汽车锂电池卷绕机卷塔部分PLC控制系统设计
摘要:可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种工业控制装备。它结构简单、编程方便、可靠性高等，因此已经大量的用于工业自动化生产的控制中。据统计,可编程控制器是所有控制器中在工业自动化生产装置中应用最多、最广泛的一种控制设备。专家认为，PLC是今后工业生产中最为关键、最为重要的设备之一。因为PLC 具有对环境适应性强、抗干扰能力高的特性，同时I/O口易于扩展，模块功能强大。在锂电池生产设备中的汽车锂电池卷绕机便是用PLC作为控制系统，由于新能源汽车的高速发展，锂电池已经供不应求，而将PL作为控制核心，其抗干扰能力强，扩展模块功能齐全，能更好的应对以后汽车锂电池以后的工艺的提升与对设备的改造升级。
关键词: PLC 可编程序控制器；新能源汽车；汽车锂电池卷绕机；工艺的提升；改造升级
第一部分、引言
1.1课题的来源及研究意义
随着科技的发展、工业生产力的迅猛提升和人们收入大幅度的增加，这些都促使着人们对汽车难以想象的渴望。汽车的组成是非常复杂的，它包含了各种先进而又成熟的产品，其中就包含了有关这次课题的电池。
在当今社会中，汽车的发展是飞速的。随着人们对环境保护意识的加强以及各国政府对环境的重视，传统汽车的高排放已经摆在人们的面前，因此新能源汽车开始走进人们的生活。在新能源汽车中，电池作为主要的动力输出来源，其重要性是不可言喻的。新能源汽车电池可分为两大类，即蓄电池和燃料电池。而这次给的内容就是蓄电池中锂电池工业生产的一部分，即锂电池电芯的卷绕部分。
锂电池生产速度以及质量的好坏是离不开卷绕机的。一个企业在生产时最为在意的莫过于质量以及效率，在锂电池的生产中，卷绕电芯这道工序的重要性是不可言喻的，在卷绕电芯的过程中，卷塔部分的工作为重中之重，它直接关系着产品的生产速度、废品率和电芯的质量。
课题需要完成的任务 以PLC控制控制方式完成卷塔部分卷绕电池电芯的过程，具体任务如下：
1. 充分调查研究，了解电池卷绕机卷塔的发展现状，收集资料，确定方案；
2. 完成相关的英文资料翻译；
3. 完成卷塔部分总体结构设计；
4.I/0分配表
5. 完成卷塔控制系统的软件设计；
6. 实物接线，系统调试；
7. 完善并整理好图纸和相关资料，写好毕业设计，打印检查无误后准时参加
答辩。
目录
第一部分、引言
1.1课题的来源及研究意义 .....................................7
1.2 现状及发展趋势 ..........................................8
1.3本文的主要研究内容.......................................10
第二部分、采用PLC控制方式设计整体方案
2.1控制方式分析.............................................11
2.2 PLC控制动作.............................................13
2.3控制方案设定.............................................15
第三部分、硬件电路设计
3.1系统电源图...............................................16
3.2 PLC外部电路..............................................17
3.3子系统...................................................18
3.4电气元器件选择...........................................19
第四部分、软件程序设计
4.1流程图....................................................21
4.2 PLC模块..................................................21
4.3程序设计说明..............................................22
第五部分、结论................................................28
第六部分、致谢................................................29
第七部分、附录
7.1 I/O外部接线图设计及电路..................................31
7.2 PLC程序..................................................41
7.3参考文献..................................................50
一、选题简介、意义
随着工业快速的发展，自动控制生产技术已在各种制造业中运用。 在如今，随着技术的发展，新能源的发展前景特别好。在汽车行业，相信很多人都认为电力汽车将是未来的主流汽车，而在电力汽车之中，电池的的重要性是不可言喻的，它关系的汽车是否能跑的远、跑的稳。
在这三年中有许多专业课程需要去学习，有《工厂电气控制设备》、《PLC应用技术》、《组态技术及应用》和《机械零部件的分析与拆装》等。综合所学的知识和实际运用，选的的课题是电池卷绕机卷塔部分电气控制系统设计 --- 采用PLC控制方式。在当今的工业生产中，有些产品的生产往往人工是不能做的，就如卷绕电池电芯。而这课题比较贴近现实中的电池电芯生产状况，毕竟汽车电池在汽车中是不可缺少的。在电池卷绕机中，卷塔部分直接关系着电池电芯的质量，当然也关系着卷绕机的整体卷绕效率。
通过此次毕业设计，会进一步提高自己的工程实践能力。毕竟自己独自一人完成此次课题是有难度的，在完成该课题的期间，肯定会遇到各方面的问题，问题就是用来解决的，得把在学校所学到的知识充分的利用起来，来检验自己在课堂所学的知识是不是很好的掌握。
本课题的完成，将为我们以后的工作积累很大的经验，也会提升我们不少的自信心。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
（一）主要内容：
本课题是以生产线上物料运输为设计依据，以PLC控制控制方式为基础开发电池卷绕机卷塔部分的电气控制系统的设计。
(二) 设计方案
1卷塔部件:卷绕工作区、正极插入区、负极插入区、隔膜切断区、贴胶区、下料区 。
2 机器运行:判断卷塔各个部分的各个器件是否在原位，如果是则机器能启动，否则不能启动。
在手动情况下，机器不能自动运行。
3 设计功能：能实现手自动切换，点动，一键回原位，自动工作。
（二）拟要解决的主要问题：
1.各器件在各位置的往返自动运动的总结构设计；
2各器件在各位置的往返自动运动的硬件构成以及控制板电板设计；
3.各部分的各器件控制系统的电气控制线路图设计；
4.整体的联动及各个部分点动的PLC程序设计；
（三）预期目标：
根据项目需求，卷塔能自动工作，点动及一键回原位工作完好
（四）研究步骤
本课题的工作步骤分为四个阶段：
第一阶段:查阅文献，去图书馆或上网收集资料，定下课题方案，完成开题报告；
第二阶段：完成系统的设计，进行程序的修改和完善；
第三阶段：去学校的实验室接线来检验系统的正确性，如果有不完善的地方还要进行修改；
第四阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。
（五）工作方法及措施：
措施：基于本次毕业设计所获得的实践经验，在老师的指导下，以PLC控制方式为基础开发卷塔卷绕 电芯的电气控制系统的设计。
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