小车运动控制Ⅰ型课程设计.docx
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小车运动控制Ⅰ型课程设计
中国计量学院
课程设计设计报告书
题目：
小车运动控制Ⅰ型课程设计
二级学院:
机电工程学院
专业:
电气工程及其自动化
班级:
08电气
（1）班
姓名:
学号：
0800103118
同组同学姓名:
同组同学学号:
0800103102,0800103111,0800103115
2011年11月21日
目录
1.小车运动控制Ⅰ型电气控制系统简介3
1.1小车运动控制（直流电机）设计要求3
1.2小组分工情况3
2.小车运动控制系统的设计4
2.1总体设计思路4
2.2PLC电路硬件配置4
2.3PLC控制程序设计6
3.设计实现结果7
4.报告总结7
5.参考文献8
6．附录1（梯形图）：
9
7．附录2（指令表）：
11
1.小车运动控制Ⅰ型电气控制系统简介
小车运动控制Ⅰ型控制系统由机械传动结构包括丝杆、滑杆等机械部件组成，电气方面由直流减速电机、传感器、开关电源、LED显示等电子器件组成，可编程控制器采用三菱的FX2N-48MR型号的PLC。
小车运动控制系统示意图如下图1。
图1
小车运动控制I型控制系统采用长动运动控制，通过呼叫开光的选择，来实现控制小车运动方向，直到到达目标位置。
1.1小车运动控制（直流电机）设计要求
模型按以下要求动作
①小车所停位置号小于呼叫号时，小车右行至呼叫号处停车；
②小车所停位置号大于呼叫号时，小车左行至呼叫号处停车；
③小车所停位置号等于呼叫号时，小车原地不动；
④具有左行、右行定向指示，启动前报警信号，报警5秒后方可左行或右行；
⑤小车到位后报警两次；
⑥小车具有正反转点动运行功能；在点动状态,且在小车运动有效运行范围内按一次左行或右行,小车向左或向右运行一个位置.
⑦具有小车行走位置的七段数码管显示。
1.2小组分工情况
PLC原理图的设计及调试:
报告编写：
2.小车运动控制系统的设计
2.1总体设计思路
本设计是运用PLC控制系统小车的运动的方式。
能快速的对输入信号做出反应控制小车，便于检修。
控制系统结构图，图2如下
图2
2.2PLC电路硬件配置
（1）计算所需要可编程控制器的I/O点数
题目中给出了键值输入A-D对应四个输入，1-9号传感器对应9个输入，自动与手动切换开关对应一个输入，统计得需要14个输入，可分配给X000-X007，X010-X015。
现配置如表1。
表1小车运动控制系统PLC输入接口功能表
序号
工位名称
文字符号
输入口
1
键值输入A
SB1
X000
2
键值输入B
SB2
X001
3
键值输入C
SB3
X002
4
键值输入D
SB4
X003
5
1号传感器
SQ1
X004
6
2号传感器
SQ2
X005
7
3号传感器
SQ3
X006
8
4号传感器
SQ4
X007
9
5号传感器
SQ5
X010
10
6号传感器
SQ6
X011
11
7号传感器
SQ7
X012
12
8号传感器
SQ8
X013
13
9号传感器
SQ9
X014
14
步进开关
Q
X015
题目中给出了报警对应1输出，电机的正反转继电器及其左右行指示灯对应4个输出，位置4位显示对应4个输出，统计得需要9个输出（已包括所有指示灯），分配给Y001-Y004,Y010-Y013。
现配置如下表2。
表2小车运动控制系统PLC输出接口功能表
序号
工位名称
文字符号
输出口
1
位置显示A
A
Y010
2
位置显示B
B
Y011
3
位置显示C
C
Y012
4
位置显示D
D
Y013
5
报警电铃
HA
Y000
6
左行指示灯
HL2
Y001
7
右行指示灯
HL3
Y003
8
电机正传继电器
KM1
Y004
9
电机反转继电器
KM2
Y010
（2）根据上述设计，绘制出I/O连接图，如图3
图3
（3）根据设计方案选择的电气元件，编制原理图的元器件目录表，如表3所示。
表3小车运动控制系统元器件目录表
序号
文字符号
名称
数量
备注
1
电动机
M
1
24VDCrpm600
2
电动开关
Q
1
方式选择
3
按钮
SB
9
呼叫选择
4
指示灯
HL
14
红色，绿色
5
数码管
LED
1
七段共阴数码管
6
可编程控制器
PLC
1
FX2N-48MR
7
电铃
HA
1
用于报警
8
接近开关
SQ
5
LE-410-30VDC200mASn:
4mm
9
光耦电路
SQ
4
I25C51
10
丝杆，滑杆
1
小车轨道
11
开关电源
E
1
提供直流电
12
熔断器
FU
6
熔体2～10A
13
继电器
KM
2
（4）根据上述设计，对照主回路检查交流控制回路、PLC控制回路、各种保护联锁电路、PLC控制程序等，全部符合设计要求后，绘制出最终的电气原理图。
2.3PLC控制程序设计
（1）程序设计流程图，如图4
图4
（2）具体梯形图程序见附录1
（3）具体指令表见附录2
3.设计实现结果
当点动按钮向上打时（即不在点动位置），按下操作板上所要呼叫号的按钮，小车报警5秒后开始启动，实现左行右行，同时显示电机转动方向及小车运动方向的指示灯亮，小车到位后报警两次，在小车行进过程中，七段数码管显示小车经过位置号码。
进入点动模式下，在小车运动有效运行范围内按一次左行或右行,小车向左或向右运行一个位置，七段数码管显示小车处在位置号码。
4.报告总结
为期三周的电气课程设计在我们的讨论和实践中结束了，在这其中我们学到了很多，同时也找到了自身存在的不足，加强了我们的动手能力、思考问题和解决问题的能力。
这次课程设计是基于PLC控制的系统，PLC应用技术是一门实践性很强的专业课，而且PLC编程控制器技术在当今社会发展异常迅速，可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具。
各生产厂家也推出了许多强大的新型PLC、各种特殊模块和通信联网器件，我们设计使用的是三菱的PLC。
由于我们对PLC这门学科不是很熟悉，所以在确定小车控制这个设计课题后，就去图书馆找PLC编程相关书籍，了解编程的语句和功能指令，同时也到网上查找所需资料，编写程序。
在实验室调试程序，看到小车顺利运动起来时我们都能感到一阵喜悦，但当小车一下子不动或是乱动时我们又是心情沮丧，有时为了一段程序苦思许久，修改一步调试一步，让我们体会到了成功的喜悦和失败的苦涩，也同时让我们知晓理论和实际的差异并要做到理论与实际相结合，踏实前进。
在设计中我们遇到困难虚心向老师、同学请教，在商讨中获得真知，了解自身的不足。
本次设计不仅检验了我们学习知识、搜索资料的能力，也同时培养我们相互探讨，相互学习，相互合作的精神，学会了如何努力去完成一件事、去把握一件事。
理论和实践相结合是很重要的，以前我们学的都是理论上的知识，对于一些细节不加重视，导致运行上的错误，现在对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解，提高了我们的工程素质，更对理论知识有了加深。
设计是三人一组的，这就不得不提到合作的精神，团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。
通过合作，我们之间的合作意识得到加强，合作能力得到提高，采用分工合作的方式，同时在一定阶段讨论以解决个人不能解决的问题，大家积极发言加强交流，寻找正确的方案和途径。
俗话说“千里之行始于足下”，通过这次设计让我们深深体会到了这其中的精髓，努力踏实做事，做到学思结合。
这次课程设计顺利完成，我们还要感谢老师的辛勤指导和帮助，还有在设计中帮助过我们的同学。
5.参考文献
1.王庭有《可编程控制器原理及应用（第2版）》国防工业出版社2010年8月；
2.许翏王淑英.《电气控制与PLC应用》机械工业出版社2005年1月；
3.互联网综合搜索
4.FX编程手册
6．附录1（梯形图）：
7．附录2（指令表）：
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