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1、 学校代码：10904 学 士 学 位 论 文往返自动送料小车的设计姓 名：王明奇学 号：200805130249指导教师：杨中国院系(部所)：机电工程学院专 业：机械设计制造及其自动化完成日期：2012年5月10日 学 士学 位 论 文往返自动送料小车的设计姓 名：王明奇学 号：200805130249指导教师：杨中国院系(部所)：机电工程学院专 业：机械设计制造及其自动化完成日期：2012年5月10日摘 要可编程序控制器（Programmable controller）简称PLC，由于PLC的控制能力强、可靠性高、易于编程扩展和通信、使用方便、维护简单，所以PLC的各个应用领域在迅速扩展。
2、对早期的PLC，凡是有继电器的地方，都可采用。而对当今社会，几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC。尤其是近几年来，PLC的成本下降，功能又不段增强，所以，目前PLC在国内外已被广泛应用于各个行业。本设计是为了实现送料小车自动化的转化，改变以往小车的单纯手动送料，实现了自动化生产，节约资金、降低成本，提高了生产效率，保障了人身安全！因此本送料小车的设计是由于工作环境恶劣，不允许人进入工作环境的情况下孕育而成的。【关键词】:PLC;送料小车;控制;程序设计AbstractProgrammable logic controller (Programmable controller) re
3、ferred to the PLC, the PLC control capability, high reliability, easy to program expansion and communication, easy to use, simple to maintain, so the PLC applications in rapid expansion. Early PLC, any relay can be used. Todays society, almost can be said that those who need to control the system re
4、quires the PLC. In recent years, the cost of PLC decreased function without paragraph enhanced Therefore, the PLC at home and abroad has been widely used in various industries.The design is the automated conversion of the feed car, change the simple manual feeding of the previous car, automates prod
5、uction, save money, reduce costs, improve productivity, protect the personal safety! Feeding car design does not allow people into the work environment due to poor working conditions, are formed.【Key words】: PLC; Feeding Car; Control; Program Design- ii -目 录第1章绪 论11.1 引言11.2 运料小车国内外研究现状11.2.1国内现状11.
6、2.2国外现状21.3本课题研究的主要内容3第2章可编程控制器（PLC）概述42.1PLC的定义42.2PLC的特点42.3PLC的构成42.4PLC的工作原理52.5PLC的应用领域52.6本章小结6第3章 系统控制的设计73.1控制系统的工作原理73.1.1运料小车的运动流程73.1.2 设备控制要求73.2小车运动分析73.3PLC选型93.3.1选型分析93.3.2系统的安装93.3.3输入/输出模块的选择93.3.4开关量I/0点的节省和模拟量1/0模块的代用103.3.5抗干扰措施103.4运料小车控制系统的PLC选型和资源配置103.4.1控制系统图103.4.2PLC框架配置图
7、113.5系统资源分配113.6系统硬件设计123.7系统软件源程序设计133.7.1地址分配133.7.2控制系统工作流程143.7.3系统梯形图143.8本章小结17第4章 结束语18参考文献19致 谢21- II -往返自动送料小车的设计第1章 绪 论1.1 引言制造业是现代经济发展的重要支柱，其占有关键地位，它是工业发展的主体又是国民经济持续发展的基础。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，送料绝大多数是采用人工手动送料，严重缺乏保护装置，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
8、烈，产品更新更为迅速，近年来，由于PLC控制技术的发展，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安全。传统的手工送料已经不再满足要求，这时自动送料机就应运而生。送料机专门用于粒料、粉料、片状料、带状等材料的输送，这无疑是轻、重工行业不可缺少的设备。综上所述，本着保障人身安全、提高生产效率、节约资金的科学人性化管理的方针下对送料机构进行自动化设计。此设计中自动加料机控制系统是采用以PLC为核心的自动控制技术来实现的，这不仅大大提高了工作的效率，使整个过程又快又稳又节约资金。1.2 运料小车国内外研究现状1.2.1国内现状国内现状：随着科血技术的
9、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、以及可靠性和安全性提出了更高的要求。对于自动运料装置，目前的企业中多采用以下几种方案：方案一：机械手加穿梭小车式自动化输送方案自动化输送系统是最常用的自动冲压生产线的系统之一，它主要是由数控材料、取料机器人、穿梭车等组成。目前冲压车间里的各式自动化输送系统都是基于该原理进行设计制造的。机械手：负责将工件取出并安放在穿梭小车上。穿梭车：它负责将工件由上一位置移送到下一位置。带有中置端拾器的上料机械手：负责将工件由穿梭小车拾起送入下一台压机。采用这种方式将工件传输，从而提高了整个生产线的生产效率。优
10、点：可适用于多数大中小型企业。缺点：装置复杂，工件运送步骤多，增加加工时间，操作不便。方案二：送料机利用机械手进行送料机械手是以小车形式通过绳索同滑块联接起来，滑块上升运动牵引小车作前进的水平运动完成送料，然后又通过绳索连接的重物使小车复位。由小车机械手将工件送至指定位置，提高了生产效率，保证了质量，改善了劳动强度，确保了人生安全。优点：送料与机械工作周期相同，可以连续生产。缺点：整个运输过程均由机械手实现，所以对机械手的要求比较高，如果工件大小不一，还要更换匹配器械。方案三：新型的多机连线自动搬运送料这种方案是由四台压力机驱动，生产线所需要的绝大多数零部件都已国产化，其送料精度及生产效率可以
11、媲美国外生产线，成本较国外生产线更低，占用空间也少。优点：由于送料机构外部由步进电机控制，所以每次的行程都是固定值，可靠性高，功耗和电压低。方案四：液压缸或气缸传动的多机连线自动搬运生产线生产线用液压缸或气缸传动，使得送料精度及生产效率低下，不能满足现在的生产需要，实际生产中大都面临淘汰。1.2.2国外现状国外现状：经过多年的发展，国外自动送料机械已经形成了独立完整的体系，成为机械制造的一个重要分支，其产品门类齐全，品种繁多，已形成系列产品，并向 “无人化”过渡。对于自动送料系统，目前韩国、日本等国家都在开发设计NC自动搬运生产线,这类生产线的送料精度及生产效率都比较高。但其需要独立的传动机构
12、及电器系统，因此其制作及保养维修成本较高，而且占用空间大。1.3本课题研究的主要内容本课题设计的自动往返电动小汽车是以PLC为控制核心，辅以传感器、控制电路、显示电路等外围器件，构成一个车载控制系统，以及如何准确定位，如何实现自动装料、送料和卸料等方面的内容。第2章 可编程控制器（PLC）概述2.1PLC的定义PLC在早期是一种开关逻辑控制装置，被称为可编程序逻辑控制器（Programmable logic Controller），简称PLC。 2.2PLC的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）功能强、应用广面（3）使用方便、适应性强（4）编程方便易学（5）系统设计、安装、调试工作量少（6）
13、维修方便（7） 体积小、重量轻、能耗低2.3PLC的构成PLC的基本构成：CPU模块、输入输出模块、电源模块、外部设备。PLC系统可选的其它设备：编程器、外存储器、模拟I/O盘、通信接口、扩展接口及测试设备等。PLC结构示意图如 图2-1所示。图2-1 PLC 结构示意图2.4PLC的工作原理PLC采用循环扫描技术，只有该线圈通电或断电，并且必须当程序扫描到该线圈时，该线圈触点才会动作，而且每次它只能执行一条指令，这也就是说PLC以“串行”方式工作的。PLC控制则需要输入传送、执行程序指令、输出3个阶段才能完成控制过程。 2.5PLC的应用领域随着微电子技术的快速发展，PLC的制造成本不断下降
14、，而功能却大大增强。应用领域已经覆盖了所有工业企业，其应用范围大致可归纳为以下几种： (1)开关量的逻辑控制 (2)运动控制 (3)闭环过程控制 (4)数据处理 (5)联网通信2.6本章小结本章主要介绍了PLC的特点、构成及工作原理，研究了PLC的各种结构并说明其优缺点，结合自动往返运料小车控制系统要满足的各项技术指标，最后确定了以PLC为其控制系统的方案。第3章 系统控制的设计3.1控制系统的工作原理3.1.1运料小车的运动流程某自动生产线上运料小车的运动如图3-1所示，运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小车向左行。在生产线上有4个编号为l4的站点供小车停靠，在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有4个呼叫按钮开关(SK2SK5）分别与4个停靠站点相对应。图3-1 运料小车示意图3.1.2 设备控制要求运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下：（1）按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作；
