plc控制的自动往返工作台现代电气控制及plc应用技术课程设计

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1、课程设计书课程名称：现代电气控制及PLC应用技术设计题目：PLC控制的自动往返工作台所在学院：工学院专业班级：07机械制造与工艺教育学生姓名：叶兵学号：2007180431指导老师：黄秀祥设计时间：2011年2月份自动往返工作台——PLC控制摘要：我国工业企业的自动化程度普遍较低，PLC产品有很大的应用空间，如机械行业80%以上的设备仍采用传统的继电器和接触器进行控制。因此，PLC在我国的应用潜力远没有得到充分发挥。我国大中型企业普遍采用了先进的自动化系统对生产过程进行控制，但绝大部分小型企业尚未应用自动化系

2、统和产品对生产过程进行控制。随着竞争的日益加剧，越来越多的小型企业将采用经济、实用的自动化产品对生产过程进行控制，以提高企业的经济效益和竞争实力。在自动化生产线上，有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动，并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留，以满足生产工艺要求。用PLC程序实现运料工作台自动往返顺序控制，不仅具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，而且程序设计方法多样，便于不同层次设计人员的理解和掌握。关键字：PLC自动化顺序控制一、总体要求1使用PLC可编程序控制器实现工作台往返循环工作的

3、控制。2工作台前进及后退由步进电动机通过丝杠拖动。3点动控制：能分别实现工作台前进和后退的点动控制。4自动循环控制：重复循环运行，工作台前进及后退1次1个循环，每碰到换向行程开关时停止3秒后再反向运行。5采用光栅尺实现工作台位置检测。6自动循环控制线路：为了使步进电动机的正反转控制与工作台的左右运动相配合,在控制线路中设置了四个位置开关SQ1、SQ2、SQ3和SQ4,并把它们安装在工作台需限位的地方。其中SQ1、SQ2被用来自动换接电动机正反转控制电路,实现工作台的自动往返行程控制;SQ3、SQ4被用来作终端

4、保护,以防止SQ1、SQ2失灵,工作台越过限定位置而造成事故。在工作台的T形槽中装有两块挡铁,挡铁1只能和SQ1、SQ3相碰撞,挡铁2只能和SQ2、SQ4相碰撞。当工作台运动到所限位置时,挡铁碰撞位置开关,使其触头动作,自动换接电动机正反转控制电路,通过机械传动机构使工作台自动往返运动。工作台行程可通过移动挡铁位置来调节,拉开两块挡铁间的距离,行程就短,反之则短。自动循环控制线路如工作示意图所示。二、操作要求1点动控制的时候，按下SB4按钮，工作台前进，松开SB4按钮，工作台停止前进，按下SB5按钮，工作台后

5、退，松开SB5按钮，工作台停止后退。2单循环运行：当按下SB1时，是正转启动，当工作台压下SQ1时，将I0.5常闭断开，I0.5常开闭合，延时3秒钟执行单循环操作；按下SB2，效果一样，只是开始的方向不同。三、整体方案工作示意图1机械部分：由步进电动机经过传动链将动力源传递至丝杆，丝杆与固定在工作台上的螺母配合，完成工作台的直线运动，当工作台运动至极限位置时，触动限位开关，限制工作台在一定的行程内工作，起到保护工作台的作用。2电气部分：PLC初始值，将初始值传递至步进电动机驱动控制器，从而对步进电动机进行速度

6、和方向的控制，工作台在运动后，主副光栅传感器的相对位移经过光电转换器产生微弱的模拟信号量，再经过放大整形电路，将其变成数字信号量，便于PLC高速计数模块的处理，经高速计数模块处理后的信号PLC相匹配，从而便于进行比较处理。工作方框图四、设计内容A、机械部分各参数选择工作台和运载物的重量：w=2000N工作台与丝杆的摩擦系数：µ=0.06工作台速度：v=丝杆导程：L=6㎜丝杠直径：d=30㎜丝杆总长度：L1=1000㎜定位精度：0.02㎜B、确定步进电机的型号1、脉冲当量的选择A脉冲当量：一个指令脉冲使步进电动

7、机驱动拖动的移动距离0.01初选之相步进电动机的步距角，当三相六拍运行时，步距角，其每转的脉冲数=480步进电动机与丝杆间的传动比i在步进电动机与丝杆之间加,模数m=2.5的一对齿轮。2、等效负载转矩的计算--丝杆传动效率3、等效转动惯量计算3.1丝杆转动惯量3.2工作台的运动惯量3.3大齿轮的转动惯量(大齿轮节圆直径62.5㎜，宽12㎜)3.4小齿轮的转动惯量（小齿轮节圆直径50㎜宽12㎜）换算系列电机轴上的总转动惯量换算到电动机轴上的总转动惯量3.5初选步进电动机型号根据负载转矩和电动机总转动惯量选电动机

8、型号为110BF003步进电动机，，转子转动惯量C、电气部分1.光栅的参数选择热膨胀系数：精度等级：参考点：1个在测量长度的中点位置处增量信号：TTL栅距：8插补：5倍信号周期：0.8扫描频率：250KHz边缘间距a：0.175最高运动速度：60m/s位置检测：零件和限位信号；TTL输出信号（无线路驱动器）电源：5V5%、电气连接：0.5m电缆，带D-sub接头，接口电子设备内置在接头中。最大电缆长