毕业设计论文－基于PLC在电动单梁起重机质量检测（含指令）.doc

课程设计说明书设计题目： 基于PLC在电动单梁起重机质量检测电气控制与PLC电气工程及其自动化课程名称 专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 起止日期目的、任务为了加强对智能的培养，更好的使理论与实践相结合，真正做 到增长知识与发展能力的统一，本次课程设计的基本任务，是着重提 高在电力电子技术方面的实践技能和科学作风，培养综合运用理论知 识解决实际问题的能力通过本次课程设计，初步掌握工程设计方法 和组织实践的基本技能，逐渐熟悉开展科学实践的程序和办法通过课程设计的各个教学环节,达如下要求：1初步掌握一般电器控制技术、PLC应用技术和设计的基本方法2培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力3巩固常用电子仪器的正确使用方法4通过严格的科学训练和工程设计实践，逐步树立严肃认真、一税不 苟、实事求是的科学工作作风；培养学生在工作中具有一定的生产观 点、经济观点和全局观点摘要:由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生 产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速 起重机的需求量不断增长起重量越来越大，工作速度越来越高, 并对能耗和可靠性提出更高的要求起重机已成为自动化生产流 程中的重要环节。

起重机不但要好用，容易维护，操作方便，而 且安全性要好，故障要少，平均无故障工作时间要长可靠性是 国际市场产品竞争的焦点，国外许多大公司都制定了可靠性内控 标准我国起重机的性能要赶超世界先进水平，最关键的是要提 高可靠性，使起重机具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使 用经济性起重安全，象其他方面的安全工作一样都必须做好， 在现在各方面起重机械运用的非常广泛，起重机作为重要的物流 设备，停产或有故障所造成的损失是无法估量的对于起重机的 质量检测和检验也变得非常严格，各种起重机的性能参数必须严 格按照规定制定，除了起重机本身的制造质量以外，起重机本身 的运行能力是最重要的为了更科学、更方便、快捷的检测起重 机的运行能力，采用PLC设计的自动控制程序满足了起重机质量 检测的需要1、PLC概述PLC发展简况自从1969年美国DEC公司研制出世界上第一台可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller:PLC)以来，经过三十多年的发 展与实践，其功能和性能已经有了很大提高，从当初用于逻辑控制和 顺序控制领域扩展到运动控制和过程控制领域可编程逻辑控制器 (PLC )也改称为可编程控制器(Programmable Controller, PC ), 由于个人计算机也简称PC,为了避免混淆，可编程控制器任然被称 为 PLCoPLC最初用于逻辑控制和顺序控制，当期面对运动控制和过程控 制时，PLC必须扩展自己的功能，才能满足生产的需要。

机床工业， 汽车工业等属于离散型制造工业，这类工业侧重于运动控制，如位置 控制和速度控制，为此，生产PLC的厂家相继推出了位置控制模块， 伺服定位模块，运动控制模块，电子凸轮模块，A/D转换模块，闭环 控制模块，以及高速计数模块等功能模块，用于速度，加速度，以及 位置控制等运动控制大量的中小型企业属于混合型制造工业厂家，这类制造业中既有 运动控制又有过程控制为了适应这些企业的需求，各厂家都在自己 的PLC产品中推出了温度传感器模块，PID （比例，积分，微分）控 制模块，A/D转换模块，D/A转换模块，闭环控制模块，以及模糊控 制模块等功能模块，用于温度，压力，流量及液位等过程控制因PLC本身的模块化结构以及远程I/O模块功能的不断完善，是 的PLC易于实现多级控制（分布控制，分散控制），通过不同级别的 网络将PLC与PLC, PLC与远程I/O模块，PLC与人机界面，以及PLC 与PC连接起来，形成管控一体化的网络结构PLC的特点及功能特点：（一）用性强，使用方便（二） 功能强，适应面广（三） 可靠性高，抗干扰能力强（四） 控制程序可变具有很好的柔性（五） 编程方法简单，容易掌握（六）PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作少•极为 方便控制程序变化方便.具有很好的柔性（七）体积小、重量轻、功耗低功能:（一） 逻辑控制功能逻辑控制功能是PLC最基本功能之一，是PLC最基本的应用领域, 可取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。

在单机 控制、多机群控和自动生产线控制方面都有很多成功的应用实例 例如：机床电气控制、起重机、皮带运输机和包装机械的控制、注塑 机控制、电梯控制、饮料灌装生产线、家用电器（电视机、冰箱、洗 衣机等）自动装配线控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动生产线控制 等二） 定时•控制功能定时控制功能是PLC的最基本功能之一PLC中有许多可供 用户使用的定时器，功能类似于继电器线路中的时间继电器定时器 的设定值（定时时间）可以在编程时设定，也可以在运动过程中根据需 要进行修改，使用方便灵活同时PLC还提供了高精度的时钟脉冲， 用于准确实时控制三）计数控制功能计数控制功能是PLC的最基本功能之一PLC为用户提供许多计数 器，计数器计数到某一数值时，产生一•个状态信号（计数值到），利用 该状态信号实现对某个操作的计数控制计数器的设定值可以在编 程时设定，也可以在运行过程中根据需要进行修改四）数据处理功能PLC大部分都具有数据处理功能，可以实现算术运算、数据比较、 数据传送、数据移位、数制转换译码编码等操作中、大型PLC数据 处理功能更加齐全，可完成开方、PID运算、浮点运算等操作，还可 以和CRT、打印机相联，实现程序、数据的显示和打印。

五） 监控功能PLC设置了较强的监控功能利用编程器或监视器，操作人员 可以对PLC有关部分的运行状态进行监视利用编程器，可以调整定 时器、计数器的设定值和当前值，并可以根据需要改变PLC内部逻辑 信号的状态及数据区的数据内容，为调整和维护提供了极大的方便六） 停电记忆功能PLC内部的部分存储器所使用的RAM设置了停电保持器件（备用 电池等），以保证断电后这部分存储器中的信息能够长期保存利用 某些记忆指令，可以对工作状态进行记忆，以保持PLC断电后的数据 内容不变PLC电源恢复后，可以在原工作基础上继续工作（七）故障诊断功能PLC可以对系统构成、某些硬件状态、指令的合法性等进行自诊断， 发现异常情况，发出报警并显示错误类型，如属严重错误则自动中止 运行大大提高了 PLC控制系统的安全和可维护性八） 步进控制功能（九） 回路控制功能（十）通讯联网功能PLC的结构与工作原理PLC的基本单元构成及作用PLC实质上是一种工业控制计算机，只不过他比一般的计算机具有更 强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语 言，故PLC与计算机的组成十分相似从硬件结构看，它也有中央处 理器(CPU)，存储器，输入/输出(I/O)接口、电源等。

如图至用户设备各部分的作用：CPU : (1)将各种输入信号取入存储器2) 编译、执行指令3) 把结果送到输出端4) 响应各种外部设备的请求存储器:RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序迅虹存放监控程序和用户已调试好的程序输入、输出接口：采用光电隔离，实现了 PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰输入接口作用"将按钮、行程升关或传感器等产生的信号，转换成数 字信号送入主机输出接11作用：将主机向外输出的信号转换成可以驭动外部执行电路 的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算 机与外部强电隔离PLC工作原理PLC工作时，将采集到的输入信号状态存放在输入映象区对应的位上；将运算的结果存放到输出映象区对应的位上PLC在执行用户 程序时所需“输入继电器”、“输出继电器”的数据取用于1/0映象区, 而不直接与外部设备发生关系工作过程:清除内部继电器区，复位定时器等，并进行自诊断，对电源、PLC内部电 路、用户程序的语法进行检查—1CPU抄航11Tmm定期检查用户程序存储器、I/O单元的连接、I/O总线是否正常，定 期复位监控定时器WDTFLC之间以及FLC与PC之间；PLg其他带微处理器的智能装置通信编程器、终端设备、彩色图形显示器、打印机以扫描的方式按顺序逐句扫描处理，运算结果存入输出映象区对应位中扫描的方式输入信号的状态存入输入映象区；结果存入输出映象区，直至传送到外 部被控设备。

任何一种电器控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生 产过程）的工艺要求，以提高生产效率和产品质量因此，在设计PLC 控制系统时.应遵循以下基本原则：（1） 限度地满足被控对象的控制要求设计前，应深入现场进行 调查研究，搜集资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切 配合，共同拟定电器控制方案，协同解决设计中出现的各种问题2） 制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方 便3） 保证控制系统的安全、可靠4） 考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择P比容量时，应适当 留有裕量起重机的发展中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形14世纪，西 欧出现了人力和畜力驱动的转动臂架型起重机19世纪前期，出现 了桥式起重机；起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金 属材料制造，并开始采用水力驱动19世纪后期，蒸汽驱动的起重 机逐渐取代了水力驱动的起重机20世纪20年代开始，由于电气工 业和内燃机工业迅速发展，以电动机或内燃机为动力装置的各种起重 机基本形成由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产 过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机 的需求量不断增长。

起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗 和可靠性提出更高的要求起重机已成为自动化生产流程中的重要环 节起重机不但要好用，容易维护，操作方便，而旦安全性要好，故 障要少，平均无故障工作时间要长可靠性是国际市场产品竞争的焦 点，国外许多大公司都制定了可靠性内控标准我国起重机的性能要 赶超世界先进水平，最关键的是要提高可靠性，使起重机具有优异的 耐久性、无故障性、维修性和使用经济性起重机的基本原理大型起重机的自动控制对可靠性有较高的要求起重机属于起 重机械的一种，是一种作循环、间歇运动的机械一个工作循环包括: 取物装置从取物地把物品提起，然后水平移动到指定地点降下物品， 接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环起重机的结构通常，起重机械由起升机构（使物品上下运动）、运行机构（使起重机 械移动）、变幅机构和回转机构（使物品作水平移动），再加上金属机 构，动力装置，操纵控制及必要的辅助装置组合而成起重机主要包括起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等起升机 构是起重机的基本工作机构，大多是由吊挂系统和绞车组成，也有通 过液压系统升降重物的运行机构用以纵向水平运移重物或调整起重 机的工作位置，一般是由电动机、减速器、制动器和车轮组成。

变幅机构只配备在臂架型起重机上，臂架仰起时幅度减小，俯下时幅 度增大，分平衡变幅和非平衡变幅两种回转机构用以使臂架回转， 是由驱动装置和回转支承装置组成金属结构是起重机的骨架，主要 承载件如桥架、臂架和门架可为箱形结构或桁架结构，也可为腹板结 构，有的可用型钢作为支承梁 起重机也随着时代的进步而迅速发展，种类也越来越多，起重机根据安装方式的不同可以 分为：汽。