PAGE基于PLC的多加工點(diǎn)送料小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真中文摘要PLC由于操作便捷，編程簡單易上手，運(yùn)算速度快，并且對(duì)所有主流設(shè)備的通用要求高，適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性高，抗干擾性強(qiáng)，適應(yīng)不同復(fù)雜環(huán)境的要求。設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試成本相對(duì)較小，并且非常方便、實(shí)用。讓它能適用在現(xiàn)在工藝生產(chǎn)越來越多的場景。從適用的第一批相應(yīng)產(chǎn)品到今天，在工業(yè)生產(chǎn)和自動(dòng)控制方面它們的身影隨處可見。PLC的功能得到了極大的完善，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，其地位越來越重要，越來越成為我們生活和工作不可缺少的一部分。本設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)送料小車自動(dòng)化，改變以往送料小車的單一手動(dòng)的運(yùn)送物料，從而進(jìn)一步降低勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：PLC；送料小車；自動(dòng)控制14015第一章緒論 174611.1課題研究背景及意義 2309301.2設(shè)計(jì)目的 2199381.3PLC設(shè)計(jì)送料小車控制系統(tǒng)的意義 262351.4送料小車發(fā)展現(xiàn)狀 256691.6控制工作原理 35782第二章可編程控制器（PLC） 4131892.1可編程控制器（PLC）定義 479062.2PLC的發(fā)展 4326412.3PLC特點(diǎn) 5312172.4PLC未來發(fā)展趨勢 5267302.5PLC的應(yīng)用場景 611155第三章送料小車PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7323953.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 760733.1.1運(yùn)動(dòng)示意圖 780923.1.2流程設(shè)計(jì) 7124463.1.3控制方案設(shè)計(jì) 8232353.2主電路設(shè)計(jì)及PLC選型設(shè)計(jì) 9325773.2.1主電路設(shè)計(jì) 9147723.2.2PLC選型設(shè)計(jì) 983303.2.3I/O口分配表 11162973.3其他器件的選型 12258183.3.1送料小車的參數(shù) 12136453.3.2傳動(dòng)方案的選擇 13278603.3.3電動(dòng)機(jī)的選擇 1320687第四章PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 15137214.1設(shè)計(jì)控制程序 159514.1.1正反轉(zhuǎn)控制程序 15224894.1.2小車自動(dòng)往返功能的程序設(shè)計(jì) 15174584.1.3小車點(diǎn)動(dòng)控制 1656164.1.4必要的保護(hù)環(huán)節(jié) 1676694.2編程軟件選取 1730410第五章程序運(yùn)行調(diào)試及動(dòng)畫仿真 1875.1運(yùn)行程序選擇 18137755.2程序運(yùn)行 18148295.3MCGS動(dòng)畫仿真 20121285.3.1MCGS組態(tài)軟件介紹 20130755.3.2仿真界面 20326435.3.3MCGS腳本程序 2118570總結(jié) 22928參考文獻(xiàn) 233900附錄 25PAGE4第一章緒論在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中，為了加快生產(chǎn)任務(wù)，有效減少生產(chǎn)成本和工人日常勞動(dòng)負(fù)荷壓力，為保證安全生產(chǎn)的需要，同時(shí)最大限度滿足日益嚴(yán)苛的排放法規(guī)，降低周邊環(huán)境對(duì)生產(chǎn)的干擾。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率一直是企業(yè)不斷追求的目標(biāo)。這就要求在整個(gè)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，在整個(gè)龐大的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)的高度自動(dòng)化與自動(dòng)控制系統(tǒng)緊密的聯(lián)合在一起，控制系統(tǒng)有著非常重要的作用，甚至一度被譽(yù)為是“大腦”。故此，如果最關(guān)鍵的控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，這無異于人腦出現(xiàn)問題，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程會(huì)帶來意想不到的后果。生產(chǎn)突然停止事小，隨之帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失，特別是工人安全問題，不容一絲忽視。自動(dòng)供料車系統(tǒng)用于流水線設(shè)備中的物料運(yùn)輸，主要用于運(yùn)輸采石場，鐵粉和紗線等原材料。顧名思義，送料車以控制為主題，并具有其他原材料配給，公路運(yùn)輸和其他功能，完成我們需要的原材料的一體化工作?？刂七@種類型的系統(tǒng)需要一致的行動(dòng)以及連續(xù)可靠地運(yùn)行的能力。借助自動(dòng)化的運(yùn)輸設(shè)備，它了解物料自動(dòng)化。為了提高現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，特別是為了方便物料運(yùn)輸，自動(dòng)手推車的改進(jìn)無疑是企業(yè)生產(chǎn)和提高效率的正確選擇。本設(shè)計(jì)的意義在于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)送料小車的結(jié)合，有效降低人工負(fù)荷，進(jìn)一步提高整個(gè)生產(chǎn)過程中的先進(jìn)制造程度。同時(shí)可以加強(qiáng)小車的可靠性，使其可以在復(fù)雜環(huán)境中順利運(yùn)行。送料小車運(yùn)輸物料并提高手推車的可運(yùn)輸性，還可以提高手推車的便利性。與以前的控制方法相比，基于PLC的自動(dòng)送料車不僅控制方法優(yōu)越，而且更加可靠、穩(wěn)定，更能夠適應(yīng)當(dāng)今復(fù)雜工作環(huán)境的需求。課題研究背景及意義在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)體系中，PLC控制系統(tǒng)終端成為越來越多工廠的大腦，電氣自動(dòng)化程度越來越高，市場對(duì)產(chǎn)品的效率和質(zhì)量的不斷增加，加工工藝也得到了質(zhì)的提升，現(xiàn)在的工廠運(yùn)料小車撒多，為傳統(tǒng)的繼電器控制結(jié)構(gòu)，繼電器控制不僅維護(hù)成本高，需要專職人員調(diào)試，最致命的是一旦發(fā)生故障，排查故障問題成本大。然而通過PLC控制系統(tǒng)組成的用料小車控制系統(tǒng)，具有方便維護(hù)，高可靠性，安裝調(diào)試方便，人工成本低，問題排查快等優(yōu)點(diǎn)在自動(dòng)流水生產(chǎn)線上，流水線之間的各個(gè)物品通常采用運(yùn)料，小車來回輸送小車內(nèi)部采用三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過改變電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來帶動(dòng)小車前進(jìn)后退，在自動(dòng)生產(chǎn)線上送料小車是非常常見的運(yùn)輸設(shè)備，他的正常運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)乎到整個(gè)生產(chǎn)線能否順利運(yùn)行。設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)一種具有八個(gè)工位的自動(dòng)送料小車運(yùn)行的控制系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)好的軌道上送料小車在八個(gè)加工工位之間循環(huán)進(jìn)行加工送料，每個(gè)加工工位都有一個(gè)呼叫按鈕，和一個(gè)限位開關(guān)按鈕，系統(tǒng)開始運(yùn)行后，送料小車停在任意位置，如呼叫的加工點(diǎn)有請(qǐng)求，他的響應(yīng)并將原材料運(yùn)輸?shù)胶艚悬c(diǎn)，并且在30秒內(nèi)，其他呼叫點(diǎn)的請(qǐng)求無無響應(yīng)。1.3PLC設(shè)計(jì)送料小車控制系統(tǒng)的意義過去老舊的繼電器控制系統(tǒng)，出現(xiàn)故障突然發(fā)生時(shí)排查故障非常困難，送料小車是基于PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)程序，控制系統(tǒng)可以有效的避免這一情景的發(fā)生，另一方面，使用PLC控制系統(tǒng)為了提高整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性，PLC擁有這些優(yōu)點(diǎn)，未來會(huì)進(jìn)一步全面替代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)1.4送料小車發(fā)展現(xiàn)狀PLC技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了全行業(yè)的進(jìn)步，越來越多的工廠由傳動(dòng)的繼電器控制轉(zhuǎn)到更高端、更便捷的可編程自動(dòng)控制系統(tǒng)中。送料小車的控制運(yùn)行階段，經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段（1）人為控制：在上世紀(jì)60至70年代，主流的一些工廠就采用了可編程控制技術(shù)來不斷的優(yōu)化生產(chǎn)方案，其中送料小車就是典型的流程重要環(huán)節(jié)。但當(dāng)時(shí)由于技術(shù)的完善和其他方面的原因，只能依靠工人來手動(dòng)操作機(jī)器，并且當(dāng)時(shí)的啊料料小車控制系統(tǒng)采用的是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，由眾多線束和繼電器組成，隨之而來帶來的是設(shè)計(jì)體積大，系統(tǒng)繁雜，故障率高且問題排查困難等。最大的問題還是數(shù)據(jù)庫的缺失，導(dǎo)致每次需要專職人員重新編程。（2）自動(dòng)控制：時(shí)間到80年代，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及成本的不斷優(yōu)化，自動(dòng)控制系統(tǒng)及其配套設(shè)施成本有了較大幅度的下降，隨之而來，企業(yè)將其大量投入到實(shí)際生產(chǎn)中，并融入計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，通過全場景和自動(dòng)化機(jī)器人技術(shù)使，使工廠的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高。（3）全自動(dòng)控制：現(xiàn)階段，由于可編程控制技術(shù)不斷的邁向性能強(qiáng)大、運(yùn)算更快，儲(chǔ)存更多的方向持續(xù)發(fā)展，大部分可編程控制器采用多核心多線程架構(gòu)，目前將自動(dòng)控制技術(shù)運(yùn)用于運(yùn)輸車控制系統(tǒng)，原料運(yùn)輸車的全自動(dòng)控制器成本得到了大幅度降低，工業(yè)送料，1.6控制工作原理可編程控制器的控制工作原理可以大致概括為的表控制系統(tǒng)的流程管理。通過執(zhí)行不同的應(yīng)用程序處理和判斷控制需求來控制執(zhí)行用戶程序的任務(wù)。（1）輸入圖像中的正確圖像中的信息是按照段落精度的精度順序來預(yù)期的。在系統(tǒng)組件和標(biāo)準(zhǔn)資源系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)中，新信號(hào)輸入過程中數(shù)據(jù)精度不會(huì)發(fā)生變化。。（2）輸出圖像中的數(shù)據(jù)按照系統(tǒng)中的說明操作結(jié)束時(shí)確定數(shù)據(jù)。在選擇過程和恢復(fù)階段，圖像描述不會(huì)改變（3）輸出端與負(fù)載在外部進(jìn)行連接，決定其輸出狀態(tài)的使它的自身狀態(tài)。第二章可編程控制器（PLC）2.1可編程控制器（PLC）定義在1987年，國際電工委員會(huì)將PLC定義為專門為商業(yè)環(huán)境中的材料性能而設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備。它使用內(nèi)存程序來存儲(chǔ)適當(dāng)操作、順序操作、順序操作、調(diào)度和數(shù)字排序的指令，并使不同類型的操作能夠由計(jì)算機(jī)或模擬設(shè)備控制。可編程控制系統(tǒng)（PLC）實(shí)際上是一種流程管理系統(tǒng)。其核心結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)管理模型相似。PLC是一個(gè)快速發(fā)展的機(jī)器控制行業(yè)，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)快捷高效便捷的設(shè)計(jì)理念，能夠接受新技術(shù)和電子設(shè)備，不斷創(chuàng)造出具有不同特點(diǎn)的一整套產(chǎn)品。2.2PLC的發(fā)展在上世紀(jì)60年代末，一種申請(qǐng)更換繼電器驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)方案，率先被美國通用汽車公司提出，該公司隨即提出十項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行招標(biāo)：(1)程序易于編寫，可隨時(shí)更改程序；(2)易于維護(hù)和模塊化結(jié)構(gòu)；(3)擁有比繼電器控制系統(tǒng)更高的可靠性；(4)體積小于繼電器驅(qū)動(dòng)器；(5)計(jì)算機(jī)可隨時(shí)接受來自該控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；(6)成本方面不超過現(xiàn)有繼電器控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)；(2)輸入電源的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)使電壓110V；(8)交流輸出110V、2A以上，可接電磁閥、接點(diǎn)等。。(9)擴(kuò)展只需要對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行修改；(10)儲(chǔ)存程序單元至少可至4KB。在上世紀(jì)六十年代末期，第一個(gè)可編程控制器率先被數(shù)字公司（DEC）發(fā)明，為了滿足通用汽車公司裝配流水線的各種要求，這種新型的工業(yè)控制裝置必須具有編程簡單、可接受實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、可靠性高、運(yùn)行速度快、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，上市之初廣受好評(píng)，不久后便在全美各工業(yè)領(lǐng)域迅速覆蓋，隨著集成電路和發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速進(jìn)步，PLC產(chǎn)品緊代潮流，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入第五個(gè)階段。2.3PLC特點(diǎn)(1)使用靈活，靈活性高；(2)抗干擾能力突出，可在極端環(huán)境下運(yùn)行；(3)界面簡單，維護(hù)方便；(4)設(shè)計(jì)體積小巧，設(shè)備維護(hù)和能耗低；(5)編程簡單易學(xué)；(6)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短。2.4PLC未來發(fā)展趨勢1.朝著兩方面不斷發(fā)展PLC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正在不斷擴(kuò)大，持續(xù)覆蓋所有場景、行業(yè)，在更多的應(yīng)用鄰域，更多層次產(chǎn)品的發(fā)展中，兩個(gè)方面不斷進(jìn)步。一方面，它朝著更經(jīng)濟(jì)、更低價(jià)且操作更快捷。超便攜式PLC用于擴(kuò)展微型和小型控制的需求。另一方面，具有完善技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化PLC正朝著重大裝備能力、運(yùn)行速度、操作系統(tǒng)控制要求、更加復(fù)雜和微快速、處理器和計(jì)算機(jī)技術(shù)等方向發(fā)展。隨著PLC數(shù)據(jù)的傳輸和運(yùn)算速度的不斷提高，所需裝備的能力也在不斷提高。2.模塊化程度越來越高在目前的工業(yè)生產(chǎn)中，單一PLC控制功能已經(jīng)無法滿足各行業(yè)對(duì)控制需求的復(fù)雜需要。模塊化器件應(yīng)運(yùn)而生，模塊化器件不僅能增加PLC的功能，還能開發(fā)PLC應(yīng)用的新領(lǐng)域。3.編程語言和編程軟件統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)市面上有眾多PLC生產(chǎn)廠商及自研的編程語言，琳瑯滿目的編程語言增加了用戶的使用學(xué)習(xí)成本，除了大規(guī)模使用的梯形圖變成語言外，為了適應(yīng)更復(fù)雜多樣的控制需求，未來還有與PC兼容的高級(jí)語言，多種編程語言的不斷的融合貫通式是PLC向未來不斷發(fā)展的一個(gè)重要趨勢。4.即時(shí)通訊數(shù)據(jù)連接PLC的實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)信息處理功能是PLC不斷發(fā)展的方向，PLC的數(shù)據(jù)處理，有兩種方式，一種是PLC與PLC之間的即時(shí)通訊，各個(gè)廠家為了加強(qiáng)各自PLC之間的關(guān)聯(lián)，研制了專門的聯(lián)網(wǎng)通道，另一種是PLC與PC之間，以及用戶之間的及時(shí)交流，未來會(huì)發(fā)展，有HMI人機(jī)交互系統(tǒng)，以及更大的聯(lián)網(wǎng)通訊，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分布集散是未來即使通訊的發(fā)展方向5.增強(qiáng)外部故障的檢測與處理能力在PLC的系統(tǒng)故障中，硬件部分出現(xiàn)故障占到絕大多數(shù)，PLC未來的發(fā)展方向是通過軟硬件的不斷優(yōu)化，實(shí)時(shí)快速的檢測硬件設(shè)備已找到內(nèi)部故障和外部故障，所以大部分廠家為此不斷研發(fā)，用于研發(fā)一套高效的自我檢測系統(tǒng)，用來專門檢測故障發(fā)生地點(diǎn)，盡最大可能增加PLC運(yùn)行過程中的可靠性。2.5PLC的應(yīng)用場景截至目前，PLC已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)鄰域產(chǎn)生巨大作用，未來也會(huì)在各個(gè)領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)力。使用功能大致分為以下鄰域。開關(guān)控制PLC最普遍的功能是代替陳舊的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種邏輯的控制，如邏輯控制和順序控制，也可以實(shí)施對(duì)單臺(tái)設(shè)備或多臺(tái)設(shè)備的控制，多用于先進(jìn)制造技術(shù)的流水線生產(chǎn)，如廢料打包機(jī)，注塑機(jī)還有組合的磨床生產(chǎn)線等。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理PLC有著實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)的功能，能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)生產(chǎn)設(shè)備中的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算，給出控制結(jié)果，大量的應(yīng)用在制造業(yè)、食生產(chǎn)和自動(dòng)化流水生產(chǎn)線中，在未來，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和聯(lián)網(wǎng)通信功能將作為plc的重點(diǎn)項(xiàng)目，不僅可以實(shí)現(xiàn)PLC與PLC之間的連接功能，PC與PLC之間的連接功能也會(huì)不斷增強(qiáng)。運(yùn)動(dòng)控制PLC可以對(duì)機(jī)械手臂的末端的圓周運(yùn)動(dòng)和直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，直接控制一般適用于具有運(yùn)動(dòng)功能的機(jī)械末端，如步進(jìn)電機(jī)和單軸或多軸的控制模塊，廣泛的應(yīng)用在尖端機(jī)器人機(jī)床加工和先進(jìn)制造技術(shù)。工業(yè)控制流程在現(xiàn)代工廠生產(chǎn)過程中，一些實(shí)時(shí)變量如溫度、濕度、光照壓力等連續(xù)可變量，PlC，可以通過各種智能模塊精準(zhǔn)的控制這些模擬量，完成開環(huán)和閉環(huán)反饋，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的調(diào)節(jié)有著至關(guān)重要的作用，廣泛的應(yīng)用于石油冶金。第三章送料小車PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1運(yùn)動(dòng)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(dǎo)軌上交替送料小車的工作系統(tǒng)。裝配線側(cè)的操作臺(tái)提供裝配零件并停止運(yùn)輸，由需要零件的操作人員和相應(yīng)的位移開關(guān)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3.1送料小車運(yùn)動(dòng)示意圖3.1.2流程設(shè)計(jì)圖3.2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(dòng)放置在圖表中。一旦系統(tǒng)開始自動(dòng)工作流程，送料小車將停在任一位置，操作臺(tái)的操作員可以調(diào)用送料小車裝載交貨。控制系統(tǒng)根據(jù)呼叫接收第一個(gè)應(yīng)答。進(jìn)料車可以通過前后移動(dòng)到達(dá)8個(gè)工位中的任何一個(gè)。3.1.3控制方案設(shè)計(jì)由于給料車在工作過程中應(yīng)滿足左右五個(gè)主要工作要求，可根據(jù)工作要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。按下啟動(dòng)按鈕，送料小車系統(tǒng)進(jìn)工作狀態(tài)。按順序?qū)γ恳粋€(gè)控制臺(tái)的位置進(jìn)行編號(hào)，并按下相應(yīng)的呼叫鍵?？刂葡到y(tǒng)將自動(dòng)確定輸送帶的當(dāng)前位置和呼叫位置，從而確定驅(qū)動(dòng)送料小車的電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)來電號(hào)W超過傳送帶當(dāng)前位置號(hào)碼n時(shí)，傳送帶電機(jī)向前旋轉(zhuǎn)，傳送帶移動(dòng)到最高位置。當(dāng)?shù)竭_(dá)呼叫位置時(shí)，位移開關(guān)命令機(jī)器停止，呼叫位置的行為停止。當(dāng)呼叫號(hào)碼W小于輸送機(jī)當(dāng)前位置號(hào)碼n時(shí)，小車電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車移動(dòng)到小位置。當(dāng)?shù)竭_(dá)呼叫位置時(shí)，位置開關(guān)開關(guān)命令電機(jī)停止，呼叫位置的行為停止。5．當(dāng)呼叫號(hào)碼W等于當(dāng)前位置n時(shí)，行為保持在當(dāng)前位置。各步驟的工作關(guān)系如下表所示：表3.1工位關(guān)系表小車工位電動(dòng)機(jī)主令電器正轉(zhuǎn)KM1反轉(zhuǎn)KM2在N位置+SB2SQnW>N-SBwSQwW<N++SBwSQwW=N-SBwSQw當(dāng)每個(gè)位置的呼叫信號(hào)開始發(fā)時(shí)，送料小車控制系統(tǒng)上的電路開始接收信號(hào)。如果一起接收到多個(gè)信號(hào)，給料車接收到的信號(hào)將作為操作的控制信號(hào)。此時(shí)，汽車應(yīng)及時(shí)比較接收到的信號(hào)，并記錄第一個(gè)接收到信號(hào)的位置。車內(nèi)PLC系統(tǒng)將W信號(hào)的位置與車內(nèi)以前的n位置進(jìn)行比較，列出了三種工作模式：1.當(dāng)w＞n時(shí)，小車向右移動(dòng)。此時(shí)，送料小車中電機(jī)的KM1按鈕被按下，電機(jī)向前旋轉(zhuǎn)。2.當(dāng)w＜n時(shí)，小車向左移動(dòng)。此時(shí)，按下送料小車上的電機(jī)KM2按鈕，電機(jī)反轉(zhuǎn)。3.當(dāng)w=n時(shí)，KM121和KM2同時(shí)斷開，電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)汽車到達(dá)每個(gè)位置時(shí)，比較汽車的位置n和目標(biāo)位置W，直到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，汽車停止，也就是說，直到汽車到達(dá)目標(biāo)位置，所有的工作循環(huán)結(jié)束。3.2主電路設(shè)計(jì)及PLC選型設(shè)計(jì)3.2.1主電路設(shè)計(jì)主要的工作要求和系統(tǒng)運(yùn)行過程：電機(jī)需要正反轉(zhuǎn)，所以主電路需要電機(jī)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(gè)整流器來變換電壓。在電路中，必須對(duì)電路采取各種保護(hù)措施。當(dāng)直接連接到分支電源時(shí)，F(xiàn)U1和FU2熔斷器適用于短路保護(hù)。還需要FR1熱繼電器來防止靠近電機(jī)的過載。整流后，為了提高PLC的穩(wěn)定運(yùn)行，加FU3短路保護(hù)，另外需要在整流器附近加FU4短路保護(hù)。3.2.2PLC選型設(shè)計(jì)根據(jù)電路要求和車的運(yùn)動(dòng)過程：PLC電路包括10個(gè)按鈕開關(guān)，8個(gè)行程開關(guān)，1個(gè)選擇開關(guān)，10個(gè)輸出繼電器和1個(gè)熱繼電器。根據(jù)要求和PLC規(guī)范，選擇FX2N48MR（輸入輸出點(diǎn)各24個(gè)，繼電器輸出）。圖3.3FX2N-48MR實(shí)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(diǎn),輸出24點(diǎn).FX2N是FX系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型PLC，內(nèi)置用戶存儲(chǔ)器8Kb，可擴(kuò)展到16Kb，最大可擴(kuò)展到256個(gè)I/O點(diǎn)，可有多種特殊功能擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多種特殊控制功能（PID、高速計(jì)數(shù)、A/D、D/A、等）。有功能很強(qiáng)的數(shù)學(xué)指令集。通過通信擴(kuò)展板或特殊適配器可實(shí)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(hù)。圖3.4主電路圖圖3.5PLC接線圖圖中KMI和KM2分別是控制電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行（小車前進(jìn)）和反轉(zhuǎn)運(yùn)行（小車后退)的交流接觸器。用KM1和KM2的主觸點(diǎn)改變進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的三相電源的相序，即可以改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。圖中KM1的線圈串聯(lián)了KM2的輔助常閉觸點(diǎn),KM2的線圈串聯(lián)了KMI的輔助常閉觸點(diǎn),組成了硬件互鎖電路?？梢员苊庥捎谡崔D(zhuǎn)（小車前進(jìn)、后退）切換過程中電感的延時(shí)作用,導(dǎo)致原來接通的接觸器的主觸點(diǎn)還未斷弧時(shí)，另一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)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(shí)現(xiàn)PLC對(duì)系統(tǒng)的控制。3.2.3I/O口分配表表3.2I/O口分配表元件代號(hào)元件功能輸入繼電器輸出繼電器元件功能元件代號(hào)SB1呼叫開關(guān)1X002Y01號(hào)指示燈HL1SB2呼叫開關(guān)2X003Y12號(hào)指示燈HL2SB3呼叫開關(guān)3X004Y23號(hào)指示燈HL3SB4呼叫開關(guān)4X005Y34號(hào)指示燈HL4SB5呼叫開關(guān)5X006Y45號(hào)指示燈HL5SB6呼叫開關(guān)6X007Y56號(hào)指示燈HL6SB7呼叫開關(guān)7X008Y67號(hào)指示燈HL7SB8呼叫開關(guān)8X009Y78號(hào)指示燈HL8SQ1限位開關(guān)1X010Y10小車右行KM1SQ2限位開關(guān)2X011Y11小車右行KM2SQ3限位開關(guān)3X012SQ4限位開關(guān)4X013SQ5限位開關(guān)5X014SQ6限位開關(guān)6X015SQ7限位開關(guān)7X016SQ8限位開關(guān)8X017SB10啟動(dòng)按鈕X000SB11停止按鈕X0013.3其他器件的選型3.3.1送料小車的參數(shù)設(shè)計(jì)一臺(tái)全自動(dòng)送料小車，可以在水平面上按照預(yù)先設(shè)定的軌跡行駛，并實(shí)現(xiàn)小車的前行后退（左行右行）。小車外觀圖如下圖所示。圖3.6小車外觀圖1圖3.7小車外觀圖2其設(shè)計(jì)參數(shù)如下:全自動(dòng)送料小車的長度:1500mm；全自動(dòng)送料小車的載重:≥500kg；全自動(dòng)送料小車的寬度:1000mm；全自動(dòng)送料小車的高度:1500mm；全自動(dòng)送料小車的行駛速度:≤15km/h；3.3.2傳動(dòng)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(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器和差速器，通過兩半軸將動(dòng)力傳遞到兩后輪。通過電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來達(dá)到小車的前進(jìn)后退。圖3.6小車傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)3.3.3電動(dòng)機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)需要三相異步電動(dòng)機(jī)，完成小車的正反轉(zhuǎn)。1.運(yùn)動(dòng)參數(shù)小車運(yùn)動(dòng)速度為2m/s，則車輪轉(zhuǎn)速為：n=1000v式中d為小車輪直徑。2.電機(jī)負(fù)荷小車車重PP=ρa(bǔ)bhg=2.85×10小車自重G=mg=500×9.8=490N式（3.3）式中a——小車長度m——貨物重量ρ——小車材料密度（Q235）電動(dòng)機(jī)所需額定功率:Pd可選擇的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為nd=ia×nw=(16～160)×89.52=1432～14323r/min。進(jìn)行綜合考慮價(jià)格、重量、傳動(dòng)比等因素，選定電機(jī)型號(hào)為：Y132S-4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率Pen=5.5kW，滿載轉(zhuǎn)速為nm=1440r/min，同步轉(zhuǎn)速為nt=1500r/min。圖3.1電機(jī)尺寸中心高外形尺寸地腳安裝尺寸地腳螺栓孔直徑軸伸尺寸鍵部位尺寸HL×HDA×BKD×EF×G132475×315216×1401238×8010×33第四章PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)控制程序4.1.1正反轉(zhuǎn)控制程序本次設(shè)計(jì)控制對(duì)象為送料小車，其具有前進(jìn)后退兩種控制方式，當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，小車前進(jìn)，反之，電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，小車后退圖4.1正反轉(zhuǎn)控制梯形圖4.1.2小車自動(dòng)往返功能的程序設(shè)計(jì)通過分析小車自動(dòng)往返的工作過程可知，小車前進(jìn)中撞塊壓合SQ2后，SQ2動(dòng)作，首先X5常閉觸點(diǎn)斷開Y0線圈使小車停止前進(jìn)，然后X5常開觸點(diǎn)再接通Y1線圈使小車后退，完成小車由前進(jìn)轉(zhuǎn)為后退的動(dòng)作。圖4.2小車往返控制梯形圖4.1.3小車點(diǎn)動(dòng)控制根據(jù)點(diǎn)動(dòng)控制的概念可知，如果解除自鎖功能，就能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。本程序中利用開關(guān)SA來選擇點(diǎn)動(dòng)控制與自動(dòng)控制，設(shè)當(dāng)SA閉合時(shí)，實(shí)現(xiàn)小車點(diǎn)動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)小車點(diǎn)動(dòng)控制的梯形圖如圖4.3所示。SA閉合時(shí)，輸入繼電器X0線圈得電，則X0常閉觸點(diǎn)斷開，從而使Y0、Y1失去自鎖作用，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)動(dòng)控制。圖4.3小車點(diǎn)動(dòng)控制梯形圖4.1.4必要的保護(hù)環(huán)節(jié)小車自動(dòng)往返控制必須設(shè)置限位保護(hù)，SQ3與SQ4分別為后退和前進(jìn)方向的限位保護(hù)極限開關(guān)。當(dāng)SQ4被壓合后，X7常閉觸點(diǎn)斷開，YO線圈失電，小車停止前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了限位保護(hù)。壓合sQ3后可實(shí)現(xiàn)后退限位保護(hù)。帶點(diǎn)動(dòng)及限位保護(hù)的小車自動(dòng)往返循環(huán)控制梯形圖如圖4.4所示。小車自動(dòng)往返控制，必須設(shè)置限位保護(hù)，sQ3與SQ4分別為后退和前進(jìn)方向的限位保護(hù)極限開關(guān)。當(dāng)sQ4被壓合后，X6常閉觸點(diǎn)斷開，YO線圈失電，小車停止前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了限位保護(hù)。圖4.4帶點(diǎn)動(dòng)及限位保護(hù)的小車自動(dòng)往返循環(huán)控制梯形圖4.2編程軟件選取編程軟件選取的是日本三菱公司的GXWORKS2，是三菱PLC三菱電機(jī)新一代PLC軟件，具有簡單工程（Simple

Project）和結(jié)構(gòu)化工程（Structured

Project）兩種編程方式，支持梯形圖、指令表、SFC、

ST及結(jié)構(gòu)化梯形圖等編程語言，可實(shí)現(xiàn)程序編輯，參數(shù)設(shè)定，網(wǎng)絡(luò)設(shè)定，程序監(jiān)控、調(diào)試及在線更改，智能功能模塊設(shè)置等功能，適用于Q、QnU、L、FX等系列可編程控制器，兼容GX

Developer軟件，支持三菱電機(jī)工控產(chǎn)品iQ

Platform綜合管理軟件iQ

Works，具有系統(tǒng)標(biāo)簽功能，可實(shí)現(xiàn)PLC數(shù)據(jù)與HMI、運(yùn)動(dòng)控制器的數(shù)據(jù)共享。與傳統(tǒng)的GXDeveloper軟件相比，提高了功能及操作性能，變得更加容易使用。第五章程序運(yùn)行調(diào)試及動(dòng)畫仿真5.1運(yùn)行程序選擇本次PLC程序設(shè)計(jì)采用GXWORKS2軟件，為使所有功能方便、快捷、直觀展現(xiàn)。決定使用三菱GTDesigner3觸摸屏模擬軟件。三菱GTDesigner3觸摸屏編程軟件是三菱電機(jī)自動(dòng)化GOT1000系列圖形化操作終端的畫面設(shè)計(jì)軟件，集成GTSimulator3仿真軟件，具有仿真功能。GTDesigner3是用于創(chuàng)建項(xiàng)目和畫面、圖形設(shè)計(jì)、配置和對(duì)象參數(shù)、公共參數(shù)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖TSimulator3在電腦上模擬當(dāng)前的GOT模擬軟件。5.2程序運(yùn)行同時(shí)打開GXWORKS2和GTDesigner3軟件，編寫所有梯形圖程序。單擊程序調(diào)試以啟動(dòng)GXSimulator。在GTDesigner3軟件中交互式人機(jī)界面編輯界面。1、打開GT3Designer軟件，選擇您使用的觸摸屏型號(hào)（GOT1000）并連接API類型，其他默認(rèn)即可。在屏幕上畫出你需要的一切。2、在仿真選項(xiàng)中選擇GTSimulator2，在GX2作品中編寫程序，先在WOEKS2中進(jìn)入仿真操作，再在designer3中進(jìn)入仿真操作。3、最后，系統(tǒng)啟動(dòng)模擬器GT模擬器觸摸屏程序。圖5.1GTDesigner3交互界面圖5.2GTDesigner3操作畫面圖5.3運(yùn)行畫面圖5.4觸摸屏交互界面5.3MCGS動(dòng)畫仿真5.3.1MCGS組態(tài)軟件介紹MCGS是一套基于Windows平臺(tái)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，用于快速構(gòu)建和生成主計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可在多種操作系統(tǒng)上運(yùn)行。MCGS為用戶解決實(shí)際工程問題提供了完整的解決方案和開發(fā)平臺(tái)，可以完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和監(jiān)控機(jī)制。安全性，過程控制，動(dòng)畫顯示，趨勢線和報(bào)告輸出，和企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)功能。5.3.2仿真界面圖5.5MCGS仿真主界面圖5.6MCGS監(jiān)控畫面5.3.3MCGS腳本程序總結(jié)在總結(jié)之前，回顧整個(gè)設(shè)計(jì)，以及全部設(shè)計(jì)流程。在設(shè)計(jì)過程中，我學(xué)到了很多新知識(shí)，也鞏固了以往學(xué)過的專業(yè)知識(shí)。完成這個(gè)設(shè)計(jì)以后，我作出以下結(jié)論

一、在小車的硬件設(shè)計(jì)部分，可以通過添加拓展模塊，增加觸點(diǎn)的方式來實(shí)現(xiàn)小車嗯，功能更多的要求，在軟件設(shè)計(jì)部分，通過微分指令程序得到有效簡化，并且巧妙運(yùn)用互鎖，確保了整個(gè)小車運(yùn)行過程中的可靠性，

二、整個(gè)方案實(shí)施價(jià)格成本呈上升趨勢，如何有效降低在配套設(shè)施中的成本問題，需要進(jìn)一步的探究

三、本次設(shè)計(jì)著重設(shè)計(jì)送料小車的軟件設(shè)計(jì)部分，考慮到小車的工位，呼叫站臺(tái)，以及送料問題，在下一步方向可以進(jìn)一步探究小車自動(dòng)裝料以及

以及實(shí)時(shí)監(jiān)測小車內(nèi)原材料數(shù)量。參考文獻(xiàn)蘇詠梅,王振宇,張振峰.基于PLC的小型CT自動(dòng)掃描實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓,2011,39(14):41-43.侯文霞.基于PLC控制的變頻調(diào)速中小型恒壓供水系統(tǒng)[J].機(jī)床與液壓,2004(08):126-126.王君明,湯漾平,馮清秀.一種基于PLC的新型數(shù)控齒條插齒機(jī)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2005,000(001):89-90,92.王紅玲,胡萬強(qiáng).基于PLC的工業(yè)機(jī)械手控制[J].液壓與氣動(dòng),2011,000(008):8-11.衛(wèi)國愛,許平勇,亓迎川,等.基于PLC的液壓調(diào)平升降控制系統(tǒng)[J].液壓與氣動(dòng),2004,000(005):11-13.陸述田,侯文霞.液壓系統(tǒng)自動(dòng)循環(huán)的PLC控制設(shè)計(jì)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)