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1、前言本次课程设计主要是通过实践环节巩固和加强课程所学的知识，掌握课程知识实际应用的能力。生产线自动装箱系统在自动化生产过程中是常用的终端设备，系统通常由传送带机构、产品检测计数控制和产品装箱运送部件组成。传送带一般采用电动机驱动，包装箱移动机构可以采用电动机驱动，也可以采用液压系统驱动。这个课题由季洁琼、洪玮、殷果、苏小欢、孔建民五个人一起合作完成。从本次课程设计中，我们可以获得综合运用所学的基本理论、基本知识、基本技能，独立分析和解决实际问题的能力；培养应用现代信息技术手段获得信息、利用信息解决问题的能力和相应的思维方式；培养进行科学研究、产品开发等方面的能力；培养严肃、认真、科学的工作作风
2、和勇于进取开拓的创新精神。由于我们水平有限，设计中存在一些错误和不妥之处，恳请老师批评指正。第一章 课题说明第一节 课题简介 生产线自动装箱系统在自动化生产过程中是常用的终端设备，系统通常由传送带机构、产品检测计数控制和产品装箱运送部件组成。传送带一般采用电动机驱动，包装箱移动机构可以采用电动机驱动，也可以采用液压系统驱动。 本题目针对如图3-5所示自动装箱设备设计相应的电气控制系统。图示自动装箱系统由成直角分布的2条输送带组成，1条输送带输送产品，另一条输送带输送包装箱。产品装箱过程中需要对产品进行计数，每箱为50个产品。包装箱输送带将空包装箱送到装箱位置，并将满箱移出。系统中输送带由电动机
3、驱动，使用光电开关对装箱产品进行计数，通过行程开关检测包装箱是否到达预定位置。系统设备结构如图3-1所示。图3-1 自动装箱系统设备结构图第二节 课程设计目的 机电传动控制课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计的过程中，通过课程设计实践环节巩固和加强课程所学习的知识，掌握课程知识实际应用的能力。使学生能够运用机电传动控制的原理和分析问题，解决问题的方法，并能综合已学知识，进行简单控制系统设计，PLC控制程序设计，增强编程软件使用的能力。第二章 课程设计任务分析第一节 设备机构组成分析 图示自动装箱系统由成直角分布的2条输送带组成，1条输送带输送产品，另一条输送带输送包装箱。产品装箱过程中需要
4、对产品进行计数，每箱为50个产品。包装箱输送带将空包装箱送到装箱位置，并将满箱移出。系统中输送带由电动机驱动，使用光电开关对装箱产品进行计数，通过行程开关检测包装箱是否到达预定位置。系统设备结构如图3-1所示，图3-2为循环图。图3-1 自动装箱系统设备结构图图3-2 自动装箱系统设备循环图第二节 设备工作过程分析自动装箱系统的工作过程如图3-3所示，启动输送带1后，产品被送往装箱位置，并在经过光电开关计数时进行计数，计数后的产品掉入包装箱。当计数到达给定数值后，输送带1停止运转，输送带2启动运转，将装满产品的包装箱，移出装箱位置，而将空包装箱移入装箱位置，当包装箱到达预定位置，输送带2停止运
5、转，由此结束一次装箱工作循环过程。 图3-3 物品输送系统工作过程第三章 控制方案设计第一节 任务分析自动装箱系统的控制要求，是通过满足自动装箱系统工作要求行成的，控制系统的功能必须满足自动装箱系统所有的工作要求。自动装箱系统的工作要求包含三个方面，工作方式要求，工作过程要求，安全稳定工作要求。1.自动装箱系统工作方式要求为保证物品输送系统能够处于正常工作，要求其具备二种工作方式：1） 整机全自动循环工作；2） 输送带能够点动向前调整。 第二节 设计主电路生产线自动装箱的电气控制系统主要有两部分组成，即电动机驱动系统（主电路）和由PLC设备构成的控制部分，驱动系统通过交流接触器主触点控制电动机
6、电路的断开与接通，采用熔断器和热继电器进行短路和过载保护，同时采用控制变压器和整流器，系统电路图如图3-4所示，电器元件明细表如表1所示：图3-4 系统电路图表1 电器元件明细表符号名称及用途符号名称及用途M1输送带1的电动机HL1输送带1工作指示灯M2输送带2的电动机HL2输送带2工作指示灯KM1输送带1电动机启动接触器FR1电动机1过载保护KM2输送带2电动机启动接触器FR2电动机2过载保护SQ1输送带1光电开光FU1短路保护熔断器SQ2输送带2空箱起点行程开关FU2SQ3输送带2空箱到达终点行程开关FU3SQ4越位保护FU4SQ5越位保护SA1输送带1选择开关SA2输送带2选择开关VC整
7、流器SB1总停开关SB2输送带2启停开关SB3输送带2点动开关SB4输送带1点动开关QFPLC电源开关QS电源隔离开关TC控制变压器第三节 PLC选型设计由于PLC控制部分有16个输入通道，13个输出通道，故选择三菱FX2n系列的型号产品。按照下列型号选择FX2N-48MR-D型。FX2N系列PLC主机 FX2N-128MR-001 输入点： 64，64 继电器输出FX2N-80MR-001 输入点： 40，40 继电器输出FX2N-64MR-001 输入点： 32，32 继电器输出FX2N-48MR-001 输入点： 24，24 继电器输出FX2N-32MR-001 输入点： 16，16 继
8、电器输出FX2N-16MR-001 输入点： 8，8 继电器输出FX2N-80MR-D 输入点： 40，40 继电器输出 （直流供电）FX2N-64MR-D 输入点： 32，32 继电器输出 （直流供电）FX2N-48MR-D 输入点： 24，24 继电器输出 （直流供电）FX2N-32MR-D 输入点： 16，16 继电器输出 （直流供电）第四节 I/O分配表表2 电器元件信号与PLC连接的通道分配表输入输出元件通道地址说明元件通道地址说明SB1X000总停按钮KM1Y001传送带1启动接触器SB2X001输送带2启停按钮KM2Y002传送带2启动接触器SB3X002输送带2点动按钮HL1Y
9、003传送带1运动指示灯SB4X003输送带1点动按钮HL2Y004传送带2运动指示灯SA1X004输送带1选择开关SA2X005输送带2选择开关SQ1X006光电开关，记球数SQ2X007空箱起始地点SQ3X010空箱到达地点第五节 I/O端子接线图根据生产线自动装箱系统电路图绘制出生产线自动装箱系统的I/O端子接线图，如图3-5所示： 图3-5 I/O端子图 第四章 控制流程分析 第一节 功能图三菱系列PLC用于步进控制法，其控制流程设计采用与流程图功能一致的状态转移图（功能图）描述。首先输送带2上有包装箱空箱，然后输送带2运动到达指定位置后，输送带1运动，光电开关开始对产品计数，计满50
10、个以后，传送带1停止2运动，完成一次循环。各步使用状态器S0、S20S25，S30S31，设计完成的设备自动工作流程图如图3-6所示： 图3-6 自动装箱系统功能图第二节 梯形图根据前一节的自动装箱系统功能图，在三菱编程软件fxgpwin上绘制梯形图，如图3-7所示： 图3-7 自动装箱系统的梯形图第三节 指令表在三菱编程软件fxgpwin上把梯形图自动转化为指令表如图3-8所示：图3-8 指令表第五章 课程设计总结为期一周的课程设计将要结束了。在这一周的学习中，我学到了很多，也找到了自己身上的不足，感受良多，获益匪浅。这一周中，我们小组分工合作、齐心协力，一起完成了课程设计前的准备工作（阅读
11、课程设计相关文档）、小组讨论分工、完成系统开发的各个文档、课程设计总结报告、小组汇报电子稿，个人小结的任务。在课程设计的第一天我们便对这次任务进行了规划和分工。在以后的几天中，我们组的成员一起努力，查阅资料、小组讨论、对资料进行分析，并在这段时间里完成了设计，并最后撰写课程设计报告及个人总结。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程千里之行始于足下，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础说实话，课程设计真的有点累然而，当我一着手清
12、理自己的设计成果，漫漫回味这周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中春眠不知晓的感悟。通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。一定要养成一种高度负责，认真对待的良好习惯这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练短短一周的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足第六章 主要参考文献1.海心、赵华主编.机电传动控制.高等教育出版社出版.2008年2.周军、海心.电器控制及PLC.北京：机械工业出版社,2001,63.海心、马银忠 刘树青主编.西门子PLC开发入门与典型实例.人民邮电出版社.2009年1月4.宋伯生.PLC编程实用指南.北京：机械工业出版社，2007，25.陈志新，宗学军.电器与PLC控制技术.北京：北京大学出版社，中国林业出版社2006，86.付家才，PLC实验与实践.北京：高等教育出版社,2006,57.胡健. 西门子S7-300PLC应用教程. 北京：机械工业出版社.2007，3 8.汪小澄、袁立宏，张世荣. 可编程序控制器运动控制技术.北京：机械工业出版社，2006，19.洪志育. 例说PLC. 北京：人民邮电出版社,2006,6
