毕业设计(论文)-编组行车自动运行PLC改造设计.doc
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1、专科毕业设计(论文)设计题目:编组行车自动运行PLC改造设计 系 部: 电气工程系 专 业: 电气自动化(工业企业) 班 级: 工企091301 姓 名: 学 号: 093905130145 指导教师: 职 称: 讲 师 2012年6月 南京摘 要 该自动运行系统采用(三菱FX2n-16EX)PLC辅以(三菱FR-E700)变频器对行车进行自动控制改造。原来行车运行时,通过人为控制使每组上的产品进行传送,这样的半自动化生产容易由于人为的失误造成生产的损失。现在,PLC通过检测安装在行车上传感器的各种信号向变频器和电磁阀发出指令,让行车以不同的速度自动运行,从而实现生产线的顺利运作。通过变频器的
2、控制,行车以慢速启动,运行平稳后就转以快速运行,在停止前,行车由快速转入中速,然后以慢速运行,直至停留在目标位置上。通过控制流量阀流量的大小,用以对行车慢速上下启动和摆放物品。该自动运行系统在很多生产线上有着很大的发展前途,尤其在那些要求对产品轻拿轻放的生产线上。关键词 PLC 变频器 电磁阀 流量阀AbstractThe automatic operation system USES (mitsubishi FX2n-16 EX) PLC with (mitsubishi FR-E700) drives on the traffic for automatic control reform.
3、 The original driving operation, through the human control on each group of products to transfer, such half automatic production by a human error to the loss of production. Now, through testing the installation at the car PLC of the sensor to all kinds of signal converter and electromagnetic valve i
4、ssue commands, let the traffic in different speed automatic operation, so as to realize the smooth operation of the production line. Through the control of frequency converter, driving to slow start, smooth operation after the turn in a quick run, in stop before, by driving fast into the middle, and
5、 then at the slow speed operation until stay on target position. Through the control flow valves of the size of the flow, to slow start up and down on the traffic and put the items. The automatic operation system in many production line has the very big development outlook, especially in the require
6、ments on product gentle with on the production line.Keywords PLC inverter electromagnetic valve flow valve目 录 1 绪论12 设计的可行性分析22.1设计任务分析22.2 硬件分析22.3 软件分析33 硬件设计43.1运行系统主电路设计43.2 运行系统控制电路的设计54 软件设计104.1 GX Developer编程软件介绍104.2 PLC自动控制I/O分配表104.3PLC自动控制程序设计11结 论17致 谢18参 考 文 献19附录一:编组行车外形图20附录二:控制面板图20
7、1 绪论本文介绍了一种利用PLC来实现自动控制的编组行车自动运行系统。假如该编组行车完全利用继电器来实现自动控制,那么其控制电路会很复杂,也就会造成很大的浪费。本文介绍一条产品生产线上用PLC结合变频器控制行车运行的自动控制系统。行车通过检测安装在上面的传感器,向变频器和电磁阀发出指令,从而实现行车的左右,上下行走速度的控制。当达到指定位置时,PLC通过检测传感器,从而发出指令,实现产品的停放。这一控制系统在生产线上的到了很好的应用。本文以PLC控制为背景,将行车自动运行由原来的半自动化变成全自动化。全文分为六章:第一章简要的介绍了该课题的意义; 第二章在分析了任务书的基础上,对本课题的可行性
8、进行了分析和研究; 第三章对硬件设计部分进行了研究,并设计出自动运行电路图; 第四章对软件部分进行了研究,并设计出了PLC程序; 第五章对全文的工作进行了总结,并给出了存在的问题和需要完善的地方。2 设计的可行性分析根据设计任务书的要求,硬件系统主要采用(三菱FX2n-16EX)PLC、(三菱FR-E700)变频器等。其主要设计思想是:整个系统用PLC为中央控制器,由PLC检测各传感器发出的信号向变频器、电磁阀、换向阀等元件发出指令,从而实现系统的自动运行控制。其中变频器用来改变行走电机左右行走的速度,换向阀用来实现行车支架的上下运行,节流阀用来实现直接上下运行的速度。2.1 设计任务分析由于
9、控制要求,整个系统的控制如下: 1. 行车在起始位置抬起产品,支架载重缓慢上升,达到位置停止,然后行车右移。到达指定轨道后,缓慢将产品放下。轨道一共分为6组,通过选择,来要求行车停留轨道位置。一次运行结束后,行车自动回到起始位置待命。2.设备上装有上、下限位和左、右限位开关。3.起动后从起始位置开始顺序动作,单周期工作过程如下:原位载重加紧上升 左移上升放松下降右移4.行车左右行走速度控制要求,通过设置变频器频率60、40、15;来实现快速、中速、慢速行走。2.2 硬件分析2.2.1 (三菱FX2n-16EX)PLC介绍PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机从结构
10、上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。2.2.2 (三菱FR-E700)变频器介绍变频器对于异步电动机的调速起了核心作用。控制回路输入接线端子简介:输入信号出厂设定为漏型逻辑。在这种逻辑中,信号端子接通时,电流从相应输入端子流出,端子SD是触点输入信号的公共端,其结构如图1所示。图1 控制回路输入信号结构图1.正转启动信号(STF):STF信号处于ON便正转,处于OFF便停止2.反转起动信号
11、(STR):STR信号处于ON为逆转,OFF为停止。当STF和STF同时为ON时相当于给出停止指令。 3.起动自保持选择信号(STOP):使STOP信号处于ON,可以选择起动信号自保持。4输入信号中具有功能设定端子的有RL、RM、RH、RT、AU、JOG、CS,这些端子功能选择通过Pr.180-Pr.186来设定。2.2.3 24V开关电源介绍用24V开关电源的主要是为了达到稳定输出的目的。2.3 软件分析本设计主要采用GX Developer编程软件。GX Developer编程软件是三菱系列通用的一种编程软件,其制作程序如图2所示。图2 三菱系列制作程序3 硬件设计该设计的硬件电路主要由P
12、LC、变频器、断路器、接触器、小型中间继电器、热继电器、开关电源、阻容吸收回路(由电阻电容够成用来滤除高次谐波从而保护电路)等器件连接而成。其中开关电源为PLC提供稳定的24V电压。硬件电路具体设计如下:3.1 运行系统主电路设计主电路主要由行走电机、油泵电机、变频器构成。变频器和行走电机接在一起,用来实现左右行走速度的改变。油泵电机主电路如图3所示,行走电机主电路如图4所示,其中变频器上STF为反转,STR为正转;变频器P/+和PR端接一制动电阻。图3 油泵电机 图4 行走电机主电路 3.2 运行系统控制电路的设计控制电路中主要由PLC、继电器、接触器、接近开关等元件构成。其中PLC起着核心
13、作用,相当于整个系统的心脏。由它来检测各接近开关发出的信号,并做处理后传给其它控制器件,以起到自动控制的作用。热继电器主要用来保护电路,防止因过流,发热等引起的电路损坏。整个控制系统我将它分为了一下几个模块:1.总启动模块;2.输入电源模块;3.油泵液压启动模块;4.PLC输入模块;5.PLC输出模块3.2.1 总启动模块整个系统由一红一绿两灯(两种颜色更容易引起注意)的亮灭来判断控制电路中是否有电。先通过旋钮SA选择手动还是自动模式,本设计主要考虑其自动模式,所以当按下启动按钮SB,继电器KA,接触器KM2得电,自此整个系统启动。启动部分如图5所示。 图5 启动部分3.2.2 输入电源模块
14、输入电源模块主要就是为电路中各器件提供合适的电压。这部分主要由熔断器、380V/220V控制变压器、24V开关电源构成。熔断器每条支路上都装有,用来保护各支路,防止因漏电,过载等引起电路的损坏。380V/220V控制变压器用来提供220V的电压,做为PLC、接触器、继电器的电源。24V开关电源为各接近开关和油泵上的换向阀等提供稳定的24电压。输入电源模块的电路如图6所示。图6 输入电源模块3.2.3 油泵液压启动模块油泵液压启动模块由3个换向阀和7KA、8KA、9KA三个中继的常开触点构成。其所需电源由输入电源模块的“620”、“510”两个接线口提供。当中继7KA得电作用,其常开触点闭合,换
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