行车电气控制系统设计

目录

第1章绪论 (1)

1.1 系统概述 (1)

1.1.1 (2)

1.2功能要求.......................................................... 错误！未定义书签。第2章方案论证.. (2)

第3章系统硬件电路设计 (4)

第4章系统程序设计 (15)

第5章调试及性能分析........................................... 错误！未定义书签。第6章总结.. (26)

附录 (26)

附1：硬件原理图................................................. 错误！未定义书签。

附2：源程序清单................................................. 错误！未定义书签。

附3：实物图......................................................... 错误！未定义书签。参考文献...................................................................... 错误！未定义书签。

第1章绪论

1.1 系统概述

电动专用行车是现代化生产中用于物料输送的重要设备，传统的控制方式下，大

都采用人工操纵的半自动控制方式，在许多场合，为了提高工作效率，促进生产自动

化和减轻劳动强度，往往需要实现电动行车的自动化控制，实现自动化控制，可以使

行车能够按照预定顺序和控制要求，自动完成一系列的工作。

专用行车生产线自动化的程度在德国、意大利、美国等国家的发展水平已经较高，

而在我国尚处于发展阶段。而本文介绍的工厂电镀车间的电镀专用行车，分别利用继

电器接触控制和PLC构成一套自动控制系统，实现对电镀专用行车的自动控制过程。

（1）本设计方案中的控制对象电机均由交流接触器完成开、停的控制，电动机需采用正、反向控制，正、反转之间具有互锁的功能，为了避免过多的使用接触器，互锁装置由PLC 内部的软件完成。

（2）为了精确的对各个行动部件（大车，小车）进行定位，采用行程开关和接近开关对其进行定位的设计，选用的开关在现场进行安装，在选型和安装硬件以及编程时应考虑抗干扰性能。选用的开关由于要进行反复的使用和承受高强度的负荷，选用开关时还要考虑其耐磨损性。

（3）导轨上的驱动电机，其内部设有过载保护开关，一般为常闭型触点。作为电机的过载保护信号，在设计PLC的控制电路时应考虑该信号的逻辑关系。

（4）对于电镀车间小型行车系统而言，电镀环节是整个工序成败的关键，而进行电镀的镀槽定位的信号是由装在电镀现场的行程开关录入的，所以行程开关的工作状况，即行程开关在工作时的好坏对生产有极大的影响。而行程开关一般为无源电器元件，其动作为重复性的机械动作，磨损和受压的次数最多，因而是整个工作的电气元件中最容易出现故障的装置。所以在自动程序开始之前，先要对行程开关进行检测，进行检测时，是用检测电机（小功率）驱动一个检测小车对行程开关进行通/断的测试。

（5）起吊电机（M1）、横行电机（M2）、走行电机（M3）、检测用电机（M4）。分别采用热继电器实现过载保护，其热继电器的常开触点用过中间继电器KA的转换后，作为PLC 的输入触点，用以完成各个电机系统的过载保护。

（6）主回路选用自动开关，各负载和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器实现短路的保护。

（7）电气控制箱设置在控制控制室内。控制面板与控制箱内的电器板选用BVR型铜导线连接，电气控制箱与执行装置之间采用接线端子板连接。

（8）设计方案中选用的PLC为继电器输出型。

（9）PLC本身配有24＋V的直流电源，该接线端可为输入传感器提供直流24V电源。PLC的接地线与机器的接地端相连，基本单元必须接地。为了抑止附加在电源设及输入端的干扰，应给PLC接以专用地线，接地点应与动力设备（电动机）的接地点分开，接

地电阻应该小于100Ω，接地线面积应大于2mm2，而且接地点应该尽可能靠近可编程控制器。

（10）PLC控制程序，均采用梯形图编程（LD）。

1.1.1 PLC系统

可编程控制器（PLC）是一种数字型的电子系统，即为计算机产品，它为在工业

环境下应用而设计，即为工业计算机。这种工业计算机与传统用于工业控制的继电器

相比具有独一无二的特性[1]。（1）高可靠性：PLC在软硬、件的设计上采用了一系列

的抗干扰措施，使目前其他任何一种工业控制设备都无法达到这样的可靠性。（2）编

程方便，易于学用：它采用与实际继电器控制电路非常接近的梯形图方式编程，广大

电气技术人员非常熟悉，易于掌握，易于推广。（3）通用性强：PLC用程序代替了接线，改变接线只要改变程序，因而柔性大。（4）体积小、重量轻，是“机电一体化”

特有的产品。

第2章方案论证

PLC与继电器控制系统的比较

1）可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，

采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU

的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千

分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可

及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，

使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高

的可靠性也就不奇怪了。

2）配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种

规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能