内容发布更新时间 : 2024/12/23 10:30:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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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

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和特点: （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坯精度比普通加工要求高，并且在结构工艺性上要考虑适应自动化加工需要。 2） 自动化加工的生产率比采用万能机床的普通加工一般要高几倍至几十倍。 3） 自动化加工中的工件加工精度稳定，受人为因素影响小。 4） 自动化加工中切削用量的选择，以及刀具尺寸控制系统的使用，是以保证加工精度，满足一定的刀具耐用度，提高劳动生产率为目的的。 5） 在多品种小批量的自动化加工中，在工艺方案上考虑以成组技术为 基础 基础 ，充分发挥数控机床等柔性加工设备在适应加工品种改变方面的优势。

送料小车是基于PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步动作都直接作用于送料小车的运行，因此，送料小车性能的好坏和控制系统性能的好坏有着直接的关系。送料小车能否正常运行、工作效率的高低都和控制系统密不可分。 所以，对送料小车控制系统的设计要予以重视。 1.2 设计内容及要求

本课题的主要设计内容有：确定送料小车控制系统的总体设计方案；设计送料小车拖动电机的电器控制线路原理图；确定送料小车控制系统PLC的型号规格，确定PLC I/O元件，列出PLC I/O元件分配表；设计送料小车控制系统PLC I/O接线图；PLC程序的总体结构图和梯形图（包括公用程序、控制程序、信号显示和故障报警程序等）；液压系统的设计；产品检测器的设计等。

设计题目：基于PLC的自动送料小车系统设计。 设计目的：

1）熟练掌握PLC的指令系统，学会一些特殊设备在生产实际中的使用。 2）能使用欧姆龙的CX-P软件或者三菱的FX-2N软件编程，本设计采用三

菱的FX-2N软件。

3）通过设计牢固掌握用功能表图设计梯形图的方法、步骤及绘制梯形图所

遵循的规则和设计技巧。学会时序控制程序的设计和调试方法。 4）能够绘制传动系统的电气图。

5）学会PLC输入/输出点的分配、接线。对PLC有系统的了解。 设计要求：

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、可靠和安全。

4. 传感器：传感器的选型原则可以从以下六个方面来叙述：