plc工業(yè)鏟車課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要………………………………………………………..…………………………….……1</p><p>　　第一章 課程設(shè)計(jì)總體方案…………………………………………………………2</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)項(xiàng)目的分析……………………………………………….……………3<

2、/p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)要求………………………………………………………………..………………3</p><p>　　2.2 課程設(shè)計(jì)目的………………………………………………………………..…….……3</p><p>　　第三章 工業(yè)鏟車仿真模型的設(shè)計(jì)與組裝……………………….……………4</p><p>　　3.1 驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)……

3、……………………………………………………………..………4</p><p>　　3.2 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)……………………………………………………………....…………4</p><p>　　3.3 組裝模型 （實(shí)物模型）……………………………………….…………..…………4</p><p>　　第四章 控制系統(tǒng)的PLC選型和I/0選擇………………………….…………

4、…5</p><p>　　4.1 I/O分析…………………………………………………………………………….……5</p><p>　　4.2 I/O點(diǎn)及地址分配………………………….………………………………..…………6</p><p>　　4.3 PLC的選型………………………………..……………………………………..………6</p><p

5、>　　第五章 電氣控制系統(tǒng)原理圖………………...............................…………………7</p><p>　　5.1 主電路圖………………………………………….......................................……………7</p><p>　　5.2 電控系統(tǒng)控制電路……………………….……..............

6、........................……..………8</p><p>　　5.3 PLC接線………………………………………...........................................………..……9</p><p>　　第六章 程序設(shè)計(jì)及控制程序…………............................………………………10</p&g

7、t;<p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………..........................................……….………11</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　20世紀(jì)40年代末50年代初，我國(guó)的流程工業(yè)規(guī)模很小，設(shè)備陳舊，必要的調(diào)節(jié)主要靠最簡(jiǎn)單的測(cè)量?jī)x表由人工操作運(yùn)行。50年代末60年代

8、初，我國(guó)研制生產(chǎn)的傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器等，基本上能顯示過程狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)意圖，最終命令執(zhí)行器完成對(duì)工藝流程的調(diào)節(jié)要求。70年代初，我國(guó)自行研制的工控機(jī)開始應(yīng)用于工業(yè)過程控制，它部分地取代了原來控制室內(nèi)的儀表。但由于受當(dāng)時(shí)電子器件性能的限制，工控機(jī)本身的可靠性遠(yuǎn)不如現(xiàn)在，工控機(jī)帶來的控制集中引起“危險(xiǎn)”集中。70年代末，分散型控制系統(tǒng)(dcs)進(jìn)入工控領(lǐng)域，解決了“危險(xiǎn)”集中的問題，還解決了一些復(fù)雜的控制。dcs可建立通信網(wǎng)絡(luò)，

9、為大工廠生產(chǎn)帶來許多方便，但其價(jià)格一直居高不下。80年代初，適應(yīng)性較強(qiáng)的總線型工控機(jī)(std)應(yīng)運(yùn)而生，std總線技術(shù)的推廣和應(yīng)用，使工控機(jī)的功能更加強(qiáng)化。 </p><p>　　PLC作為工控機(jī)的一員，在主要工業(yè)國(guó)家中成為自動(dòng)化系統(tǒng)的基本電控裝置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、體積小、價(jià)格適宜等特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)今世界plc生產(chǎn)廠家約150家，生產(chǎn)300多個(gè)品種。2000年銷售額約為86億美元，占工控機(jī)市場(chǎng)

10、份額的50%，PLC將在工控機(jī)市場(chǎng)中占有主要地位，并保持繼續(xù)上升的勢(shì)頭。 </p><p>　　PLC在60年代末引入我國(guó)時(shí)，只用作離散量的控制，其功能只是將操作接到離散量輸出的接觸器等，最早只能完成以繼電器梯形邏輯的操作。新一代的plc具有pid調(diào)節(jié)功能，它的應(yīng)用已從開關(guān)量控制擴(kuò)大到模擬量控制領(lǐng)域，廣泛地應(yīng)用于航天、冶金、輕工、建材等行業(yè)。</p><p>　　在工業(yè)鏟車中運(yùn)用PLC，提

11、高了其工作智能化，增強(qiáng)了其本身的競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)我國(guó)的PLC產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)PLC的能力有一定的幫助。 </p><p>　　第一章 課程設(shè)計(jì)總體方案</p><p>　　鏟車是用來裝零散堅(jiān)固的貨物的，一般以建筑材料為主，如碎石、砂土等，鏟車一般用在建筑工地、建筑材料集散地，用于裝車，有時(shí)也用于鏟土和鏟雪及地面平整等用途；工業(yè)鏟車一般是在小四輪拖拉機(jī)上進(jìn)行改裝的小型裝載機(jī)械。 利用拖拉機(jī)自身

12、動(dòng)力，采用液壓控制，通過多路液壓閥上的操作手柄可使鏟斗升降和翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到鏟車平穩(wěn)工作。在搬運(yùn)物料方面起了很大的作用，節(jié)省了大量人力和物力，它搬運(yùn)東西速度快，操作也比較簡(jiǎn)單，所需的人員少，就能完成大量的搬運(yùn)工作。</p><p>　　鏟車又叫裝載機(jī)，是在動(dòng)力機(jī)械的基礎(chǔ)上，采用液壓控制鏟斗升降和翻轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)砂石、水泥、糧食、土、煤等散裝物料的鏟運(yùn)及裝載。</p><p>　　鏟車也可進(jìn)行

13、輕度的鏟掘工作，通過換裝相應(yīng)的工作裝置，還可進(jìn)行推土、起重、裝卸木料及鋼管等作業(yè)。廣泛應(yīng)用于建筑工程、筑路工程、農(nóng)田水利工程、環(huán)衛(wèi)垃圾、磚窯廠、煤廠、砂石廠，用于砂石、水泥、糧食、土、煤等散裝物料的鏟運(yùn)及裝載。</p><p>　　工業(yè)鏟車的主要?jiǎng)幼魇晴P起、放下，并能作前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的操作。鏟起和放下屬于縱向移動(dòng)，行走和左右轉(zhuǎn)屬于橫向移動(dòng)，所以應(yīng)使用縱向和橫向兩種電動(dòng)機(jī)。本設(shè)計(jì)共需要3臺(tái)電動(dòng)機(jī)。其中貨物的

14、鏟起或放下可由縱向電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，左輪的前進(jìn)和后退由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，右輪的前進(jìn)和后退由另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)要實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)的時(shí)候，可讓左輪的電動(dòng)機(jī)不動(dòng)，右輪的電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)前進(jìn)，反之，則右轉(zhuǎn)也是。</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)項(xiàng)目的分析</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　用PLC對(duì)工業(yè)鏟車

15、（實(shí)物模型）操作進(jìn)行控制，設(shè)鏟車可將貨物鏟起或放下，并能作前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的操作，要求動(dòng)作過程如下：</p><p>　　鏟起 → 向前0.5米 → 左轉(zhuǎn)90度后向前0.5米 → 右轉(zhuǎn)90度后向前0.5米 →右轉(zhuǎn)90度后后退0.5米 → 放下。</p><p>　　2.2 課程設(shè)計(jì)目的</p><p>　　1．根據(jù)題意，畫出實(shí)物模型與PLC的硬件連接圖，按圖接

16、線，編制控制程序，并畫出梯形邏輯圖。</p><p>　　2．完成系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)控制要求。</p><p>　　3．完成課程設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　第三章 工業(yè)鏟車仿真模型的設(shè)計(jì)與組裝</p><p>　　3.1 驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)</p><p>　　工業(yè)鏟車的主要?jiǎng)幼魇晴P起、放下，并能作前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右

17、轉(zhuǎn)的操作。鏟起和放下屬于縱向移動(dòng)，行走和左右轉(zhuǎn)屬于橫向移動(dòng)，所以應(yīng)使用縱向和橫向兩種電動(dòng)機(jī)。本設(shè)計(jì)共需要3臺(tái)電動(dòng)機(jī)。其中貨物的鏟起或放下可由縱向電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，左輪的前進(jìn)和后退由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，右輪的前進(jìn)和后退由另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)要實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)的時(shí)候，可讓左輪的電動(dòng)機(jī)不動(dòng)，右輪的電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)前進(jìn)，反之，則右轉(zhuǎn)也是同樣的原理。</p><p>　　3.2 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)</p><

18、p>　　縱向傳動(dòng)是通過縱向電動(dòng)機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)栓著電磁鐵的鋼絲，使得鏟頭上下移動(dòng)，便于貨物的鏟起和放下。前進(jìn)可以是左右輪的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，后退則是同時(shí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，左轉(zhuǎn)是左輪上的電動(dòng)機(jī)不動(dòng)，右輪電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)；右轉(zhuǎn)是右輪上的電動(dòng)機(jī)不動(dòng)，左輪上的電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　3.3 組裝模型 （實(shí)物模型）</p><p>　　圖3-1 工業(yè)鏟車（實(shí)物模型）</p&g

19、t;<p>　　第四章 控制系統(tǒng)的PLC選型和I/0選擇</p><p>　　4.1 I/O分析</p><p>　　經(jīng)過對(duì)控制過程和要求的詳細(xì)分析，明確了具體的控制任務(wù)就是鏟起、放下、行走、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)等主要任務(wù)。確定了鏟車這些必須完成的動(dòng)作后，再確定動(dòng)作的順序：縱向電機(jī)正轉(zhuǎn)，電磁鐵由上向下移動(dòng)，鏟爪抓物體，縱向電機(jī)反轉(zhuǎn)，由下向上移動(dòng)，左右輪電機(jī)同時(shí)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)向前，左輪電

20、機(jī)停止右輪電機(jī)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)向左轉(zhuǎn)，左輪電機(jī)正轉(zhuǎn)右輪電機(jī)停止，實(shí)現(xiàn)向右轉(zhuǎn)，左右輪電機(jī)同時(shí)反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)后退。其工藝流程圖如下（圖4-1）：</p><p>　　圖4-1 工業(yè)鏟車工藝流程圖</p><p>　　4.2 I/O點(diǎn)及地址分配</p><p>　　控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)的名稱、地址分配。如表4-1</p><p>　　表4-1 輸入、

21、輸出信號(hào)的名稱、地址編號(hào)</p><p>　　4.3 PLC的選型</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用西門子公司的S7-200系列整體式PLC實(shí)現(xiàn)工業(yè)鏟車（模型）的自動(dòng)控制。由上面分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)17個(gè)、開關(guān)輸出點(diǎn)6個(gè)；故CPU模塊采用CPU226(AC/DC/繼電器）模塊，該模塊采用交流220V供電。</p><p>　　第五章 電氣控制系統(tǒng)原理

22、圖</p><p><b>　　5.1 主電路圖</b></p><p>　　如圖7-1所示為電控系統(tǒng)主電路。三臺(tái)電機(jī)分別為M1、M2、M3。接觸器KM1、KM3、KM5分別控制M1、M2、M3的正轉(zhuǎn)運(yùn)行；接觸器KM2、KM4、KM6分別控制M1、M2、M3的反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)行。FR1 、FR2、FR3分別為三臺(tái)電機(jī)的熱繼電器；FU為主電路的熔斷器，QS為電路主開關(guān)。<

23、;/p><p>　　圖5-1 電控系統(tǒng)主電路圖</p><p>　　5.2 電控系統(tǒng)控制電路</p><p>　　如圖7-2所示為電控系統(tǒng)控制電路圖。圖中SB1、SB2、SB3分別控制三臺(tái)電機(jī)正轉(zhuǎn)的啟/停；SB1'、SB2'、SB3'分別控制三臺(tái)電機(jī)反轉(zhuǎn)的啟/停。</p><p>　　圖 5-2 電控系統(tǒng)控制電路<

24、/p><p>　　5.3 PLC接線</p><p>　　圖5-3 PLC外圍接線圖</p><p>　　第六章 程序設(shè)計(jì)及控制程序</p><p>　　6.1 控制程序的梯形圖</p><p>　　6-1 控制程序的梯形圖</p><p><b>　　控制程序：</b

25、></p><p>　　1 LD I0.2 </p><p>　　2 O M0.0</p><p>　　3 AN I2.1</p><p>　　4 = M0.0</p><p>　　5 LD M0.0</p><p>　　6 O Q

26、0.0</p><p>　　7 AN I0.2</p><p>　　8 AN Q0.1</p><p>　　9 AN I0.3</p><p>　　10 AN I0.4</p><p>　　11 = Q0.0 </p><p>　　12 LD I

27、0.1</p><p>　　13 O Q0.1</p><p>　　14 ON Q0.0</p><p>　　15 AN I0.2</p><p>　　16 AN Q0.0</p><p>　　17 AN I0.3</p><p>　　18 =

28、Q0.1 </p><p>　　19 LD Q0.0</p><p>　　20 TON T37，+50</p><p>　　21 LD T37</p><p>　　22 = Q0.1</p><p>　　23 LD I0.5</p><p>　　24

29、 O Q0.2</p><p>　　25 ON M0.1</p><p>　　26 AN I0.7</p><p>　　27 AN Q0.3</p><p>　　28 AN I1.0</p><p>　　29 AN I1.1</p><p>　　

30、30 = Q0.2</p><p>　　31 LD I0.5</p><p>　　32 O Q0.3</p><p>　　33 ON M0.2</p><p>　　34 AN I0.7</p><p>　　35 AN Q0.2</p><p>　　3

31、6 AN I1.0</p><p>　　37 = Q0.3</p><p>　　38 LD I1.1</p><p>　　39 O Q0.4</p><p>　　40 ON M0.1</p><p>　　41 AN I1.3</p><p>　　42

32、 AN Q0.5</p><p>　　43 AN I1.2</p><p>　　44 AN I1.5</p><p>　　45 AN I1.6</p><p>　　46 = Q0.4</p><p>　　47 LD I1.2</p><p>　　48

33、 O Q0.5</p><p>　　49 ON M0.2</p><p>　　50 AN I1.3</p><p>　　51 AN Q0.4</p><p>　　52 AN I0.4</p><p>　　53 = Q0.5</p><p>　　54

34、 LD I1.6</p><p>　　55 = M0.2</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】賀哲榮，石帥軍.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.3</p><p>　　【2】張萬忠，劉明芊.電器與PLC控制技.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20

35、03.9</p><p>　　【3】肖清，王忠鋒.西門子PLC課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院，2008.12</p><p>　　【4】張揚(yáng)，蔡春偉，孫明健.SP-200 PLC原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.10</p><p>　　【5】林小峰，可編程控制器原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1994</p><p