电气控制技术课程设计(工业铲车操作控制设计).doc

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1、目录一、课程设计任务书1二、PLC 与工业铲车的简介5一PLC 简介5二工业铲车的简介7三、任务及要求7一设计任务7二设计要求7四、设计思想8一硬件设计8（1） 工业铲车操作把握系统的把握要求8（2） 把握要求分析8（3） 电路器件选用9（4） 电源接线图9（5） 工业铲车主电路图10（6） 工业铲车把握系统电路的编号12二软件设计14（1） 挨次功能图14（2） 梯形图17（3） 指令表19五、设计总结21参考文献22电气把握技术课程设计任务书系院：信息学院专业：自动化年级：2022 级学 号设计题目1)2)姓 名工业铲车操作把握设计把握低压电器的选用、可编程把握器硬件电路的设计方法。娴熟使

2、用小型可编程把握器的编程软件，把握可编程把握器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法。设计目的3) 把握可编程把握器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。4) 通过课程设计培育查阅资料图书、网络、工具书的力量，培育工程绘图、书写技术报告的力量。5) 通过课程设计，将电气把握技术课程所获学问在工程设计工作中综合地加以应用，使理论学问和实践结合起来。设计内容利用 PLC 对工业铲车操作进展把握，设铲车可将货物铲起或放下，并能作前进、后退、左转、右转的操作，要求动作过程如下：铲起： 向前 0.5 米 左转 90 度后，向前 0.5 米 右转 90 度后，向前 0.5 米 右转 90 度后，后退 0.5

3、 米 放下。1、设计系统的 PLC 外部接线图设计要求2、系统的操作面板3、设计好挨次功能图3、系统的 T 形图课程设计应完成的工作1. 据把握要求，分析把握系统，完成系统的硬件和软件设计。2. 搭建实际电路或借助PLC试验箱完成调试。3. 完成课程设计报告书其中：电气把握原理图用CAD 软件绘制；程序用抓图软件抓图粘贴。进程安排1、搜集资料2 天2、电路设计和程序设计7 天3、系统的调试、监控、运行3 天4、撰写设计报告2 天应收集的资料及参考文献二、PLC 与工业铲车的简介：一PLC 简介：1. PLC 的进展历程与组成元件可编程把握器Programmable Controller是计算机

4、家族中的一员，是为工业把握应用而设计制造的。早期的可编程把握器称作可编程规律把握器Programmable Logic Controller，简称 PLC，它主要用来代替继电器实现规律把握。随着技术的进展，这种装置的功能已经大大超过了规律把握的范围， 因此，今日这种装置称作可编程把握器，简称 PC。但是为了避开与个人计算机Personal Computer的简称混淆，所以将可编程把握器简称 PLC。个人计算机简称 PC进展起来后，为了便利，也为了反映可编程把握器的功能特点，可编程序把握器定名为 ProgrammableLogic ControllerPLC。1969 年，美国数字设备公司DEC

5、研制出第一台 PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种型的工业把握装置以其简洁易懂，操作便利，可*性高，通用机敏，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到 1971 年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。这一型工业把握装置的消灭，也受到了世界其他国家的高度重视。1971 日本从美国引进了这项技术，很快研制出了日本第一台 PLC。1973 年，西欧国家也研制出它们的第一台 PLC。我国从 1974 年开头研制。于1977 年开头工业应用。LC 的根本概念 - PLC 的定义PLC 具有通用性强、使用便利、适应面广、牢靠性高、抗干扰力量强、编

6、程简洁等特点。PLC 在工业自动化把握特别是挨次把握中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 PLC 的构成：从构造上分，PLC 分为固定式和组合式模块式两种。固定式 PLC 包括 CPU 板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等， 这些元素组合成一个不行拆卸的整体。模块式 PLC 包括 CPU 模块、I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以依据肯定规章组合配置。CPU 的构成：CPU 是 PLC 的核心，起神经中枢的作用，每套 PLC 至少有一个 CPU，它按 PLC 的系统程序赐予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现 场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的存

7、放器中，同时，诊断电源和 PLC 内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器 中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的把握信号，去指挥有关的把握电路。CPU 主要由运算器、把握器、存放器及实现它们之间联系的数据、把握及状态总线构成，CPU 单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是 PLC 不行缺少的组成单元。人机界面：最简洁的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏或触摸屏 式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机运行组态软件充当人机界面格外普及。PLC 的通信联网：依靠先进的工业网络技术可以快速有效地收集、传送生产和治理数

8、据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出“网络就是把握器“的观点说法。PLC 具有通信联网的功能，它使PLC 与 PLC 之间、PLC 与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中把握。多数 PLC 具有 RS-232 接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC 的通信现在主要承受通过多点接口MPI的数据通讯、PROFIBUS 或工业以太网进展联网。2. PLC 把握系统的设计根本原则最大限度的满足被控对象的把握要求。 在满足把握要求的前提下，力求使把握系统简洁、经济、使用和维护便利。保证把握系统安全牢靠。考虑到生产的进展和

9、工艺的改进在选择 PLC 容量时应适当留有余量。3. PLC 软件系统及常用编程语言PLC 软件系统由系统程序和用户程序两局部组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于治理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故 障。系统软件由 PLC 厂家供给并已固化在 EPROM 中，不能直接存取和干预。用户程序是用户依据现场把握要求，用 PLC 的程序语言编制的应用程序也就是 规律把握用来实现各种把握。STEP7 是用于 SIMATIC 可编程规律把握器组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是使用 STEP7 来进展硬 件组态和规律程序编制，以及规律程序执行结果的在线监视。PL

10、C 供给的编程语言：标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言，它有以下特点：它是一种图形语言，沿用传统把握图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成， 左右的竖线称为左右母线。梯形图中接点触点只有常开和常闭，接点可以是 PLC 输入点接的开关也可以是 PLC 内部继电器的接点或内部存放器、计数器等的状态。梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不能串联。内部继电器、计数器、存放器等均不能直接把握外部负载，只能做中间结果供 CPU 内部使用。PLC 是按循环扫描大事，沿梯形图先后挨次执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。 语

11、句表语言，类似于汇编语言。规律功能图语言，沿用半导体规律框图来表达，一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。二工业铲车的简介：铲车又叫 装载机 ，是在动力机械的根底上，承受液压把握铲斗升降和翻转，从而实现对砂石、水泥、粮食、土、煤等散装物料的铲运及装载。铲车也可进展轻度的铲掘工作，通过换装相应的工作装置，还可进展推土、起重、装卸木料及钢管等作业。广泛应用于建筑工程、筑路工程、农田水利工程、环卫垃圾、砖窑厂、煤厂、砂石厂，用于砂石、水泥、粮食、土、煤等散装物料的铲运及装载。铲车种类很多。依据发动机功率可分为小型功率小于74 千瓦、中型功率在 74147 千瓦间、大型功率在 147 51

12、5 千瓦间和特大型功率大于 515 千瓦铲车 4 种。依据行走系构造可分为轮胎式和履带式两种。其中轮胎式铲车按其车架构造型式和转向方式又可分为铰接车架折腰转向、整体车架偏转车轮和差速转向铲车3 种。依据卸载方式可分为前卸式前端式铲车和回转式铲车两种。依据作业过程的特点可分为间歇作业式如单斗铲车和连续动作式如螺旋式、圆盘式、转筒式等铲车。铲车装载物料时，其技术经济指标在很大程度上取决于作业方式。常见的作业方式有 I 形作业法、 V 形作业法和 L 形作业法等。三、任务及要求一设计任务利用 PLC 对工业铲车操作进展把握，设铲车可将货物铲起或放下，并能作前进、后退、左转、右转的操作，要求动作过程如

13、下：铲起： 向前 0.5 米 左转90 度后，向前 0.5 米 右转 90 度后，向前 0.5 米 右转 90 度后，后退 0.5 米 放下。二设计要求1、设计系统的 PLC 外部接线图2、系统的操作面板3、设计好挨次功能图、系统的 T 形图四、设计思想:一硬件设计1. 工业铲车操作把握系统的把握要求工业铲车操作把握系统示意图如图 31 所示：SQ61.5m目的地0.5mSQ51mSQ30.5m0.5m0.5mSQ4SQ70.5mSQ2初始位置 SQ13-1 工业铲车操作把握系统示意图把握要求：小车有电机驱动，电机正转前进，反转后退。初始时，小车停于初始位置，限位开关 SQ1 压合。(1) 按

14、下开头按钮，小车开头铲起物品。10 秒后铲物完毕，小车按规定路线经过压合 SQ2,SQ3,SQ4,前往目的地，压合 SQ5 放下物品。(2) 10 秒后放物完毕，按图路线返回原地，压合SQ1 再次开头铲起物品 如此循环。(3) 设置预停按钮，小车在工作中假设按下预停按钮，则小车完成一次循环后， 停于初始位置。2. 把握要求分析开启系统后，小车应停于初始位置，SQ1 压合。然后依据规定完成动作铲起 向前 0.5 米 左转 90 度后，向前 0.5 米 右转 90 度后，向 前 0.5 米 右转 90 度后，后退 0.5 米 放下。最终返回初始位置。系统设定限位开关压合则做相应的 90 度旋转，旋

15、转时间为五秒。预停按钮的设计，可在按下预停按钮后，是小车完成一个循环后，不再进入下一次循环。3. 电路器件选用序号名称符号型号规格数量1接触器KM1 KM2 KM3 KM4CJ20-20/110V6KM5KM62把握按钮SB0SB1AC 380V(50Hz 60Hz)23行程开关SQ1SQ7LX5 系列行程开关74熔断器FURT14/ RT1865时间继电器TJS14A106中间继电器MZ35-JZ-31B157导线JKLYJ-10KV-50假设干8电动机Y200L1-22Y200L2-21电动机参数型号额定额定电流转速效功率因数最大转功率Ar/min率COS矩倍kW%Y200L1-23056

16、.9295090.00.892.2Y200L2-23769.8295090.50.892.24. 电源接线图5. 工业铲车主电路图(1) 把握铲车前进和后退电路(2) 把握铲车抓起与放下电路6. 工业铲车把握系统电路的编号（1） 输入/输出安排表工业铲车把握系统的 I/O 安排表见表 32元件代号输入作用输入继电器元件代号输出作用输出继电器SB0开头按钮X0KM1铲起Y0SB1预停按钮X1KM2前进Y1SQ1限位开关 1X2KM3后退Y2SQ2限位开关 2X3KM4放下Y3SQ3限位开关 3X4KM5左转 90 度Y4SQ4限位开关 4X5KM6右转 90 度Y5SQ5SQ6限位开关 5限位开

17、关 6X6X7SQ7限位开关 7X8工业铲车把握系统I/O 安排表（2） I/O 接线图用三棱 FX 32MTDPLC 实现工业铲车把握系统的 I/O 接线，如图 33 所示。2N图 33工业铲车把握系统的I/O 接线图二软件设计1. 挨次功能图工业铲车把握系统的挨次功能图如图 342. 梯形图图 35工业铲车把握系统的梯形图3. 指令表工业铲车把握系统的指令表如表 36五、设计总结:通过本次课程设计，我生疏到了学问和现实的区分，深刻体会到 PLC 技术的广泛应用。它让我对学过的 PLC 学问进展了稳固，同时也让我了解简洁的工业机器把握。本设计涉及到可编程把握技器应用技术、数字电子技术等学科。

18、让我对电气专业学问有了更深的理解。在这次课程设计过程中，我把握了网络上查找资料方法技巧 ,其中包括：FX2N-32MT-D 等，为本次课程设计供给了肯定的资料。本次课程设计的阶段:开头我不是很会做,在通过与同学相互争辩，不段的学习中,最终经过指导教师王君普教师的急躁教导，我们最终圆满完成了任务。感谢王教师的对我们急躁的指导！通过本次课程设计，我算是有了很大的收获。不但对 PLC 有了更为深入的了解，对一个课题如何画流程图，编程软件等也有了肯定的生疏，对工业铲车有了深刻的认知,期望在以后的大学生活当中我能学到更多的学问。参考文献:1 林小峰.可编程把握器原理及应用.北京：高等教育出版社，19942 田瑞庭.可编程把握器应用技术.北京：机械工业出版社，19943 张万忠.可编程把握器应用技术.北京：化学工业出版社，2022.124 于庆广.可编程把握器原理及系统设计.北京：清华大学出版社.2022