基于PLC的煤矿单向猴车的设计毕业设计
基于PLC的煤矿单向猴车的设计
【摘要】:为了缩短矿工上下井的路途时间，减轻矿工上下井的体能消耗，并且针对福建省部分煤矿因斜井巷道比较窄，索道长度在500米左右，最大倾角为15°，地势环境比较差以及起重运输不便等原因，不能使用双向无极循环运行模式，而需采用单向循环运行模式。于是本文采用PLC来控制，其具有运行安全可靠、人员上下方便、随到随行、不需等待、一次性投入低、动力消耗小、操作简单、便于维护、工作人员少和运送效率高等特点。
【关键词】猴车 PLC 斜井单向运行
目录
1绪论 (2)
1.1课题背景及其意义 (2)
1.2本课题在国内外的研究情况 (2)
1.3本设计的研究内容.......................... . (2)
2课题的提出及方案论证 (3)
2.1架空乘人装置结构组成 (3)
2.2系统的控制要求 (3)
2.3控制系统的方案选择 (4)
3猴车控制系统 (5)
3.1架空乘人装置电控系统 (5)
3.2系统的基本结构 (5)
4硬件系统的设计 (6)
4.1 PLC的选型 (6)
4.2驱动装置的选型 (6)
4.2.1电机的选择 (6)
4.2.2制动器的选择 (10)
4.2.3减速机的选型 (12)
4.3气体传感器的选型 (13)
4.3.1一氧化碳传感器的选型 (13)
4.3.2甲烷传感器的选型 (14)
4.4 FP1 A/D转换单元 (16)
4.5 PLC电气控制线路 (18)
4.6 PLC控制I/O分配 (21)
5软件设计 (24)
5.1程序流程图 (24)
5.2程序调试 (25)
5.2.1电机运行控制程序调试 (26)
5.2.2 显示程序调试 (29)
6工程应用成果 (32)
7结束语 (33)
致谢 (34)
参考文献 (35)
英文翻译 (36)
附录：程序梯形图
1绪论
1.1课题背景及其意义
随着矿井的大型化发展和开采深度的增加，如何既能减少人员上下井的体力消耗，又能安全舒适地运送人员，是广大煤矿工作者一直致力研究的一项工作。猴车以其安全性而得到各矿务局的支持。跟过去的罐笼车相比，它投资少，使用简单。
地下矿用架空索道（俗称猴车）为矿山长距离安全快速地人员运输提供了经济适用的解决方案。其工作原理类似于地面旅游索道，它通过电动机传到减速机上的摩擦轮作为驱动装置，以架空、无极循环的钢丝绳作为牵引承载，此钢丝绳靠尾轮张紧装置进行张紧和绳长调节，沿途采用托绳轮支撑，以维持钢丝绳在托轮间的贴合力；抱索器将乘人抱索器与钢丝绳连接并循环运行，从而实现运送人员的目的。其优势能长期运输，维护工作量较少。这种井下索道运输具有安全实用、运送能力大、动力消耗小，设备结构简单等优点，深受井下工人的欢迎，大大提高了井下辅助运输的效率[10]。
地下矿用架空索道的最新发展方向呈现大运量、高速度、集中控制、稳定安全等特点。具有大运量、连续运输、连续变坡拐弯的特点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中控制，经济效益十分明显。地下矿用架空索道也是煤矿乘人装置最为理想的高效连续辅助运输设备，特别是煤矿高产高效现代化的大型矿井，地下矿用架空索道已成为矿井辅助运输机电一体化技术与设备的关键设备。随着高产高效矿井的发展，矿用架空索道各项技术指标有了很大提高[4]。
1.2本课题在国内外的研究情况
矿用架空索道在国内一直被作为一个煤矿辅助运输机械装备，传统矿用架空索道在技术上已经基本成熟，产品应用很普遍，由于它只是生产过程中的辅助设备，产品不需要很高的科技含量就能满足要求，国内厂家所生产的产品已经能够满足生产中的要求，其中绝大部分驱动方式为机械传动，液压驱动方式使用的不多，从2009年开始，才有部分厂家生产液压驱动方式的矿用架空索道，这是因为液压驱动投资大、技术含量高、难以维修，而在全国范围内我国的液压传动技术水平较低，难以占领高端产品市场[５]。
在国外，架空乘人装置技术水平比较高，他们采用比较先进的液压驱动技术，系统采用悬挂式无极绳连续运转的工作方式，用于各类煤矿井下随时快运送人员。动力源采用全液压驱动，运输系统无论是高速还是低速均可实现等加速启动以及电动机的无负荷启动，对其他电力设备影响小。运行速度调节方便、液压驱动的功率控制准确、系统无过载运行，因无需增加电动机备用功率而节能、运行特性软无冲击。驱动部件与泵站分开布置，而液压驱动所具备的高功率密度的特点，使得设备的动力部件体积小、重量轻，占用空间小，非常适应煤矿井下的小断面巷道以及起重运输不便的场合布置、安装和维修。油箱采用全封闭增压构造以及多道过滤元件和完善的保护装置，杜绝了油的泄漏和故障率。整机性能稳定、工作可靠且寿命长。由于液压减速机体积小且没有倾斜角度的限制，驱动部安装时无倾角要求且不需要挑顶，对巷道的适应行更强，安装施工量小、钢丝绳使用寿命长。液压驱动方式可以同时满足高速和低速两种形式的运行，高速运行时无需配备变频装置[６]。
因此，以PLC为主体构成的煤矿井下的小断面巷道，矿井地势环境比较差以及起重运输不便的场合控制系统，尤其是对我们福建省部分煤矿来说，其具有广阔的应用前景和明显的经济效益。
1.3本设计的研究内容
本次研究的主要内容是基于PLC控制一台驱动电机运行的煤矿运人猴车控制系统，该控制系统主要由PLC、显示器、气体传感器等组成。本次研究的目标是对煤矿安全性和猴车的使用性给予提升，减少工人上下班的时间，使系统的稳定性和节能效果进一步提高，故障报警及故障排除及时迅速。根据系统要求，设计出满足要求的猴车控制系统，对架空乘人装置、PLC、气体传感器进行选型和计算，解决实际使用中容易出现的问题，根据系统要求设计出能满足控制要求的控制电路、流程图以及控制程序。
2课题的提出及方案论证
2.1架空乘人装置结构组成
架空乘人装置主要由驱动部分、乘人部分、托绳部分、尾轮部分、张紧部分及电控系统组成（如下图2-1）。本文主要是针对猴车电控系统的设计。
图2-1斜井架空乘人装置的组成框图
2.2系统的控制要求
减少矿井工作人员上下班时间是该控制系统的第一个目的，经济实用和安全是本设计的另外一个目的。（1）猴车作为一个煤矿辅助运输机械装备，在国内绝大部分驱动方式为机械传动，液压驱动方式使用的不多，并且主要应用在巷道比较空旷的场合；而在国外大多采用比较先进的液压驱动技术，并且非常适应煤矿井下的小断面巷道以及起重运输不便的场合。而本系统能解决国内现在存在的这一不足，减少工人的上下班时间，为企业带来一定的经济利益，具有一定的实用性。（2）保证工人的生命和财产安全是企业能够正常生产的基本保证，而在矿井中最常见的就是瓦斯爆炸，瓦斯中最主要的成分就是一氧化碳和甲烷，当他们的浓度超过最高浓度分别为0.0024%、4%时，就易引起瓦斯爆炸。
系统控制要求实现的功能如下：
（1）猴车控制系统启动要求
在井上和井下分别设有操作台，当在井上有人需上车时，井上操作人员按下正转启动按钮，制动器松闸，系统发出3声预警信号用以提示乘客猴车即将启动，注意安全；另外一个作用是作为与井下操作台上的工作人员之间的一种通信信号：告知矿井下的操作人员此时井上有人上车，若井下有人需上车，此时必须等待，只到所有上车的人都到达井下时，方可上车；同理若是在井下的操作人员按下反转启动按钮，则若井上有人需上车时，此时必须等待，只到所有上车的人都到达井上时，方可上车。当第3声预警时，猴车启动开始运行， 5秒后播放MP3。如果在井上（井下）所有矿工都已上车并在不过载的情况下时，控制台操作人员调节减速机调速开关，使电机加速运转，达到节能、减少乘坐时间的目的；若有乘车者下车，调节减速机调速开关，使电机减速运转。若过载，则重锤上升到达上限限定高度，触动钢丝绳张紧保护开关动作，架空乘人索道自动停车。
（2）系统停车
正常停车：转换开关置于停止位置，设备进入停机状态，任何设备不能启动。
（3）完善的系统保护、报警功能。
①全程紧急停车保护：在架空乘人装置的沿线装有紧急停车拉线开关间隔80米1个，并由钢丝绳连接起来。当巷道内有紧急情况时，在沿线的任意一个地方拉动该钢丝绳，相应的急停拉线开关将给控制系统一个急停信号，架空乘人装置将自动停止运行，同时显示窗将显示触动此开关的相应位置。
②乘人吊椅摇摆保护：间隔80m安装一个，此开关是用于防止吊椅过摆而设置的保护装置。当吊椅过摆到一定高度时，车触动此开关动作，候车自动停车。同时显示窗将显示触动此开关的相应位置。
③煤矿安全报警系统：当矿井内的一氧化碳（CO）和甲烷（CH4）的气体浓度高于安全标准浓度时，由CO传感器和CH4传感器给控制系统一个井内有毒气体超标的信号，使电机反转，使猴车返回矿井地面并发出警报。
④越位保护。机头、机尾越位保护：机头和机尾分别有越位行程开关，当矿工乘坐吊椅上井或下井进入机头或机尾的禁止部位点时，由越位保护装置给控制系统一个越位的信号，系统自动停机并发出故障报警声，同时显示窗口显示相应的故障。
⑤制动器动作保护：制动器与电机在电气上为互锁保护，主电机启动前，制动器提前3秒松闸，处于非制动状态。如制动器未能松闸，主电机不能启动，从而达到保护主电机的目的。
⑥电机的过载、短路保护：控制电路中接有熔断器和热继电器，分别用于电路短路和过载保护。
2.3控制系统的方案选择
架空乘人装置按驱动方式可分为机械传动和液压驱动两种驱动方式，其主要控制方式有：
（1）纯继电器控制方式
这是猴车电控过去常用的一种控制方式，这种控制方式存在很多的缺点：当保护开关增多时线路变得很复杂，而且不便于接线，设计困难，维修困难，安全性差，触点多，也不能显示各种保护。
（2）PLC电路控制方式
该控制方式能够实现对电机的加速和减速控制，达到减少乘坐人员的乘坐时间和上下车安全的目的。气体传感器的任务是检测矿井内有毒气体的浓度，通过气体传感器反馈信号给控制电路一个气体浓度偏高的信号，输出给电机一个反转的控制信号。对于这种控制方式，随着电路中的保护开关的增加，使电路的安全性和准确性都能得到提高，却不会给电路接线带来困难。采用这种控制方式具有可靠性高、程序简单、设备便于维护和维修，电路连接方便，一次性投资小等优点。
所以从以上两种控制方式看，本设计采用PLC控制方式。比较得出PLC有明显的优越性。本设计采用松下公司的FP1-C72系列PLC，其相应的软件为FPWIN-GR和手持编程器来完成猴车控制系统的设计。
3猴车控制系统
3.1架空乘人装置电控系统
架空乘人装置系统具有设备电气互锁，电机失压、短路、过载保护，张紧保护，沿途紧急停车闭锁等较为全面的安全保护功能。具有启动前预警信号，开车、停车按设定的程序控制等功能。具有数码显示功能，当设备发生故障时，给出相应的故障位置提示，极大方便了用户对设备的维护和维修。
3.2系统的基本结构
猴车控制系统主要以PLC为主要控制单元，控制操作台及语音箱作为操作及报警设备，PLC外围开关，传感器构成保护系统。系统框架如图3-1所示。
系统各组成主要作用说明如下：
（1）按钮开关：在煤矿上水平面和下水平面各自都设有两个按钮开关，其中一个是停止按钮，另外一个是：在上水平面为正转启动按钮，下水平面为反转启动按钮。其主要目标是实现在异地共同控制同一台电机的运行和停止。
（2）保护开关：本设计在索道沿途共安装12个保护开关，其中6个用作全程紧急停车保护开关，另外6个用作吊椅摇摆保护开关，分别间隔80m安装一个；通过PLC控制系统将数据送往数码管显示，以便工作人准确定位故障的位置，减少了故障的排查时间，便于维护和维修。
（3）传感器：本设计通过在矿井安装CO传感器和CH4传感器并连接PLC控制回路，当浓度超标时，传感器就给控制系统一个井内气体偏高的信号并发出警报，使电机反转，即使猴车返回上水平面。
（4）减速机：通过减速机上的调速开关，将马达的回转数减速到所要的回转数，以达到调节猴车运行速度的目的。
图3-1猴车电控系统组成框架
4硬件系统的设计
4.1 PLC的选型
（1）PLC简介
PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义： PLC英文全称Programmable Logic Controller[１] ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:
一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC 。具有以下特点：1. 可靠性高，抗干扰能力强；2 .通用性强，控制程序可变，使用方便；3.功能强，适应面广；4.编程简单，容易掌握；5.减少了控制系统的设计及施工的工作量；6.体积小、重量轻、功耗低、维护方便[2]。
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
PLC是以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置，具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到了广泛应用。
发展方向：
·产品规模向两极分化；
·处理模拟量；
·追求高可靠性；
·通讯接口和智能模块；
·系统操作站配高分辨率的监视器；
·追求软、硬件标准化。
（2）PLC的选型
在控制系统方案中共有开关量输入点23个、开关量输出点26个。故采用松下公司的FP1-C72系列可编程逻辑控制器，FP1系列的C72可编程逻辑控制器共有40个输入点和32个输出点，共72个I/O 点，输入寄存器为X0—X27输出寄存器为Y0—Y1F，有内置时钟。C72系列PLC器件价格较低，性能优良，程序容量较大、运行速度快、可在线编程等优点。
4.2驱动装置的选型
4.2.1电机的选择
（1）计算说明
已知参数：
巷道斜长：L=500m 巷道坡度：α=15°驱动轮直径：D=1000mm。
钢丝绳的运行速度：V=0.8m/s。
主要参数的确定
q=1.47㎏／m）。
①预选钢丝绳：6X19-￠20（
λ＝１２ｍ。
②设吊椅间距为：
1
λ=8m。
③托轮间距：
2
④驱动轮绳槽与牵引钢丝绳间的摩擦系数：μ=0.2。 ⑤牵引绳在驱动轮上的围包角：α=180°。 （2）牵引钢丝绳张力的计算[７]
图4-1架空乘人装置力学模型
最小点张力的计算：min 0**S C q g = （4-1） 式中：min S ——最小张力点的张力，N ；
C ——钢丝绳的绕度系数，取C=1000；
0q ——预选牵引钢丝绳的每米质量 1.47㎏／m ；
g ——重力加速度，g=9.8m/s ；
min 0**S C q g ==14406N 。
各点张力的计算：
①当下放侧无人而上升侧满员是：（动力运行状态） 线路运行阻力：
410121[()/]*(*cos sin )**W q Q Q L g λωαα-=+++=12210.14N （4-2） 23021[/]*(*cos sin )**W q Q L g λωαα-=+-=-3192.06N （4-3）
各点张力：
3S =min S =14406N 4S =1.01min S =14550.06N
1S =4S +41W -=26760.2N 2S =3S -23W -=17598.06N （4-4）
式中：0q ——每米钢丝绳的质量 1.47㎏／m ；
1Q ——每人人体重量 取1Q =75㎏； 2Q ——每把吊椅重量 取2Q =15㎏；
ω——牵引钢丝绳运行阻力系数，动力运行时，取ω=0.02，制动运行时，取ω=0.015； L ——矿井斜长。
②当下放侧满员而上升侧无人时：（制动运行状态） 线路运行阻力：
41021[/]*(*cos sin )**W q Q L g λωαα-=++=3702.52N （4-5） 230121[()/]*(*cos sin )**W q Q Q L g λωαα-=++-=-10526.76N （4-6）
各点张力：
3S =min S =14406N 4S =1.01min S =14550.06N
1S =4S +41W -=18252.58N 2S =3S -23W -=24932.76N
（3）电动机功率的计算与选择
图4-2传动方案
①选择电动机 选择电动机类型
选用Y 型笼型三相异步电动机。 ②选择电动机的容量
由电动机至钢丝绳的传动总功率为：
52123456**()*()**ηηηηηηη= （4-7）
式中，1η是联轴器1传动的效率，2η是锥齿传动的效率，3η轴承传动的效率，4η是齿轮传动的效率，
5η是联轴器2传动的效率，6η是驱动轮传递的效率。其大小分别为η1=0.99，2η=0.95，3η=0.98，
4η=0.97，5η=0.99，6η=0.96。
则52123456**()*()**ηηηηηηη==0.76 电动机输出的功率：
动力运行时：12*()*/1000*b P K S S μη=-=23.17KW （4-8） 制动运行时：'21*()*/1000*P Kb S S μη=-=16.90KW （4-9） 式中b K ——电动机功率备用系数，一般取b K =1.6
取μ =2.08
所以选取电动机功率为：30KW ③确定电动机的转速：
(60*1000*)/(*)N n V D π==（60X1000X0.8）/（πX1000）=15.29r/min （4-10）
初选圆锥齿轮的传动比1i =2~3，单级圆柱齿轮传动比i ’=3~5，二级齿轮传动比2i =9~25,故电动机转速的可选范围为d n =(1i …n i )X N n =(18~75)X15.29r/min=(275.22~1146.75)r/min 。 综合考虑选择电动机型号为Y200L-6笼型三相异步电动机。
（4）电动机启动方式选择
电机的启动方式主要有：全压直接启动、自耦减压起动、Y-Δ 起动、软起动器、变频器。 ①全压直接启动：优点是操纵控制方便，维护简单，而且比较经济。主要用于小功率电动机的起动，从节约电能的角度考虑，大于11kw 的电动机不宜用此方法。
②自耦减压启动：利用自耦变压器的多抽头减压，既能适应不同负载起动的需要，又能得到更大的起动转矩，是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。它的最大优点是起动转矩较大，当其绕组抽头在80%处时，起动转矩可达直接起动时的64%。
③Y-Δ 起动：适用于无载或者轻载起动的场合。并且同任何别的减压起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。
④软起动器：这是利用了可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动，主要用于电动机的起动控制，起动效果好但成本较高。因使用了可控硅元件，可控硅工作时谐波干扰较大，对电网有一定的影响。另外电网的波动也会影响可控硅元件的导通，特别是同一电网中有多台可控硅设备时。因此可控硅元件的故障率较高，因为涉及到电力电子技术，因此对维护技术人员的要求也较高。
⑤变频器：变频器是现代电动机控制领域技术含量最高，控制功能最全、控制效果最好的电机控制装置，它通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。因为涉及到电力电子技术，微机技术，因此
成本高，对维护技术人员的要求也高，因此主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域[３]
。
根据上述情况本文选择自耦减压启动方式，这种启动方式主要用于较大容量的电动机，以减小启动电流对电网的影响。其优点是：启动时对电网的电流冲击小，功耗损耗小。如图4-3所示，当按下正转（反转）启动按钮SB0（SB1），接触器KM1、KM2与时间继电器KT 的线圈同时得电，KM1、KM2的主触点闭合，电动机定子绕组经自耦变压器接至电源减压启动。当时间继电器KT 延时时间到，一方面其常闭延时触点打开，KM1、KM2线圈失电，KM1、KM2主触点断开，将自耦变压器切除；同时，KT 的常开触点闭合，接触器线圈KM3（KM4）得电，KM3（KM4）主触点闭合，电机投入正常运转。
图4-3主电路图
4.2.2制动器的选择
（1）制动器的选型原则：①考虑输送机的工作重要性，当输送机工作场所十分重要时，如主运输输送机，应重点考虑可靠性配置，才采用液粘制动加盘闸制动器，实现双保险。②考虑输送机（长度短、运量小）制动力矩大小，制动力矩小，相应动载冲击小，可选用普通推杆制动器；否则，应选用可控制动器，如液粘制动器或可控盘闸制动器。③输送机带速，当输送机带速高时，应选用可控制动器，或者选用液力或液压制动器先实现降速，速度降低以后，再加制动闸进行定车制动。④考虑输送机（长度、运量）动载荷大小，动载荷较大时，必须采用可控制动器，当要求制动精度高时，选用液粘制动器，否则选用可控制盘闸制动器。⑤考虑输送机经济性，性能要求越好，投资价格越高。一般情况选用可控盘闸制动器，既可实现可控制动，又能实现定车，且结构简单，相应投资也较小。
制动器的选型：
制动器选用电力液压块式制动器，性能安全可靠，制动平稳，动作频率高，主要摆动较点设有自润滑轴承，传动效力高，寿命长，在使用过程中无需润滑，广泛用于起重、冶金、矿山、港口、码头、建筑机械等机械驱动装置的减速或停车制动。其推动器为隔爆型并有防爆证和煤安证。制动闸块选用在制动时不会引起爆炸和燃烧的材料制成，其材料性能符合MT113的规定、参数如下：
电力液压块式制动器型号： BYWZ3B160/25
防爆电液推动器： YT1-25ZB/4
制动力矩： 180N.m
下图4-3为YWZ3系列电力液压块式制动器外形图。
其正常工作条件：
环境温度-40℃～+50℃；
一般用于三相交流电源50Hz、380V；
电机安装地点海拔高度符合GB755-87标准；
安装形式一般适合推动器垂直工作，倾斜度不超过±15°。
图4-4 YWZ3系列电力液压块式制动器外形图
（2）工作原理
当推动器通电时，电动机带动转轴及转轴上的叶轮旋转，在活塞内产生压力，使固定在活塞的推杆迅速上升，推动连接杠杆压缩主弹簧使制动瓦张开，机构得以运动。推动器断电时，主弹簧的力将制动瓦压紧于机构的制动轮上使机构停止运动。
4.2.3减速机的选型
（1）减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。其作用是：1、降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。 2、减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。一般的减速机有斜齿轮减速机(包括平行轴斜齿轮减速机、蜗轮减速机、锥齿轮减速机等等)、行星齿轮减速机、摆线针轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、行星摩擦式机械无级变速机等等。
根据本设计的要求，采用MB系列的无级变速机，实现对猴车运行速度的控制。其基本结构如下图
4-5所示
图4-5MB系列无级变速机基本结构图
（2）工作变速原理
带锥度的主动轮（12）和压盘（13）被一组蝶形弹簧（14）压紧，输入轴（15）和主动轮用平键联接，组成压紧主动轮装置。一组带锥度的行星摩擦轮（10）内侧被夹在主动传输线和压盘之间，外侧夹在带锥度的固定环（11）和调速凸轮（9）之间组成福摩擦。当压紧的主动轮装置运转时，行星摩擦轮就作纯滚动，由于固定环和调速凸轮不动，因此行星轮在自转的同时也做公转，通过行星摩擦轮的中心轴及滑块轴承（5）而带动行星架（2）转动。
在转动手轮改变角向位置的同时，调速凸轮的端而曲线经平面轴承（4）和固定平面凸轮（3）断面曲线作用，使调速凸轮产生轴向移动，从而匀速地改变调速凸轮的固定环之间的间隙，使行星摩擦轮产生径向移动，从而匀速地改变了行星轮与主动轮、压盘及固定环、调整凸轮摩擦处的工作半径，稳定地实现了无级变速。
（3）性能特点
①高强度：在加冲击负载或机器逆转时，本机性能可靠，能精确传动，无后座力。
②变速范围大：变速比均为1:5，及输出转速可在1:45至1:7.25之间任意变化。
③调速精度高：调速精度为1—0.5转。
④性能稳定：本机的传动部件都经过特殊的热处理，精密加工摩擦部位，润滑良好，运行平稳，噪声低，寿命长。
⑤同轴结构：输入轴、输出轴同向旋转，体积小，重量轻。
⑥组合能力强：本机可与各种类型减速机组合，实现低转速、大扭矩的变速效果。
⑦在允许负载的情况下，调定的转速恒定。
⑧全机密封，可适用于潮湿、多尘、有轻度腐蚀性的工作环境。
⑨技术参数：
功率：0.18KW～7.5KW
转矩：1.5N·m～2062N·m
⑩变速范围：
a.基本型：200-1000r/min
b.变速机带一级齿轮减速（i=2.5-5）：40-200r/min
c.变速机带二级齿轮减速（i=7.1-25）：8-140r/min
d.变速机带三级齿轮减速（i=42-100）：2-23.5r/min
（4）调速方式
主要有：1、手轮调速：分快慢手轮、指针手轮调速；2、配直角器调速；3、电动调速。
快慢手轮调速直接看不出转速，指针手轮调速指针上显示的速度与实际输出轴转速有3-5转的偏差。但本文采用指针手轮调速，这种调速比较方便，便于控制。
4.3气体传感器的选型
4.3.1一氧化碳传感器的选型
煤矿中CO气体最高浓度为0.0024%，当CO传感情检测到其浓度不低于这个值时，传感器就输出一个模拟信号，通过A/D转换单元将其转换为数字信号，再经PLC控制猴车系统[13]。
本文选用KGA3型一氧化碳传感器。
KGA3型煤矿用电化学式一氧化碳传感器（以下简称传感器）是矿用连续检测矿井下一氧化碳浓度的高精度仪表。传感器能够实时地测量并且显示矿井下的一氧化碳浓度，而且根据浓度值的大小产生声光报警信号，并且输出与一氧化碳浓度相对应的模拟信号。传感器能在具有瓦斯、煤尘爆炸的矿井内，对煤层自燃发火、机电设备、运输胶带事故等多种因数可能引发火灾和爆炸事故进行早期的预测和预报。下图4-6为KGA3型一氧化碳传感器外形图。
图4-6 KGA3型一氧化碳传感器外形图
(2) 主要技术参数：
一氧化碳传感器其电流输出大小与气体的浓度线性关系，其特性曲线如下图4-7所示。
图4-7CO传感器电流输出与输入的关系曲线
4.3.2甲烷传感器的选型
煤矿中CH4气体最高浓度为4%，当CO传感情检测到其浓度不低于这个值时，传感器就输出一个模拟信号，通过A/D转换单元将其转换为数字信号，再经PLC控制猴车系统[13]。
本文选用GJG10H型智能红外甲烷传感器。
（1）产品介绍
主要用于监测煤矿井下环境气体中的瓦斯浓度，采用国际最新（NDIR）非色散红外探测技术研制而成的新一代测量仪表，是煤矿预防瓦斯突出和瓦斯爆炸的更新换代产品。可以实现井下瓦斯浓度的实时测量就地显示和超限声光报警等功能，并且能够连续自动地将井下瓦斯浓度转换成标准电信号输送给关联设备。检测元件由国外原装进口，采用高稳定放大处理电路，保证了仪器的性能稳定和测量准确性。在检测原理上使用的是完全不同于传统催化原理的红外线检测技术，克服了催化原理传感器标定周期短、容易中毒等现象，具有测量准确、反应速度快、标定周期长、不受其它气体影响、测量范围宽、功耗低、使用寿命长等特点。在工作过程中由于采用光学测量并不消耗甲烷，无大功率器件，所以不存在受高瓦斯冲击损坏的现象（根据需要量程可任意扩展），测量不受风速影响，性能稳定调校周期最低一个月，响应时间也远远快于催化原理传感器。仪器软件上采用智能化设计，易于维护和调校，大大节约仪器的使用与维护费用。
（2）其主要技术指标如下表4-3所示
表4-3 GJG10H型智能红外甲烷传感器主要技术指标
图4-8GJG10H型智能红外甲烷传感器的各部件示意图
1、断电器信号输出
2、电源正
3、地线
4、信号输出
图4-9GJG10H型智能红外甲烷传感器接线示意图
（4）输入输出特性
甲烷传感器其电流输出大小与气体的浓度线性关系，其特性曲线如下图4-10所示。
图4-10甲烷传感器电流输出与输入的关系曲线
4.4 FP1 A/D转换单元
（1）A/D转换单元的主要作用把传感器检测到的电压或电流信号(模拟量)转换成PLC能够识别的等效数字量，这些数字量经过PLC处理后控制系统运行状态。FP1 A/D转换单元的技术参数如下表4-4所示。
[1]
图4-11A/D转换单元的输入输出特性曲线
（2）占用通道及编程方法
A/D转换单元有4个模拟输入通道，占用的输入端子分别为：
CH0：WX9（X90~X9F）
CH1：WX10（X100~X10F）
CH2：WX11（X110~X11F）
CH3：WX12（X120~X12F）
PLC每个扫描周期对各通道采样一次，并进行模数转换，转换的结果分别存放在各自的输入通道（WX9~WX12F）中。
A/D转换的编程可用指令F0实现，如【F0 MV ,WX9,DTO】.执行这一指令后，CHO输入的模拟信号经A/D转换变成数字信号后送入WX9，并由F0指令读出保存到DTO中。
（3）A/D转换单元的面板布置及接线方法
①图4-12是A/D转换单元的面板布置图。A/D单元的每个通道有4个接线端：V、I、C和FG。此外，还有一对电压范围选择端子RANGE。其中，V是电压输入端，I是电流输入端，C是公共端，FG是屏蔽接地端。左端扩展插座用于连接FP1控制单元或者扩展单元，右端插座用于连接D/A转换单元或I/O LINK单元。
②A/D转换单元的接线方法：
电压输入方式的接线图如图4-13所示。信号有V和C两端输入，屏蔽外壳接FG端。当电压范围选择端子RANGE间开路时，输入模拟电压范围为0~5V；短路是，输入模拟电压范围为0~10V。
电流输入方式的接线如图4-14所示。信号有I和C两端输入，将电压输入V和电流输入I端子连接在一起，屏蔽外壳接FG端。此时，需要将当电压范围选择端子RANGE开路。
图4-12 A/D单元的面板布置图
图4-13 电压输入接线方式图4-14 电流输入接线方式
（4）模拟量与数字量之间的转换
气体传感器输出的电解电流和气体浓度之间的关系如下式表示：
=（4-11）
(****)/
I n F A D Cσ
式中，I—电解电流；n—每1mol气体产生的电子数；F—法拉第常数；A—气体扩散面积；D—扩散系数；C—电解质溶液中电解的气体浓度；σ—扩散层的厚度。在同一传感器中，n、F、A、D及σ是一定的，所以电解电流与气体浓度成正比。所以在本设计中选择一氧化碳传感器和甲烷传感器输出信号为电流信号，测量范围分别为4~20mA.和1~5mA。根据公式（1），由煤矿中一氧化碳和甲烷气体的最高浓度分别为0.0024%、4%，则一氧化碳浓度为0.0024%对应的输出模拟电流为I=[2.4X(20-4)/1000+4]mA =4.384mA,对应的PLC A/D转换单元输出数值为K=1000/20X4.384≈219。甲烷浓度为4%对应的输出模拟电流为I=[4/10X4+1]mA=2.6mA,对应PLC的A/D转换单元输出数值为1000/20X2.6=130。因此当PLC检测到一氧化碳浓度转换为数字量不小于220时或者甲烷浓度转化为数字量不小于130是，就给控制系统一个停机的信号。
4.5 PLC电气控制线路
（1）数码管显示接线图，如下图（4-15）所示。
图4-15数码管显示接线图
（2）本文中数码管显示的位置是与上水平面为参照起始点。七段数码管显示数据与输入关系如下表4-5、4-6所示。
表4-5输入位选择开关与输出数值的关系
表4-6数码管各位与输出数值的关系
注（‘1’表示高电平，‘0’表示低电平，‘X’表示任意状态）
（3）PLC外围接线图
PLC外围接线图如下图4-16和4-17所示。
《PLC课程设计》(---九路抢答器)指导书
广东工贸职业技术学院 2010~2011学年第二学期 PLC课程设计指导书 题目：九路抢答（PLC可编程控制器应用） 课程名称《PLC及组态课程设计》专业电子信息适用年级09级 班级09电信班1、2 指导教师_侯益坤、伍勤谟 一、课程设计的目的 PLC的课程设计是在完成本课程内容的课堂教学和实践之后进行的。目的是通过对一个实际应用课题的设计，初步掌握PLC控制系统的设计方法，从了解设计要求，运用所学知识并查阅有关技术资料进行系统设计，到模拟安装调试，然后整理有关技术资料，编写设计说明书，使学生得到一次系统的训练，从而对本课程理解更深刻，更清楚，更重要的是提高应用理论知识解决实际问题的能力。 课程设计应以培养学生的能力为主，要求学生在独立完成设计任务的同时，注意多方面能力的培养和提高，主要包括以下几方面： （1）综合运用专业及基础知识解决实际工程技术的能力。 （2）独立工作的能力和创造能力。 （3）查阅技术资料和各种工具书的能力。 （4）工程绘图能力。
（5）撰写技术报告和编制技术资料的能力。 因此，在课程设计教学中，应以学生为主体，让其充分发挥自主性和创造性。教师的作用主要体现在工作方法的指导和思维方法的引导，以及设计技术把关上面。 二、系统方案设计要求说明 在很多竞赛活动中，经常用到抢答器。对抢答器的控制要求是：当多个输入信号输入时，抢答器只接收第一个到来的信号，而不接收后面到来的输入信号并使第一个到来的输入信号相应的灯或铃有反应。 本系统中设有9个抢答输入按钮、一个复位按钮、一个开始按钮,一个七段数码管，一个蜂鸣器,一个3S兰灯,一个5S黄灯，一个红色违规指示灯。 本系统可提供九个抢答台,在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮回答问题。 在抢答开始前，主持人应按下复位按钮使系统复位，做好抢答准备。 当主持人说开始，并同时按下开始按钮，抢答开始,并限定抢答时间为10s。 若抢答者在抢答开始前抢先输入，则属违规要显示该台台号，同时蜂鸣器以0.1秒的周期响, 红色违规指示以1秒的周期闪烁，以便扣分惩罚。 若在开始之后到3s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时3s兰灯点亮、蜂鸣器声以0.1秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应兰灯点亮额外奖励加分。 若在3s之后到5s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时5s黄灯点亮、蜂鸣器声以0.1秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应黄灯点亮额外奖励加分。 若在5s之后10s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，蜂鸣器声以0.1秒的周期响。以便答对给予基本加分（但之后不奖励加分）。
新型智能立体车库控制毕业设计论文
1 引言 1.1 本课题研究的背景及意义 近些年来，伴随着我国人民物质生活水平的不断改善，我国机动车保有量越来越多，由于不合理的城市规划，停车设施的短缺、管理不善及其他一些原因，导致道路资源一天比一天紧张，交通供需矛盾日益显现出来。尤其是在静态交通中，传统停车场已经不能满足越来越多的停车需要。基于停车难的现实问题，让静态交通在道路上停车，对于本来就拥挤的动态交通和一寸土一寸金的城市空地上，无疑会让已经拥挤的道路问题越来越严重。因此必须高度重视城市面临的停车难问题，并积极寻找解决办法。 现在城市交通拥堵和停车难已经成为主要的社会问题，造成这些问题的主要原因是城市化的发展和人们生活水平的日益提高。我们可以通过动用各级政府的力量，出台各种鼓励修建停车场的相关政策以及使用立体式停车库位的措施解决这些问题。面对停车难问题，我们要从源头上想办法来解决这个难题。这就要求我们要从停车位建设和对车辆停放的管理两方面进行，以立体停车场为主要的停放地点，如果有需要可以短暂性的在路外以及公共区域停车。 之前停车位的控制系统大多数采用继电器，但是继电器控制系统有许多的不足之处。首先，它的体积很大，比较笨重。其次，它的控制很不稳定，需要许多人进行维护。除了继电器控制系统之外，还有的一些控制系统用的是单片机。但是这些控制系统在输入、输出部分上会有很大的消耗，并且它们系统的稳定性不好和抗干扰性差等因素也会让机器经常需要人员维护。 但是PLC自身的抗干扰、适用能力以及它的应用范围都是特别优秀的，这样，就会让我们设计的此车库的发展就有了更高的发展前景。PLC有在应用灵活方面有着无与伦比的优点，编程简便、且容易修改，配置也是很灵活的，同时它的结构模块化、功能齐全也是PLC技术应用的有力条件；安装简单、调试方便；体积小、能耗低，PLC 的这一系列优点使它赢得了诸多智能立体车库的青睐，加之其价格逐年下降，所以实用性和现实性很强。 1.2 国内外的发展及研究现状 机械式智能立体车库的出现，很好地解决了世界各国停车难的问题，欧美国家是最早开始使用立体车库的国家。世界上第一个机械升降车库是1920年在美国修建成功
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摘要 设计立体车库主要是考虑到现如今交通拥挤、车位数量有限。立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受广泛推广。一个立体车库不仅可以解决停车难的社会问题，还可以节省土地资源。本论文设计的立体车库，是以电机为动力通过链条传动带动车体移动，采用PLC编程控制，垂直提升平移式立体车库 立体车库模型采用垂直提升式的类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位由电机为动力，用行程开关限位控制，可以准确的定位。在构架方面我们采用不锈钢材料，安全性高、轻巧与其他建筑材料相比，钢的强度高材质也好，可靠性强。在控制方面我们采用的PLC可以自动化控制电机，不需要太多的人工操作。造价与传统的平面停车场相比要低。而且可利用空间多了，不但节约了制造方的成本，与节约了停车的费用。 设计的立体车库有许多特点，而最突出的就是设备可以实现无人值守，只需要有一个控制室操作就行了，存车取车还不用倒车，方便了停车。维护也比较容易，主要的电路都是设计在外面，电路故障很容易排除。在许多的场所都可以运用，所受的限制很少。 关键词：FX2N编程器、控制电路、升降机构
第一章：系统介绍 1．1控制系统 空气开关主要有起到通断线路和保护线路过载、短路。变压器与整流电路的作用是，提供线路所需的稳定电压和所需的直流电压。交流接触器的作用主要是，实现自锁、互锁和电动机的正反转。按钮的作用主要是，通过按钮的通断来控制FX2N 编程器的信号的输入。FX2N编程器的作用主要是，控制所有电路的运行。这些元件形成一个自动存车，自动取车系统，并且，通过管理系统的支持下，实现全自动化。 1.2平移系统 主要有横移轨道，电梯框架、220V交流电机、行程开关、链条和齿轮，主要作用是通过交流电机的正反转带动电梯架左右横移，来实现小车车位左右移动的目的。经过检测系统的排查，确认哪个车位是空库，经横移将电梯架移动到空库位置，来实现车的存取。 1.3升降系统 主要有6~24V直流电机、行程开关、绳索、滑轮、电梯架和电梯厢，主要作用是，通过直流电机的正反转带动电梯厢的升降，来实现小车到达楼层的目的。升降系统是立体车库的中枢部分，它能把检测系统的指令实现，在得到指令后，第一个执行机构由平移系统完成，将车位对应；第二个执行机构就是升降系统，待车位对应后，电梯就会运作，将车送到检测楼层，并在车离开车厢（电梯厢）后，车厢会在3秒后自动回到底层，以致不影响下一步运作。
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图（一） 根据上面所说的功能要求，智力竞赛抢答计时系统的组成框如图（一）所示。 它主要由六部分组成； 1、抢答器——是三人抢答计时器的核心。当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光二级管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。 2、抢答控制电路——由三个开关组成。三名参赛者各控制一个，拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。 3、清零装置——供比赛开始前裁判员使用。它能保证比赛前触发器统一清零，避免电路的误动作和抢答过程的不公平。 4、显示声响电路——比赛开始，当某一参赛者按下抢答器开关时，触发器接受该信号，在封锁其他开关信号的同时，使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响，以引起人们的注意。 5、计时显示声响电路——是对抢答者回答问题时间进行控制的电路。若规定回答问题时间小于等于100秒（显示为0—99），那么显示装置应该是一个二位数字显示的计数系统。 6、振荡电路——它应该提供给抢答器，计时系统和声响电路工作的控制脉冲。
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天津理工大学 本科毕业设计任务书 题目：立体车库控制系统设计 学生姓名敬晓菲届2012 学院自动化学院专业电气工程及其自动化 指导教师吴作明职称高级实验师 下达任务日期2011年11月18日 天津理工大学教务处制 一、毕业设计（论文）内容及要求 1．毕业设计主要工作内容 （1）了解国内外立体车库控制系统的应用情况及控制特点 （2）掌握立体车库控制系统的控制原理及调节过程 1）.掌握伺服电机的作用 2）.掌握伺服电机的控制特点 （3）根据控制要求设计程序流程图 （4）设计出控制软件及人机界面 （5）编写设计说明书 2．设计依据与要求 本题目设计的内容是PLC立体车库控制系统设计，重点是系统中的PLC程序设计，包括电气原理图的绘制等。主要设计内容及主要技术指标： （1）车位数量为16个（4*4）； （2）设备运行定位精度为0.1毫米。 （3）能够方便完成人机对话。 研究的思路要求我们首先要进行工序分析，查找相应的资料和实际产品，分析加以综合，以确定定点定位的控制系统的设计方案，然后实施控制方案设计，同时进一步掌握自动控制技术原理和相应的设备，了解伺服电机的运行原理，结合相应的软件编程，完成控制与界面应用程序的调试，完善硬件设备，以达到预期的目标，在设计调试中发现不足，更深入的和研究。 控制系统可采用PLC控制，因为它作为一种通用的工业自动化装置，在工业控制各个领域已得到了广泛应用。本文主要介绍升降横移式立体车库模块化设计的解决方案。此系统具
有合理的结构设计、较高的空间利用率、方便的存取车的优点。 研究的理论依据主要是根据伺服电机原理和定点定位的控制技术，以及相关的一些自动控制技术，包括了伺服电动机和PLC等。，通过编程设定移动位置及运送的速度，达到除存取车辆的目的。 3．设计成果提交 （1）人机界面； （2）控制软件； （3）设计说明书 4．设计参考文献与资料 [1]高国. 自动控制原理. 成都：华南理工大学出版社， 2001 [2] 彭鸿才. 电机原理及拖动. 北京：机械工业出版社，2002 [3] 郑晓峰.数控技术及应用. 北京：机械工业出版社，2002 [4]胡佑德. 伺服系统原理与设计. 北京：北京理工大学出版社，2003 [5]王永华.现代电气控制与PLC应用技术. 北京：北航出版社，2003 [6]陈立定. 电气控制与可编程控制器.成都：华南理工大出版社，1999 [7]廖常初. PLC编程及应用. 北京：机械工业出版社，2003 [8] 赵清.新电工识图. 北京：电子工业出版社，2004 [9]王卫兵，高俊山. 可编程控制器原理及应用. 北京：机械工业出版社，2000 [10] 张云生，向风红. 立体车库PLC控制系统，昆明理工大学想学报，1998(10) ：7~12 [11] 西门子可编程控制器资料. 西门子公司 [12] 吴作明.工控组态软件与PLC应用技术,[M] .北京:北京航空航天大学出版社,2007. [13 ] 温照方. SIMATIC S7-200可编程控制器教程. 北京：北京理工大学出版社，2001 二、毕业设计进度计划及检查情况记录表
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毕业设计论文中英文资料翻译PLC overview
英文资料翻译题目 PLC overview 英文原文资料 PLC overview Programmable controller is the first in the late 1960s in the United States, then called Plc programmable logic controller (Programmable Logic Controller) is used to replace relays. For the implementation of the logical judgment, timing, sequence number, and other control functions. The concept is presented Plc General Motors Corporation. Plc and the basic design is the computer functional improvements, flexible, generic and other advantages and relay control system simple and easy to operate, such as the advantages of cheap prices combined controller hardware is standard and overall. According to the practical application of target software in order to control the content of the user procedures memory controller, the controller and connecting the accused convenient target. In the mid-1970s, the Plc has been widely used as a central processing unit microprocessor, import export module and the external circuits are used, large-scale integrated circuits even when the Plc is no longer the only logical (IC) judgment functions also have data processing, PID conditioning and data communications functions. International Electro technical Commission (IEC) standards promulgated programmable controller for programmable controller draft made the following definition : programmable controller is a digital electronic computers operating system, specifically for applications in the industrial design environment. It used programmable memory, used to implement logic in their internal storage operations, sequence control, timing, counting and arithmetic operations, such as operating instructions, and through digital and analog input and output, the control of various types of machinery or production processes. Programmable controller and related peripherals, and industrial control systems easily linked to form a whole, to expand its functional design. Programmable controller for the user, is a non-contact equipment, the procedures can be changed to change production processes. The programmable controller has become a powerful tool for factory automation, widely popular
基于三菱PLC立体车库毕业设计(已通过)
摘要 立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的存储设施。近年来随着我国经济的飞速发展，城市人口日益增多，特别是随着改革开放以来，我国进入了汽车拥有率进入急速上升时期。机械式立体车库可充分利用地上资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本课题以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象，综合介绍了升降横移式立体车库的运行模式和操作模式。本课题以典型常见的地上3×3升降横移式为例,说明了停车库的运行原理。并用组态王对立体车做了实时监控和动态演示。 本文在对国外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择三层三列式车库结构为研究模型。升降横移式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。本文简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统也作了详细的说明。依据升降横移式立体车库的运行原理，运用理论对升降横移式立体车库的结构进行了全面的分析，包括升降横移式立体车库的框架结构的机械强度、横移传动系统中轴的强度和升降传动系统中轴的强度等。在对升降横移式立体车库控制系统的设计中，采用了常用的的PLC控制，运用三菱公司的编程软件编制了升降横移式立体车库控制系统的程序，并经调试、运行，证明采用可编程序控制器(PLC)作为控制系统简单易行。其稳定、可靠、快速、性价比高的特点使得控制系统更加稳定可行。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际运行，在升降横移式立体车库中采取了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。 关键词：立体车库；控制系统；PLC ABSTRACT Stereo garage is specifically implement check of vehicles automatic parking and scientific storage acilities. With the increasing of urban car ownership, parking problem has become a common phenomenon of large and medium-sized cities. Mechanical stereo garage can make full use of land resources, making full use of the advantages of space and maximize the parked vehicles, become the important
基于PLC四路抢答器的设计毕业设计
毕业设计设计任务书 设计题目: 基于PLC四路抢答器的设计 设计要求: 1. 抢答器可同时供四组选手参加比赛 2. 主持人有三个控制按钮，用来控制抢答开始、复位和答题计时的开始。 3．每当主持人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答按钮，则数码管1就显示该组的编号，同时绿色指示灯亮，音响电路给出信箱提示信号（持续3S），以指示抢答成功，并对其后的抢答信号不再响应。选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统才能开始下一轮抢答。 4．违规抢答：若选手在未开时抢答试题时抢答了，则视为违规，违规时数码管1显示其编号，同时红灯亮，音响电路发出声响。 5．抢答限时：当主持人按下开始按钮后，定时器T0开始计时（设定30S）。若30S时限到仍无人抢答，则黄灯亮、音响电路3发出声响，以示选手放弃该题。 6．答题限时：在抢答成功后，主持人按下答题计时开始按钮，同时数码管2、3上显示答题倒计时时间（该时间设定为50S），选手必须在设定的时间内完成答题。否则，音响电路发出答题超时报警信号 设计进度要求: 第一、二周：确定题目,查阅资料，根据要求分析抢答器的设计、工作原理。 第三、四周：根据工作原理画流程图并编译梯形图，并进行硬件设计。 第五、六周：对软件设计，进行上机调试,找出问题,进行修改,并改进设计。 第七、八周：撰写论文,毕业答辩。 指导教师（签名）
摘要 近年来随着科技的飞速发展， PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。 本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。考虑到只是PLC控制的四路智力抢答器则输出端口需要25个，输入端口需要7个，由于PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点，因此，我决定选用SIMATIC S7-200 系列的CPU226和数字量扩展模块EM223作为本次设计的PLC。具有方便灵活，维护使用方便等特点。 关键词：智力控制，四路抢答器， PLC
四路抢答器课程设计(含protues仿真文件)汇总
课程设计说明书 2015-2016 学年第 1 学期 学院： 专业： 学生姓名：学号：31 课程设计题目：4路抢答器（含直流电源）制作指导教师： 日期：2015-12-18
目录 1、课程设计目的 (3) 2、课程设计内容和要求 2.1、设计内容 (3) 2.2、设计要求 (3) 3、设计方案 (3) 3.1.1、设计电路功能的分析 (3) 3.1.2、方案论证 (4) 3.2、主要芯片介绍 (4) 3.3、抢答电路设计 (8) 3.4、显示电路设计 (9) 3.5、555震荡电路设计 (9) 3.6、电源电路 (10) 3.7、时钟电路 (10) 3.7、违规控制 (11) 3.9、整体电路 (11) 4、课程设计总结 (12) 5、参考文献 (12)
1 课程设计的目的 1，了解抢答器电路设计的基本实现原理； 2，掌握时序逻辑电路的逻辑功能和使用方法； 3、Protues仿真。 2 课程设计的设计和要求 2.1 设计内容 1，查阅所用器件技术资料，详细说明设计的抢答器电路工作流程； 2，抢答器电路采用与编码器、译码器、定时器、电阻、电容、与或非门等电子器件构成，参加组数为四组。 3，电路可以实现由选手按键先后判断谁获得答题权；抢答成功时点亮相应的指示灯，且抢答成功选手号数在数码管上显示。 4，主持人没有按抢答开始按键时，若有人抢答，抢答无效，且该选手直接取消抢答资格； 5, 抢答开始后有20S抢答倒计时，成功抢答后要有60S回答问题倒计时。 2.2 设计要求 基本要求： (1) 在抢答开始后，若有参赛者按下抢答按钮，能准确判断出最先按下抢答按钮的参赛选手，并把其编号显示出来。 (2) 成功抢答后，若再有人按下抢答按钮，抢答状态不发生改变。 (3)具有复位功能，按下复位按钮，可进入下一次抢答准备阶段。 (4)要完成作品的仿真演示（用proteus仿真软件实现）和实物制作（万能板上焊接电路），且作品设计中只能用编码器、译码器、定时器、电阻、电容、与或非门等基本器件或芯片，不可以用单片机或PLC等控制器。 （5）作品工作电压只提供交流220V电源，作品中所用其他电压由交流220V 电源进行转换供给，电源转换电路须自行设计制作。 发挥部分： （1）抢答开始后要有20S抢答倒计时，成功抢答后要有60S回答问题倒计时。 （2）若抢答者违规，能实现用指示灯记录违规情况，达到一定违规次数后有相应处理措施。 （3）在实现上述功能外，可自行设计增加具有创新特色的抢答器附加功能。 3 方案的设计 3.1.1设计电路功能的分析 通过任务书可知该电路的功能为：1，主持人还没说开始抢答，选手不能抢答，如果有选手在主持人还没说开始抢答时抢答会被视为违规操作，违规者直接取消抢答资格；2，主持人说开始抢答时，选手开始抢答,抢答开始后有20S抢答倒计时；3，抢答时，分辨出选手按键的先后并锁存优先抢答器的编号，使非优先者抢答无效；4，抢答成功的人对应的发光二级管亮并数码管显示对应的号数；5，抢答时间有60秒，60秒后自动复位，若60秒内回答完，可以手动复位。
基于PLC电梯控制系统毕业设计论文
本科学生毕业设计（论文） 毕业论文 课题名称：基于PLC的四层电梯控制 班级：07自动化2 学号：08 姓名： 指导教师： 信息工程系
论文摘要 本文介绍一种电梯PLC控制系统。电梯是垂直方向的运输设备，是高层建筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力，拖动一个可以载人或物的轿厢，在建筑的井道内导轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的PLC系统也要求越来越高，要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。本机控制单元采用以三菱公司的可编程控制器PLC对机器进行全过程控制。 整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。
目录 论文摘要 (1) 第四章电梯的电气控制系统 (5) 4.1概述 (5) 4.2电梯电气控制系统中的主要电器部件 (5) 4.3电梯自动控制系统中的各主要控制环节及结构原理 (6) 4.3.1 各类电梯安全可靠运行的充分与必要条件 (6) 4.3.2 电梯自动开关门的控制环节 (6) 4.3.3 电梯的方向控制环节 (7) 4.3.4 发生制动减速信号的控制环节 (9) 4.3.5 主驱动控制环节 (10) 4.3.6 电梯的安全保护环节 (10) 4.4电梯的内外召唤指令的登记与消除 (12) 4.4.1 召唤指令信号登记记忆线路的原理说明 (13) 4.4.2 轿内信号的登记、记忆与消除 (14) 4.4.3 层外召唤信号的登记记忆与消除 (15) 4.5电梯的信号指示系统 (16) 4.5.1 数码显示的层楼指示灯 (16) 4.5.2 运行方向灯、轿内指令及厅外召唤信号灯 (16) 4.5.3 超载信号指示灯及音响 (17) 4.6电梯的消防控制系统 (18) 4.6.1 电梯控制系统中适应消防控制的几个基本要求 (18) 4.6.2 消防控制系统的类型及工作原理 (19) 4.7交流信号控制电梯线路原理说明 (20) 4.7.1 概况 (20) 4.7.2 电梯投入使用和撤出使用 (20) 4.7.3 自动开关门 (20) 4.7.4 电梯的启动，加速和满速运行，制动减速，停车和开门 (21) 4.7.5 指令信号登记，记忆和消除 (22) 4.7.6 电梯的安全保护 (22) 第五章结论 (23) 参考文献 (55) 附录一I/O分配表 (56) 附录二交流双速电梯线路图元件代号说明 (57)
立体车库毕业设计
1绪论 随着我国经济的发展，汽车工业的发展，居民收入的提高，鼓励汽车进入家庭及一系列相关政策的实施，城市交通中的汽车数量越来越多，在一些商业中心、车站、码头、饭店、住宅区，如何利用有限空间，最大限度停放汽车已成为一个大问题。而立体车库以其平均单车占地面积小的独特特性，已被逐渐推广并被广大用户接受。 立体车库是一种集机、光、电一体化的高度自动化停车场所，是典型的机电一体化系统。它发祥于20年代的美国。50年代以后，美国、西欧相继发明了多种形式的立体车库。到了六七十年代，德国、日本、韩国等国家以及香港和台湾等地区则大有后来居上之势。近年来，立体车库从造型、结构、控制、驱动、监测、材料、保险等方面不断更新换代，日趋完美。 在我国，停车设备的研制才处于起步阶段，随着小汽车不断进入家庭，停车难的问题将日益突出。在人口稠密的大都市，仅靠地面停车是远远不够的，要朝空中和地下发展。因此，停车设备的研制具有广阔的前景。 立体车库的主要优点有： 1、节省占地面积，节省大量投资。立体车库的占地面积相当于同等地面停车场的1/3-1/20。对于城市寸土寸金的面积不大的黄金地带，建立体车库经济效益相当可观； 2、出入库管理方便，省时省力。它不需要车主找车，出入库管理全由电脑控制，操作简单，库内的存车数量、存车位置、存车时间等全可以显示在操作盘上，一目了然，自动化程度相当高； 3、可避免车辆的丢失和损坏。完善的闭锁装置可保证汽车安然无恙，外部人员不能随意进入，汽车不会受到人为的损伤和丢失； 4、配置灵活。车库规模可大可小，形式多样，适应性广。 立体车库发展到今天已出现了以下几种常见形式： 1、水平循环式该形式的主体为一水平放置的链式输送机，车辆停放在链式传送带的托盘上，随着车辆的出入库，所有车辆同时按固定次序作循环运动，由平动机构确保车辆始终处于水平状态，整套系统由一大型电机单独驱动。一般可停放十几辆车。 2、垂直循环式该形式的主体是垂直回转链式输送机，车辆停放在呈圆形或长圆形配置的托盘上，有做垂直循环运动的链条带动，在平动机构控制下保持车位水平。也是由单一大型电机单独驱动。一般可停车 10-40辆。 3、升降横移式该形式多为中、小型车库，停放车辆数目从几辆到
基于plc的185个毕业论文题目
P1. PLC物料运输线控制系统 P2. 基于PLC的数控机床 P3. 基于PLC的全自动注塑机 P4. 基于PLC的全自动药品包装机 P5. 3层PLC控制电梯 P6. PLC控制电梯 P7. PLC控制自动门的设计 P8. PLC面粉厂设计2 P9. X62W万能铣床电气控制的PLC改造 P10. 三菱分拣装置的PLC控制系统 P11. 分拣装置的PLC控制系统 P12. 办公楼五层电梯的PLC控制系统设计P13. 基于PLC的全自动洗衣机 P14. 基于PLC的数控钻床 P15. 基于PLC的电机故障诊断系统设计P16. 基于组态王的PLC温度控制系统设计P17. 油田污水处理的PLC控制系统设计P18. 电动葫芦PLC控制与遥控改造 P19. 立体车库PLC控制系统 P20. 基于PLC的全自动轮胎硫化机 P21. 基于PLC糖果包装机的系统设计 P22. plc在干燥冷冻机中的应用 P23. 基于plc的排水系统控制设计 P24. 立体车库PLC控制系统 P25. 基于PLC的数控机床T功能的实现 P26. plc触摸屏控制电动机正反转 P27. 基于西门子PLC的电梯 P28. 基于PLC的全自动洗衣机 P29. 钢板矫正机的PLC控制系统设计 P30. PLC在龙门刨床改造中的应用 P31. plc交通灯设计 P32. 立体车库PLC控制系统 P33. 基于PLC数控钻孔机控制系统设计 P34. PLC玻璃生产流水线 P35. PLC地铁屏蔽门系统设计 P36. PLC控制的变电站检测系统 P37. PLC恒压供水系统 P38. 卧式镗床plc控制系统设计 P39. 基于PLC 的定量称量与控制 P40. PLC玻璃生产流水线 P41. 桥式天车的PLC控制的虚拟凸轮控制器的开发 P42. 油脂浸出设车间PLC控制系统 P43. plc 在三相异步电机控制中的应用 P44. PLC传送带控制系统 P45. PLC在电网备用自动投入中的应用 P46. plc在岸边集装箱起重机上是应用 P47. plc在石油储运自动化系统中的应用qq415419642 P48. PLC小型吊车的控制线路
毕业设计：基于PLC四路抢答器的设计
渤海船舶职业学院 毕业设计（论文）题目：基于PLC四路抢答器的设计 系：机电工程系专业：机电一体化技术姓名：李红远指导教师：刘凯 班级：08G451 评阅教师：刘凯 学号：24 完成日期：2011.5.22
毕业设计说明书（论文）中文摘要 题目：基于PLC四路抢答器的设计 摘要:近年来随着科技的飞速发展， PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。 本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。考虑到只是PLC控制的四路智力抢答器则输出端口需要25个，输入端口需要7个，由于PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点，因此，我决定选用SIMATIC S7-200 系列的CPU226和数字量扩展模块EM223作为本次设计的PLC。具有方便灵活，维护使用方便等特点。 关键词:智力控制，四路抢答器，PLC.
基于plc实训设计毕业论文
可编程控制器应用技术 实训报告 专业：机电一体化技术 班级：2009033201 学号：200903320119 姓名：张家荣
可编程控制器应用技术实训 一、实训的任务及目的 本实训是在修完电工、机电传动与控制、可编程控制器等课程的基础上进行的。通过本次实训使学生能够掌握FXon系列PLC的结构、指令系统；掌握梯形图程序的设计方法、顺序控制梯形图的编程方法；熟悉PLC控制系统的设计（包括硬件设计和控制程序设计）方法以及PLC的使用方法，并能初步应用于工程实践之中。 二、实训内容 1.了解PLC结构特点 2.PLC控制系统设计、外接线设计 3.PLC控制梯形图程序设计 三、考核方法 控制系统程序设计40% 系统调试40% 实训报告20% 下午14:30——17:30 指导地点：PLC实验室 指导老师：秦展田、王灿
1、6组实训题 实训课题一分支状态转移图的编程与调试训练 一、实训的目的 (1)掌握分支流程状态转移图的编程原则和编程方法 (2)掌握状态转移程序调试的手段。 (3)掌握顺序控制程序的设计方法。 二、实训内容及指导 1．编程原则与编程方法 1）编程原则先集中进行分支状态处理，再集中进行汇合状态处理。 2）编程方法分支状态处理，应先进行分支状态的驱动处理，再按分支的顺序进行转移处理。汇合状态处理，应先进行汇合前状态(分支状态——汇合状态之间的中间状态)的处理〔含这些状态的驱动和转移)，再依分支顺序进行由各分支到汇合状态的转移(各分支最后一个状态到汇合状态的转移)。 2．编程注意事项 1）严格遵守编程原则：集中处理分支和汇合。 2）进行汇合前驱动时．每个分支中间状态的驱动和转移处理不能遗漏。 3）严格按分支顺序进行编程，即第—分支、第二分支……，分支数不能超过8个。3．程序的调试及运行 SFC（状态转移图）具有良好的可读性，可先阅读SFC预测其结果，然后再上机运行程序，观察运行结果，看是否符合控制要求。 若状态不能正常转移，故障可能有以下几种情况： 1）转移条件为ON没有任何状态元件动作，则表明编程或写人时软元件编号错误（移条件或状态元件的编号)。 2）状态元件发生跳跃动作，则表明编程或写人时出现混乱。 3）状态元件动作顺序错乱或分支错乱或汇合错乱，则表明编程时，编程原则和编程方法使用不当，应严格检查程序。 4．训练考核题 一个三台电动机顺序控制系统，SB1为总启动按钮。有如下三种启动停止方式： 方式1：SB5为选择启动按钮，启动顺序M1一M2一M3，间隔10s，停车顺序相反