电气控制与plc技术课程设计

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1、课课 程程 设设 计计 报报 告告专专 班班 级级 姓姓 名名 课程设计成绩评定标准及成绩课程设计成绩评定标准及成绩序号评审项目指 标满分评分1工作态度遵守纪律，学习认真；作风严谨，踏实肯 干；善于与他人合作。52工作量按期圆满完成规定的任务，难易程度和工 作量符合要求；完成运料小车控制设计 8 分，完成单轴运动控制系统 12 分。20全勤：10 分有迟到、早退、请假现象：8 分旷课 1 天：5 分旷课 2 天：2 分3出勤情况旷课 2 天以上：0 分10 分4设计、实验 方案控制要求详细，变化多样，能自主设计程 序实现自己的控制要求，想法独特。能灵 活运用相关专业知识，有较强的创新意识， 有

2、独特见解，设计有一定应用价值。30 分5实验技能动手能力强，能独立完成接线及编程工作， 能解决设计及实验过程中出现的问题。10 分6小组表现注重团队合作，在小组中表现突出，对设 计方案的制定及选取起主要作用，在实验 操作过程中，承担主要执行者。5 分7设计报告质 量报告结构严谨合理；文理通顺，技术用语 准确，符合规范；图表完备、正确，绘图 准确、符合国家标准；。20 分总 分评语：等等 级：级： 评阅人：评阅人： 职称：职称： 讲讲 师师 日期：日期： 2014 年年 月月 日日河河 南南 工工 程程 学学 院院课程设计报告课程设计报告设计名称：设计名称：电气控制与 PLC 技术课程设计设计时

3、间：自设计时间：自 1212 月月 8 8 日至日至 1212 月月 1919 日，日，共共 1010 天。天。设计地点：河南工程学设计地点：河南工程学设计单位：河设计单位：河指导教师：指导教师：目录目录1.自动送料装车控制系统的设计1 1.1 自动送料装车控制的发展.1 1.2 自动送料装车在国内外的发展现状.1 1.3 自动送料装车控制系统设计的目的和意义.2 1.4 基本控制要求.2 1.5 控制系统的元件.2 1.5.1 可编程控制器.2 1.5.2 三相交流异步电动机.3 1.5.3 传感器.3 1.5.4 变频调速技术.3 1.6 主要的实验设备.4 1.7I/O 分配.4 1.8

4、PLC 接线图.5 1.9PLC 程序.6 2.单轴位置控制系统设计7 2.1 单轴位置控制装置简介.7 2.2 控制原理：.11 2.3 基本控制要求14 2.4 实验设备15 2.5I/O 地址分配表.16 2.5.1 开关量输入.16 2.5.2 开关量输出.16 2.6 单轴运动控制机械手接线示意图.17 2.7PLC 控制程序自动方式.17 3.结论221.1.自动送料装车控制系统的设计自动送料装车控制系统的设计1.11.1 自动送料装车控制的发展自动送料装车控制的发展 料装车设备广泛地应用于建材、冶金、煤炭、电力、化工、料装车设备广泛地应用于建材、冶金、煤炭、电力、化工、 轻工等工

5、业生轻工等工业生 产部门。老式送料装车设备因为没有计量而存在多装、少装的问题。特别是在产部门。老式送料装车设备因为没有计量而存在多装、少装的问题。特别是在 运输的过程中，不允许车辆超载，多装了，得卸掉，少装了，得进行二次装车，运输的过程中，不允许车辆超载，多装了，得卸掉，少装了，得进行二次装车， 使得装车工作进行非常缓慢。使得装车工作进行非常缓慢。 随着当今社会科学技术的发展，各类物料输送随着当今社会科学技术的发展，各类物料输送 的生产线对自动化程度的要求越来越高，原有的生产送装料设备已经远远的不的生产线对自动化程度的要求越来越高，原有的生产送装料设备已经远远的不 能满足当前高度自动化的需要。

6、由于控制系统的不断发展和革新，使得生产线能满足当前高度自动化的需要。由于控制系统的不断发展和革新，使得生产线 的运输控制也将得到不断的改善和生产效率的不断提高，送料装车的控制经历的运输控制也将得到不断的改善和生产效率的不断提高，送料装车的控制经历 了以下几个阶段：了以下几个阶段： 1.1.手动控制：在手动控制：在 2020 世纪世纪 6060 年代末年代末 7070 年代初期，便有一些年代初期，便有一些 工业生产采用工业生产采用 PLCPLC 来实现送料装车的控制，但是限于当时的技术还不够成熟，来实现送料装车的控制，但是限于当时的技术还不够成熟， 只能采用手动的控制方式来控制机器设备，而且早期

7、送料装车控制系统多为继只能采用手动的控制方式来控制机器设备，而且早期送料装车控制系统多为继 电器和接触器所组成的复杂控制系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成电器和接触器所组成的复杂控制系统，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，必须要有专人负责操作。本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须要有专人负责操作。 2.2.自动自动 控制：在控制：在 2020 世纪世纪 8080 年代，由于计算机的价格普遍下降，这时的大型工控企业年代，由于计算机的价格普遍下降，这时的大型工控企业 将将 PLCPLC 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充

8、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 PLCPLC 在送料装车控制系统中自动控制方面的应用。在送料装车控制系统中自动控制方面的应用。 3.3.全自动控制：现阶段，由于全自动控制：现阶段，由于 PLCPLC 技术向高性能、高速度、大容量发展，大型技术向高性能、高速度、大容量发展，大型 PLCPLC 大多数采用多大多数采用多 CPUCPU 结构，结构， 不断向高性能、高速度、大容量方向发展。将不断向高性能、高速度、大容量方向发展。将 PLCPLC 运用到送料装车控制系统中，运用到送料装车控制系统中， 可实现送料装车的全自动控制，降低了系统的运行费用。可实现送料装车的全自动控制，

9、降低了系统的运行费用。PLCPLC 控制的送料装车控制的送料装车 自动控制系统具有连线简单、控制速度快、精度高、可靠性和可维护性好、维自动控制系统具有连线简单、控制速度快、精度高、可靠性和可维护性好、维 修和改造方便等优点修和改造方便等优点. .1.21.2 自动送料装车在国内外的发展现状自动送料装车在国内外的发展现状 在国内，大多数还是还是人工管理，智能控制及需普及，国外工程机械产在国内，大多数还是还是人工管理，智能控制及需普及，国外工程机械产 品以电子、信息技术为先导，开发出各种工程机械相匹配的软、硬件系统，使品以电子、信息技术为先导，开发出各种工程机械相匹配的软、硬件系统，使 工程机械向

10、信息化、智能化前进。工程机械向信息化、智能化前进。 国外大多数国外大多数 PLCPLC 品牌都有与之相应的开发品牌都有与之相应的开发 平台和组态软件，软件和硬件的相互结合使系统的性能大幅度的提高，人机界平台和组态软件，软件和硬件的相互结合使系统的性能大幅度的提高，人机界 面更加的友好。通讯技术的发展、现场总线的发展及以太网的发展时通讯能力面更加的友好。通讯技术的发展、现场总线的发展及以太网的发展时通讯能力 大大加强。大大加强。 在国外的送料装车控制系统中已经广泛的应用在国外的送料装车控制系统中已经广泛的应用 PLCPLC 控制系统，而控制系统，而 采用可靠性比较高的采用可靠性比较高的 FX2N

11、FX2N 系列系列 PLCPLC 软件来控制该系统软件来控制该系统, ,实现送料装车系统的自实现送料装车系统的自 动控制过程动控制过程, ,满足了系统可靠性、满足了系统可靠性、 稳定性和实时性的要求。稳定性和实时性的要求。 1.31.3 自动送料装车控制系统设计的目的和意义自动送料装车控制系统设计的目的和意义 送料装车控制系统的工作环境通常比较恶劣送料装车控制系统的工作环境通常比较恶劣, , 设备周围所处的环境一般粉设备周围所处的环境一般粉 尘比较大、空气湿度相对高且操作分散尘比较大、空气湿度相对高且操作分散, ,所以对送料装车控制系统工作的安全性、所以对送料装车控制系统工作的安全性、可靠性、

12、可靠性、 维护简便性要求比较高。维护简便性要求比较高。 在早期的送料装车控制中通常都采用继在早期的送料装车控制中通常都采用继 电器逻辑控制电器逻辑控制, ,继电器控制系统中大多数采用分立的继电器、继电器控制系统中大多数采用分立的继电器、 接触器等电器元接触器等电器元 件作为控制元件件作为控制元件, ,其控制系统复杂、其控制系统复杂、 操作难度大操作难度大, , 并且安装接线时工作量大、并且安装接线时工作量大、 修改控制策略难、修改控制策略难、 维护量大等问题，严重影响了正常的工业生产。维护量大等问题，严重影响了正常的工业生产。 PLCPLC 所控所控 制的系统可以方便地通过改变用户程序，以实现

13、各种控制功能，从根本上解决制的系统可以方便地通过改变用户程序，以实现各种控制功能，从根本上解决 了电器控制系统控制电路难以改变的问题。同时，了电器控制系统控制电路难以改变的问题。同时，PLCPLC 控制的系统不仅能够实控制的系统不仅能够实 现逻辑运算，还具有数值运算及过程控制等复杂的控制功能。现逻辑运算，还具有数值运算及过程控制等复杂的控制功能。 对于复杂的控对于复杂的控 制系统，使用制系统，使用 PLCPLC 后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小型后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小型 PLCPLC 的的 体积相当于几个继电器大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的体积相当于几

14、个继电器大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的 1/21/21/101/10。 PLCPLC 的配线比继电器控制系统的配线要少得多，从而可以节省下的配线比继电器控制系统的配线要少得多，从而可以节省下 大量的配线和附件，减少了大量的安装接线工作时，可以减少大量费用。大量的配线和附件，减少了大量的安装接线工作时，可以减少大量费用。 PLCPLC 不仅用于开关量控制，还可用于模拟量及数字量的控制，可采集与存储数据，不仅用于开关量控制，还可用于模拟量及数字量的控制，可采集与存储数据， 还可对控制系统进行监控；还可联网、通讯，实现大范围、跨地域的控制与管还可对控制系统进行监控；还可联网、通讯，实现大范围

15、、跨地域的控制与管 理。理。PLCPLC 已日益成为工业控制装置家族中一个重要的角色已日益成为工业控制装置家族中一个重要的角色. .1.41.4 基本控制要求基本控制要求按下启动按钮按下启动按钮 SB1SB1，小车运动到，小车运动到 1 1 号工地装料号工地装料 1 1，停止，停止 2 2 秒，运动到秒，运动到 2 2 号工号工 地卸货，停止地卸货，停止 2 2 秒，运动到秒，运动到 3 3 号工地装料号工地装料 2 2，停止，停止 3 3 秒，运动到秒，运动到 4 4 号工地卸货，号工地卸货， 停止停止 3 3 秒，返回秒，返回 1 1 号工地。循环上述过程。按下停止按钮，回到号工地停止。号

16、工地。循环上述过程。按下停止按钮，回到号工地停止。 可加设急停。可加设急停。1.51.5 控制系统的元件控制系统的元件1.5.11.5.1 可编程控制器可编程控制器 可编程控制器（可编程控制器（ProgrammableProgrammable ControllerController，PCPC）由于和个人计算机）由于和个人计算机 （PersonalPersonal ComputerComputer，PCPC）混淆，故人们仍习惯地用）混淆，故人们仍习惯地用 PLCPLC 作为可编程序控制器作为可编程序控制器 的简称。的简称。 PLCPLC 是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。是一种数字运算操作电