免费自动送料小车毕业论文设计(基于三菱PLC控制的)[1]_三菱plc毕业设计论文

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毕业论文设计

设计题目：基于

PLC的自动送料小车系统设计

姓

名： 班

级： 院

系： 学

号:

指导老师：

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间：

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目录

摘要 ………………………………………………………..（1）第一章

绪论

1.1 课题的背景意义……………………………………………….(2)

1.2 设计内容及要求……………………………….........................(2)第二章

系统硬件设计

2.1 系统硬件选型原则……………………………..…………….(3)

2.2 硬件的选型……………………………………...…………….(4)

2.2.1 PLC的选型……………………………………………..(4)

2.2.2 传感器的设计…………………………………………..(5)

2.2.3 分捡器的设计………………………………………….(8)

2.2.4 步进电机的设计……………………………………….(8)

2.2.5 三相异步电机的设计………………………………….(10)

2.2.6 机械臂的设计………………………………………….(12)2.3 PLC输入输出地址分配…………………………………(13)第三章

系统软件设计

3.1 梯形图的概述………………………………………………(15)

3.2 送料系统PLC梯形图设计………………………………(15)

3.3 电气控制设计………………………………………………(16)第四章

PLC控制送料小车的设计

4.1 自动送料小车的概述........................................................(17)

4.2 系统流程图的设计………………………………………(18)

4.3 PLC控制系统的I/O接线图...........................................(19)

4.4 PLC输入/输出系统分配图..............................................(19)第五章

设计小节.........................................................（20）参考文献

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摘要

随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。我们为各个装料生产领域所生产的可编程控制器装料系统。它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。

关键词:plc可编程控制器自动送料

第一章

绪论

1.1 课题的背景意义

随着现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备采用PLC，变频器，人机界面自动化器件来控制，因此自动化程度越来越高。电器控制技术是随着科学技术的不断发展，生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。

在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。控制系统是整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。一旦控制系统出现故障，轻者影响生产线的继续进行，重者甚至发生人生安全事故，这样将给企业造成重大损失。

自动化加工工艺基本内容与特点:（1）自动化加工工艺基本内容，随着机械加工自动化程度的发展，自动化加工的工艺范围也在不断地扩大，自动花加工工艺的基本内容已包括大部分切削加工，如钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、镗孔、车端面、车削、铣削、内外圆磨削，拉削、珩磨以及滚压加工等，还有部分非切削加工也可实现自动化加工，如自动检测，自动装配、清洗、实验、自动打印、分类等工艺内容。

（2）自动化加工工艺的特点

1）自动化加工中的工件毛

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图1-1 系统整体原理图

如图1所示，某车间有两个工作台，每个工作台都是由三相异步电机拖动，在一号工作台之间有一个用来检测物件尺寸的检测器J1，在二号工作台尾部有两个检测物件的检测器J2,J3，最左边的是提取、释放和转移物件机械臂S1（各 关节都由步进电机控制），二号工作台上的分检器F1由液压系统控制。

第二章

系统硬件设计

2.1 系统硬件的选型

1.步进电机：步进电机有步角距、静力矩、电流三大要素组成。根据负载的控制精度要求选择步角的大小，根据负载的大小确定静力矩，静力矩一经确定根据电机矩频特性曲线来判断电机的电流。一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了

2．驱动器：遵循先选电机候选驱动的原则，电机的相数、电流大小是驱动器选择的决定因素：在选型中，还要根据PLC输出信号的极性来决定驱动器输入信号是共阳极或共阴极。为了改善电机的运行性能和提高控制精度，通常通过选择带细分功能的驱动器来实现，目的驱动器的细分等级有8倍、16倍、32倍、64倍等，最高可达256倍细分。在实际应运中，应根据控制要求和步进电机的特性选择合适的细分倍数，以达到更高的速度和更大的高速转矩。使电机运转精度更高，振动更小

3.三相异步电动机：1）电动机的机械特性、启动、制动、调速及其它控制性能应满足机械特性和生产工艺过程的要求，电动机工作过程中对电源供电质量的影响（如电压波动、谢波干扰等），应在容许的范围内；

2）按预定的工作制、冷却方法基辅在情况所确定的电动机功率，电动机的温升应在限定的范围内；

3）根据环境条件、运行条件、安装方式、传动方式，选定电动机的结构、安装、防护形式，保证电动机可靠工作；

4）综合考虑一次投资几运行费用，整个驱动系统经济、节能、合理、可靠和安

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天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。

此次设计采用的是红外传感器，光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。光敏传感器的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、光电耦合器、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图

红外传感器的原理图（J2,J3示意图）

当有物件经过时J2、J3时，机械臂s1得电，检测器J1的示意图

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当物件经过1，2，3三个传感器时，控制分检器的1Y得电；当物件经过2，3时，控制分检器的2Y得电；当物件经过1时；控制分检器的2Y得电。

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3）步进电机驱动器的选型

输入电源接口： 采用一组交流供电，AC接AC20-40V，3A或接一组直流供电DC24-50V，3A。

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第二位数字 任何方向溅水于电机，应无有害影响。

3、安装结构及型式

Y系列电动机的安装结构，分为地脚安装、用地脚附带凸缘端盖安装和用一个凸缘端盖安装等三种。根据三种基本安装结构，电动机的安装型式又分为卧式安装或立式安装及轴伸向上或向下，即B3、B35、B5、V1、V15等安装方式，具体型号查标准。

4）怎样正确选择电动机

1.根据电源电压、使用条件、拖动对象选择电动机.要求电源电压与电动机额定电压相符.2.根据安装地点和工作环境选择不同型式的电动机.3.根据容量、效率、功率因数、转数选择电动机.如果容量选择过小,就会发生长期过载现象,影响电动机寿命甚至烧毁.如果容量选择过大,电动机的输出机械功率不能充分利用,功率因数也不高.因为电动机的功率因数和效率是随着负载变化的.4.电动机在恒定负载运行下,功率计算公式如下:

P1

P＝――――

η1η

式中:

P－－－－-电动机的功率(KW);

P1－－－－生产机械功率(KW);

η1－－－－生产机械本身效率;

η －－－－电动机效率.2.2.6 机械臂的设计

机械臂虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，例如：(1)机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。(2)在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件。(3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。（4）可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。(5）宇宙及海洋的开发。(6)军事工程及生物医学方面的研究和试验。

此次设计驱动机械臂的各个关节采用电气式，用步进电机来控制。而机械手采用电磁铁吸盘。大致图形如下所示，底座部位直接接步进电机，不用关节处的步进电机来设计。

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2.3 PLC输入输出地址分配

PLC控制的电路

PLC的I/O分配

输入地址分配

名称

地址

作用

Sb1

x000

启动机械臂

Sb2

x001

J1启动

Sb3

x002

J1启动

Sb4

x003

J1启动

Sb5

x004

J2启动

Sb6

x005

J3启动

输出地址分配

名称

地址

作用

Km1

y000

提取物品

Km2

y001

一号工作台启动

Km3

y002

二号工作台启动

Km4

y005

分检器启动

第三章

系统软件设计

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3.3 电气控制的设计

电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。从最早的手动控制到自动控制，从简单的控制设备到复杂的控制设备，从又触电的硬接线继电控制系统发展到以计算机系统为中心的软件控制系统。现代电气控制技术综合应用了计数机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。

作为生产机械动力的电机拖动，已有最早的采用成组拖动方式—单独拖动方式---生产机械的不同运动部件分别由不同的电机拖动的方式，发展成今天无论是自动化功能还是生产安全性方面都相当完善的电气自动化系统。

继电器接触式控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，其控制方式是断续的，所以又称为断续控制系统。由于这种系统具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点，至今仍是机床和其它许多机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习更先进电气控制系统的基础。这种控制系统的缺点是采用固定接线方式，灵活性差，工作频率低，触电易损坏，可靠性差。

此次设计主要是针对两个工作台的拖动电机进行电气控制。

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料部分，具体流程图如下所示：

开始时按下km2，km3两个工作台电动机开始工作，然后选择是手动还是自动，接着分别按下sb2，sb3，sb4，sb5，sb6启动J1和J2，再接着按下sb1和启动机械臂，开始进料，紧接着按下km4启动分检器。调程序时时注意是自动还是手动，在上述流程图中自动程序的部分和手动过程一样，不同之处在于卸料之后还有一个反馈给进料部分。

4.3 PLC控制系统的I/O接线图

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第五章

设计小结

随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

在这次设计中我深深的体会到自己在一些科目上还有所欠缺，对一些理论知识的认知度还不是很明朗，也是通过这次的设计将我以前学的东西再一次巩固了一遍，在这次设计中我利用了网络上的知识，也在图书馆查阅了大量的相关书籍，给自己也是好好的上了一课。

在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。

我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。

在此要感谢我们的指导老师乔桥老师对我们悉心的指导，感谢乔桥老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。

参考文献

三菱FX系列PLC系统设计应用指南

杨志杰

机械工业出版社 机电传动控制技术

杨黎明等

国防工业出版社 传感技术与应用

周继明等

中南大学出版社

电气控制与可编程控制器

陈立定等

华南理工大学出版社

FX系列PLC的链接通信及VB图形监控

郭昌荣

北京航空航天大学出版社 液压与气压传动

许福玲

机械工业出版社

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自动梯形图