自动生产线升降机的自动化设计

安徽矿业职业技术学院毕业设计（论文）（2013届）题目生产线上运输升降机的自动化设计PLC指导教师院系机电工程系班级学号姓名二〇13年6月1日总目录一、设计任务书二、开题报告三、毕业论文内容安徽矿业职业技术学院毕业设计（论文）任务书（2013届）题目生产线上运输升降机的自动化设计PLC指导教师院系机电工程系专业机电一体化班级学号姓名2013年3月15日至2013年6月1日共周一、论文（设计）方向：生产线上运输升降机的自动化设计PLC二、主要参考资料：1王兆义.小型可编程控制器实用技术.北京：机械工业出版社，20012章文浩.可编程控制器原理及实验.北京：国防工业出版社，20033廖常初.可编程序控制器的原理及应用.电工技术，19904黄云龙.可编程控制器教程.北京：科学出版社，20045戴一平.可编程控制器技术及应用.北京：机械工业出版社，20046余雷声.电气控制与PLC应用.北京：机械工业出版社，20037廖常处.PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，20028林春方.可编程控制器原理及其应用.上海：上海交通大学出版社，20049施金良.可编程序控制器.重庆：重庆大学出版社，200510张立科.PLC应用开发技术与工程实践.北京：人民邮电出版社，200511陈立定、吴玉香、苏开才编．电气控制与可编程控制器，南京大学出版社．200l12李清元，“升降机的分类与控制方式”，电机月刊第六期，200113张福生，“升降机的一般理论”，机电整合控制专刊，200014李清元，“升降设备概要”，电机月刊第十一卷第五期，200115李松雄，“升降机专辑”，电机月刊第十一捲第六期，2001三、课题的内容和任务要求：在工厂中经常看见一些升降机械，这些升降机械很多由工频电机直接带动运行，电气控制部分一般都很简单，多数采用人工手动控制或采用继电器控制方式。这些升降机械存在一些明显的问题，如启动停止和运行不平稳，升降运动过程动作不可靠，自动化程度不高，故障率较高，设备能耗高，无法应急运行，存在安全隐患等等。基于这些问题使得这些升降机械很难在工厂生产中发挥高效率的作用，同时也使得国内这些生产的升降机械无法与进口的自动化生产线配套使用，也无法根据实际的生产需要转换和调整升降机械的动作方式和工作顺序。随着变频技术和PLC控制技术的发展，工厂中的自动化生产线也越来越多，由于一些行业的生产工艺的要求或是由于生产车间和场地的特殊情况，要求一些生产线需要配置相应的物件提升装置。本课题主要介绍：升降机系统，运输升降机自动控制系统设计，自动运行工艺流程的设计，安全运行的设计和总体设计，最后讲了运输升降机的特点以及需要注意的事项。四、毕业论文（设计）进度安排：起讫日期工作内容备注分析任务、进行现状调查和资料收集工作完成毕业论文任务书与毕业论文开题报告前期检查资料研究、抑制干扰原理研究，论文构思，罗列方法提出观点，方法论证，形成初稿中期检查规范格式，形成论文全稿修改论文，撰写答辩报告（提纲）、准备答辩答辩资格审查学生（签名）：年月日指导教师（签名）：年月日系毕业设计（论文）工作指导小组意见：组长（签名）年月日系毕业论文工作领导小组审核意见：主管领导（签名）年月日安徽矿业职业技术学院高职学生课题（设计）开题报告课题生产线上运输升降机的自动化设计PLC姓名专业机电一体化学号系（部）机电工程系指导教师提交时间2013一、本课题设计可行性分析随着我国工业的快速增长，与之配套的运输升降机生产制造业也一路高歌。我国不但是全球最大的运输升降机市场，而且形成了全球最强的运输升降机生产能力。中国的运输升降机虽然生产能力，甚至出口也第一，但由于缺乏自主的知识产权和核心技术，产品的附加价值不高，利润非常低。国内运输升降机产量的大部分是被几大国际运输升降机巨头在中国的合资工厂所产生的，而这些生产的运输升降机的核心部件(控制系统)的技术和版权又把握在国外公司手中，利润基本被国外公司取走。即将到来的奥运，运输升降机产业的前景和走势也随着社会的需求悄然发生着改变。市场对新一代的绿色运输升降机、节能运输升降机和智能运输升降机的需求越来越旺盛。国内外运输升降机企业顺应市场需求，加大研发投入，都准备在未来新概念运输升降机产业发展中占得先机。二、本课题设计的关键问题及解决问题的思路：本次设计的生产线上的运输升降机利用S7-200PLC的技术来实现运输升降机的自动化，使得运输升降机能够沿着所设定的路线运行，并实现运输升降机的避障作用，最终运输升降机能够在规定的时间内平稳的到达车库。从而将PLC控制技术、传感器技术、智能控制技术、及机电一体化技术集合于一体。面对不断发展的社会以及经济增长速度，让我们很容易想到这是高速发展的科技快速发展的结果。现代科技发展的主要都会围绕着效率以及机械化。本课题就是利用PLC控制系统控制的生产线上的运输升降机，可以帮助人工进行货物的运送。既可以将生产过程中的生产产品运送进仓库中，这样可以减少劳动力，可以显著地提高人民的生活水平。在本设计的具体细节中，升降机入口和出口传输机构用于将生产线上的产品向升降机内或升降机外传送。轿箱内部吊篮传送机构用于将产品传入或传出轿箱。轿箱升降机构用于提升升降机轿箱或下降升降机轿箱。升降机厅门安全机构用于在升降机轿箱升降过程中关闭升降机厅门入口，防止安全事故发生。升降电机安全抱闸机构用于在升降机轿箱停止运动时抱住升降电机主轴。防止升降机轿箱在停止运动时发生上下滑动，避免由此而产生的安全事故。在工作状态上分为自动运行状态和检修操作状态，两个工作状态相互独立彼此分开。当升降机降机处于自动运行状态下时，要求检修操作盒的所有按钮无效，同样当设备处于检修状态下时要求来自系统外部的控制信号无效，此时系统只能通过检修手动盒点动检修。在自动运行时要求升降机能够将一层楼的产品自动的传送到另外一层楼的生产输送带上，并自动返回到出发点进行下一个工作周期。这个过程当中要求PLC能根据外部生产线的速度自动调节升降机的运转速度。要求升降机的轿箱能够准确平层，能够判断进出口堵塞情况的发生，能够自动的连续的点动正反转，以自动消除进出口的堵塞现象，减少不必要的停机发生。三、本课题设计纲要（或思路）：1运输升降机系统2运输升降机自动控制系统设计3运输升降机自动运行工艺流程的设计4运输升降机安全运行的设计5运输升降机的总体整合设计6运输升降机的设计特点7运输升降机的设计8注意事项四、主要参考文献：1王兆义.小型可编程控制器实用技术.北京：机械工业出版社，20012章文浩.可编程控制器原理及实验.北京：国防工业出版社，20033廖常初.可编程序控制器的原理及应用.电工技术，19904黄云龙.可编程控制器教程.北京：科学出版社，20045戴一平.可编程控制器技术及应用.北京：机械工业出版社，20046余雷声.电气控制与PLC应用.北京：机械工业出版社，20037廖常处.PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，20028林春方.可编程控制器原理及其应用.上海：上海交通大学出版社，20049施金良.可编程序控制器.重庆：重庆大学出版社，200510张立科.PLC应用开发技术与工程实践.北京：人民邮电出版社，200511陈立定、吴玉香、苏开才编．电气控制与可编程控制器，南京大学出版社．200l12李清元，“升降机的分类与控制方式”，电机月刊第六期，200113张福生，“升降机的一般理论”，机电整合控制专刊，200014李清元，“升降设备概要”，电机月刊第十一卷第五期，200115李松雄，“升降机专辑”，电机月刊第十一捲第六期，2001五、指导教师审核意见：指导教师签字：年月日六、教研室评议意见：教研室主任签字：年月日目录第一章绪论1.1可编程序控制器的特点及应用1.2如何选购PLC产品1.3输入回路的选择特点1.4输出回路的选择特点1.5软件编制1.6优化选择第二章运输升降机系统概述2.1运输升降机机械系统的组成2.2运输升降机的自动控制系统的组成2.3运输升降机的工作原理和控制要求第三章运输升降机自动控制系统设计3.1运输升降机机械系统的结构组成3.2运输升降机的电机驱动系统的组成3.3运输升降机自动化控制系统的组成第四章运输升降机自动运行工艺流程的设计4.1运输升降机的外部传感器设置4.2运输升降机的停止状态位4.3运输升降机自动运行步骤设计4.4升降升降机精确平层的电气控制设计4.5对升降机构电磁机械安全抱闸的控制设计第五章运输升降机安全运行的设计第六章运输升降机的总体整合设计6.1系统选型6.2主要元器件的介绍6.3系统I/O分配6.4梯形图设计6.5源程序设计6.6程序运行过程分析6.7程序的下载、安装和调试第七章运输升降机的设计特点第八章第八章运输升降机的设计注意事项第九章总结附录致谢参考文献第一章绪论1．1可编程序控制器的特点及应用1.PLC的应用早期的可编程序控制器(ProgrammableLogicController，PLC)，主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着计算机技术、通信技术和自动控制技术的迅速发展，可编程序控制器将传统的继电器控制技术与新兴的计算机技术和通信技术融为一体，具有可靠性高、功能强、应用灵活、编程简单、使用方便等一系列优点，以及良好的工业环境工作性能和自动控制目标实现性能，在工业生产中得到了广泛的应用。1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器。早期的可编程控制器由分离元件和中小规模集成电路组成，主要功能是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。70年代初期，体积小、功能强和价格便宜的微处理器被用于PLC，使得PLC的功能大大增强。在机械系统方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块和各种特殊功能模块。在软件方面，PLC采用极易为电气人员掌握的梯形图编程语言，除了保持原有的逻辑运算等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。进入80年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还研制开发了专用逻辑处理芯片，大大提高了PLC软、机械系统功能。2.PLC的特点在发达工业国家，PLC已经广泛的应用在所有的工业部门。据“美国市场信息”的世界PLC以及软件市场报告称，1995年全球PLC及其软件的市场经济规模约50亿美元[5]。随着电子技术和计算机技术的发展，PLC的功能得到大大的增强，具有以下特点：(1)可靠性高。PLC的高可靠性得益于软、机械系统上一系列的抗干扰措施和它特殊的周期循环扫描工作方式。(2)具有丰富的I/O接口模块。PLC针对不同的工业现场信号，有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块。(3)采用模块化结构。为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。(4)编程简单易学。PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。(5)安装简单，维修方便。PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。1．2如何选购PLC产品1、系统规模首先应确定系统用PLC单机控制，还是用PLC形成网络，由此计算PLC输入、输出点。数，并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量（10%）。2、确定负载类型根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点动作的