生產(chǎn)流水線(xiàn)小車(chē)的PLC控制設(shè)計(jì)VIP

1、電氣控制與PLC畢業(yè)設(shè)計(jì)課題：生產(chǎn)流水線(xiàn)小車(chē)的PLC控制設(shè)計(jì)班級(jí) 學(xué)號(hào)： 姓名： 指導(dǎo)老師： 二零零九年十一月六日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)課題名稱(chēng)生產(chǎn)流水線(xiàn)小車(chē)的PLC控制指導(dǎo)教師及職稱(chēng)一、課題介紹1、目的（1）通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)充相關(guān)課程方面的基本知識(shí)、基本理論和基本技能，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（2）通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生獨(dú)立完成一項(xiàng)PLC應(yīng)用系統(tǒng)課題的基本設(shè)計(jì)工作，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和實(shí)際查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料能力的目的（3）通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)過(guò)程，了解設(shè)計(jì)步驟，掌握設(shè)計(jì)內(nèi)容，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程繪圖和編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)能力的目

2、的，為學(xué)生今后從事相關(guān)方面的實(shí)際工作打下良好基礎(chǔ)。2、任務(wù)設(shè)計(jì)某生產(chǎn)流水線(xiàn)小車(chē)的PLC控制系統(tǒng)。（1）基本情況某生產(chǎn)流水線(xiàn)小車(chē)由1臺(tái)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)規(guī)格為2.2、380V、4.7A，不頻繁起動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，使小車(chē)前進(jìn)；反轉(zhuǎn)時(shí)，使小車(chē)回退。（2）控制要求某生產(chǎn)線(xiàn)要求一小車(chē)執(zhí)行以下控制：初始狀態(tài)下，小車(chē)停在行程開(kāi)關(guān)ST1的位置，且行程開(kāi)關(guān)被壓合。第一次按下按鈕SB1后，小車(chē)前進(jìn)至行程開(kāi)關(guān)ST2處停止，5min后退回到行程開(kāi)關(guān)ST1處停止。第二次按下按鈕SB1后，小車(chē)前進(jìn)到行程開(kāi)關(guān)ST3處停止，8min后退回到行程開(kāi)關(guān)ST1處停止。第三次按下按鈕SB1后，小車(chē)前進(jìn)到行程開(kāi)關(guān)ST4

3、處停止，10min后退回到行程開(kāi)關(guān)ST1處停止。第四次按下按鈕SB1后，小車(chē)前進(jìn)到行程開(kāi)關(guān)ST5處停止，6min后退回到行程開(kāi)關(guān)ST1處停止。再按下按鈕SB1，重復(fù)以上過(guò)程。生產(chǎn)流水線(xiàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)示意圖如下圖所示。前進(jìn)后退ST1ST2ST3ST4ST5二、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)內(nèi)容1) 熟悉題目、收集資料。學(xué)生按教師下達(dá)的具體題目，充分了解技術(shù)要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料，為設(shè)計(jì)工作做準(zhǔn)備。2) 總體設(shè)計(jì)。正確選定系統(tǒng)方案，認(rèn)真畫(huà)出系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖3) 軟件設(shè)計(jì)（程序設(shè)計(jì)）。正確選擇PLC型號(hào)，根據(jù)控制要求確定I/O分配圖（分配表），畫(huà)出系統(tǒng)工作流程圖，設(shè)計(jì)程序（包括SFC圖、梯形圖、

4、指令表等）及編寫(xiě)程序說(shuō)明，給出編程元件明細(xì)表等。4) 硬件設(shè)計(jì)（電氣設(shè)計(jì)）。畫(huà)出電氣原理圖（含PLC外部接線(xiàn)圖）、電氣原理圖的簡(jiǎn)要分析，畫(huà)出元件布置圖、接線(xiàn)圖、電氣互連圖，選擇電氣元件、確定電氣元件明細(xì)表，控制面板（操作屏柜）設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明等。5) 系統(tǒng)調(diào)試6) 整理編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2、設(shè)計(jì)要求根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備工作方面及其它方面的需要，本次設(shè)計(jì)要達(dá)到如下設(shè)計(jì)要求：(1)要求本次設(shè)計(jì)的控制裝置采用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)；(2)要能完全滿(mǎn)足控制要求；(3)要按照電氣設(shè)計(jì)慣例，提供短路、過(guò)載、聯(lián)鎖等故障保護(hù)措施；(4)本次設(shè)計(jì)的控制裝置應(yīng)由操作屏、電氣控制箱(柜)等部分組成，要盡量與生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行一體化安裝，具

5、體安裝尺寸另行商定；(5)操作屏上要有完整的信號(hào)指示(含電源、啟動(dòng)、停止、故障等指示)；因本次設(shè)計(jì)時(shí)間緊，程序設(shè)計(jì)及調(diào)試部分、電氣設(shè)計(jì)部分要求做到具體到位，柜屏設(shè)計(jì)部分不作要求。目 錄一：前言 5二：摘要 7三：已知情況、控制要求、設(shè)計(jì)要求3.1已知情況83.1控制要求83.3設(shè)計(jì)要求8四：設(shè)計(jì)思路 4.1程序設(shè)計(jì)及調(diào)試 94.2電氣設(shè)計(jì)94.3安裝、接線(xiàn)、聯(lián)合測(cè)試94.4后期工作 9五：程序設(shè)計(jì)及調(diào)試 5.1PLC的“I/O為分配”95.2明確“信息流向” 105.3SFC順序功能圖105.4梯形圖、程序工作過(guò)程簡(jiǎn)析及編程元件明細(xì)表 11六：電氣設(shè)計(jì)6.1確定電氣原理圖(含PLC外部接線(xiàn)原理

6、圖) 176.2確定元件位置圖、接線(xiàn)圖、互連圖 196.3氣元件進(jìn)行選擇，確定“電氣元件明細(xì)表”20七：安裝、接線(xiàn)、及系統(tǒng)聯(lián)合測(cè)試 八：后期工作8.1操作過(guò)程簡(jiǎn)要說(shuō)明 228.2常見(jiàn)故障及其排除方案 228.3編寫(xiě)并提交(課程)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23九：尚存在的問(wèn)題及方案建議9.1弧光短路問(wèn)題 239.2PLC電源凈化問(wèn)題 23參考文獻(xiàn)及資料 24課程設(shè)計(jì)總結(jié) 25 感謝 26 前言PLC英文全稱(chēng)Programmable Logic Controller ,中文全稱(chēng)為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏

7、輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程.PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語(yǔ)言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說(shuō)有半導(dǎo)體的地方就有PLCPLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。PLC的特點(diǎn) 1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠

8、性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線(xiàn)及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的

9、可靠性也就不奇怪了。2.配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用P

10、LC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。 4.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線(xiàn)邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線(xiàn)，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。5.體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 PLC基礎(chǔ)知識(shí)1.

11、 PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi)。1.開(kāi)關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線(xiàn)。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線(xiàn)、電鍍流水線(xiàn)等。 2

12、.模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 3.運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 4.

13、過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專(zhuān)用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 5.數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺?/p>

14、們打印制表。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。摘要 目前，在自動(dòng)化領(lǐng)域主要的控制方式有繼電器控制、微機(jī)控制和PLC控制三種。由于PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)及微機(jī)控制系統(tǒng)相比，具有設(shè)計(jì)、安裝、接線(xiàn)、調(diào)試工作量小，研制周期短，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，鼓掌率低，對(duì)工作黃鯨要求低，維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。而繼電器控制系統(tǒng)因技術(shù)性能差，功能單一，在機(jī)械控制系統(tǒng)中已很少使用。微機(jī)控制系統(tǒng)因抗干擾能力較差，對(duì)工作黃鯨要求較高，設(shè)計(jì)研制周期較PLC控制系統(tǒng)長(zhǎng)，因此，在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用呈逐降的趨勢(shì)。 在基于PLC的送料小

15、車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了基于PLC的送料小車(chē)控制系統(tǒng)總體方案，給出了軟、硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。在電動(dòng)機(jī)電器控制線(xiàn)路的設(shè)計(jì)部分，闡了電動(dòng)機(jī)主電路以及輔助電路的實(shí)際過(guò)程，給出了這些電路的電器元件選擇結(jié)果。在PLC控制的設(shè)計(jì)部分中，闡述了PLC I/0接線(xiàn)圖的設(shè)計(jì)過(guò)程，給出了PLC及其輸入/輸出元件的選擇結(jié)果，詳細(xì)的闡述了PLC用戶(hù)程序的設(shè)計(jì)過(guò)程，其中包括對(duì)公用程序、手動(dòng)程序、自動(dòng)程序、信號(hào)顯示與鼓掌報(bào)警程序的設(shè)計(jì)過(guò)程的闡述。 生產(chǎn)流水線(xiàn)小車(chē)PLC-控制裝置的設(shè)計(jì)一：已知情況、控制要求、設(shè)計(jì)要求前進(jìn)后退ST1ST2ST3ST4ST5圖1-1“某生產(chǎn)流水線(xiàn)小車(chē)”工作過(guò)程示意圖 1.1：已知情況某生產(chǎn)流水

16、線(xiàn)小車(chē)由1臺(tái)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)規(guī)格為2.2、380V、4.7A，不頻繁起動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，使小車(chē)前進(jìn)；反轉(zhuǎn)時(shí)，使小車(chē)回退生產(chǎn)流水線(xiàn)小車(chē)主要工作過(guò)程(工作流程)如圖11所示。1.2：控制要求起初：小車(chē)停在ST1處(1)ST1第1次按下小車(chē)前進(jìn)至ST2處ST2動(dòng)作小車(chē)停止延時(shí)5min小車(chē)返回ST1處ST0動(dòng)作小車(chē)停止；(2)ST1第2次按下小車(chē)前進(jìn)至ST3處ST3動(dòng)作小車(chē)停止延時(shí)8min小車(chē)返回ST1處ST1動(dòng)作小車(chē)停止；(3)ST1第3次按下小車(chē)前進(jìn)至ST4處ST4動(dòng)作小車(chē)停止延時(shí)10min小車(chē)返回ST1處ST1動(dòng)作小車(chē)停止。(3)ST1第3次按下小車(chē)前進(jìn)至ST5處ST5動(dòng)作小車(chē)

17、停止延時(shí)6min小車(chē)返回ST1處ST1動(dòng)作小車(chē)停止。(5)ST1再次按下重復(fù)以上過(guò)程。1.3：設(shè)計(jì)要求根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備工作方面及其它方面的需要，本次設(shè)計(jì)要達(dá)到如下設(shè)計(jì)要求：(1)要求本次設(shè)計(jì)的控制裝置采用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)；(2)要能完全滿(mǎn)足控制要求；(3)要按照電氣設(shè)計(jì)慣例，提供短路、過(guò)載、聯(lián)鎖等故障保護(hù)措施；(4)本次設(shè)計(jì)的控制裝置應(yīng)由操作屏、電氣控制箱(柜)等部分組成，要盡量與生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行一體化安裝，具體安裝尺寸另行商定；(5)操作屏上要有完整的信號(hào)指示(含電源、啟動(dòng)、停止、故障等指示)；因本次設(shè)計(jì)時(shí)間緊，程序設(shè)計(jì)及調(diào)試部分、電氣設(shè)計(jì)部分要求做到具體到位，柜屏設(shè)計(jì)部分不作要求。四：總體設(shè)計(jì)思路根

18、據(jù)情況、控制要求、設(shè)計(jì)要求，該小車(chē)送料PLC控制裝置的設(shè)計(jì)思路可劃分為以下5個(gè)，依序進(jìn)行各部分的設(shè)計(jì)任務(wù)分配如下：4.1：程序設(shè)計(jì)及調(diào)試擬采用切換編程法來(lái)完成程序的設(shè)計(jì)，并在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行模擬調(diào)試；4.2：電氣設(shè)計(jì)完成電氣路原理圖、元件位置圖、接線(xiàn)圖、元件明細(xì)表的設(shè)計(jì)；4.3：安裝、接線(xiàn)、聯(lián)合測(cè)試完成電氣元件的安裝、接線(xiàn)，并對(duì)程序與線(xiàn)路進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試；4.4：工作說(shuō)明操作過(guò)程、擬定常見(jiàn)故障排除方案、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等。下面按這個(gè)總體設(shè)計(jì)思路的任務(wù)安排逐步展開(kāi)。五：程序設(shè)計(jì)及調(diào)試5.1：PLC的“I/O為分配” I/O分配情況如圖12所示。原位、1號(hào)位、2號(hào)位、3號(hào)位、4號(hào)未、點(diǎn)動(dòng)/自動(dòng)、送料、點(diǎn)

19、進(jìn)、點(diǎn)退分別接至PLCX0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8端；PLCY1、Y2控制輸出，分別接到接觸器的KM1、KM2控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，PLCY3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、為指示輸出， Y3Y9分別接到七段數(shù)碼管的A、B、C、D、E、F、G端。ST1ST2ST3ST4SA4SB5SB6SB7X0 原位X1 1號(hào)位X2 2號(hào)位X3 3號(hào)位X4 點(diǎn)動(dòng)/自動(dòng)/X5 送料X6 點(diǎn)進(jìn)X7 點(diǎn)退限位開(kāi)關(guān)Y1Y2KM1前行KM2回退Y9Y3Y4Y5Y6Y7Y8D2COMST5X8 4號(hào)位圖12 PLC 送料小車(chē)I/O分配圖5.2：明確“信息流向”由M8002開(kāi)機(jī)脈沖使M0置1而

20、“初入步0”，小車(chē)停止原位；初始程序完成后，進(jìn)入切換程序；通過(guò)X4（SA4按鈕）選擇手動(dòng)/自動(dòng)方式，該程序在由自動(dòng)切換到點(diǎn)動(dòng)方式時(shí)，需要等到小車(chē)返回到原位才能進(jìn)行，避免了由于切換帶來(lái)的錯(cuò)誤動(dòng)作或其他事故。在自動(dòng)方式下，小車(chē)首先要在原位（裝料），然后按下送料鈕X5，并根據(jù)D0的值判斷小車(chē)需要送到1#位（D=0）、2#位(D=1) 、3#位(D=2)、3#位（D=3）中哪號(hào)位，將料自動(dòng)送到需要的位置。 D=0時(shí)，送1#位；送達(dá)1#位，數(shù)碼管變?yōu)?；D=1時(shí)，送2#位；送達(dá)2#位，數(shù)碼管變?yōu)?；D=2時(shí)，送3#位；送達(dá)3#位，數(shù)碼管變?yōu)?；D=3時(shí)，送4#位；送達(dá)4#位，數(shù)碼管變?yōu)?； 小車(chē)從4#位

21、還回到原位之后，D0變?yōu)?，自動(dòng)開(kāi)始新一輪的“送料”循環(huán)。5.3：SFC順序功能圖根據(jù)已知情況、控制要求及I/O分配圖采用“切換編程法”， 試探設(shè)計(jì)出“PLC-小車(chē)送料”的SFC順序功能圖。圖13切換程序-SFC順序功能圖5.4：梯形圖、程序工作過(guò)程簡(jiǎn)析及編程元件明細(xì)表（1）：程序組成PLC-送料小車(chē)的控制程序組成如圖14所示。由程序初始程序與主體程序組成，其中主體程序包括切換程序，工位號(hào)傳送及定時(shí)程序、動(dòng)作程序、信號(hào)指示等。其中，初始程序、切換程序是關(guān)鍵，傳送及定時(shí)程序?yàn)榍袚Q程序提供切的條件。圖14送料小車(chē)程序組成（2）：初始程序PLC-送料小車(chē)的初始程序的梯形圖如圖15所示.僅當(dāng)小車(chē)在原位

22、時(shí)（X0 接通），M8044才為1態(tài)，設(shè)定原點(diǎn)條件成立；由M8002開(kāi)機(jī)脈沖使M0置1從而“初入步0”。圖15初始程序梯形圖（3）切換程序切換程序圖16切換程序梯形圖（4）工位號(hào)傳送及定時(shí)程序梯形圖PLC送料小車(chē)的工位號(hào)傳送及定時(shí)程序的梯形圖如圖17所示，當(dāng)D0大于等于3時(shí)其值自動(dòng)清零，表示小車(chē)已從3號(hào)位返回，將重新前往1號(hào)位送料。1號(hào)位、2號(hào)位3號(hào)位4號(hào)位與數(shù)碼管的值0、1、23對(duì)應(yīng)，分別停車(chē)5min、8min、10min、6min。圖17工位號(hào)傳送及定時(shí)程序梯形圖（5）動(dòng)作程序（含自動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)）PLC送料小車(chē)的動(dòng)作程序（含自動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)）的梯形圖如圖18所示，該程序以電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制為基礎(chǔ)；其中，

23、X6與X7分別點(diǎn)動(dòng)控制小車(chē)的前進(jìn)與后退；X0與X3分別是后退與前進(jìn)的限位點(diǎn)，避免點(diǎn)進(jìn)、點(diǎn)退失控。對(duì)于小車(chē)來(lái)說(shuō)，某一時(shí)刻只能是前進(jìn)與后退中的一種狀態(tài)，故需要對(duì)Y1與Y2進(jìn)行互鎖。圖18輸出動(dòng)作程序動(dòng)作程序（自動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)）梯形圖（6）信號(hào)程序梯形圖PLC送料小車(chē)的信號(hào)程序梯形圖如上圖19所示，該程序利用觸點(diǎn)比較型指令實(shí)現(xiàn)應(yīng)送料的工位號(hào)的顯示，以提醒操作人員。圖19信號(hào)程序梯形圖該P(yáng)LC-送料小車(chē)程序的工作過(guò)程，綜合以上格梯形圖，采用鏈圖格式，簡(jiǎn)要分析如下：、采樣：由M8002開(kāi)機(jī)脈沖使M0置1而“初入步0”，、運(yùn)算： 掃描“原點(diǎn)梯級(jí)” : X0接通M8004接通； 掃描“切換梯級(jí)” ：X4接通X5接

24、通開(kāi)始送料； 掃描“動(dòng)作梯級(jí)” ：Y1接通KM1導(dǎo)通電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)X1導(dǎo)通KM1斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng) 掃描“信號(hào)梯級(jí)” ：MOV K1 D10數(shù)碼管顯示由0變?yōu)?； 掃描“定時(shí)梯級(jí)” ：T1開(kāi)始計(jì)時(shí)，6min分鐘后T1導(dǎo)通; 掃描“其余梯級(jí)” ：分析略。 、刷新：M0啟開(kāi)始：Y1、Y2 導(dǎo)通 KM1導(dǎo)通、KM2斷開(kāi)；M0啟數(shù)碼管指示開(kāi)始：Y7、Y8導(dǎo)通 數(shù)碼管顯示為1；結(jié)論：本程序能滿(mǎn)足控制要求，并能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的有關(guān)規(guī)定。表11 編程元件明細(xì)表編程元件編號(hào)功能參數(shù)及附注輸入繼電器X0原點(diǎn)X11號(hào)位X22號(hào)位X33號(hào)位X84號(hào)位X4點(diǎn)動(dòng)自動(dòng)X5送料X6點(diǎn)進(jìn)X7點(diǎn)退中間繼電器 M0、M10、M11、M

25、12、M13、M21、M22、M23、M31、M32、M33、M41、M42在梯形圖中起中間變量的作用主要用于完成不能直接實(shí)現(xiàn)的功能、或比較復(fù)雜的功能特殊繼電器M8002開(kāi)機(jī)脈沖M8044原點(diǎn)條件 觸點(diǎn)比較型指令 D0>3大于或等于3時(shí)導(dǎo)通D0=0等于0時(shí)導(dǎo)能D0=1等于1時(shí)導(dǎo)通D0=2等于2時(shí)導(dǎo)通D0=3等于3時(shí)導(dǎo)通輸出繼電器Y1控制KM1小車(chē)前進(jìn)Y2控制KM2小車(chē)后退Y3Y9七段數(shù)碼管顯示顯示數(shù)字03時(shí)間繼電器T1定時(shí)5minT2定時(shí)8min T3定時(shí)10minT4定時(shí)6min序號(hào)切換條件小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況KM1KM2數(shù)碼管結(jié)論0設(shè)備送電之后停止000通過(guò)1SB5按下，松開(kāi)前進(jìn)101通過(guò)2

26、 到達(dá)1號(hào)位停止001通過(guò)3T15min到，1態(tài)后退011通過(guò)4SQ0動(dòng)作停止000通過(guò)5SB5按下，松開(kāi)前進(jìn)102通過(guò)6到達(dá)2號(hào)位停止002通過(guò)7T28min到，1態(tài)后退012通過(guò)8SQ0動(dòng)作停止000通過(guò)10SB5按下，松開(kāi)前進(jìn)103通過(guò)11 到達(dá)3號(hào)位停止003通過(guò)12T310min到，1態(tài)后退013通過(guò)13SQ0動(dòng)作停止000通過(guò)14SB8按下，松開(kāi)前進(jìn)102通過(guò)15到達(dá)4號(hào)位停止000通過(guò)16T36min到，1態(tài)后退013通過(guò)程序調(diào)試說(shuō)明：程序調(diào)試時(shí)采用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有三菱FX2N-48MR型號(hào)的PLC為替代品，參照I/O分配圖，對(duì)I/O信號(hào)進(jìn)行模擬接線(xiàn)，接觸器用繼電器替代，未接入電動(dòng)機(jī)；

27、 因?yàn)槌绦蛘{(diào)試只與PLC的I/O信號(hào)相關(guān)。異常情況：無(wú)程序調(diào)試結(jié)論：本程序在實(shí)驗(yàn)室用FX2N-48MR(與EC-8M8R相容)進(jìn)行模擬調(diào)試，各工作步工作情況符合控制要求及設(shè)計(jì)要求的相關(guān)規(guī)定，程序在模擬環(huán)境中調(diào)試通過(guò)。 調(diào)試：丁濤 指導(dǎo)老師：余老師 時(shí)間：2009年11月6日在計(jì)算機(jī)上啟動(dòng)FXGP或GX編程軟件，將小車(chē)送料梯形圖程序，錄入到計(jì)算機(jī)；并以自己姓名為名，將該程序保存于D盤(pán)之上，以備后用。該程序在“實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境”中的調(diào)試按照表1-2的安排進(jìn)行，如調(diào)試出現(xiàn)“邏輯性錯(cuò)誤”，則需要重新修改程序。表12 “PLC送料小車(chē)”程序在模擬環(huán)境中的調(diào)試順序安排、調(diào)試記錄及調(diào)試結(jié)論六：電氣設(shè)計(jì)6.1：

28、確定電氣原理圖(含PLC外部接線(xiàn)原理圖)根據(jù)圖I/0分配圖（12）、切換程序梯形圖（16）、工位號(hào)傳送及定時(shí)程序圖（17）、輸出動(dòng)作程序圖（18）、信號(hào)程序梯形圖（19）、編程元件明細(xì)表（11），科威EC-08M08R型PLC接線(xiàn)端子圖，及設(shè)計(jì)要求的相關(guān)規(guī)定，對(duì)小車(chē)送料裝置進(jìn)行控制，參照設(shè)計(jì)慣例，最終設(shè)計(jì)出電氣控制原理圖如圖（1.22）。小車(chē)送料電氣原理圖： 圖110送料小車(chē)電氣原理圖PLC-送料小車(chē)的電氣控制的電氣原理圖如圖（110）所示。該電氣原理圖是在實(shí)訓(xùn)設(shè)備上完成設(shè)備接線(xiàn)，進(jìn)行程序模擬調(diào)試的重要依據(jù)。對(duì)該電氣原理圖的關(guān)鍵點(diǎn)分析如下：整臺(tái)設(shè)備采用自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)QF作為總電源開(kāi)關(guān)，拉閘之后，

29、使設(shè)備與電源完全斷開(kāi)，確保不帶點(diǎn)；對(duì)PLC未家裝分電源開(kāi)關(guān)，以簡(jiǎn)化操作過(guò)程；由于電動(dòng)機(jī)為短時(shí)重復(fù)工作，并且功率較小，故在電機(jī)回路不需過(guò)載熱保護(hù)，由空開(kāi)QF實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)；對(duì)電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)接觸器KM1與KM2的線(xiàn)圈實(shí)施“應(yīng)互鎖,以防止裝反轉(zhuǎn)切換時(shí)出現(xiàn)“邊相短路故障”；安排了原位、送1#位、送3#位、送3#位、送4#位等指示，對(duì)操作人員起到提醒的作用?？傊?，本電氣線(xiàn)路“設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約，考慮面廣，滿(mǎn)足要求”。6.2：確定元件位置圖、接線(xiàn)圖、互連圖 圖111 控制箱-元件位置圖 圖1-12 操作屏-元件位置圖、接線(xiàn)圖圖1-13 控制箱-主電路-接線(xiàn)圖圖1-14 控制箱-輔助電路-接線(xiàn)圖6.3：氣元件進(jìn)行選擇

30、，確定“電氣元件明細(xì)表”表（13）為本設(shè)計(jì)的“電氣元件明細(xì)表”。下面對(duì)表中主要設(shè)備、元件的型號(hào)規(guī)格的選擇原則及選用的理由進(jìn)行扼要說(shuō)明。（1）電動(dòng)機(jī)所用接觸器的選擇接觸器的基本選擇原則：接觸器的額定電流電動(dòng)機(jī)的額定電流。交流接觸器一般按“AC-3類(lèi)別”設(shè)計(jì)，如CJ10系列適合于一般任務(wù)的籠型電動(dòng)機(jī)；對(duì)重任務(wù)的籠型電動(dòng)機(jī)，如選用AC-3類(lèi)別接觸器則應(yīng)降級(jí)使用。中小型工廠90kW及以下的籠型電動(dòng)機(jī)，基本是一般任務(wù)型，屬“AC-3工作類(lèi)別”。本例電動(dòng)機(jī)M1功率為4kW，額定電流In=8.2A，故可選CJ20-10型交流接觸器；為多留一點(diǎn)余量，實(shí)際選CJ20-16，16A、380V，線(xiàn)圈額定電壓選220

31、V。表13 “M啟動(dòng)”元件明細(xì)表序號(hào)文字符號(hào)名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量備注1M1電動(dòng)機(jī)Y112M-2380V、4kW8.2A、7倍臺(tái)1Y接法21#PLCPLCEC-08M08R臺(tái)1*黃石科威3KM1KM2通電接觸器Y形接觸器CJ20-16瞬時(shí)脫扣80A臺(tái)3*虎牌集團(tuán)*人民電器(AC-3)10A4KW啟65VA/47.6W持8.3VA/2.6W4QF空開(kāi)DZ20Y-20/3200220V熔體2A個(gè)1200-有瞬時(shí)脫扣無(wú)熱脫扣器5FU1FU21#PLC保險(xiǎn)負(fù)載保險(xiǎn)22mm, 紅個(gè)21#PLC內(nèi)含2A保險(xiǎn)負(fù)載啟動(dòng)電流0.6A6SB5啟動(dòng)鈕LA39-11/r22mm,綠個(gè)1*上海二工7SB6啟動(dòng)鈕LA39-

32、11/g22mm,綠個(gè)1*上海二工8SB7啟動(dòng)鈕AD16-16/g3122mm,綠個(gè)1*上海二工9主電路導(dǎo)線(xiàn)BV5001mm2單芯，紅500V銅芯塑料線(xiàn)*(北京)神州永立10交流制線(xiàn)BV500500V銅芯塑料線(xiàn)11線(xiàn)槽接線(xiàn)用本例電動(dòng)機(jī)額定電流In=8.2A，故可選FR20-10型熱繼電器，為與接觸器對(duì)應(yīng)，實(shí)際選FR20-16型，16A,380V；相電流=8.2A/1.73=4.7A，故熱元件編號(hào)應(yīng)選S1，它的整定電流范圍為3.9-4.5-5.4，本例實(shí)際整定值應(yīng)取4.7A。（2）籠型電動(dòng)機(jī)所用低壓斷路器的選擇低壓斷路器，又名自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)稱(chēng)“空開(kāi)”?；\型電動(dòng)機(jī)所用空開(kāi)的基本選擇原則：空開(kāi)的額

33、定電流(1.52)電傳機(jī)的額定電流In；瞬時(shí)脫扣器整定電流10×電傳機(jī)的額定電流In；熱脫扣器(長(zhǎng)延時(shí))整定電流(11.1) 電傳機(jī)的額定電流In；6倍長(zhǎng)延時(shí)電流整定值的可返回時(shí)間電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，按實(shí)際可選用返回時(shí)間1s、3s、5s、8s、15s中的某一檔。籠型電動(dòng)機(jī)空開(kāi)速算口訣：“電動(dòng)機(jī)瞬動(dòng)，千瓦20倍” 因籠型電動(dòng)機(jī)額定電流大約是其千瓦數(shù)的2倍，故瞬時(shí)脫扣整定電流應(yīng)是千瓦數(shù)的20倍；“熱脫扣，按額定” 熱脫扣器整定電流約等于電傳機(jī)的額定電流。本例電動(dòng)機(jī)M1功率為4kW，額定電流In=8.2A，8.2A×216，故可選DZ20-16型空開(kāi)；為多留一點(diǎn)余量，實(shí)際選DZ20

34、-20/3，20A、380V、3極；4kW×20=80，故瞬時(shí)脫扣電流選80A，不帶熱脫扣器；熱過(guò)載保護(hù)另由熱繼電器實(shí)現(xiàn)。（3）電動(dòng)機(jī)配用導(dǎo)線(xiàn)的選擇電動(dòng)機(jī)配線(xiàn)速算口訣：“1.5加二，2.5加三，4.0加四” 如1.5mm2的銅芯塑料線(xiàn)，能配3.5kW的及以下的電動(dòng)機(jī)，還留有余量；“6后加六，25后加五” 表示6mm2的銅芯塑料線(xiàn)，能配12kW的及以下的電動(dòng)機(jī)；“50后遞增減五” 50mm2可配45kW電動(dòng)機(jī)，70mm2可配60kW等；“百二導(dǎo)線(xiàn)，配百數(shù)” 120mm2的銅芯塑料線(xiàn)可配100kW電動(dòng)機(jī)。BV意為“銅芯聚氯乙烯絕緣電線(xiàn)”，就是銅芯塑料線(xiàn)，一般為獨(dú)股單芯，常用于民用建筑；B

35、VR就是銅芯塑料線(xiàn)軟線(xiàn)，一般為多芯。本例電動(dòng)機(jī)功率為4kW，1.5+2=3.5，2.5+3=5.54，故電動(dòng)機(jī)主電路導(dǎo)線(xiàn)可選2.5mm2銅芯塑料線(xiàn)；本例因采用Y-減壓?jiǎn)?dòng)，故電動(dòng)機(jī)主電路導(dǎo)線(xiàn)也可選1.5mm2銅芯塑料線(xiàn)。七：安裝、接線(xiàn)、及系統(tǒng)聯(lián)合測(cè)試按照元件安裝圖安裝元件；參考原理圖，按照接線(xiàn)圖完成“板內(nèi)接線(xiàn)”；參考原理圖，按照互連圖，完成板間、柜間接線(xiàn)。最后，對(duì)程序系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，詳細(xì)步驟略。如不滿(mǎn)足要求，再回去修改程序或檢查接線(xiàn)，直到滿(mǎn)足要求為止。八：后期工作8.1：操作過(guò)程簡(jiǎn)要說(shuō)明操作過(guò)程可用鏈圖的格式，簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：電源開(kāi)關(guān)QF合閘數(shù)碼管顯示為0第一次按啟鈕SB5按下/松開(kāi)

36、碼管由0變?yōu)?KM1導(dǎo)通封皮電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)啟鈕SQ1接通 數(shù)碼管顯示仍為1電動(dòng)機(jī)M1停止定時(shí)3min后 數(shù)碼管顯示仍為1KM2導(dǎo)通電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)原位SQ0導(dǎo)通 數(shù)碼管顯示變?yōu)?，電動(dòng)機(jī)M1停止第二次按啟鈕SB5按下/松開(kāi)碼管由0變?yōu)?KM1導(dǎo)通封皮電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)啟鈕SQ1接通 數(shù)碼管顯示仍為2電動(dòng)機(jī)M1停止定時(shí)5min后 數(shù)碼管顯示仍為2KM2導(dǎo)通電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)原位SQ0導(dǎo)通 數(shù)碼管顯示變?yōu)?，電動(dòng)機(jī)M1停止第三次按啟鈕SB5按下/松開(kāi)碼管由0變?yōu)?KM1導(dǎo)通封皮電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)啟鈕SQ1接通 數(shù)碼管顯示仍為3電動(dòng)機(jī)M1停止定時(shí)8min后 數(shù)碼管顯示仍為3KM2導(dǎo)通電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)原位SQ0導(dǎo)通 數(shù)碼管顯示變

37、為0，電動(dòng)機(jī)M1停止再次按下啟鈕SB5重復(fù)以上過(guò)程8.2：常見(jiàn)故障及其排除方案常見(jiàn)故障及其排除方案如表14所示。表14 常見(jiàn)故障及其排除方案序號(hào)故障現(xiàn)象可能原因排除方案?jìng)渥?1電源總開(kāi)關(guān)合上，數(shù)碼管不亮數(shù)碼管損壞第3路火線(xiàn)存在開(kāi)路更換數(shù)碼管查相關(guān)接線(xiàn)端2 啟鈕SB1失效啟鈕SB1損壞更換啟鈕SB1 3啟鈕SB1按下，數(shù)碼管不亮，電動(dòng)機(jī)M1不啟動(dòng)1#PLC電源保險(xiǎn)FU1燒斷1#PLC負(fù)載保險(xiǎn)FU2燒斷1#PLC內(nèi)置保險(xiǎn)燒斷更換FU1更換FU2更換1#PLC內(nèi)置保險(xiǎn)8.3：編寫(xiě)并提交(課程)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)“課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)”應(yīng)包括以下內(nèi)容：封面課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)摘要目錄已知情況、控制要求、設(shè)計(jì)要求總體設(shè)計(jì)思

38、路程序設(shè)計(jì)及調(diào)試電氣設(shè)計(jì)*安裝、接線(xiàn)、聯(lián)合測(cè)試后期工作課程設(shè)計(jì)總結(jié)感謝主要參考文獻(xiàn)及資料封底九：尚存在的問(wèn)題及方案建議本設(shè)計(jì)方案雖然“設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約，考慮面廣，滿(mǎn)足要求”，但至少存在以下3個(gè)問(wèn)題尚未解決：9.1弧光短路問(wèn)題：KMy主觸點(diǎn)斷開(kāi)過(guò)程形成的電弧尚未熄滅，KM主觸點(diǎn)就已經(jīng)閉合，這個(gè)尚未熄滅的弧光就會(huì)造成“3相短路”，雖然這個(gè)時(shí)間極其短暫，但日子一久，次數(shù)一多，就會(huì)造成KMy主觸點(diǎn)嚴(yán)重?zé)龘p，甚至“熔焊”在一起；9.2：PLC電源凈化問(wèn)題：科威PLC供電電壓為AC180-260V，適應(yīng)電源范圍較寬，可直接從低壓電網(wǎng)取用220V電源；但為了減弱電網(wǎng)對(duì)PLC的干擾，仍應(yīng)加裝電源凈化元件，如電源濾波器、隔離變壓器等。建議采取以下方案解決：(1)針對(duì)弧光短路問(wèn)題，建議增加1個(gè)0.3sec的延時(shí)方案來(lái)解決：Y啟定時(shí)到KMy0態(tài)延時(shí)0.3secKM1態(tài)；(2)針對(duì)PLC電源凈化問(wèn)題，建議加裝電源濾波器