送料小車PLC控制系統(tǒng)設計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u30219送料小車PLC控制系統(tǒng)設計案例 1116421.1控制系統(tǒng)設計 1216741.1.1運動示意圖 1116021.1.2流程設計 2216701.1.3控制方案設計 2140661.2主電路設計及PLC選型設計 46761.2.1主電路設計 454951.2.2PLC選型設計 4210441.2.3I/O口分配表 6306071.3其他器件的選型 78271.1.1送料小車的參數(shù) 74301.1.2傳動方案的選擇 891811.1.3電動機的選擇 91.1控制系統(tǒng)設計1.1.1運動示意圖送料小車的控制系統(tǒng)是一種高效的物料分配系統(tǒng)，常用于流水線。送料小車在裝載零件的固定導軌上交替送料小車的工作系統(tǒng)。裝配線側(cè)的操作臺提供裝配零件并停止運輸，由需要零件的操作人員和相應的位移開關控制。送料小車工作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作循環(huán)如下圖所示:圖1.1送料小車運動示意圖1.1.2流程設計圖1.2送料小車工作流程圖送料小車工作系統(tǒng)的工作流程如上圖所示。為裝配而加載的零件手動放置在圖表中。一旦系統(tǒng)開始自動工作流程，送料小車將停在任一位置，操作臺的操作員可以調(diào)用送料小車裝載交貨?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)呼叫接收第一個應答。進料車可以通過前后移動到達8個工位中的任何一個。1.1.3控制方案設計由于給料車在工作過程中應滿足左右五個主要工作要求，可根據(jù)工作要求進行設計和分析。按下啟動按鈕，送料小車系統(tǒng)進工作狀態(tài)。按順序?qū)γ恳粋€控制臺的位置進行編號，并按下相應的呼叫鍵?？刂葡到y(tǒng)將自動確定輸送帶的當前位置和呼叫位置，從而確定驅(qū)動送料小車的電動機的旋轉(zhuǎn)方向。當來電號W超過傳送帶當前位置號碼n時，傳送帶電機向前旋轉(zhuǎn)，傳送帶移動到最高位置。當?shù)竭_呼叫位置時，位移開關命令機器停止，呼叫位置的行為停止。當呼叫號碼W小于輸送機當前位置號碼n時，小車電機反轉(zhuǎn)，小車移動到小位置。當?shù)竭_呼叫位置時，位置開關開關命令電機停止，呼叫位置的行為停止。5．當呼叫號碼W等于當前位置n時，行為保持在當前位置。各步驟的工作關系如下表所示：表1.1工位關系表小車工位電動機主令電器正轉(zhuǎn)KM1反轉(zhuǎn)KM2在N位置+SB2SQnW>N-SBwSQwW<N++SBwSQwW=N-SBwSQw當每個位置的呼叫信號開始發(fā)時，送料小車控制系統(tǒng)上的電路開始接收信號。如果一起接收到多個信號，給料車接收到的信號將作為操作的控制信號。此時，汽車應及時比較接收到的信號，并記錄第一個接收到信號的位置。車內(nèi)PLC系統(tǒng)將W信號的位置與車內(nèi)以前的n位置進行比較，列出了三種工作模式：1.當w＞n時，小車向右移動。此時，送料小車中電機的KM1按鈕被按下，電機向前旋轉(zhuǎn)。2.當w＜n時，小車向左移動。此時，按下送料小車上的電機KM2按鈕，電機反轉(zhuǎn)。1.當w=n時，KM121和KM2同時斷開，電機不運轉(zhuǎn)。當汽車到達每個位置時，比較汽車的位置n和目標位置W，直到汽車發(fā)動機不轉(zhuǎn)，汽車停止，也就是說，直到汽車到達目標位置，所有的工作循環(huán)結(jié)束。1.2主電路設計及PLC選型設計1.2.1主電路設計主要的工作要求和系統(tǒng)運行過程：電機需要正反轉(zhuǎn)，所以主電路需要電機正反轉(zhuǎn)，由于PLC電路是直流通訊，交流電要轉(zhuǎn)換成直流電。在主電路中，即在主電路中加一個整流器來變換電壓。在電路中，必須對電路采取各種保護措施。當直接連接到分支電源時，F(xiàn)U1和FU2熔斷器適用于短路保護。還需要FR1熱繼電器來防止靠近電機的過載。整流后，為了提高PLC的穩(wěn)定運行，加FU3短路保護，另外需要在整流器附近加FU4短路保護。1.2.2PLC選型設計根據(jù)電路要求和車的運動過程：PLC電路包括10個按鈕開關，8個行程開關，1個選擇開關，10個輸出繼電器和1個熱繼電器。根據(jù)要求和PLC規(guī)范，選擇FX2N48MR（輸入輸出點各24個，繼電器輸出）。圖1.3FX2N-48MR實物圖FX2N-48MR是日本三菱公司的可編程控制器(PLC),繼電器輸出及輸入24點,輸出24點.FX2N是FX系列中功能最強、速度最高的微型PLC，內(nèi)置用戶存儲器8Kb，可擴展到16Kb，最大可擴展到256個I/O點，可有多種特殊功能擴展，實現(xiàn)多種特殊控制功能（PID、高速計數(shù)、A/D、D/A、等）。有功能很強的數(shù)學指令集。通過通信擴展板或特殊適配器可實現(xiàn)多種通信和數(shù)據(jù)鏈接。另外，為使電路輸出安全工作，添加熱繼電器，使電路過載保護。圖1.4主電路圖圖1.5PLC接線圖圖中KMI和KM2分別是控制電機正轉(zhuǎn)運行（小車前進）和反轉(zhuǎn)運行（小車后退)的交流接觸器。用KM1和KM2的主觸點改變進入電動機的三相電源的相序，即可以改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。圖中KM1的線圈串聯(lián)了KM2的輔助常閉觸點,KM2的線圈串聯(lián)了KMI的輔助常閉觸點,組成了硬件互鎖電路?？梢员苊庥捎谡崔D(zhuǎn)（小車前進、后退）切換過程中電感的延時作用,導致原來接通的接觸器的主觸點還未斷弧時，另一個接觸器的主觸點已經(jīng)合上而造成交流電源瞬間短路的故障。通過主電路與PLC的控制電路的接線，才能實現(xiàn)PLC對系統(tǒng)的控制。1.2.3I/O口分配表表1.2I/O口分配表元件代號元件功能輸入繼電器輸出繼電器元件功能元件代號SB1呼叫開關1X002Y01號指示燈HL1SB2呼叫開關2X003Y12號指示燈HL2SB3呼叫開關3X004Y23號指示燈HL3SB4呼叫開關4X005Y34號指示燈HL4SB5呼叫開關5X006Y45號指示燈HL5SB6呼叫開關6X007Y56號指示燈HL6SB7呼叫開關7X008Y67號指示燈HL7SB8呼叫開關8X009Y78號指示燈HL8SQ1限位開關1X010Y10小車右行KM1SQ2限位開關2X011Y11小車右行KM2SQ3限位開關3X012SQ4限位開關4X013SQ5限位開關5X014SQ6限位開關6X015SQ7限位開關7X016SQ8限位開關8X017SB10啟動按鈕X000SB11停止按鈕X0011.3其他器件的選型1.1.1送料小車的參數(shù)設計一臺全自動送料小車，可以在水平面上按照預先設定的軌跡行駛，并實現(xiàn)小車的前行后退（左行右行）。小車外觀圖如下圖所示。圖1.6小車外觀圖1圖1.7小車外觀圖2其設計參數(shù)如下:全自動送料小車的長度:1500mm；全自動送料小車的載重:≥500kg；全自動送料小車的寬度:1000mm；全自動送料小車的高度:1500mm；全自動送料小車的行駛速度:≤15km/h；1.1.2傳動方案的選擇采用六輪布局結(jié)構(gòu)。中間兩輔助輪起到承重作用，三相異步電動機經(jīng)過減速器和差速器，通過兩半軸將動力傳遞到兩后輪。通過電動機的正反轉(zhuǎn)來達到小車的前進后退。圖1.6小車傳動方案設計1.1.3電動機的選擇本設計需要三相異步電動機，完成小車的正反轉(zhuǎn)。1.運動參數(shù)小車運動速度為2m/s，則車輪轉(zhuǎn)速為：n=1000vπd=式中d為小車輪直徑。2.電機負荷小車車重PP=ρabhg=2.85×103×1.5×1×0.016×9.8=650.3N小車自重G=mg=500×9.8=490N式（1.3）式中a——小車長度m——貨物重量ρ——小車材料密度（Q235）電動機所需額定功率:Pd可選擇的電動機轉(zhuǎn)速范圍為nd=ia×nw=(16～160)×89.52=1432～14323r/min。進行綜合考慮價