PLC課程設計(鄒鵬

1、湖 南 工 程 學 院課 程 設 計課程名稱 電氣控制與PLC 課題名稱 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺的電氣控制系統(tǒng)設計專業(yè)班級 自動化1191班 姓 名 鄒鵬 學 號 5 指導教師 劉星平、賴指南 2014 年 3 月 7 日湖南工程學院課程設計任務書課程名稱 電氣控制與PLC 課題名稱 沖床電氣控制系統(tǒng)設計 專業(yè)班級 自動化1191班 姓 名 鄒鵬 學 號 5 指導教師 劉星平、賴指南等 審 批 黃 峰 任務書下達日期2014年2月24日課程設計完成日期2014年3月7日設計內(nèi)容與要求一. 課程設計的性質(zhì)與目的 本課程設計是自動化專業(yè)教學計劃中不可缺少的一個綜合性教學環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的重要

2、手段。它的主要目的是培養(yǎng)學生綜合運用本課程所學知識和技能去分析和解決本課程范圍內(nèi)的一般工程技術問題，建立正確的設計思想，掌握工程設計的一般程序和方法。通過課程設計使學生得到工程知識和工程技能的綜合訓練，獲得應用本課程的知識和技術去解決工程實際問題的能力。 二. 課程設計的內(nèi)容 1.根據(jù)控制對象的用途、基本結(jié)構(gòu)、運動形式、工藝過程、工作環(huán)境和控制要求，確定控制方案。2.繪制三工位旋轉(zhuǎn)工作臺電氣控制系統(tǒng)的電氣原理圖、控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。 3.選擇電器元件，列出電器元件明細表。 4. 上機調(diào)試程序。5.編寫設計說明書。 三. 課程設計的要求 1.所選控制方案合理

3、，所設計的控制系統(tǒng)能夠滿足控制對象的工藝要求，并且技術先進，安全可靠，操作方便。 2.所繪制的設計圖紙符合國家標準局頒布的GB472884電氣圖用圖形符號、GB698887電氣制圖、GB715987電氣技術中的文字符號制定通則。 3.所編寫的設計說明書應重點突出，層次清楚，條理分明，篇幅不少于7000字。主要設計條件編程軟件及實物PLC， 設計說明書裝訂順序1.課程設計說明書封面。2.課程設計任務書。3.說明書目錄。4.正文（按設計內(nèi)容逐項書寫）。5.參考文獻。6.附錄。7.課程設計評分表。設計進度安排1. 第一周星期一上午：課題內(nèi)容介紹。2. 第一周星期一下午：仔細閱讀設計任務書，明確設計任

4、務與要求，收集設計資料，準備設計工具。3. 第一周星期二第一周星期五：確定控制方案。繪制注塑機電氣控制系統(tǒng)的電氣原理圖、控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。選擇電器元件，列出電器元件明細表。4. 第二周星期二三：試驗調(diào)試5. 第二周星期三第二周星期五：編寫設計說明書,答辯。參考文獻1 劉星平.PLC原理及工程應用M. 北京： 中國電力出版社2 廖常初.PLC編程及應用M.北京：機械工業(yè)出版社3 萬太福.可編程序控制器及其應用M. 重慶：重慶大學出版社4 工廠常用電氣設備手冊編寫組.工廠常用電氣設備手冊M.北京：水利電力出版社5 謝桂林.電力拖動與控制M.北京： 中國礦業(yè)大

5、學出版社6 劉星平.電氣控制技術實驗指導書. 湖南工程學院附錄：課題簡介及控制要求1.課題介紹其工作示意如圖8-6所示。三個工位分別完成上料、鉆孔和卸件。（1）動作特性工位1：上料器推進，料到位后退回等待。工位2：將料夾緊后，鉆頭向下進給鉆孔，下鉆到位后退回，退回到位后，工件松開，放松完成后等待。工位3：卸料器向前將加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。旋轉(zhuǎn)工作臺工作示意圖系統(tǒng)采用4臺電機。主軸電機、液壓電機冷卻電機、旋轉(zhuǎn)電機電機。其中主軸電機、液壓電機、冷卻電機的起動停止可以不經(jīng)過PLC控制。2.控制要求設計一個3工位旋轉(zhuǎn)工作臺PLC控制系統(tǒng)，通過選擇開關可實現(xiàn)自動運行、半自動

6、運行和手動操作。目錄第1章 系統(tǒng)描述.7第2章 設計控制方案.8第3章 系統(tǒng)設計.9 3.1 系統(tǒng)配置及輸入輸出對照表.10 3.2 設計PLC外部接線圖.10 3.3 設計功能流程圖.10 3.4 建立步與繼電器對照表.13 3.5 設計梯形圖程序.13第4章 總結(jié)與體會.15參考文獻.16附錄.17 附錄1 PLC外部連線圖.17 附錄2 梯形圖.18 第1章 系統(tǒng)描述 設計一個3工位旋轉(zhuǎn)工作臺PLC控制系統(tǒng)，其工作示意如圖1.1所示。三個工位分別完成上料、鉆孔和卸件。 1.1 動作特性 工位1：上料器推進，料到位后退回等待。 工位2：將料夾緊后，鉆頭向下進給鉆孔，下鉆到位后退回，工件松開

7、，放松完成后等待。 工位3：卸料器向前將加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。 1.2 控制要求 通過選擇開關可實現(xiàn)自動運行、半自動運行和手動操作。第2章 設計控制方案 2.1 用選擇開關來決定控制系統(tǒng)的全自動、半自動運行和手動調(diào)整方式。 2.2 手動調(diào)整采用按鈕點動的控制方式。2.3 系統(tǒng)處于半自動工作方式，每執(zhí)行完成一個工作循環(huán)，用一個啟動按鈕來控制進入下一次循環(huán)。2.4 系統(tǒng)處于全自動運行方式，可實現(xiàn)自動往復地循環(huán)執(zhí)行。2.5 系統(tǒng)運行不很復雜，采用4臺電機。2.6 對于部分與順序控制和工作循環(huán)過程無關的主令部件和控制部件，采用不進入PLC的方法以節(jié)省I/O點數(shù)。2.7 由

8、于點數(shù)不多，所以用中小型PLC可以實現(xiàn)?？捎肅PU 224與擴展模塊，或用一臺CPU 226。 第3章 系統(tǒng)設計3.1 系統(tǒng)配置及輸入輸出對照表輸入信號對照表如表3.1.1所示，輸出信號對照表如表3.1.2所示。信號名稱外部原件內(nèi)部地址信號名稱外部原件內(nèi)部地址總停按鈕SB1不進PLC鉆頭上升按鈕SB7I1.1主軸電機啟動停止SA1不進PLC卸料器推出按鈕SB8I1.2液壓電機啟動停止SA2不進PLC卸料器退回按鈕SB9I1.3冷卻電機啟動停止SA3不進PLC工作臺旋轉(zhuǎn)按鈕SB10I1.4手動運行選擇SA4-1I0.0送料推進到位SQ1I1.5半自動運行選擇SA4-2I0.1送料器退回到位SQ2

9、I1.6全自動運行選擇SA4-3I0.2鉆頭下鉆到位SQ3I1.7半自動運行按鈕SB11I0.3鉆頭上升到位SQ4I2.0上料器推進按鈕SB2I0.4卸料器推出到位SQ5I2.1上料器退回按鈕SB3I0.5卸料器退回到位SQ6I2.2工件夾緊按鈕SB4I0.6工作臺旋轉(zhuǎn)到位SQ7I2.3放松按鈕SB5I0.7工件加緊完成SP1I2.4鉆頭下鉆控制按鈕SB6I1.0工件放松完成SP2I2.5 表3.1.1 輸入信號對照表信號名稱外部原件內(nèi)部地址信號名稱外部原件內(nèi)部地址主軸電機接觸器KM1不進PLC工件夾緊電磁閥YV3Q0.2液壓電機接觸器KM2不進PLC工件放松電磁閥YV4Q0.3冷卻電機接觸器

10、KM3不進PLC鉆頭下鉆電磁閥YV5Q0.4旋轉(zhuǎn)電機接觸器KM4Q1.0鉆頭退回電磁閥YV6Q0.5送料推進電磁閥YV1Q0.0卸料推出電磁閥YV7Q0.6送料退回電磁閥YV2Q0.1卸料退回電磁閥YV8Q0.7 表3.1.2 輸出信號對照表3.2 設計PLC外部接線圖PlC外部接線圖如附錄1所示，實際接線時，還應考慮到一下幾個方面： （1）應有電源輸入線，通常為220V、50Hz交流電源，允許電源電壓有一定的浮動范圍，并且必須有保護裝置，如熔斷絲等。 （2） 1M、2M為輸入端每個分組的公共端，把1M、2M連接起來再連到PLC24VDC電源的M端。1L、2L為輸出端每個分組的公共端，把1L、

11、2L連接起來再連到交流220V電源的L端。(3）輸出端的線圈和電磁閥必須加保護電路，如并接阻容吸收回路或續(xù)流二極管。3.3 設計功能流程圖圖3.3.1為手動控制部分的功能順序圖，圖3.3.2為自動半自動控制的順序功能圖，引入初始步的條件可以是初始化秒沖SM0.1或者是由手動調(diào)整之后的原位信號?；氐匠跏疾絊B10SB10SB9SB9 23SB8SB8 22SB7SB7 21 20SB6SB6SB5SB5 19SB4 18SB4SB3SB3SB2 17SB2 16 點動 15旋轉(zhuǎn)退回卸料上升下鉆放松夾緊退回上料 圖3.3.1 手動控制部分的功能順序圖轉(zhuǎn)畢且SA處于半自動轉(zhuǎn)畢且SA處于自動準備就緒半

12、自動運行信號 14始終有效旋轉(zhuǎn)等待退回到位 13 12推出到位退回卸件 11等待放松完成 10上升到位放松 9上升下鉆到位夾緊完成 8鉆孔 7退回到位等待退回 5送料到位 4送料 3夾緊 6 2自動半自動且系統(tǒng)原位 1 圖3.3.2 自動半自動控制的順序功能圖3.4 建立步與繼電器對照表 輔助繼電器對照表如表3.4.1所示。名稱編號內(nèi)部地址名稱編號內(nèi)部地址初始步 1 M0.0等待 13 M1.4自動半自動 2 M0.1工作臺旋轉(zhuǎn) 14 M1.5送料 3 M0.2點動調(diào)整 15 M1.6 送料器退回 4 M0.3送料點動 16 M1.7等待 5 M0.4退回點動 17 M2.0工件夾緊 6 M0

13、.5夾緊點動 18 M2.1向下鉆孔 7 M0.6放松點動 19 M2.2鉆頭上升 8 M0.7下鉆點動 20 M2.3工件放松 9 M1.0 升鉆頭點動 21 M2.4等待 10 M1.1卸件點動 22 M2.5卸工件 11 M1.2退回點動 23 M2.6 卸料器退回 12 M1.3旋轉(zhuǎn)點動 24 M2.7 表3.4.1 輔助繼電器對照表3.5 設計梯形圖程序 控制系統(tǒng)的梯形圖總體結(jié)構(gòu)如圖3.5.1所示，選擇手動工作方式時I0.0為ON，將跳過自動程序；選擇自動或半自動工作方式時為I0.0為OFF，將跳過手動程序。根據(jù)功能順序圖自動或半自動的梯形圖程序，梯形圖完成后便可以將可編程控制器與計

14、算機連接，把程序及組態(tài)數(shù)據(jù)下載到PLC內(nèi)并進行調(diào)試，程序無誤后即可結(jié)合施工設計將系統(tǒng)用于實際，梯形圖程序如附錄2所示。I0.0JMPLBL2自動程序I0.0JMPLBL1手動程序圖3.5.1 控制系統(tǒng)的梯形圖總體結(jié)構(gòu)第4章 總結(jié)與體會 經(jīng)過這次單片機課程設計，我體會到了理論與實踐完全不是一回事，紙上談兵始終不能達到一定的高度。正所謂，實踐是檢驗真理的唯一標準。這次課程設計，我鍛煉了自己的動手能力。我相信，這對我以后的成長與工作有一個很好的幫助與提到。同時，這次課程設計讓我再一次認識到了自己的不足，我將會在以后的時間里，好好地學習自己不懂得地方，爭取更進一步。當然，不得不提的是，這次課程設計更加讓我們明白了團結(jié)的重要性。三個臭皮匠，賽過諸葛亮。感謝有這么一次課程設計，感謝學校及老師給予這樣一個鍛煉的平臺。參考文獻1 劉星平.PLC原理及工程應用M. 北京： 中國電力出版社2 廖常初.PLC編程及應用M.北京：機械工業(yè)出版社3 萬太福.可編程序控制器及其應用M. 重慶：重慶大學出版社4 工廠常用電氣設備手冊編寫組.工廠常用電氣設備手冊M.北京：水利電力出版社5 謝桂林.電力拖動與控制M.北京： 中國礦業(yè)大學出版社 6 劉星平.電氣控制技術實驗指導書. 湖南工程學院附錄1 PLC外部接線圖附錄2 自動半自動程序梯形圖手動程序圖形圖 電氣信息學院課程設計評分表項 目評 價優(yōu)良中及格差設計