机电系统综合课程设计

机电系统综合
课程设计
设计题目：纸屑自卸压缩机机电与气动控制系统专业班级：
学生姓名：
合作成员：
指导老师：
目录
一、设计题目、工作原理和要求
1.设计题目 (2)
2.工作原理 (2)
3.控制要求 (3)
二、电气和气动系统设计
1.设计思想和方法 (4)
2.气动系统控制原理图 (4)
3.系统工作流程图 (5)
4.PLC 输入输出地址对照表 (6)
5.控制梯形图 (6)
三、总结 (7)
四、参考文献 (10)
一、设计题目、工作原理和要求
1．设计题目
纸屑自卸压缩机机电与气动控制系统
随着社会进步和生产经营往来的不断提高，办公用纸和生活用纸消耗也越来越大。

对废纸的处理方法也多种多样。

纸屑在传送过程中既占空间又需要一定的包装。

加压后进行包装和运输可以减少很多空间。

纸屑自卸压缩机是对印刷废纸屑进行处理的装置，用于完成纸屑的传输、自卸、压缩等工作内容。

2．工作原理：
如图1所示，首先用传输带1将印刷品裁切生产线上产生的纸屑传送到自卸料斗2。

检测装置用于检测料斗盛满纸屑后，停止传输带的运行，此时不送料。

再由卸料气缸4执行相应的动作，将料斗中的纸屑倒入集装箱5内。

集装箱在水平气缸的带动下可以在导轨上水平移动，在料斗每次完成卸料后，集装箱水平右移到纸屑压缩工位，在垂直压缩气缸3的驱动下由工位上方的压缩头完成对其内纸屑的压缩，并要求如此运动2次。

2次压缩结束后，集装箱再左移到卸料工位等待料斗卸料。

在集装箱左右移动和进行压缩期间，料斗完成卸料后会自动回复到初始状态，传输带重新工作执行下一个工作过程。

如此循环往复，直至集装箱内纸屑压实充满为止。

图1 纸屑自卸压缩机结构原理图
1-传输带 2-自卸料斗 3-压缩气缸 4-卸料气缸 5-集装箱 6-水平气缸移动方向
3．控制要求：
机械设计部分：确定传动带电机驱动功率，选择电动机，设计料斗翻转机构以及加压装置。

气动部分设计：根据压力和行程要求设计气动回路，包括料斗翻转驱动气缸、施压气缸和集装箱往复气缸的确定和电磁阀的选择以及回路设计。

电气设计部分：用PLC实现纸屑自卸压缩机传输、自卸、压缩等工作的控制。

二、电气与气动系统设计
1．设计思想和方法
总体方案的选择和设计：纸屑自卸压缩机的动作控制主要是行程，因此选择气动执行元件气缸实现纸屑自卸压缩机行程的驱动，这样会使机械系统传动部分结构简单，总体实现方便容易。

纸屑自卸压缩机左右运行都有行程开关检测和判断，并及时进行步序切换。

控制方式选择PLC控制，可以使线路更加简单并可以依据环境不同要求及时调整控制程序等。

纸屑自卸压缩机位于原点时用指示灯显示其位置。

设置系统启动按钮，使系统通电准备工作。

选用气动液压PLC控制试验台。

2．气动系统控制原理图
3、系统工作流程图
4、PLC输入输出端口与换向阀和各行程开关的地址对照表
现场器件内部PLC地址说明
输入X0 0.00 启动按钮X1 0.01 行程开关1 X2 0.02 行程开关2 X3 0.03 行程开关3 X4 0.04 行程开关4 X5 0.05 行程开关5 X6 0.06 行程开关6
输出Y0 10.00 电磁阀1 Y1 10.01 电磁阀2 Y2 10.02 电磁阀3 Y3 10.03 指示灯
5、控制梯形图
三、总结
我们组设计的是纸屑自卸压缩机机电与气动控制系统，主要用于传动不用位置之间的工件以提高工作效率和减少人员的劳动强度且结构简单。

而这次设计真正做到了机电气一体化，让我们学习到了很多。

我们设计的控制系统充分利用了PLC、气动控制，实现了纸屑自卸压缩机机电与气动控制系统的机电综合设计，完成了对纸屑自卸压缩机机电与气动控制系统的控制，达到了设计目的。

我们设计的纸屑自卸压缩机机电与气动控制系统主要内容就是从原理图入手，逐步设计实际系统接线图、PLC流程图，然后从流程图设计编写PLC程序，最终进行试验调试，完成此次课程设计。

12月12日，我们开始第一次答辩，主要内容是对我们所设计内容的一个原理的理解，并给老师看绘制原理图和流程图。

然后抓紧时间开始编写PLC程序和系统接线图。

周五（12月14日）进行第二次答辩，将设计好的程序和接线图给老师查看，并进实验室进行调试。

一开始我是真的什么都不会，时间又紧迫，于是抓紧时间夜战PLC编程，通过各方面的查资料、问老师、自学，我基本学会了PLC设计的步聚和基本方法。

这也说明了压力有多大，动力就有多大这句话的正确性，逼一逼，总会弄出来的。

在此也感谢赵老师对我们的解答，赵老师不是我们组的负责老师，但对我们的问题，依然抽出时间给我们细致的讲解。

这次分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。

通过这次设计实践。

我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知识的掌握都是思想上的、理论上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

而在实践的同时，我也逐步对气动PLC有了更深一点的理解。

看起来就人为简简单单的一送一压再一送一压一推走，但转化为自动模式，作为菜鸟的我们顿时感觉到麻烦了许多，我们集合精力，一点一点，从原理、PLC流程图下手，一点一点对PLC 进行调试试验，从一个气缸简单的一出一回，试验到一个气缸先出先回，然后第二个气缸再出再回，单个试验计数器，最后再根据试验结果设计到完整的一个流程。

再对这个完整流程加上计时器、开关，成为一个真正意义上完整的流程。

最终答辩完，据老师所说，我们组是第一个只用一周时间完成的，我们很是开心啊，从这里，我肯定了自己，知道了以前只是心里暗示的学不会，说白了还是不想学，但只要肯开始，就都没问题的，主要还是态度问题。

还有就是得学会合作，人多思想就多，思想多能提高解决问题的几率，相互启发能开发思维，会
减小局限性，对目标更有利。

最后，我还要感谢各位老师，因为实习原因，老师都给予了不少的谅解，能让我们早日进入实验室，才能这么快完成这次设计，要不我们依然得等到下周才能进实验室、才能慢慢进行编程实验，这样的话，至少得多耽误4、5天的时间。

同时，我还要感谢赵老师，对于当时不会一点PLC的我，也教了许多基础的知识，比如编写的要求，方式。

老师还给我们看过程序后，还给我们强调了有些条件容易遗漏，比如第二、三气缸的启动条件是传感器3、5收到感应，这些编程的时候因为就在原始位置，你有时会不写，但必须得知道这些条件。

在最终调试的时候，不会加开关，柴老师还帮助了我们，细致的进行讲解，最终在组员们共同思考下，我们加上开关的程序，从而完美的完成了这次设计。

四、参考文献
1．孙玉秋，齐元胜，赵吉斌.机电系统综合课程设计指导书[M].北京印刷学院，2005年；
2．廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].机械工业出版社，2005年；
3.侯会喜.液压与气动技术[M].北京理工大学出版社，2010年；
4.林明星.电气控制及可编程序控制器[M].机械工业出版社，2004年；
5.王卫兵，高俊山等.可编程控制器原理及应用[M].机械工业出版社，2002年
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