循环输运机构电气系统设计毕业设计(编辑修改稿)

循环输运机构电气系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

PLC＋ IPC 模式。 工业以太网的发展对 PLC 有重要影响。 以太网应用非常广泛，与工业网络相比，其成本非常低，为此，人们致力于将以太网引进控制领域。 目前的挑战在于 1)硬件上如合适应工业恶劣环境； 2)通讯机制如何提高其可靠。 毕业设计研究的原理和方 法 本次毕业设计的目的是设计 用于循环运输机构需求的控制方案，该方案能够控制此循环输运机构自动完成运输工作 ,从而减轻人工劳动，同时提高运输效率，以获得更高的市场效益。 这就需要选择最佳的设计方法，达到最佳状态。 下面我们比较一下 PLC 与其他几种控制系统的异同点。 PLC 与继电接触器控制系统的异同点 相同点：继电器接触器线圈与所连触点的逻辑关系 ,和 PLC 的梯形图中内部线圈与内部触点的逻辑关系相同。 不同点： 1) 实现原理不同 继电器接触器是利用实际电磁线圈通电吸合，使触点发生动作，用来完成控制任务， 有延时，设计和分析控制电路时必须考虑到这一特点。 而 PLC 的内部继电器（也称为软继电器），它并不是真正的电磁线圈，而是电子元件，动作的时间极短，通常认为动作是瞬时完成的。 2) 工作方式不同 继电接触器控制系统用实际硬件电路实现，按并行方式工作，只要形成电流通路，几个电器的动作就可能同时实现。 而 PLC 是用程序实现内部线圈和触点的逻辑关系，并通过循环扫描的方式工作。 按先后顺序执行用户程序，实现元件的逻辑控制关系，在任一时刻只能执行一条指令，输出点的刷新不是同时的。 常州信息职业技术学院 8 PLC 与计算机控制系统的异同点 相同点： 1) 基本结构相同 PLC 和计算机都是由 CPU、存储器、输入和输出部分构成。 有的部件（如存储器）在二者中通用。 2) 程序执行原理相同 PLC 和计算机都采用存储程序，按地址访问和顺序执行的基本工作思想，都是指令在内存中顺序存放， CPU 从内存中顺序取指令并执行，直到最后一条指令。 不同点：工作方式不同 PLC 运行程序的方式与微型计算机相比有较大的不同，微型计算机运行程序时，一旦执行到 END 指令，程序运行结束。 而 PLC 从0000 号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断活跳转的情况下，按存储地址号递增的方向顺序逐条执行用户程序，直到 END 指令结束。 然后再从头开始执行，并周而复始地重复，直到停机或从运行切换到停止工作状态。 而且 PLC 具有更强的与工业过程相连接的 I/O 接口；更适用于控制要求的编程语言；更适应于工业环境的抗干扰性能；更高的可靠性。 PLC 与单片机的区别 1）单片机是一种集成电路，而 PLC 是建立在单片机之上的产品，两者不具有可比性。 2）单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型均可，PLC 是单片机应用系统的一个特例。 3）不同厂家的 PLC 有相同的 工作原理，类似的功能和指标，有一定的互换性，质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈进。 而单片机应用系统则是八仙过海，各显神通，功能千差万别，质量参差不齐，学习、使用和维护都很困难。 因此从工程角度来看，对单项工程或重复数极少的项目，采用 PLC 方案是明智、快捷的途径，成功率高，可靠性好。 对于量大的配套项目，采用单片机系统具有成本低、效益高的优点，但对研发力量和行业经验要求高。 也就是说单片机适合于研发， PLC 适合于应用。 综上控制系统的比较，再结合本课题的设计要求，可以看出， PLC 编程控制常州信息职业技术学院 9 是本课题的最佳控制系统设 计方法选择。 毕业设计研究意义 本次毕业设计的研究意义主要有以下几点： 首先本次毕业设计编制出的 循环运输机构的控制方案， 可以自动并快速的实现 此循环输运机构完成运输工作 ,从而提高运输效率获得更高的市场效益，并可以有效缓解工作人员的工作强度。 同时，通过毕业设计可以 培养理论联系实际的设计思想， 利用整个 大学 阶段所学 的 知识 ， 分析、解决 实际的工程设计 问题 ，提高自身的 实践动手能力。 通过通过毕设中的文献检索和查找资料来提高自身获取新知识的能力。 最后，通过本次毕设设计可以为将来从事 产品设计 类的工作 打下一定的实践基础。 本次毕业设计的主要研究内容 毕业设计内容归纳为循环输运机构电控系统的硬件设计和软件设计，具体包括：气缸磁性开关选型，液压缸行程开关选型，工作位置负载检测开关选型， PLC系统组件选型，编制 PLC 输入 /输出分配表，编制梯形图程序等。 本次毕设中运用大学期间所学的专业课程知识、理论和毕业实习中学到的实践知识，正确地解决 开关选型， PLC 编程 等问题。 具体设计流程如下： （ 1）分析被控对象并提出控制要求 详细分析被控对象的工作流程及工作特点，了解被控对象机、电、液、气之间的配合，提出被控对象对 PLC 控 制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。 （ 2）确定输入／输出设备 根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、行程开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与 PLC 有关的输入 /输出设备，以确定 PLC 的 I/O 点数。 （ 3）选择 PLC PLC 选择包括对 PLC 的机型、容量、 I/O 模块、电源等的选择 常州信息职业技术学院 10 （ 4）分配 I/O 点并设计 PLC 外围硬件线路 分配 I/O 点：画出 PLC 的 I/O 点与输入 /输出设备的连接图或对应关系表。 （ 5）程序设计 程序 设计： ； ； 、故障诊断和显示等程序；。 （ 6）联机调试 联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。 联机调试过程应循序渐进，从 PLC 只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。 如不符合要求，则对硬件和程序作调整。 通常只需修改部份程序即可。 全部调试完毕后，交付试运行。 经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到 EPROM 中，以防程序丢失。 （ 7）整理和编写技术文件 技术文件包括设计任务书、开题报告、文献翻译、 PLC 程 序以及使用说明书等。 本次毕业设计采用的设计方法 本次毕业设计采用的设计方法如下： 1．独立思考，继承和创新 设计时要认真阅读参考资料，集成或借鉴前人的设计经验和成果，但不能盲目地全面抄袭，应根据具体的设计条件和要求，独立思考，大胆地进行改进和创新。 只有这样，才能作出高质量地设计。 2．全面考虑 PLC 硬件的结构形式、性能、 经济性和维护等要求 任何 硬件 的 选型 ， 除去考虑它的结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式外， 还应该综合考虑 硬件 本身及整个 系统 的 控制 性要求、经济性要求、使用要求等才能确定。 3．采用 顺 序控制 设计方法 由于传统的经验设计法没有普遍的规律可循，具有很大的试探性和随意性，对程序设计者要求较高，且读取时较难读懂设计者的思路，修改麻烦。 而对于顺序控制设计法而言，只要一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作，且这些常州信息职业技术学院 11 动作必须严格按照一定的先后次序执行才能保证生产过程的正常运行，这样就可以将系统的一个周期划分为若干个顺序相连的阶段，用编程元件代表各个阶段，利用转换条件控制代表各步的编程元件，用代表各步的编程元件控制 PLC 的各输出位。 思路明了，易于编写和修改。 4．使用标准和规范 设计时 硬件 应尽量使用标准 和规范，这有利于 系统中硬件的连接和数据的传送 ，同时也可减少设计工作量、节省设计时间，对于国家标准或部门规范，一般都要严格遵守和执行。 因此，课程设计中，凡是有标准或规范的，应该尽量采用。 常州信息职业技术学院 12 第二章 毕业设计任务 毕业设计基本结构 技术参数： (1)一个箱体单元重 1000kg； (2)箱体单元最大长度 1650mm； (3)提升装置提升速度 5～ 10cm/s； (4)推箱装置推箱速度 8～ 15cm/s； (5)气缸活塞杆的运动速度 20～ 30cm/s； 基本结构（图 ）： 2 . 22 . 32 . 11552 . 13 . 23 . 14 . 1 4 . 34 . 2 4 . 44 . 54 . 65553 . 63 . 53 . 43 . 33 . 23 . 14 . 1 14 . 1 24 . 94 . 1 04 . 74 . 8IIIII IIVV5 图 自动装载装置系统元件布置图 图形说明： 常州信息职业技术学院 13 （ 1）图中Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ代表 5 个工作位置； （ 2）图中 1 代表提升液压缸， 代表第 1 个推箱液压缸， 代表代表第 2 个推箱液压缸， 代表第 3 个推箱液压缸； （ 3）图中 代表第 1 个锁紧气缸，„„， 代表第 6 个锁紧气缸，其中 和 ， 和 ， 和 均配对使用且同时动作； （ 4）图中 代表第 1 个定位气缸，„„， 代表第 12 个定位气缸；其中 和 ，„„， 和 均同时动作； （ 5）图中 5 代表箱体或负载； 工作要求及其流程 1. 系统满载工作流程（装箱）： 初始状态为各液压缸全部收缩到位，各锁紧气缸全部收缩到位，各定位气缸全部伸出到位。 系统流程由以下四部分组成： （ 1）将 III 号位负载运至 V 号位 首先判断 V 号位有无箱体，如有则不能动作，如无则按照以下流程工作： 锁紧气缸 、 伸出到位→定位气缸 、 、 、 收缩到位→液压缸 带载伸出到位→定位气缸 、 伸出到位→锁紧气缸 、 收缩到位→ 液压缸 空载收缩到位→锁紧气缸 、 伸出到位→定位气缸 、 收缩到位→液压缸 带载伸出到位→锁紧气缸 、 收缩到位→液压缸 空载收缩到位 （ 2）将 I 号位负载运至 III 号位 首先判断 III 号位有无箱体，如有则不能动作，如无则按照以下流程工作： 液压缸 空载伸出到位→锁紧气缸 、 伸出到位→定位气缸 、 收缩到位→液压缸 带载收缩到位→定位气缸 、 伸出到位→锁紧气缸 、 收缩到位→液压缸 空载伸出到位→锁紧气缸 、 伸出 到位→定位气缸 、 收缩到位→液压缸 带载收缩到位→定位气缸 、 伸出到位→锁紧气缸 、 收缩到位 （ 3）将 II 号位负载运至 I 号位 首先判断 I 号位有无箱体，如有则不能动作，如无则按照以下流程工作： 常州信息职业技术学院 14 定位气缸 、 收缩到位→液压缸 1 带载伸出到位→定位气缸 、 伸出到位 （ 4）将 IV 号位负载运至 II 号位 首先判断 II 号位有无箱体，如有则不能动作，如无则按照以下流程工作： 锁紧气缸 、 伸出到位→定位气缸 、 、 、 收缩到位→液压缸 带载伸出到位→定位气缸 、 伸出到位→锁紧气缸 、 收缩到位→液压缸 空载收缩到位→锁紧气缸 、 伸出到位→定位气缸 、 收缩到位→液压缸 带载伸出到位→定位气缸 、 伸出到位→锁紧气缸 、 收缩到位→液压缸 空载收缩到位 2. 系统空载工作流程（退箱）： 初始状态为各液压缸全部收缩到位，各锁紧气缸全部收缩到位，各定位气缸全部收缩到位。 系统流程由以下四部分组成： （ 1）将 V 号位负载运至 III 号位 首先判断 III 号位有无箱体，如有则不能动作，如无 则按照以下流程工作： 液压缸 空载伸出到位→锁紧气缸 、 伸出到位→液压缸 带载收缩到位→定位气缸 、 伸出到位→锁紧气缸 、 收缩到位→液压缸 空载伸出到位→锁紧气缸 、 伸出到位→定位气缸 、 收缩到位→液压缸 带载收缩到位→定位气缸 、 伸出到位→锁紧气缸 、 收缩到位 （ 2）将 III 号位负载运至 I 号位 首先判断 I 号位有无箱体，如有则不能动作，如无则按照以下流程工作： 锁紧气缸 、 伸出到位→定位气缸 、 42 收缩到位→ 液压缸 带载伸出到位→定位气缸 、 伸出到位→锁紧气缸 、 收缩到位→液压缸 空载收缩到位→锁紧气缸 、 伸出到位→定位气缸 、 收缩到位→液压缸 带载伸出到位→定位气缸 、 伸出到位→锁紧气缸 、 收缩到位→液压缸 空载收缩到位 （ 3）将 I 号位负载运至 II 号位 首先判断 II 号位有无箱体，如有则不能动作，如无则按照以下流程工作： 液压缸 1 带载收缩到位→定位气缸 、 伸出到位 （ 4）将 II 号位负载运至 IV 号位 常州信息职业技术学院 15 首先判断 IV 号位有无箱体，如 有则不能动作，如无则按照以下流程工作： 液压缸 空载伸出到位→锁紧气缸 、 伸出到位→定位气缸 、 收缩到位→液压缸 带载收缩到位→定位气缸 、 伸出到位→锁紧气缸 、 收缩到位→液压缸 空载伸出到位→锁紧气缸 、 伸出到位→定位气缸 、 收缩到位→液压缸 带载收缩到位→。