长沙学院CHANGSHA UNIVERSITY 专业综合设计报告系部：专业年级班级：学生姓名：学号：成绩评定：（指导教师填写）2014年1 月2010届电气专业综合设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化学生姓名指导教师课题名称基于PLC的小车运动控制系统设计内容及任务一、设计内容小车以慢速左行（右行）5s后稳定，稳定后速度变为快速。
其中，当小车到达左限位（右限位）时，小车向相反的方向运行，如此往返运行。
而且，在稳定后能实现小车高低速、左右行的自由切换。
同时，当按下停止按钮，电机不管出于任何运动状态，都必须立即停止。
二、设计任务1、确定PLC的输入设备（包括按钮、行程开关等）、输出设备（包括接触器线圈、指示等），选择电器元件型号，列出明细表。
2、对PLC的输入输出通道进行分配，列出I/O通道分配表（包括I/O编号、设备代号、设备名称及功能），画出I/O接线图。
根据工艺要求，将所需的定时器、计数器、辅助继电器等也进行分配。
3、画出功能表图；4、进行PLC控制系统的软件设计，画出梯形图。
对编制的梯形图进行调试，直到满足要求为止。
长沙学院课程设计鉴定表企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得生产物的输送成为生产物流系统中的一个重要环节。
运料小车自动控制正是用来实现输送生产物的控制系统，随着PLC的发展，国外生产线上的运输控制系统非常广泛的采用该控制系统，而且有些制造厂还开发研制了出了专用的逻辑处理控制芯片，我国的大部分工控企业的小车自动控制系统都是从外引进的，成本高，为了满足现代化生产流通的需要，让PLC技术与自动化技术相结合，充分的利用到我国的工控企业生产线上，让该系统在各种环境下都能够工作，而且成本低，易控制，安全可靠，效率高。
本设计在分析小车自动控制系统的结构和工作基本过程的基础上，介绍了基于PLC的小车自动控制系统的设计过程，详细阐述了系统的硬件和软件设计。
给出了控制系统主电路接线图、PLC硬件接线图、指令表、梯形图等。
利用PLC 的仿真软件对所设计程序进行了仿真验证，结果表明，所设计的小车自动控制系统基本达到了设计要求。
关键字：PLC 小车控制系统摘要.........................................................................................................错误!未定义书签。
1.课题的背景 (1)2.PLC的特点 (1)3.设计的目的 (1)4.设计的要求 (2)5.设计的内容 (2)5.1硬件电气图 (2)5.2双速电动机定子绕组接法 (3)5.3端口分配及I/O接线图 (4)5.4指令表 (6)5.5PLC控制程序 (7)6.总结 (8)参考资料 (9)1.课题的背景改革开放30多年来，我国引进了大量技术和装备，对提高产业技术水平、促进经济发展起到了重要作用。
但是，必须清醒地看到，只引进而不注重技术的消化吸收和再创新，势必削弱自主研究开发的能力，拉大与世界先进水平的差距。
总之，必须把提高自主创新能力作为国家战略，贯彻到现代化建设的各个方面，贯彻到各个产业、行业和地区，大幅度提高国家竞争力。
我国科学技术发展的总体目标是：自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强，为全面建设小康社会提供强有力的支撑；基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列，为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础，形成比较完善的中国特色国家创新体系。
企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得生产物的输送成为生产物流系统中的一个重要环节。
小车自动控制正是用来实现输送生产物的控制系统，随着PLC的发展，国外生产线上的运输控制系统非常广泛的采用该控制系统，而且有些制造厂还开发研制了出了专用的逻辑处理控制芯片，我国的大部分工控企业的小车自动控制系统都是从外引进的，成本高，为了满足现代化生产流通的需要，让PLC技术与自动化技术相结合，充分的利用到我国的工控企业生产线上，让该系统在各种环境下都能够工作，而且成本低，易控制，安全可靠，效率高。
2.PLC的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）硬件配套齐全，功能完善，适用性强（3）易学易用，深受工程技术人员的欢迎（4）系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造（5）体积小，重量轻，能耗低3.设计的目的（1）专业综合设计的主要目的是通过运动小车设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体设计方法。
以及查阅文献资料的能力。
它是一项初步的工程训练。
( 2 )通过专业综合设计有助于巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。
电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。
（3）通过专业综合设计，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，提高学生的实践技能。
为今后实际工作以及撰写论文打下良好的基础。
4.设计的要求小车以慢速左行（右行）5s后稳定，稳定后速度变为快速。
其中，当小车到达左限位（右限位）时，小车向相反的方向运行，如此往返运行。
而且，在稳定后能实现小车高低速、左右行的自由切换。
同时，当按下停止按钮，电机不管出于任何运动状态，都必须立即停止。
5.设计的内容5.1硬件电气图本次设计的小车自动控制系统需要左右行切换和慢高速切换得下2图图1（电机正反转）及图2（电机高低速）：图1：电机正反转电气图其中，KM1是控制电机的正转，KM2是控制电机的反转.。
图2：电机高低速电气图KM3控制电机的慢速运行，KM4和KM5控制电机的快速运行。
因为KM4和KM5闭合时，电机定子绕组就是YY型连接，磁极对数增加一倍，所以是高速运行。
而KM3闭合时，电机定子绕组是Y型连接，磁极对数为原来的一半，所以低速运行。
5.2双速电动机定子绕组接法本次设计的小车自动控制系统高低速切换需用到双速电动机定子绕组接法，如下图：图3：低速运行图4：高速运行在多速电动机中，通过改变其绕组的连接方法来改变磁极对数，从而也就改变电动机的转速。
双速电动机定子绕组可以接为Y型，也可以接为YY型。
其中，Y型为低速，YY型为高速。
其原理如下：双速电动机属于异步电动机变极调速，是通过改变定子绕组的连接方法达到改变定子旋转磁场磁极对数，从而改变电动机的转速。
根据公式n1=60f1/p可知异步电动机的同步转速与磁极对数成反比，磁极对数增加一倍，同步转速n1下降至原转速的一半，电动机额定转速n也将下降近似一半，所以改变磁极对数可以达到改变电动机转速的目的。
这种调速方法是有级的，不能平滑调速，而且只适用于鼠笼式电动机。
5.3端口分配及I/O接线图：小车系统PLC输入端要有：启动、停止、左限位、右限位、左行状态切换为右行、右行状态切换为左行，六个输入。
小车系统PLC输出端要有：向左慢行、向左快行、向右慢行、向右快行四个输出状态。
根据输入输出端口得下表（端口分配表）：端口分配表：根据端口分配表得下图（I/O 连接图）：图5：I/O 接线图PLC 输入端口 功能 X0 启动 X1 停止 X2 左限位 X3 右限位 X4 左行状态切换为右行 X5右行状态切换为左行PLC 输出Y0 向左慢行 Y1 向左快行 Y2 向右慢行 Y3向右快行5.4指令表：5.5PLC控制程序1）启动程序按下启动按钮，小车启动。
2）停止程序按下停止按钮，小车无论处于何种状态必须停止。
3）向左慢行程序小车自启动开始向左慢行5秒4）向左快行程序小车向左慢行5秒后，切换为向左快行5）向右慢行程序小车到达左限位，切换为向右慢行5秒6）向右快行程序小车向右慢行5秒后，切换为向右快行7）复位程序小车到达右限位，复位运行。
图6：整体梯形图6.总结这两周让我收获了不少, 我在综合设计的过程中，让我学到了许多东西，其中最主要的是PLC设计方法与应用。
设计步骤是首先是要弄清楚设转变备的顺序运作，然后结合PLC知识在图纸上画出顺序功能图，将顺序功能图为梯形图，之后利用PLC软件编程。
在所有的准备工作都做好后就是调试了。
在调试时总是出现各种各样的问题，这些问题都是我之前没有认真考虑的。
简单说就是我们之前考虑问题时太理想化了，没有考虑实际情况。
这样我们又不断的修改，最后才成功完成调试。
PLC实训让我了解了PLC顺序功能图、梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我更加了解了关于PLC设计原理与方法。
按我的总结来看，有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。
通过对小车自动控制系统的设计，表明其功能具有一定的实用性及良好的可行性，适用于一些的运料/货场所。
由此可见，小车自动控制系统的研究是十分必要，具有一定的推广价值。
参考资料[1] 熊幸明.电气控制与PLC[M].北京：机械工业出版社，2011[2] 姚锡禄.变频器技术应用[M].北京：电子工业出版社，2009[3] 马国华.监控组态软件及其应用[M].北京：清华大学出版社，2001[4] 马小军.可编程控制器及其应用[M].南京：东南大学出版社，2007[5] 袁秀英.组态控制技术[M].北京：电子工业出版社，2003[6] 张万忠.可编程控制器应用技术[M].北京：化学工业出版社，2006。