P L C原理課程設(shè)計(jì).doc

P L C原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師： 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 目 錄一、大小球分揀傳送機(jī)械PLC控制1題目要求 1.1 大小球分揀傳送機(jī)械示意圖 3 1.2控制要求 3 2選擇plc的機(jī)型 43連續(xù)工作的順序功能圖 44. I/O分配表和I/O接線圖 5 4.1 I/O分配表 5 4.2 I/O接線圖 65出現(xiàn)問(wèn)題及解決 66.程序和注釋 7二、 小型污水處理控制系統(tǒng)1題目及要求 261.1 SBR污水處理工藝的技術(shù)要求 261.2 SBR廢水處理系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備 271.3 SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 282選擇PLC的機(jī)型 293I/O接線圖 29 3.1 主電路設(shè)計(jì) 293.2 交流控制電路設(shè)計(jì) 30 4連續(xù)工作的順序功能圖 32 5I/O分配 33 6出現(xiàn)問(wèn)題及解決 35 7程序和注釋 35三、心得體會(huì) 47四、參考文獻(xiàn) 491、大小球分揀傳送機(jī)械PLC控制一題目及要求1. 大、小球分揀傳送機(jī)械示意圖2. 控制要求：（1）機(jī)械臂起始位置在機(jī)械原點(diǎn)（見(jiàn)圖），為左限、上限并有顯示。（2）有起動(dòng)按鈕和停止按鈕控制運(yùn)行，設(shè)停止時(shí)機(jī)械臂必須已回到原點(diǎn)。（3）起動(dòng)后，機(jī)械臂動(dòng)作順序?yàn)椋合陆滴蛏仙ㄖ辽舷蓿┯倚校ㄖ劣蚁蓿┫陆滇尫派仙ㄖ辽舷蓿┳笮蟹祷兀ㄖ猎c(diǎn)）。（4）機(jī)械臂右行時(shí)有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降時(shí)，當(dāng)電磁鐵壓著大球時(shí)，下限開(kāi)關(guān)LS2斷開(kāi)（=“0” ）；壓著小球時(shí)，下限開(kāi)關(guān)LS2接通（=“1” ）。多操作模式1）回初始模式2）手動(dòng)模式3）自動(dòng)模式：?jiǎn)沃芷?、和連續(xù)3. I/O編址及I/O端子接線圖4. 連續(xù)工作的順序功能圖5. 編程并調(diào)試二選擇PLC的機(jī)型，擴(kuò)展I/O模塊型號(hào)及校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力選用西門(mén)子S7-200機(jī)型，使用18個(gè)數(shù)字量輸入6個(gè)數(shù)字量輸出，不用I/O擴(kuò)展，滿(mǎn)足電源負(fù)載能力。三連續(xù)工作的順序功能圖起始位置 0 1 2 3 6 7 啟動(dòng)下行 壓合下限SQ2吸球 定時(shí)1s 上行 壓合上限SQ1右行 小球右限SQ4 大球右限SQ5下行下行 5 4 放球 定時(shí)1s 上行 壓合下限SQ2左行壓合上限SQ1 壓合左限SQ3四I/O分配表和I/O接線圖1.I/O分配表I/0分配表見(jiàn)表1。表1 I/0分配表輸入信號(hào)I0.0啟動(dòng)按鈕SB1I0.1停止按鈕SB2I0.2上限位開(kāi)關(guān)SQ1I0.3下限位開(kāi)關(guān)SQ2I0.4左限位開(kāi)關(guān)SQ3I0.5小球右限位開(kāi)關(guān)SQ4I0.6大球右限位開(kāi)關(guān)SQ5I0.7大小球檢測(cè)開(kāi)關(guān)SQI1.0手動(dòng)運(yùn)行選擇開(kāi)關(guān)SB3I1.1單周期運(yùn)行選擇開(kāi)關(guān)SB4I1.2連續(xù)運(yùn)行選擇開(kāi)關(guān)SB5I1.3原點(diǎn)選擇開(kāi)關(guān)SB6I1.4手動(dòng)上行開(kāi)關(guān)SB7I1.5手動(dòng)下行開(kāi)關(guān)SB8I1.6手動(dòng)右行開(kāi)關(guān)SB9I1.7手動(dòng)左行開(kāi)關(guān)SB10I2.0手動(dòng)抓球開(kāi)關(guān)SB11I2.1手動(dòng)放球開(kāi)關(guān)SB12輸出信號(hào)Q0.0原點(diǎn)位置指示燈HLQ0.1抓球電磁鐵YAQ0.2下行中間繼電器KA1Q0.3上行中間繼電器KA2Q0.4右行中間繼電器KA3Q0.5左行中間繼電器KA42.I/O接線圖I/O接線圖見(jiàn)圖1。圖1 I/O接線圖五出現(xiàn)問(wèn)題及解決 在最初的編寫(xiě)程序中，對(duì)scr指令的使用出現(xiàn)了錯(cuò)誤，導(dǎo)致后來(lái)接線操作中，最初的s0.1一直在被置1，從而使輸出一直不對(duì)，這個(gè)問(wèn)題自己沒(méi)能找到從何入手，經(jīng)過(guò)老師指點(diǎn)，重新用一個(gè)開(kāi)關(guān)作為控制自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程的啟動(dòng)脈沖才解決了問(wèn)題。在后來(lái)的操作過(guò)程中，會(huì)因?yàn)橥洀?fù)位行程開(kāi)關(guān)而導(dǎo)致輸出不正確，后來(lái)通過(guò)多練習(xí)以及從原理上理解這個(gè)程序，才從根本上解決忘記復(fù)位這個(gè)問(wèn)題。六程序和注釋 2. 小型污水處理控制系統(tǒng)一、題目及要求1SBR污水處理工藝的技術(shù)要求序列間歇式活性污泥法廢水處理技術(shù)（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，簡(jiǎn)稱(chēng)SBR）是一種高效廢水回用的處理技術(shù)，采用優(yōu)勢(shì)菌技術(shù)對(duì)生活污水進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)處理后的中水可以用來(lái)澆灌綠地、花木、沖洗廁所及車(chē)輛等，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。SBR污水處理系統(tǒng)分別由污水處理池、清水池、中水水箱、電控箱以及水泵、羅茨風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥門(mén)和電磁閥等部分組成，在污水處理池、清水池、中水水箱中分別設(shè)置液位開(kāi)關(guān)，用以檢測(cè)水池與水箱中的水位。SBR廢水處理系統(tǒng)示意圖如圖1所示。圖1 SBR廢水處理系統(tǒng)示意圖污水處理的第一階段：當(dāng)污水池中的水位處于低水位或無(wú)水狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)閥會(huì)自動(dòng)開(kāi)起納入污水。當(dāng)污水池納入的污水至正常高水位時(shí)，電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉，污水池中污水呈微氧和厭氧狀態(tài)。污水處理的第二階段：采用能降解大分子污染物的曝氣法，可使污水脫色、除臭、平衡菌群的pH值并對(duì)污染物進(jìn)行高效除污，即好氧處理過(guò)程。整個(gè)好氧（曝氣）時(shí)間一般需要68h。在曝氣管路上安裝了排空電磁閥，當(dāng)電動(dòng)閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉后，排空電磁閥開(kāi)起，羅茨風(fēng)機(jī)延時(shí)空載起動(dòng)，然后排空電磁閥關(guān)閉，污水池開(kāi)始曝氣。當(dāng)曝氣處理結(jié)束后，排空電磁閥再次開(kāi)起，羅茨風(fēng)機(jī)空載停機(jī)，然后排空電磁閥延時(shí)關(guān)閉。曝氣風(fēng)機(jī)在無(wú)負(fù)荷條件下起動(dòng)和停止，能起到保護(hù)電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)的作用。經(jīng)過(guò)0.5h的水質(zhì)沉淀，PLC下達(dá)起動(dòng)1#清水泵指令，將沉淀后的水泵入到清水池。當(dāng)清水池中的水位升至正常高水位時(shí)，1#清水泵自動(dòng)停止運(yùn)行。這時(shí)2#清水泵自動(dòng)起動(dòng)向中水箱泵水，當(dāng)水箱內(nèi)達(dá)到正常高水位時(shí)，2#清水泵自動(dòng)停止運(yùn)行，這時(shí)中水箱內(nèi)的水全部完成處理過(guò)程。如上所示，當(dāng)中水箱內(nèi)水位降至低水位時(shí)，2#清水泵又自動(dòng)起動(dòng)向中水箱泵水。當(dāng)污水池中的水位降至低水位時(shí)，電動(dòng)閥門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)繼續(xù)向污水池納入污水。如此循環(huán)往復(fù)。SBR廢水處理技術(shù)針對(duì)污水水質(zhì)不同選用生物菌群不同，工藝要求要求有所不同，電氣控制系統(tǒng)應(yīng)有參數(shù)可修正功能，以滿(mǎn)足廢水處理的要求。2SBR廢水處理系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備SBR廢水處理系統(tǒng)中所使用的動(dòng)力設(shè)備（水泵、羅茨風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥），均采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)和電磁閥（AC220V選配）選配防水防潮型。1#清水泵：立式離心泵LS50-10-A，揚(yáng)程10m，流量29m3/h，1kW。2#清水泵：立式離心泵LS40-32.1，揚(yáng)程30m，流量16m3/h，3kW。曝氣羅茨風(fēng)機(jī)：TSA-40，0.7m3/min，1.1kW。電動(dòng)閥：閥體D97A1X5-10ZB-125mm，電動(dòng)裝置LQ20-1，AC380V，60W。3SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求1) 控制裝置選用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，根據(jù)工藝要求合理選配PLC機(jī)型和I/O接口。2) 可執(zhí)行手動(dòng)/自動(dòng)兩種方式，應(yīng)能按照工藝要求編輯程序并可實(shí)時(shí)整定參數(shù)。3) 電動(dòng)閥上驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為正、反轉(zhuǎn)雙向運(yùn)行，因此要在PLC控制回路加互鎖功能。4) PLC的接地應(yīng)按手冊(cè)中的要求設(shè)計(jì)，并在圖中表示或說(shuō)明。5) 為了設(shè)備安全運(yùn)行，考慮必要的保護(hù)措施，例如電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù)、控制系統(tǒng)短路保護(hù)等。6) 繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、PLC硬件電路，編制PLC的I/O接口功能表。7) 選擇電器元件、編制元器件目錄表。8) 采用梯形圖或指令表編制PLC控制程序。二、選擇PLC的機(jī)型，擴(kuò)展I/O模塊型號(hào)及校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力選用西門(mén)子S7-200機(jī)型，使用21個(gè)數(shù)字量輸入16個(gè)數(shù)字量輸出，不用I/O擴(kuò)展，滿(mǎn)足電源負(fù)載能力三、I/O接線圖I/O接線圖如圖2所示。圖2 I/O接線圖 (1) 主電路設(shè)計(jì) SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)主電路如圖3所示。圖3 SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)主電路1) 主回路中交流接觸器KM1、KM2、KM3分別控制1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風(fēng)機(jī)M3；交流接觸器KM4、KM5控制電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M4，通過(guò)正、反轉(zhuǎn)完成開(kāi)起閥門(mén)和關(guān)閉閥門(mén)的功能。2) 電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M4控制器內(nèi)還裝有常閉熱保護(hù)開(kāi)關(guān)，對(duì)閥門(mén)電動(dòng)機(jī)M4實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。3) QF為電源總開(kāi)關(guān)，既可完成主電路的短路保護(hù)，又起到分?jǐn)嗳嘟涣麟娫吹淖饔茫褂煤途S修方便。4) 熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護(hù)。FU5、FU6分別完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保護(hù)。(2) 交流控制電路設(shè)計(jì) SBR廢水處理系統(tǒng)交流控制電路如圖4所示。圖4 SBR廢水處理系統(tǒng)交流控制電路1) 控制電路有電源指示HL。PLC供電回路采用隔離變壓器TC，以防止電源干擾。2) 隔離變壓器TC的選用根據(jù)PLC耗電量配置，可以配置標(biāo)準(zhǔn)型、變比1：1、容量100VA隔離變壓器。3) 1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風(fēng)機(jī)M3分別有運(yùn)行指示燈HL1、HL2、HL3，由KM1、KM2、KM3接觸器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)控制。4) 4臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4的過(guò)載保護(hù)，分別由4個(gè)熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實(shí)現(xiàn)，將其常閉觸點(diǎn)并聯(lián)后與中間繼電器KA1連接構(gòu)成過(guò)載保護(hù)信號(hào)，KA1還起到電壓轉(zhuǎn)換的作用，將220V交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流24V信號(hào)送入PLC完成過(guò)載保護(hù)控制功能。5) 上水電磁閥YA1和指示燈HL1、排空電磁閥YA2，分別由中間繼電器KA2和KA3觸點(diǎn)控制。四、連續(xù)工作的順序功能圖圖5 SBR廢水處理系統(tǒng)控制流程圖五、I/O分配SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸入信號(hào)見(jiàn)表2。 表2 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸入信號(hào)表序號(hào)工位名稱(chēng)文字符號(hào)端口序號(hào)工位名稱(chēng)文字符號(hào)端口1污水池高水位開(kāi)關(guān)信號(hào)H1I0.211手動(dòng)開(kāi)電動(dòng)閥旋鈕開(kāi)關(guān)SB4I1.32污水池低水位開(kāi)關(guān)信號(hào)L1I0.312手動(dòng)關(guān)電動(dòng)閥旋鈕開(kāi)關(guān)SB5I1.43清水池高水位開(kāi)關(guān)信號(hào)H2I0.6131#清水泵手動(dòng)旋鈕開(kāi)關(guān)SB6I1.54清水池低水位開(kāi)關(guān)信號(hào)L2I1.0142#清水泵手動(dòng)旋鈕開(kāi)關(guān)SB7I1.65中水箱高水位開(kāi)關(guān)信號(hào)H3I1.115電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)起限位開(kāi)關(guān)SQ1I2.26中水箱低水位開(kāi)關(guān)信號(hào)L3I1.216電動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉限位開(kāi)關(guān)SQ2I2.47起動(dòng)按鈕（綠色）SB110.017電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)故障報(bào)警FR0I2.08停止按鈕（紅色）SB2I2.718電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)器報(bào)警KA1I2.19旋鈕開(kāi)關(guān)（自動(dòng)）SB3-1I0.419曝氣風(fēng)機(jī)手動(dòng)旋鈕開(kāi)關(guān)SB8I1.710旋鈕開(kāi)關(guān)（手動(dòng)）SB3-2I0.520自動(dòng)控制程序開(kāi)啟脈沖SB9I2.5SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸出接口功能表見(jiàn)表3。表3 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸出接口功能表序號(hào)工位名稱(chēng)端口序號(hào)工位名稱(chēng)端口11#清水泵接觸器Q0.610電動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉黃色指示燈Q0.522#清水泵接觸器Q0.711開(kāi)電動(dòng)閥門(mén)接觸器Q0.33污水池高水位紅色指示燈Q0.112關(guān)電動(dòng)閥門(mén)接觸器Q0.24污水池低水位綠色指示燈Q0.013電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)器報(bào)警紅色指示燈Q1.75清水池高水位紅色指示燈Q1.014羅茨風(fēng)機(jī)（曝氣風(fēng)機(jī)）接觸器Q1.56清水池低水位綠色指示燈Q1.115排空電磁閥繼電器Q1.47中水箱高水位紅色指示燈Q1.216上水電磁閥繼電器Q1.68中水箱低水位綠色指示燈Q1.317輸出口備用9電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)起綠色指示燈Q0.4六、出現(xiàn)問(wèn)題及解決 雖然污水處理程序本身用到的指令以及知識(shí)點(diǎn)都是平時(shí)最基礎(chǔ)的SCR以及延時(shí)程序，但在編程過(guò)程中還是遇到了蠻大的麻煩，因?yàn)橐恍┻壿嫷南群箜樞蚨鴮?dǎo)致整個(gè)程序出現(xiàn)問(wèn)題，輸出的燈時(shí)而會(huì)有一些本來(lái)不該亮的燈也涼了，所以要想編好這個(gè)程序，首先要對(duì)污水處理的過(guò)程以及原理了然于胸，然后通過(guò)自己的理解把從污水到污水自動(dòng)處理的過(guò)程，以及后來(lái)污水到清水，再由清水到中路的過(guò)程，每一步發(fā)生了什么，先后順序是什么，都是編好程序的關(guān)鍵。在接線操作時(shí)，更是要對(duì)整個(gè)順序和原理非常清楚，才能準(zhǔn)確無(wú)誤的展示給老師看，操作過(guò)程中也經(jīng)常會(huì)因?yàn)殚_(kāi)關(guān)先后順序不對(duì)，造成輸出指示燈亮的不對(duì)，這些都是需要細(xì)心的地方。七、程序和注釋PLC原理課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)星期的PLC原理課程設(shè)計(jì)，對(duì)自己而言收獲還是非常多的，之前的學(xué)習(xí)過(guò)程更加偏向于理論，平時(shí)的實(shí)驗(yàn)雖然對(duì)自己理論聯(lián)系實(shí)際的幫助也非常大，但大多都是用現(xiàn)有的程序，很少有自己親手從頭到尾編的程序。沒(méi)有經(jīng)歷最初的看要求理思路，全局編排程序的分布，一點(diǎn)點(diǎn)把錯(cuò)誤改過(guò)來(lái)，到最后終于成功的喜悅是一種很奇妙也很美妙的感覺(jué)，這樣的感覺(jué)也增加了自己對(duì)PLC的學(xué)習(xí)熱情，在第二個(gè)污水處理的編程以及調(diào)試中，自己之前的焦躁會(huì)少了很多，一心只想快點(diǎn)跨過(guò)這個(gè)難題，通過(guò)自己的思考以及和同學(xué)的激烈討論，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)程序的編排和調(diào)試都使自己在PLC上有了不小的進(jìn)步。一方面使我鞏固了這學(xué)期PLC原理課程所學(xué)的知識(shí)，對(duì)梯形圖編程的基本知識(shí)的使用更加熟練，尤其是使用能流進(jìn)行分析，同時(shí)也增加了我對(duì)PLC編程的一些認(rèn)識(shí)，在課程設(shè)計(jì)完成過(guò)程中通過(guò)和同學(xué)的交流，也增加了合作的技巧。通過(guò)查閱以下資料也學(xué)到了一些課本上沒(méi)有的東西，拓寬了自己的知識(shí)面，增加了學(xué)好PLC的信心。 這次設(shè)計(jì)，了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、耐心和努力，這將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作做出了最好的榜樣。我覺(jué)得作為自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，這次課程設(shè)計(jì)是很有意義的。更重要的是如何把自己平時(shí)所學(xué)的東西應(yīng)用到實(shí)際中。雖然自己對(duì)于這門(mén)課了解的還不算很多，一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)過(guò)程只是一個(gè)入門(mén)的過(guò)程，也沒(méi)有很有效的辦法讓自己有質(zhì)的飛躍，但是由于這一個(gè)多禮拜的“學(xué)習(xí)”，自己通過(guò)獨(dú)立思考以及同學(xué)的討論中和老師指導(dǎo)下對(duì)這門(mén)課也有了一定深入了解，感覺(jué)非常好。而我真正體會(huì)到了合作的重要性，遇到很多問(wèn)題時(shí)，當(dāng)我自己思考以及看書(shū)查資料不