課程設(shè)計報告----挖掘機模擬控制設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　課程設(shè)計名稱： 電氣控制技術(shù) </p><p>　　課程設(shè)計題目：挖掘機模擬控制設(shè)計 </p><p>　　學 院 名 稱： 信息工程學院 </p><p>

2、;<b>　　摘要</b></p><p>　　隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電氣控制技術(shù)已發(fā)展到了一個相當?shù)母叨?，傳統(tǒng)電氣控制技術(shù)的內(nèi)容發(fā)生了很大的變化，可編程控制器基于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的原理而設(shè)計，它的出現(xiàn)取代了繼電器接觸器邏輯控制系統(tǒng)，它是當今電氣自動化領(lǐng)域中不可替代的中心控制器件。可編程控制器PLC使用率高、實用性強，可以通過變更程序來控制自動化機械，目前在工業(yè)界使用的非常普遍，結(jié)合實際，本

3、課程設(shè)計的任務(wù)是實現(xiàn)挖掘機的PLC控制。LED在廣泛的應(yīng)用于人們的生活中，如交通信號燈，數(shù)字時鐘，儀器儀表的數(shù)碼顯示等等，而控制LED的形式也有很多，如集成電路，單片機，PLC等。我們在各種施工現(xiàn)場都可看到大型的挖掘機，殊不知偌大的挖掘機也可以通過小小的PLC來靈活的控制本課設(shè)主要用LED來模擬挖掘機工作的各個狀態(tài)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC 應(yīng)用 控制 LED 挖掘機</p

4、><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、PLC介紹……………………………………………………………………4</p><p>　　二、設(shè)計分析……………………………………………………………………4</p><p>　　2.1 設(shè)計題目分析…………………………………………………………4</p>&

5、lt;p>　　2.2 設(shè)計器件分析…………………………………………………………4</p><p>　　2.3 設(shè)計實現(xiàn)分析…………………………………………………………5</p><p>　　三、PLC各I/O口的使用及功能………………………………………………5</p><p>　　四、硬件接線原理圖……………………………………………………………5</p&

6、gt;<p>　　五、程序設(shè)計及具體分析………………………………………………………7</p><p>　　六、程序流程圖…………………………………………………………………10</p><p>　　七、心得體會……………………………………………………………………10</p><p>　　八、參考資料……………………………………………………………………11

7、</p><p>　　九、附錄…………………………………………………………………………11</p><p><b>　　一、PLC介紹</b></p><p>　　PLC （Programmable Logic Controller）可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存

8、儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，是工業(yè)控制的核心部分。 </p><p>　　PLC具有諸多特點，和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。PLC的控制功能如圖一所示。</p><p>　　本課程設(shè)計使用的是FX1N-40MR-001型

9、PLC實現(xiàn)挖掘機模擬控制。</p><p><b>　　圖一</b></p><p><b>　　二、設(shè)計分析</b></p><p>　　2.1.設(shè)計題目的分析</p><p>　　本實驗要實現(xiàn)對挖掘機的模擬控制，且為模擬的自動控制，自動控制的時候使挖掘機實現(xiàn)啟動前進→左進→右轉(zhuǎn)→下挖→上揚→左轉(zhuǎn)

10、→右進→后退到原線并循環(huán)，利用各個LED燈的亮滅來模擬，比如：按下“開”按鈕，挖掘機開始工作：挖掘機先向前開動，左、右輪前進（L2、L4亮）。</p><p>　　2.2 設(shè)計器件的分析</p><p>　　本實驗選用的是FX1N-40MR-001型PLC實現(xiàn)挖掘機模擬控制，三菱PLC FX1N系列PLC具有如下特點：1.三菱PLC集成型&高性價比CPU、電源、輸入輸出合

11、為一體。通過使用顯示模塊和功能擴展板，可以非常簡便地進行系統(tǒng)升級。另外，也可以擴展輸入輸出和特殊模塊。2.三菱PLC機身小巧，高速運算基本指令：0.55-0.7μs/指令應(yīng)用指令：3.7-數(shù)100μs/指令3.三菱PLC安心、寬裕的存儲器規(guī)格內(nèi)置8000步EEPROM存儲器無需電池，維護輕松4.三菱PLC豐富的軟元件范圍輔助繼電器：1536點，定時器：256點，計數(shù)器：235點數(shù)據(jù)寄存器：8000點。，</p><p

12、><b>　　2.3設(shè)計實現(xiàn)分析</b></p><p>　　將PLC的輸出口接開關(guān)A1，A2，各個輸出端接一個指示LED燈，用來顯示各種狀態(tài)，相應(yīng)的PLC輸出輸入接相應(yīng)的電壓和地端COM.</p><p>　　三、PLC各I/O口的使用及功能</p><p>　　把本實驗箱左箱上PLC的輸出O/0、O/1、O/2、O/3、O/4，O/

13、5、O/6、O/7分別與右箱挖掘機模擬控制實驗上的N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8接通，用N1~N8分別代表L1~L8共8各LED燈來模擬各個狀態(tài)，各部分的功能如下：</p><p><b>　　四、硬件接線原理圖</b></p><p>　?。?）把實驗箱左箱上的O/0、O/1、O/2、O/3、O/4，O/5、O/6、O/7分別與右箱挖掘機模擬控制實驗

14、上的N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8接通，I/0、I/1與M1、M2接通。</p><p>　?。?）把PLC主控制器旁邊24V的COM端接到此模擬實驗的COM端上，旁邊的＋5V端接到此模擬實驗的＋5V端，主控制器輸出端所用到的COM口相互并聯(lián)后再接到5V的地端。</p><p><b>　　如圖二：</b></p><p>&l

15、t;b>　　圖二</b></p><p>　　（3）PlC的控制箱的接線圖，如下圖，該圖可實現(xiàn)手動和自動切換，本課程設(shè)計中只有SB9啟動和停止。</p><p>　　五、程序設(shè)計及具體分析</p><p>　　程序梯型圖如下：Y000~Y0007對應(yīng)于PLC各個輸出端繼電器KM，</p><p>　　定義Y000控制LED1

16、,使用輔助繼電器M20，M40,.狀態(tài)器S20</p><p>　　定義Y001控制LED2,使用輔助繼電器M21，M41,.狀態(tài)器S21</p><p>　　分別定義Y002~Y007對應(yīng)于LED3~LED8</p><p>　　按下啟動按鈕A1，x000得電吸合，M3得電，同時自鎖,輔助繼電器M21,M23吸合，Y1和Y3得電，L2,L4亮，表示挖掘機向前開動

17、，同時定時器T0，開始計時3秒</p><p>　　3秒后T0得電吸合，M22得電吸合，M20失電復(fù)位,Y1,Y2得電，L2,L3亮，表示為挖掘機右轉(zhuǎn)彎向前，同時定時器T1開始計時2秒</p><p>　　2秒后T1得電吸合，M21，M22復(fù)位，M25得電，Y5得電，L6亮，表示為到達挖掘地后，挖掘機大臂向下。同時定時器T2開始工作，定時2秒</p><p>　　2

18、秒后，T2得電，M25復(fù)位，M27得電，即Y7得電，L8亮，表示為挖掘機挖斗向前，同時定時器T3開始工作，定時2秒</p><p>　　2秒后，T3得電吸合，M27復(fù)位，M26得電，即Y6得電，L7亮，表示為挖掘機挖住物體后，挖斗向后。同時T4開始定時。</p><p>　　2秒后，T4得電吸合，M26復(fù)位，S24得電，即Y4得電，L5亮，表示為挖掘機挖滿后大臂上升，準備將物體放到倉庫，同

19、時T20開始定時。</p><p>　　2秒后，狀態(tài)器S24復(fù)位，S23，S20得電，即Y0,Y3得電，L1，L4亮，表示為挖掘機右轉(zhuǎn)彎向后，同時T5開始定時。</p><p>　　2秒后，S23復(fù)位，S22得電，即Y0，Y2得電，L1，L3亮，表示為挖掘機后退，同時定時器T6開始計時。</p><p>　　3秒后，S20，S22,復(fù)位，M41，M42得電吸合，即Y

20、1，Y2得電，L2，L3亮，表示為挖掘機快到倉庫時，左轉(zhuǎn)彎。同時T7開始定時工作。</p><p>　　2秒后，M41，M42復(fù)位，M44得電吸合，即Y5得電，L6亮，表示為挖掘機達到目的地是大臂向下，開始準備倒物體，同時T8開始工作。</p><p>　　2秒后，M47復(fù)位，M40,M43得電，即Y0，Y3得電，L1，L4亮，表示為挖掘機沿原路返回，左轉(zhuǎn)彎回去，準備繼續(xù)下一輪。</

21、p><p>　　復(fù)位M40，M42，T0.結(jié)束。</p><p><b>　　六、程序流程圖</b></p><p>　　本實驗要實現(xiàn)對挖掘機的模擬控制，且為模擬的自動控制，自動控制的時候使挖掘機實現(xiàn)啟動前進→左進→右轉(zhuǎn)→下挖→上揚→左轉(zhuǎn)→右進→后退到原線并循環(huán)，利用各個LED燈的亮滅來模擬。</p><p><b&g

22、t;　　圖三</b></p><p><b>　　八、參考資料</b></p><p>　　通過這次對挖掘機控制系統(tǒng)的設(shè)計，讓我更深刻的了解PLC程序設(shè)計過程，讓我對電氣可編程邏輯控制器有更深刻的了解。同時，也對于建筑工程中所需的機械有了初步的認識，對于我們今后走向工作崗位積累了相應(yīng)的經(jīng)驗。當然坐而言不如立而行，對于這些電路還是應(yīng)該自己動手實際操作才會有深

23、刻理。本次課程設(shè)計使我加深了對PLC知識的理解，并再一次明白只有加強組內(nèi)合作才能提高工作效率和速度。通過這這一周的課程設(shè)計，深刻體會到PLC的廣闊強大的應(yīng)用功能，相信學好用好PLC，不管是對以后從事這一專業(yè)還是工作學習，都會有很大的幫助。</p><p><b>　　七、參考資料</b></p><p><b>　　八、附錄</b></p&