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1、1中中 国国 计计 量量 学学 院院课程设计设计报告书题目： 小车运动控制型课程设计二 级 学院 :机电工程学院专 业:电气工程及其自动化班 级:08 电气（ 1）班姓 名:学 号：0800103118同组同学姓名 :同组同学学号:0800103102,0800103111,080010311520112011 年年 1111 月月 2121 日日2目录目录1.1.小车运动控制小车运动控制型电气控制系统简介型电气控制系统简介.31.11.1 小车运动控制（直流电机）设计要求小车运动控制（直流电机）设计要求.31.2 小组分工情况小组分工情况.32.2.小车运动控制系统的设计小车运动控制系统的设
2、计.42.1 总体设计思路总体设计思路.42.22.2 PLCPLC 电路硬件配置电路硬件配置.42.32.3 PLCPLC 控制程序设计控制程序设计.63.设计实现结果设计实现结果.74.4.报告总结报告总结.75.参考文献参考文献.86附录附录 1(梯形图梯形图)：.97附录附录 2(指令表指令表)：.1131.1.小车运动控制小车运动控制型电气控制系统简介型电气控制系统简介小车运动控制型控制系统由机械传动结构包括丝杆、滑杆等机械部件组成，电气方面由直流减速电机、传感器、开关电源、LED 显示等电子器件组成，可编程控制器采用三菱的 FX2N-48MR 型号的 PLC。小车运动控制系统示意图
3、如下图 1。图 1小车运动控制 I 型控制系统采用长动运动控制，通过呼叫开光的选择，来实现控制小车运动方向，直到到达目标位置。1.11.1 小车运动控制（直流电机）设计要求小车运动控制（直流电机）设计要求模型按以下要求动作 小车所停位置号小于呼叫号时，小车右行至呼叫号处停车； 小车所停位置号大于呼叫号时，小车左行至呼叫号处停车； 小车所停位置号等于呼叫号时，小车原地不动； 具有左行、右行定向指示，启动前报警信号，报警 5 秒后方可左行或右行； 小车到位后报警两次； 小车具有正反转点动运行功能；在点动状态,且在小车运动有效运行范围内按一次左行或右行,小车向左或向右运行一个位置. 具有小车行走位置
4、的七段数码管显示。1.2 小组分工情况小组分工情况PLC 原理图的设计及调试:4报告编写： 2.2.小车运动控制系统的设计小车运动控制系统的设计2.1 总体设计思路总体设计思路本设计是运用 PLC 控制系统小车的运动的方式。能快速的对输入信号做出反应控制小车，便于检修。控制系统结构图，图 2 如下图 22.22.2 PLCPLC 电路硬件配置电路硬件配置（1）计算所需要可编程控制器的 I/O 点数题目中给出了键值输入 A-D 对应四个输入，1-9 号传感器对应 9 个输入，自动与手动切换开关对应一个输入，统计得需要 14 个输入，可分配给 X000-X007，X010-X015。现配置如表 1
5、。表 1 小车运动控制系统 PLC 输入接口功能表序号工位名称文字符号输入口 1键值输入 ASB1X000 2键值输入 BSB2X001 3键值输入 CSB3X002 4键值输入 DSB4X003 51 号传感器SQ1X004 62 号传感器SQ2X005 73 号传感器SQ3X006 84 号传感器SQ4X007 95 号传感器SQ5X010 106 号传感器SQ6X0115117 号传感器SQ7X012 128 号传感器SQ8X013 139 号传感器SQ9X014 14步进开关QX015题目中给出了报警对应 1 输出，电机的正反转继电器及其左右行指示灯对应 4 个输出，位置 4 位显示对
6、应 4 个输出，统计得需要 9 个输出（已包括所有指示灯） ，分配给 Y001-Y004,Y010-Y013。现配置如下表 2。表 2 小车运动控制系统 PLC 输出接口功能表序号工位名称文字符号输出口 1位置显示 AAY010 2位置显示 BBY011 3位置显示 CCY012 4位置显示 DDY013 5报警电铃HAY000 6左行指示灯HL2Y001 7右行指示灯HL3Y003 8电机正传继电器KM1Y004 9电机反转继电器KM2Y010（2）根据上述设计，绘制出 I/O 连接图，如图 3图 3（3） 根据设计方案选择的电气元件，编制原理图的元器件目录表，如表 3 所6示。表 3 小车
7、运动控制系统元器件目录表序号文字符号名称数量备注 1电动机M124V DC rpm 600 2电动开关Q1方式选择 3按钮SB9呼叫选择 4指示灯HL14红色，绿色 5数码管LED1七段共阴数码管 6可编程控制器PLC1FX2N-48MR 7电铃HA1用于报警8接近开关SQ5LE-4 10-30V DC 200mA Sn:4mm 9光耦电路SQ4I25C51 10丝杆，滑杆 1小车轨道 11开关电源E1提供直流电 12熔断器FU6熔体 210A 13继电器KM2 （4）根据上述设计，对照主回路检查交流控制回路、PLC 控制回路、各种保护联锁电路、PLC 控制程序等，全部符合设计要求后，绘制出最
8、终的电气原理图。2.32.3 PLCPLC 控制程序设计控制程序设计（1）程序设计流程图，如图 47图 4（2）具体梯形图程序见附录 1（3）具体指令表见附录 23.设计实现结果设计实现结果当点动按钮向上打时（即不在点动位置） ，按下操作板上所要呼叫号的按钮，小车报警 5 秒后开始启动，实现左行右行，同时显示电机转动方向及小车运动方向的指示灯亮，小车到位后报警两次，在小车行进过程中，七段数码管显示小车经过位置号码。进入点动模式下，在小车运动有效运行范围内按一次左行或右行,小车向左或向右运行一个位置，七段数码管显示小车处在位置号码。4.4.报告总结报告总结为期三周的电气课程设计在我们的讨论和实践
9、中结束了，在这其中我们学到了很多，同时也找到了自身存在的不足，加强了我们的动手能力、思考问题和解决问题的能力。这次课程设计是基于 PLC 控制的系统，PLC 应用技术是一门实践性很强的专业课，而且 PLC 编程控制器技术在当今社会发展异常迅速，可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具。各生产厂家也推出了许多强8大的新型 PLC、各种特殊模块和通信联网器件，我们设计使用的是三菱的 PLC。由于我们对 PLC 这门学科不是很熟悉，所以在确定小车控制这个设计课题后，就去图书馆找 PLC 编程相关书籍，了解编程的语句和功能指令，同时
10、也到网上查找所需资料，编写程序。在实验室调试程序，看到小车顺利运动起来时我们都能感到一阵喜悦，但当小车一下子不动或是乱动时我们又是心情沮丧，有时为了一段程序苦思许久，修改一步调试一步，让我们体会到了成功的喜悦和失败的苦涩，也同时让我们知晓理论和实际的差异并要做到理论与实际相结合，踏实前进。在设计中我们遇到困难虚心向老师、同学请教，在商讨中获得真知，了解自身的不足。本次设计不仅检验了我们学习知识、搜索资料的能力，也同时培养我们相互探讨，相互学习，相互合作的精神，学会了如何努力去完成一件事、去把握一件事。理论和实践相结合是很重要的，以前我们学的都是理论上的知识，对于一些细节不加重视，导致运行上的错
11、误，现在对 PLC 的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解，提高了我们的工程素质，更对理论知识有了加深。设计是三人一组的，这就不得不提到合作的精神，团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。通过合作，我们之间的合作意识得到加强，合作能力得到提高，采用分工合作的方式，同时在一定阶段讨论以解决个人不能解决的问题，大家积极发言加强交流，寻找正确的方案和途径。俗话说“千里之行始于足下” ，通过这次设计让我们深深体会到了这其中的精髓，努力踏实做事，做到学思结合。这次课程设计顺利完成，我们还要感谢老师的辛勤指导和帮助，还有在设计中帮助过我们的同学。5.参考文献参考文献1.王庭有 可编程控制器原理及应用（第 2 版） 国防工业出版社 2010 年 8 月；2.许翏 王淑英.电气控制与 PLC 应用 机械工业出版社 2005 年 1 月；3.互联网综合搜索4.FX 编程手册96附录附录 1(梯形图梯形图)：10117附录附录 2(指令表指令表)：
