运料的小车和单轴系统课程设计

河南工程学院

《电气控制与PLC技术》课程设计报告

姓名：

学号：

专业班级：电气工程及其自动化1343

设计时间：自月日至月日，

共天

设计地点：河南工程学院3#实验楼A418

指导教师：邓丽霞

2016年月日

课程设计成绩评定标准及成绩

等级：

评阅人：职称：讲师日期：2016 年月日

目录

1 绪论 (4)

1.1 目的 (4)

1.2 意义 (4)

1.3 主要任务 (4)

1.4 控制要求 (4)

1.4.1 运料小车控制系统的控制要求 (4)

1.4.2 单轴运动控制系统的控制要求 (5)

2 运料小车控制系统的设计 (5)

2.1 硬件设计 (5)

2.1.1 plc机型的选择 (5)

2.1.2 硬件选择与配置 (6)

2.1.2.1 I/O分配 (6)

2.1.2.2 I/O接线图 (7)

2.2 程序设计 (8)

2.2.1 基础功能程序流程图设计 (8)

2.2.2 plc程序梯形图 (10)

2.3 小结 (11)

3 单轴运动控制系统的设计 (11)

3.1 硬件设计 (11)

3.1.1 plc机型的选则 (11)

3.1.2硬件的选择与配置 (12)

3.1.2.1 I/O分配 (12)

3.1.2.2 I/O接线图 (13)

3.2 程序设计 (13)

3.2.1 基础功能程序流程图设计 (13)

3.2.2 急停功能程序流程图设计 (16)

3.2.3 停止功能程序流程图设计 (17)

3.2.4 复位功能程序流程图设计 (18)

3.2.5 手动与自动切换功能程序流程图设计 (19)

3.2.5 plc程序梯形图 (20)

3.3小结 (28)

4 总结 (29)

致谢 (30)

参考文献 (31)

1 绪论

1.1 目的

训练PLC的步进指令，完成自动送料装车系统和单轴控制系统的程序设计。实现课程设计要求的的基本功能。

1.2 意义

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，课程设计是PLC课程课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计强调以能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。

1.3 主要任务

按照课程设计要求，设计PLC程序，并且将设计好的正确的PLC程序，编译后，写入PLC，运行实现小车送料和单轴运动控制的基本功能。

1.4 控制要求

1.4.1 运料小车控制系统的控制要求

自动送料装车控制系统要求通过PLC自动控制小车的装料卸料过程。小车到达指定的位置装料停止时间卸料停止时间。

按下启动按钮SB1，小车运动到1号工地装料1，停止2秒，接着运动到2

号工地卸货，停止2秒，然后运动到3号工地装料2，停止3秒，再运动到4号工地卸货，停止3秒，最后返回1号工地。寻循环上述过程。

在实现以上基本控制的基础上，我又加入急停按钮，按下急停按钮，小车立即停止运行，松开按钮，小车沿原路线行走。

1.4.2 单轴运动控制系统的控制要求

该单元有电机带动轴运动,气泵产生气体带动气缸（用气缸模拟机械手）上下运动和吸附物块组成。电机带动轴的左移Y4和右移Y7。轨道有三个接近开关(1、2、3)定位三个工位, 气缸由电磁阀控制进气和出气，实现气缸的上升Y10、下降Y13和吸附Y5,设计有手动和自动控制部分,可以通过开关控制方式。

基本要求：通过对PLC的编程，由PLC控制单轴位置控制实训装置自动完成，直线滑块模组的移动及定位、升降气缸活塞的伸缩运动及定位、吸盘吸取及释放工件等操作，以达到搬运工件之目的。

自动控制要求：通过开关选择自动控制方式，按复位按钮，气缸回到工位1，按启动按钮后，气缸下降吸附物块，然后上升，再从工位1移动到工位2，再下降，释放物块回升气缸，然后回到工位1，,然后气缸下降吸附物块从工位1移动到工位3，再下降释放物块回升气缸，再下降吸附物块从工位3移动到工位1，下降释放物块回升气缸，工作全部完成，继续运行上面的循环。

手动控制要求：通过开关选择手动控制方式，通过控制面板来控制，手柄控制气缸向左、向右移动，气缸的上和下通过面板旋钮控制，物块的吸附通过面板旋钮控制，来完成物块在三个工位上的移动。

2 运料小车控制系统的设计

2.1 硬件设计

2.1.1 PLC机型的选择

本次课程设计选用的是三菱的FX3U系列的PLC,FX3U系列三菱PLC是第三

代微型可编程控制器。

三菱FX系列PLC的新产品FX3U与之前的FX系列产品相比其定位功能得到了提高，FX3U的定位功能主要有以下几点：

一、PLC主体的脉冲输出由两个增加到三个。三菱小型可编程控制器FX系列（FX3U之前产品：FX1S/FX1N/FX2N）主体脉冲输出功能为Y0、Y1 两个（其中FX1S/FX1N为100KHz，FX2N为20KHz），最新产品FX3U在此项功能方面增加到三个，分别为Y0、Y1、Y2，频率为100KHz。

二、定位指令增加。FX除之前的FX系列的定位指令ABS/ZRN/PLSV/DRVI/DRVA 等指令外，还增加了DSZR（带DOG搜索的原点回归），DVIT（中断定位），TBL（表格定位）。

三、可扩展高速脉冲输出模块。FX3U-2HSY-ADP用于定位FX3U可在其主体左侧扩展最高为200KHz的脉冲输出模块FX3U-2HSY-ADP，用于连接差动输入型的的伺服电机，最多可扩展2个模块，4个独立轴。

四、可扩展定位模块。FX3U-20SSC-H模块用于定位此模块用三菱专用SSCNET 总线连接，需连接三菱伺服MR-J3B型伺服，可进行2轴插补，用专用软件FX-Configurator-FP进行伺服参数设置及定位设定。

五、可连接FX系列之前的定位模块。FX之前的特殊模块FX2N-1PG-E/FX2N10PG/FX-10GM/FX-20GM等模块可以和FX3U一起使用。FX3U 系列三菱PLC是第三代微型可编程控制器。模块式结构的PLC配置灵活，装配和维修方便，也便于系统的扩展。

2.1.2 硬件选择与配置

2.1.2.1 I/O分配

表1 开关量输入