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1、 课 题 设 计 论 文课题名称:运料小车的PLC设计班级： P14电气一班 姓名： 徐志浩 学号： 201403170015 指导老师： 张涛 2016年 10 月 16 日书目第一章 绪论11.1 课题选题背景及意义11.2 运料小车的限制概况11.3 运料小车的发呈现状2其次章 总体方案论述42.1 系统限制方案设计42.2 PLC选型52.3 电动机选型72.4 接触器选型82.5 热继电器选型92.6 断路器选型92.7 行程开关选型10第三章 系统硬件电路设计113.1 限制方案的设计113.2 硬件电路接线图11第四章 限制系统软件设计144.1 程序流程图144.2 程序梯形图
2、164.3 梯形图编程的分析17总结21参考文献23第一章 绪论1.1 课题选题背景及意义制造业是现代经济发展中占有关键地位，它的发展状况主导着经济发展的前景，但是，在我国，大部分乡镇企业、私营企业，由于受资金管理等方面的限制，一般来说，送料绝大多数是采纳人工手动送料，严峻缺乏爱护装置，这造成“效率低，劳动强度大，事故发生率大”等特点。随着信息科技迅猛、市场经济的发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为快速，近年来，由于PLC限制技术的发展，送料机构自动化水平也需越来越高。提高自动化的水平不仅可以提高生产效率，同时也能保证工人的人身平安。传统的手工送料已经不再满意要求，这时运料小车应运而
3、生。运料小车特地用于粒料、粉料、片状料、带状等材料的输送，这无疑是轻、重工行业不行缺少的设备。1.2 运料小车的限制概况从世界第一台PLC被设计出来到现在，PLC历经几次更新换代，各方面的性能得到了很大完善，技术已经完全成熟。其中运料小车限制系统随着PLC的发展过程经验一下几个发展阶段。（1）手动限制：上世界六十年头末七十年头初，是PLC发展的早期阶段，那个时候便有一些工业过程运用了PLC限制系统限制运料小车，但是由于那是技术并不成熟，只能采纳人工手动限制机器，初期的运料小车限制系统多采纳继电器和接触器组成的困难限制系统，这种系统不仅体积浩大，系统稳定性也不高，故障率高，也没有通信模块，操作限
4、制极为不便，限制效果也不佳。（2）自动限制：至上世纪八十年头，电子科学技术飞速发展，计算机的成本及价格变得越来越低，这种状况下，许多大型企业起先采纳PC机与PLC通信限制方式，这种限制方式在限制方面更加敏捷。（3）全自动限制：本世纪起先科技迅猛发展，电子计算机的更新周期越来越短，电子设备的向着高性能，低成本发展。运用今日高性能PLC限制运料小车可以实现完全自动化，并且能满意工业过程的各种要求，另外在设备维护也极为便利，维护成本大大降低。1.3 运料小车的发呈现状随着科学技术的发展，自动化的实现水平在国民经济的发展中起着越来越重要的作用，尤其是对机械行业的生产效率、制造精度、以及牢靠性和平安性提
5、出了更高的要求。对于自动运料装置，目前的企业中多采纳以下几种运料方式。（1）机械手加穿梭小车式自动化输送方案：该自动化输送系统也是自动冲压生产线中最常用的系统，它主要是由自动上料，和取料机械手以及穿梭下车组成。目前冲压车间里由不同厂商供应的各式自动化输送系统的都是基于该机构和原理进行设计制造的。一个取料机械手，带有中置并按工件形态排部的真空吸盘式端拾器：负责将工件从上一压机取出安放在穿梭下车上。一个穿梭小车：它负责将工件由取料机械手的放置位置移送到上料机械手的取料位置。一个带有中置端拾器的上料机械手：负责将工件由穿梭下车捡起送入到下一台压机。采纳此种输送方案工件将通过机械手简洁的“拾取和“摆放
6、”动作由前一台压机输送到下一台轧机，其穿梭下车的主要功用是通过它的穿梭运动缩短取料和上料机械手的输送行程，从而提高整线的生产效率。其是优点可运用于多数大中小型企业。缺点是装置较困难，物料的运输步骤繁多，增加了加工时间，操作不便。（2）运用机械手进行送料方式：机械手与小车相连，然后通过钢索与滑块相连，滑块再连接重物，重物的上升和下降限制着小车的前进与后退。保证了操作人的平安，同时提高了生产效率。优点是可以进行连续生产，缺点是全部操作都需机械手，导致机械结构过多，机械故障多。（3）新型的多机连线自动搬运输料：这种方案是由四台开式双电2500KN压力机驱动，生产线绝大多数零部件都已国产化，其送料精度
7、及生产效率达到国外生产线的同等水平，成本较国外生产线低廉，占用空间少。优点是工作稳定高，步进电机限制，精度高，布矩一样大，消耗功耗低，所需电压也低。（4）气缸传动，生产效率以及送料精确性都比较低，无法满意详细的生产须要，已经面临淘汰。其次章 总体方案论述2.1 系统限制方案设计 运料小车由两个电动机带动，沿轨道行进。每个锅炉之间的距离为80米，卸料位置由行程开关限制，装料、卸料时间由PLC定时器限制。为增加系统的稳定性，PLC及一些限制元件安装在一个电控柜里面，只有电动机安装在运料小车内，两个电动机同时带动小车的两个动力轮子，改善小车的平稳性能，供应足够的机械动力。电动机和限制柜之间的线路通过
8、划线连接，电控柜设置在轨道旁边，便于操作。为避开运料过程中煤撒到轨道上影响行程开关正常工作，将行程开关设置在轨道的外侧，而不是轨道的下方，通过轮子侧面特地做的凸起部分触碰行程开关，这样更保证了系统的平安性、牢靠性。运料小车工作示意图如图2-1所示。可清楚直观地理解送料过程。图2-1 运料小车工作示意图 初始状态时，运料小车处于起始位置E点。当按下启动按钮后，小车向前进到达A点(装料处)进行装料，装料时间30秒。装料结束运料小车后退，首先在B点卸料，卸料时间为15s；卸料结束返回A点装料，装料时间30秒，装料结束向C点前进，途经B点位置不再停止，在C点卸料时间为15s；卸料结束返回A点装料，装料
9、结束向D点前进，途径B点、C点不再停车；卸料结束返回A点装料，装料结束向E点前进卸料，途径B点、C点、D点都不再停车，E点卸料结束后，重新返回A点，如此反复。 运料小车电气限制系统主要包括可编程逻辑限制器、行程开关、接触器、电机，详细如图2-2所示。图2-2 运料小车限制系统框图2.2 PLC选型PLC作为一种发展成熟的限制器，在现代工业过程中的应用极为广泛。其工作原理图如图2-3所示。图2-3 PLC工作原理图PLC限制系统的特点：（1）PLC作为一种通用的工业主限制器，牢靠性、稳定性高，在各种恶劣的工作环境都能很好地工作，不易发生故障，而且简洁检修，维护便利（2）PLC在程序编写上有多种方
10、式，有好几种编程语言编程，它拥有好几种编程语言，包括梯形图、指令表、依次功能图、逻辑功能图，其中梯形图最简洁、直观，最为常用。（3）PLC本身的结构设计使得其在工业过程中运用很便利，很简洁限制与操作。 回到本设计中，分析运料小车的工艺流程及其限制要求等，依据须要的输入输出的端口数，本文选用日本三菱公司生产的FX1s-20MR。PLC实物图如图2-4所示。 图2-4 PLC实物图FX1s系列PLC规格和型号 FX1s系列PLC依据I/O点的不同，有10/14/20/30共四种基本规格，基本规格中，依据PLC电源的不同，可以分为AC电源输入与DC电源输入两种基本类型；依据输出类型，可以分为继电器输
11、出与晶体管输出两个类型。因此，本系列PLC共有16种不同的产品可以供用户选择。本文选用日本三菱公司生产的FX1s-20MR。FX1s系列PLC的型号中各参数的含义如图2-5所示： 图2-5 FX1s系列PLC型号各参数含义 FX1s-20MR的特点：采纳整体式固定的I/O型结构，其中心处理器、输入/输出和电源安装于一体，结构紧凑，主要用在全部是数字量输入、数字量输出的限制点少的设备上。可干脆连接220V电压，内置EEPROM存储器大小为8K，运算速度快，每条基本逻辑限制指令为0.550.7微秒，每条应用指令为3.7到几百微秒，可实现高速限制。该系列晶体管输出有晶体管输出和继电器输出两种方式，可
12、输出2路100KHz脉冲，干脆驱动伺服电机或者步进电机。编程指令、编程元件较丰富，性价比高。具有内置式扩展功能模块与功能板，系统具有肯定的扩展性能。 选用FX1s-20MR的缘由：FX1s-20MR可编程限制器输入点数为12，输出点数为8。设计中用到8个输入口，4个输出口，首先在I/O口数量上满意要求，并且还有拓展端口。FX1s-20MR主要用在全部是数字量输入、输出的限制点少的设备上，本设计中涉及到的输入量、输出量也全为数字量，并且限制点少。FX1s-20MR可以干脆连接220V电压，对电源的要求也一般化。运算速度快，相较本设计中须要的运算速度搓搓有余。相较其他功能更强大的PLC而言，这款P
13、LC的性价比更高，因为它没有诸如A/D模块这种有其他拓展功能的模块，因而成本低于其他PLC。2.3 电动机选型电动机依据所需电源分为直流电动机和沟通电动机。直流电动机结构上较沟通电动机困难，运用上也不如直流电动机便利，维护成本也较沟通电机高，而且须要直流供电。直流电机有自身的优点：在调速方面，可以无级调速，调速平稳；转矩大，便于快速启动和停车。沟通电动机依据工作原理的不同，分为异步电动机和同步电动机。异步电动机是电流通过的绕组产生了旋转的磁场，这样转子跟磁场产生相对运动切割磁感线。同步电动机是给定子通沟通电产生旋转磁场，转子同直流电，通电之后转子相当于电磁铁，这样转子和定子产生的磁场同步旋转。
14、因此，该系统的限制设备选择三相异步沟通电动机。在实际操作中电动机的选择要考虑许多方面。第一个是类型的选择，依据生产机械对机械特性、启动、调速、制动性能和过载实力的要求，对各种类型的电动机进行比较。在对启动、调速性能没有特别要求的状况下，优先选用三相笼型异步电动机。其次个是功率的选择，选择正确的电动机额定功率很重要，功率过大，不仅增加投资，降低电动机效率，还增加运行费用；功率太小，电动机长期在过载状态下运行，电动机过热会降低运用寿命，甚至拖动不了生产机械。第三个是电压的选择，三相异步电动机的额定电压有380V、3000V、6000V、10000V等几种；一般当电动机的额定功率小于200KW时，往
15、往选用380V电动机，额定功率大于200KW的选用高压电动机。第四个是转速和外形的选择，依据传动方式和运用环境选择合适的转速和外形。综合以上状况选择合适的电动机型号。在设计之初，确定的电动机功率是4KW，三相沟通供电，选用的电机是国产的Y160M1-8/亿佳，额定功率4KW，额定电压380V。该电机适用于驱动无特别要求的机械设备，该电机是连续工作制（S1）符合运料小车电机长期工作的要求，另外该款电动机有一个轴伸，按用户须要，还可制成双轴伸，这样的设计利于运料小车在机械结构方面的设计。另外此电机效率高、节能、堵转转矩高、噪音低、振动小、运行平安牢靠。表2-1 电动机参数品牌/型号：忆佳/Y160M1-8级数：6极产品类型：三相异步电动机应用范围：机械设备额定功率：4.0KW额定转速：720r/min产品认证：ISO2000额定电压：380V2.4 接触器选型图2-6 接触器实物图设
