1、湖北文理學院機械與汽車工程學院課程設計成績評定表課程名稱機電傳動控制課程設計課程編號07ZX091122專 業機械設計制造及其自動化班 級0912姓 名項 目評 分 標 準評分等級得分折合分平時成績（占20）1、態度端正，設計認真，能積極動腦思考，學習紀律好。優秀2、態度較好，較認真，能積極動腦思考，學習紀律較好。良好3、態度一般，較認真，能動腦思考，學習紀律尚可。中等4、態度較差，不夠認真，不善于動腦思考，紀律較差。及格5、態度差，不認真，不動腦思考，紀律差。不及格圖紙質量成績（占40）1、繪圖規范，標注準確，結構合理，圖紙質量高。優秀2、繪圖較規范、準確，結構基本合理，圖紙質量較好。良好3

2、、繪圖基本規范、準確，結構基本合理，圖紙質量一般。中等4、繪圖不夠規范、準確，結構不太合理，圖紙質量較差。及格5、繪圖不規范、準確，結構不合理，圖紙質量差。不及格設計報告成績（占40）1、撰寫規范，設計思路清晰，知識運用熟練，設計詳盡細致，按要求完成設計。優秀2、撰寫較規范，設計思路基本清晰，知識運用較熟練，設計基本詳盡細致，能按要求完成設計。良好3、撰寫基本規范，設計思路基本清晰，知識運用尚可，設計基本詳盡細致，能按要求完成設計。中等4、撰寫不夠規范，設計思路不太清晰，知識運用一般，設計不夠詳盡細致，基本完成設計。及格5、撰寫不規范，設計思路不夠清晰，知識運用不熟練，設計不夠詳盡細致，沒有按

3、要求完成設計。不及格總評成績指導教師： 2012年 月 日注：1、該成績評定表每位學生一份，并裝訂在設計說明書的最后；2、指導教師按課程設計大綱的要求評定成績，并給出總評成績；3、折合分：優秀90分,良好80-89分,中等70-79分,及格60-69分,不及格<60分。湖 北 文 理 學 院機電傳動控制課程設計報告題 目小車多方式運行的PLC控制專 業機械設計制造及其自動化班 級機 制 0912姓 名祝 雷學 號 2009116251指導教師職 稱吳何畏 副教授 2012年 9 月 30 日摘 要： 在中國，運料小車半自動化控制前景美好，在許多公司的裝配車間得到廣泛的運用。隨著科技的發展

4、，技術的不斷更新，使得工業生產趨向于半自動化、自動化、無人工廠的方向發展，其中PLC技術的運用成為自動化技術的主流之一。本次課程設計中，運料小車的plc控制系統，它的控制過程屬于雙向控制，運料小車由一臺三相異步電動機拖動，電機正轉，小車向右行，電機反轉，小車向左行，在每一個停靠點安裝一個行程開關以監視小車是否到達該站點。該課程的運料小車控制系統利用三菱公司生產的FX系列20點的可編程序控制器運行主要的控制裝置，編寫軟件指令來實現其具體的控制要求，在設計程序部分利用了PLC的輔助繼電器來實現控制具有互鎖的功能，在工作臺上的工人通過請示按鈕達到實現控制小車的運行方向該控制系統用于柔性制造系統中物料

5、小車的自動控制、自動化倉庫中物件存取小車的自動控制等，該控制系統價格低廉，體積小，能夠安全可靠的進行生產，而且效率高，靈活性強，能夠很好的適應變化和糾正錯誤，運行速度快，易管理。關鍵詞：自動化、可編程序控制器、輔助繼電器、PLC技術目 錄第一章 引言11.1小車多方式運行的PLC控制簡介11.2 小車多方式運行的PLC控制改造的目的及意義1第二章 PLC及小車多方式運行的PLC控制22.1 PLC的基本概念22.2 PLC的發展歷程22.3 PLC的特點32.4在小車多方式運行應用PLC的優越性4第三章 硬件的設計43.1 I/O分析43.2控制系統設計分析43.3 PLC的選擇53.4 FX

6、2N系列編程器介紹53.5 確定各元件的編號，分配I/O地址63.6 外部接線圖73.7 控制程序流程圖83.8控制程序設計9第四章 系統調試104.1 硬件調試104.2 軟件調試10第五章 總結11參考文獻：12第一章 引言1.1小車多方式運行的PLC控制簡介 小車系統由直流電機、繼電器、小車和 4 個站臺等組成，每個站臺有檢測傳感器、指示燈和按鈕。采用S7-200PLC進行控制，控制要求如下：1. 小車起始位置停在 x（x=14）號站臺，SYx 傳感器為 ON; 2. 假如 y(y=14)號站臺呼叫，如果： xy，小車左行到呼叫站臺停車； xy，小車右行到呼叫站臺停車； x=y，小車停止

7、； 3. 小車在 SY1 和 SY4 處要有可靠的保護功能，自動往返或準確停車，不能向外撞； 4. 小車路過每個站臺要有指示燈顯示；但 LB1 和 LB4 燈要閃 3 次； 1.2 小車多方式運行的PLC控制改造的目的及意義 通過小車多方式運行的PLC改造的目的是實現生產的自動化,便于生產和管理.它的意義在意通過PLC控制能提高工作效率。較少勞動力的輸入，節約工廠成本，工作精準度大大提升。在當今社會上工作效率才是企業生存之道，而自動化為企業帶來了新的革命。第二章 PLC及小車多方式運行的PLC控制2.1 PLC的基本概念可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controlle

8、r，簡稱PLC），一種具有微處理機的數字電子設備，用于自動化控制的數字邏輯控制器，可以將控制指令隨時加載內存內儲存與執行。可編程控制器由內部CPU，指令及資料內存、輸入輸出單元、電源模組、數字模擬等單元所模組化組合成。2.2 PLC的發展歷程可編程控制器的興起與美國現代工業自動化生產發展的要求密不可分的。PLC 源起于1960 年代，當時美國通用汽車公司，為解決工廠生產線調整時，繼電器順序控制系統之電路修改耗時，平時檢修與維護不易等問題。在可編程邏輯控制器出現之前，汽車制造業中的一般控制、順序控制以及安全互鎖邏輯控制必須完全依靠眾多的繼電器、定時器以及專門的閉回路控制器來實現。它們體積龐大、有

9、著嚴重的噪音，不但每年的維護工作要耗費大量的人力物力，而且繼電器-接觸器系統的排線檢修等工作對維護人員的熟練度也有著很高的要求。針對這些問題，美國通用汽車公司在1968年向社會公開招標，要求設計一種新的系統來替換繼電器系統，并提出了著名的“通用十條”招標指標。隨后，美國數字設備公司（DEC）根據這一設想，于1969年研制成功了第一臺PDP-14控制器，并在汽車自動裝配線上使用并獲得成功。由于當時系統主要用于順序控制、職能進行邏輯運算，所以被命名為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。最早期的PLC只具有簡易之邏輯開/關（on/off）功能，但比

10、起傳統繼電器之控制方式，已具有容易修改、安裝、診斷與不占空間等優點。1970 年代初期，PLC引進微處理機技術，使得PLC具有算術運算功能與多比特之數字信號輸出/輸入功能，并且能直接以階梯圖符號進行程序之編寫。這項新技術的使用，在工業界產生了巨大的反響。日本在1971年從美國引進了這項技術，并很快研制成功了自己的DCS-8可編程邏輯控制器，德、法在1973年至1974年間也相繼有了自己的該項技術。中國則于1977年研制成功自己的第一臺可編程邏輯控制器，但是使用的微處理器核心為MC14500。1970 年代中期，PLC功能加入遠距通訊、模擬輸出輸入、NC 伺服控制等技術。1980 年代以后更引進

11、PLC 高速通訊網絡功能，同時加入一些特殊輸出/輸入界面、人機界面、高功能函數指令、資料收集與分析能力等功能。2.3 PLC的特點 美國通用汽車公司在1968年提出了著名的“通用十條”招標指標，也是目前PLC的特點：1. 編程方便，現場可修改程序；2. 維修方便，采用模塊化結構；3. 可靠性高于繼電器控制裝置；4. 體積小于繼電器控制裝置；5. 數據可直接送入計算機；6. 成本可與繼電器控制裝置競爭；7. 輸入可以是交流115V；8. 輸出為交流115V，2A以上，能直接驅動電磁閥，接觸器等；9. 在擴展時，原系統只要很小變更；10. 用戶程序存儲器容量能擴展。2.4在小車多方式運行應用PLC

12、的優越性 （1） 提高了操作速度，且能準確安全的控制小車。 （2） 利用PLC控制的小車多方式運行誤差率很低。（3） 小車多方式運行基本實現了無人化。（4） 較少勞動力的輸入，較少企業成本。第三章 硬件的設計3.1 I/O分析經過對控制過程和要求的詳細分析，明確了具體的控制過程。1. 小車起始位置停在 x（x=14）號站臺，SYx 傳感器為 ON;2. 假如 y(y=14)號站臺呼叫，如果： xy，小車左行到呼叫站臺停車； xy，小車右行到呼叫站臺停車； x=y，小車停止； 3. 小車在 SY1 和 SY4 處要有可靠的保護功能，自動往返或準確停車，不能向外撞。4. 小車路過每個站臺要有指示燈

13、顯示；但 LB1 和 LB4 燈要閃 3 次； 如上所述，由此可以得出所需PLC的輸入點9個，輸出點6個。3.2控制系統設計分析 1、 設計思路首先考慮直流電機的正反轉控制，然后把小車在運動線路上的九個行程開關分別送入當前位置存儲器。接下來考慮如何設計用四個選擇開關來實現呼號位。下面是運用比較器比較不同情況下的呼號位，對應輸出不同的信號，來驅動小車的左行、右行和停止。最后在此基礎上加上報警信號。2、 設計步驟（1）將九個行程開關的接通分別送入當前位置存儲器（2）用LED段碼顯示當前小車所處的位置（3）設計用四個擇開關來預先設定呼號位（4）將呼號位與小車當前位置進行比較輸出不同的信號（5）通過比

14、較輸出來控制小車的左行、右行和停止（6）設計報警信號（7）不斷完善程序3.3 PLC的選擇 小車多方式運行PLC控制系統是比較簡單的順序控制，則需選擇具有邏輯運算、定時器、計數器等基本功能的小型PLC，再根據其輸入輸出點數，可選擇日本三菱FM2N系列的FM2N32MR型的PLC。3.4 FX2N系列編程器介紹 FX2N系列是FX家族中最先進的PLC系列，其基本單位有16/32/48/64/80/128點，六個基本FX2N單元中的每一個單元都可以通過I/O擴展單元擴充為256I/O點，其基本單元如下表所示3.5 確定各元件的編號，分配I/O地址 本設計使用9個輸入繼電器，6個輸出繼電器，6個輔助

15、繼電器（各輔助繼電器的功能在程序程序對應部分會有說明）。輸入輸出繼電器的選擇與對應關系如下表：3.6 外部接線圖3.7 控制程序流程圖開始 否 按鈕啟動 是 否 否X>YX<Y 是 是小車左行小車右行 否 否 X=YX=Y 是 是小車停止小車停止 是 按動呼叫按鈕 否 結 束3.8控制程序設計1、小車對站臺呼叫的反應電路 取兩個寄存器，分別存放呼叫的站臺以及小車停靠的站臺（本文的設計中這兩個寄存器分別為D0和D1），顯然，我們可以通過cmp指令進行x，y的大小判斷，當x>y時，執行左行命令(即本文設計程序中的SET Y1指令)；當x<y時，執行右行命令(即本文設計程序中

16、的SET Y2指令)；當x=y時，執行左行命令(即本文設計程序中的RST Y1和RST Y2指令)。 在這樣的思路下，我們不可避免的將遇到三個問題：如何在D0中存放所呼叫的站臺？如何準確獲取并在D1中存放小車停靠的位置？執行左行或右行命令后，如何使得小車在指定站臺停止,并同時記錄下新的停靠位置，即更新D1寄存器的內容？ 對于第一個問題，直接運用mov指令即可。方法是設置四個輸入繼電器x1,x2,x3,x4分別表示第i個站臺呼叫，當xi接通時，執行mov ki D0，(i取1、2、3，4)。 對于第二個問題，解決方法是當小車停止時，即相應的到位開關SQ1、SQ2、SQ3或SQ4接通時，執行mov

17、 Ki D1，(i取1、2、3，4)。 第三個問題，判斷小車停止的條件是使用到位開關SQ，本文的程序里使用四個繼電器x11,x12,x13,x14來表示。2、小車路過站臺時指示燈的顯示 本文的程序里用Y10,Y20,Y30,Y40分別表示第1、2、3、4站臺的指示燈。根據題目要求，當小車路過站臺時，對應的站臺的指示燈要亮，對于第2,3站臺指示燈，這個效果直接用指令LD X12,OUT Y20;LD X13,OUT Y30即可控制。但是對于第1、4號站臺，要求指示燈閃爍三次，則像上面這樣簡單的指令是不能滿足要求的，需要引入定時器（用以控制“閃爍”的間隔時間）和計數器（用以控制閃爍“3次”）。詳細

18、控制圖和程序見后文。另外，考慮到這兩個站臺指示燈的功能相同，因此程序里可以使用子程序，以減少定時器、計數器和繼電器的個數，同時亦能提高程序運行的效率和可靠性。第四章 系統調試4.1 硬件調試 硬件調試的方法是接通電源，檢查可編程控制器能否正常工作，接頭是否接觸良好。本實驗里，全部接頭接觸良好，程序控制器可以正常工作。4.2 軟件調試 方法是按要求輸入梯形圖，檢查并編譯。本次設計實驗里，正確輸入梯形圖，編譯成功。同時通過在線工作后把程序寫入可編程序控制器的程序存儲區，然后進行調試，在前面正確操作和正常進行的基礎上，使PLC進入運行狀態，觀察運行情況，結果是本PLC設計運行正常,沒有位置錯誤,對于

19、多組不同站臺呼叫的檢測數據,小車均能夠以預想的行動路線運動,即能夠實現循環工作根據上述情況,小車多方式運行PLC控制符合要求.第五章 總結 機電傳動控制是實踐性很強的專業課，自動化技術在當今社會發展異常迅速，各生產廠家也推出了許多強大的新型PLC、各種特殊模塊和通信聯網器件，使可編程控制器成為集微機技術、自動化技術、通信技術于一體的通用工業控制裝置，成為實現工業自動化的一種強有力的工具.經過這次設計我學到很多很多的的東西，不僅鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。而且通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正的學到知識，從而提高自己的實際動手能和 思考能力.但是通過這次課程設計,同時也暴露出來很多的問題和不足.首先是理論知識的欠缺和平時實際操作太少,編程相當困難,參考了網上的一些東西,同時也借鑒了不少模塊，幫助自己完成課程設計。其次是Word