课程设计运料小车控制系统word文档（22页）

小车低速送货，高速返回。

有三种工作方式选择只送货到货位。

只送货到货位。

向两个货位轮流送货。

要有电源，送货，返回指示灯。

方案论证早期运料小车电气控制系统多为继电器接触器组成复杂系统，这种系统存在设计周期长体积大成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。

后来，单片机应用到运料小车控制系统中。

单片机有优异性能价格比集成度高体积小有很高可靠性控制功能强低功耗低电压，便于生产便携式产品，外部总线增加了及，单片机系统扩展和系统配置较典型规范，容易构成各种规模应用系统。

单片机编程方法复杂，不容易上手，使用于简单应用。

将应传送到执行程序和输出阶段将输出信号传送到外部设备。

扫描过程如图所示。

图循环扫描在输入阶段中，先进行自我诊断，然后与编程器或计算机通信，同时中央处理器扫描各个输入端并读取输入信号状态和数据，并把它们存入相应输入存储单元。

在执行阶段中，按照由上到下次序逐步执行程序指令。

从相应输入存储单元读入输入信号状态和数据，然后根据程序内部继电器定时器计数器数据寄存器状态和数据进行逻辑运算，得到运算结果，并将这些结果存入相应输出存储器单元。

在输出阶段中，将相应输出存储单元运算结果传送到输出模块上，并通过输出模块向外部没备传送输出信号，开始控制外部设备。

编程语言可编程控制器编程语言主要有梯形图语言助记符语言及功能块图。

梯形图语言梯形图语言是在继电器控制电路图基础上发展而来。

最大优点就是直观易懂，使用简单方便。

对来自电气方面用语，通过梯形图很容易就能掌握，同时它也是主要编程语言。

例如，个简单控制系统，当常开按钮动作时，水泵开启，当常闭按钮动作时，水泵停止运行。

用继电器控制和用控制梯形图如图和图所示。

个扫描周期程序执行阶段输出阶段输入阶段程序执行阶段输出阶段输入阶段程序执行阶段图继电器控制电气图图控制梯形图助记符语言助记符语言与汇编语言类似，它使用字符来代表可编程控制器种操作，这就要求用户要有定计算机编程基础。

用助记符语言编写上个例子程序如下功能块图语言西门子公司系列除了可以用梯形图和助记符语言进行编程外，还可以用功能块图语言进行编程。

功能块图语言与数字电子技术逻辑电路图类似，不同功能块实现不同功能，从而实现所需控制要求。

如图所示图功能块图控制系统构成设计原则及步骤控制系统由硬件部分和软件部分组成。

对于整个控制系统来说，其硬件部分不仅包括选择符合控制要求机型存储器容量电源模块输入输出模块通信模块模拟量输入输出模块和特殊功能模块等，还应当包括选择合适可编程控制器外围装置设备与接口，如输入设备控制按钮开关传感器等执行装置接触器继电器等和由执行装置控制现场设备水泵鼓风机阀门等。

软件部分主要包括对进行点地址内部继电器定时器计数器等分配，控制程序设计梯形图语句表流程图等，还有些技术文件等。

控制系统是为工艺流程服务，所以它首先要能很好地实现工艺提出控制要求。

控制系统设计应遵循以下原则。

根据工艺流程进行设计，力求控制系统能最大限度地满足控制要求。

在满足控制要求前提下，尽量减少系统硬件费用。

考虑到以后控制要求变化，所以控制系统设计时应考虑可扩展性。

控制系统使用和维护方便安全可靠。

般控制系统设计步骤如图所示，具体操作如下。

控制要求分析在设计控制系统之前，必须对工艺过程进行细致分析，详细了解控制对象和控制要求，这样才能真正明白自己所要完成任务，并更好地完成任务，设计出令人满意控制系统。

确定输入输出设备根据控制要求选择合适输入设备控制按钮开关传感器等和输出设备接触器继电器等，根据所选用输入输出设备类型和数量确定点数。

选择合适确定点数后，就根据点数控制要求等来进行选择。

选择包括机型存储器容量输入输出模块电源模块和智能模块等。

点数分配点数分配就是规定端子和输入输出设备。

程序设计首先把工艺流程分为若干阶段，确定每阶段输入信号和输出要控制设备，还有不同阶段之间联系，然后画出程序流程图，最后再进行程序编制。

模拟调试程序编制好后，可以用按钮和开关模拟数字量，电压源和电流源代替模拟量，进行模拟调试，使控制程序基本满足控制要求。

现场联机调试现场联机调试就是将与现场设备进行调试。

在这步中可以发现程序存在实际问题，然后经过修正后使其满足控制要求。

整理技术文件这步主要包括整理与设计有关文档，包括设计说明书接线原理图程序清单和使用说明书等。

图设计步骤示意图控制要求分析开始设计设计结束确定输入输出设备现场模拟调试选择合适点数分配程序设计模拟调试整理技术文件运料小车控制系统方案论证运料小车控制系统控制内容与要求运料小车运动流程自动生产线上运料小车运动如图所示启动图运料小车示意图运料小车由台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小向左行。

电动机正反转图如图所示图三项异步电动机正反转主电路图在生产线上有个编号为原位，和站点供小车停靠，在每个停靠站安装个行程开关以监测小车是否到达该站点。

对小车控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有个控制按钮开关分别与二个控制要求停靠站点相对应。

设备控制要求运料小车在自动化生产线上运动控制要求如下每次送货都按启动按钮，而且装有货才能启动。

小车到达指定货位，卸货延时秒自动返回原位停车。

运料小车原位货位货位运料小车可随时使小车返回原位，也可以随时使小车停止远行。

小车低速送货，高速返回。

有三种工作方式选择只送货到货位。

只送货到货位。

向两个货位轮流送货。

要有电源，送货，返回指示灯。

方案论证早期运料小车电气控制系统多为继电器接触器组成复杂系统，这种系统存在设计周期长体积大成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。

后来，单片机应用到运料小车控制系统中。

单片机有优异性能价格比集成度高体积小有很高可靠性控制功能强低功耗低电压，便于生产便携式产品，外部总线增加了及，单片机系统扩展和系统配置较典型规范，容易构成各种规模应用系统。

单片机编程方法复杂，不容易上手，使用于简单应用。

将应对应指示灯亮，输出继电器对应指示灯也同时亮。

按下输入继电器所对应按钮，所对应指示灯亮计时器开始计时，输出继电器对应指示灯同时也熄灭。

后输出继电器所对应指示灯亮，按下输入继电器或所对应按钮，或所对应指示灯亮，输出继电器所对应指示灯灭。

满足控制要求。

反复运行此程序也均能达到控制要求。

仿真如图所示图软件仿真图将程序载入中，调试程序并运行，均能达到控制要求。

设计小结小车优缺点分析本设计运用可编程控制器实现自动运料小车控制器，避开了以往继电器接触不良开关易损坏等缺点，可靠性和稳定性都有所提高。

在检测小车是否到达呼叫停靠点时候，运用了行程开关，这样检验系统让小车停靠位置更加准确。

与此同时，由于输入输出很明显，不需要好多额外外接电路，让设计更简洁。

这也是采用了成熟可编程控制器带来好处。

即使在出现故障紧急停止等环节中都能快捷操作。

但设计过程中，只是基本实现了设计要求，没有功能扩展，让系统显得比较简单。

设计改进及推广在实际运用过程中，为了便于智能化无人化远程化操作，该设计控制器还应该联网，让多台控制器组成局域网，构成套网路系统，便于通讯和控制操作。

如修改软件设计中些参数，能适合在不同场合都能适合。

在具体设计中，应该还可以设计显示功能，显示运料小车到达指定停靠站时所需时间还可以在小车底部安装个传感器，用来检测小车中料是否卸完。

这样就可更好地控制小车运行，更加便于人们工作。

此外，该运料小车控制器可以运用于大型养殖行业，便于送料和喂养。

这样就可以节约时间，提高效率。

常见故障及排除方法运料小车可能出现常见故障。

行程开关损坏及撞击变形。

优点是可以选用接近开关代替行程开关输入输出口接触不良。

交流接触器和热继电器机诫故障。

控制回路线路故障。

总结通过此次课程设计，使我学会了综合应用所学各种理论知识和技能，还进行了全面系统严格技术及基本能力训练。

我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来自控专业发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了提高。

在不断努力下我们组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所学知识大概总结，但是真面对课程设计时发现自己想法基本是。

这不仅是对前面所学知识种检验，而且也是对自己能力种提高。

从这次课程设计中，我知道了自己原来知识太理论化了，面对单独课题是感觉很茫然。

自己要学习东西还太多，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，我才明白学习是个长期积累过程，在以后工作生活中都应该不断学习，努力提高自己知识和综合素质。

很高兴能从这次课程设计中学到了这么多在课堂上学不到知识，同时也很欣慰在完成课程设计中锻炼了自己动手能力与人合作协调和沟通能力。

总之，在此次课程设计中我收获很多。

致谢词在本次课程设计过程中，很感谢王老师非常细心指导与解释，才使我们组得以最终完成设设计。

也很感谢小组各个成员所做出努力，相互帮助，相互配合，共同努力完成了此次课程设计。

最后还要感谢学校能够为我们提供这么好个机会，来使我们锻炼自己，在实践中认识自己不足，拓展自己视野，让我们从中学到了很多。

参考文献贺哲荣流行实用程序及设计西安电子科技大学出版社，年胡学林可编程控制器应用技术高等教育出版社，年育例说人民邮电出版社，年求是科技应用开发技术与工程实践人民邮电出版社，年刘柏生编程实用指南机械工业出版社，年贾德生应用开发实用子程序人民邮电出版社，年廖常初应用技术问答机械工业出版社，年郑凤翼图解控制系统梯形图和语句表人民邮电出版社，年戴冠秀在运料小车自动控制系统中应用工矿自动化年，期附录运料小车系统对应指令程序如下传送到执行程序和输出阶段将输出信号传送到外部设备。

扫描过程如图所示。

图循环扫描在输入阶段中，先进行自我诊断，然后与编程器或计算机通信，同时中央处理器扫描各个输入端并读取输入信号状态和数据，并把它们存入相应输入存储单元。

在执行阶段中，按照由上到下次序逐步执行程序指令。

从相应输入存储单元读入输入信号状态和数据，然后根据程序内部继电器定时器计数器数据寄存器状态和数据进行逻辑运算，得到运算结果，并将这些结果存入相应输出存储器单元。

在输出阶段中，将相应输出存储单元运算结果传送到输出模块上，并通过输出模块向外部没备传送输出信号，开始控制外部设备。

编程语言可编程控制器编程语言主要有梯形图语言助记符语言及功能块图。

梯形图语言梯形图语言是在继电器控制电路图基础上发展而来。

最大优点就是直观易懂，使用简单方便。

对来自电气方面用语，通过梯形图很容易就能掌握，同时它也课程设计报告题目运料小车控制系统所在院系电气工程学院专业班级自班学生姓名姚旭东学号指导教师王春侠时间年月运料小车控制系统设计任务书控制要求运料小车控制运行示意图如图所示，其控制要求如下初始状态时，小车停在行程开关位置，且行程开关被压合。

第次按下按钮时，小车行进至行程开关处停止，后退回到行程开关处停止。

图运料小车运动示意图第二次按下按钮时，小车前进至行程开关处停止，后退回到行程开