021移动机构 2 终点行程开关SQ9X022小车复位行程开关SQ10X023工件装入小车行程开关SQ11X024小车左行终点3.4 端子接线图- 7 -4 控制流程分析4.1 流程图- 8 -4.2 梯形图及指令表- 9 - 10 - 11 - 12 - 13 - 14 - 15 -5 程序调试设计完成的控制系统中，完成工作控制的 plc 程序是否能正确完成所有的 控制要求，需要给予检验，以防止安装实际设备后不能满足控制要求。程序检 验采用仿真设备进行，仿真设备有输入设
13、备，输出信号显示设备、plc 设备， 和 plc 程序输入设备构成，各组成部分使用快速连接接头连接，可以依据仿真 程序要求进行搭接。 程序调试与仿真工作内容包括使用程序输入设备（计算机及编程软件）输 入编制的控制程序，编制输入/输出信号与工作状态关系表，依据设备要求搭接 仿真控制系统，仿真检验程序以及修改程序。6 设计总结通过这次设计实践。我学会了 plc 的基本编程方法，对 plc 的工作原理和 使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质， 在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重 视，当我们把自己想出来的程序与到 plc 中的时候，问题出现了，不是不能运 行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的 问题，我们对 plc 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。 通过此次课设，让我了解了 plc 梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的 了解，也让我了解了关于 plc 设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找 出最适合的设计方法。 在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是 每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是 有
