超聲波清洗機(jī)控制

1、沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專(zhuān)用紙 No課程設(shè)計(jì)（論文）題目： 超聲波清洗機(jī) 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)名稱(chēng)：機(jī)電傳動(dòng)控制班級(jí)學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 李 巖 任曉虹2014年12月8日 成 績(jī) 評(píng) 定 表學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)專(zhuān) 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)題目超聲波清洗機(jī)控制系統(tǒng)評(píng)語(yǔ)組長(zhǎng)簽字：成績(jī)?nèi)掌?201 年 月 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào) 課程設(shè)計(jì)題目超聲波清洗機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù): 1.設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1）完成課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)所要求的控制循環(huán)。 2）按停止按鈕，完成當(dāng)前循環(huán)后再停。3）要求可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、單周期、連續(xù)控制。4）循環(huán)5次，停止循環(huán)，聲光間斷報(bào)警5秒。2.設(shè)計(jì)要求：1）畫(huà)出端子分

2、配圖和順序功能圖2）設(shè)計(jì)并調(diào)試PLC控制梯形圖3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:1）理解題目要求，查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案 1天2）PLC梯形圖設(shè)計(jì)與調(diào)試 4天3）說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě) 1天4）答辯 1天指導(dǎo)教師： 2014年12月10日專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人：陳白寧 2014年12月10日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)： 2014年12月11日 目 錄0. 前 言41. 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求51.1 控制要求51.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求51.3 任務(wù)分析62. 總體設(shè)計(jì)72.1 輸入輸出端子接線圖72.2 PLC控制原理圖及其設(shè)計(jì)說(shuō)明82.3 主電路圖92.4 PLC選型103. PLC程序設(shè)計(jì)113.1 主程序設(shè)計(jì)說(shuō)明113.2

3、 主程序順序功能圖123.3 梯形圖133.4 程序調(diào)試說(shuō)明193.5 電器元件選擇194. 總 結(jié)205. 參考文獻(xiàn)21 0. 前 言本次課程設(shè)計(jì)的目的是掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本原理、PLC控制電路的設(shè)計(jì)方法以及繼電器接觸器控制電路的PLC改造方法。掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中繼電器接觸器控制和PLC控制的基本原理、設(shè)計(jì)方法及兩者的關(guān)系。掌握常用電器元件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與設(shè)計(jì)能力?？删幊绦蚩刂破鱌LC（Programmable Logical Controller）是以微處理器為核心綜合了微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為一體的通用工業(yè)控制裝置。PLC具有體積小、功能

4、強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、靈活通用、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是在高可靠性和惡劣工作環(huán)境中得到好評(píng)，在機(jī)械、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用、成為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱（PLC/機(jī)器人、CAD/CAM）之一。因此學(xué)好并熟練應(yīng)用PLC對(duì)當(dāng)代大學(xué)生而言已經(jīng)變得至關(guān)重要。1. 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求1.1 控制要求 （1）該系統(tǒng)可進(jìn)行清洗、漂洗、還有超聲、有進(jìn)水進(jìn)液閥、排水排液閥、水泵電動(dòng)機(jī)和液泵電動(dòng)機(jī)，容腔內(nèi)包含兩個(gè)液位傳感器，上限位和下限位。（2）要求有三種工作方式：手動(dòng)、單周期、連續(xù)。（3）連續(xù)時(shí)，循環(huán)5次結(jié)束，聲光間斷報(bào)警5秒。1.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求 （1）畫(huà)出段子分配圖 、和順序功

5、能圖 （2）設(shè)計(jì)并調(diào)試PLC控制梯形圖 （3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.3 任務(wù)分析圖1 超聲波清洗機(jī)工藝流程圖2. 總體設(shè)計(jì)2.1 輸入輸出端子接線圖圖2 端子接線圖2.2 PLC控制原理圖及其設(shè)計(jì)說(shuō)明圖3 外部接線圖2.3 主電路圖 圖4 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路圖2.4 PLC選型 PLC的規(guī)模大小是由輸入輸出端口數(shù)決定的，也就是選擇合適的I/O端口數(shù)的PLC。因此在選用PLC時(shí)，首先應(yīng)與PLC相連的全部輸入輸出裝置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并區(qū)分輸出的性質(zhì)，和所需的電壓、電流的大小和種類(lèi)。確定全部的I/O點(diǎn)數(shù)，并在加上10%-15%的備用量，用來(lái)輸出的擴(kuò)展。 （1）輸入點(diǎn)數(shù) 手動(dòng)、單周期、連續(xù)、啟動(dòng)、停止共需要5個(gè)輸入端

6、口，上下限位需要兩個(gè)輸入端口，手動(dòng)需要5個(gè)輸入，共需要12個(gè)輸入。 （2）輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)水閥、進(jìn)液閥需要2個(gè)輸出、排水排液閥共用1個(gè)輸出、水泵、液泵需要2個(gè)輸出，超聲漂洗、超聲漂洗2個(gè)輸出，聲光報(bào)警需要2個(gè)輸出、綜上所述共需要9個(gè)輸出。根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)及備用量選用 S7-200 CPU226 AC/DC/繼電器 型PLC3. PLC程序設(shè)計(jì)3.1 主程序設(shè)計(jì)說(shuō)明 根據(jù)要求該系統(tǒng)超聲清洗和超聲漂洗兩項(xiàng)功能，并能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、單周期、連續(xù)的循環(huán)。手動(dòng)程序設(shè)計(jì)：當(dāng)給出手動(dòng)輸入時(shí)，應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的輸出，當(dāng)閉合手動(dòng)進(jìn)水閥時(shí)，進(jìn)水閥打開(kāi)，此時(shí)水泵作用把水送進(jìn)機(jī)體，關(guān)閉進(jìn)水閥，上述兩過(guò)程結(jié)束。當(dāng)閉合手動(dòng)進(jìn)液閥時(shí)，進(jìn)液閥

7、打開(kāi)，同時(shí)液泵作用，將液體送進(jìn)機(jī)體，信號(hào)結(jié)束，上述過(guò)程停止。當(dāng)手動(dòng)排水、液閥得到信號(hào)時(shí)，排水排液閥打開(kāi)，有超聲清洗信號(hào)時(shí)，輸出超聲清洗有超聲漂洗信號(hào)時(shí)，輸出超聲漂洗。手動(dòng)過(guò)程中，上述個(gè)過(guò)程沒(méi)有相互聯(lián)系，互相獨(dú)立。單周期、連續(xù)程序設(shè)計(jì)：?jiǎn)沃芷谂c連續(xù)基本相同，用一個(gè)連續(xù)標(biāo)志位區(qū)別，根據(jù)超聲波清洗機(jī)工藝流程圖，啟動(dòng)后，打開(kāi)進(jìn)液閥和液泵，同時(shí)打開(kāi)排液閥、進(jìn)行清洗液沖洗，4秒后停止，關(guān)閉排液閥，進(jìn)液閥液泵繼續(xù)工作，直到液體達(dá)到上限位，關(guān)閉進(jìn)液閥液泵，進(jìn)行清洗液超聲漂洗，3秒后停止，進(jìn)行清洗液超聲清洗，清洗時(shí)間為5秒，時(shí)間到，打開(kāi)排液閥，直到液體到達(dá)下限位時(shí)，此時(shí)打開(kāi)進(jìn)水閥、水泵進(jìn)行清水沖洗，2秒后，關(guān)閉

8、排水排液閥，進(jìn)清水直到達(dá)到上限位，關(guān)閉水泵進(jìn)水閥，進(jìn)行清水超聲清洗，6時(shí)間到后停止清洗打開(kāi)排水閥，直到液體到達(dá)下限位打開(kāi)水泵、進(jìn)水閥清水沖洗，2秒后停止水泵進(jìn)水閥，開(kāi)始排水，到下限位時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，若不連續(xù)，即連續(xù)標(biāo)志位未得電，系統(tǒng)停止，若連續(xù)，則系統(tǒng)開(kāi)始循環(huán)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)位5時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。3.2 主程序順序功能圖 圖5 順序功能圖3.3 梯形圖手動(dòng)標(biāo)志：手動(dòng)程序連續(xù)標(biāo)志位清洗液清洗超聲漂洗超聲清洗排液清水沖洗進(jìn)清水清水超聲清洗排水清水沖洗排水計(jì)數(shù)聲光報(bào)警輸出程序：進(jìn)水閥、水泵進(jìn)液閥、液泵排水排液閥超聲清洗超聲漂洗圖6 PLC梯形圖3.4 程序調(diào)試說(shuō)明 1.第一次編寫(xiě)程序時(shí)，將聲光報(bào)警、

9、計(jì)數(shù)器輸出端直接與M1.4并聯(lián)，導(dǎo)致程序出錯(cuò)，仿真時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤無(wú)法出現(xiàn)梯形圖，經(jīng)多次調(diào)試后，多加了一個(gè)M1.5，并將M1.4作為計(jì)數(shù)器的得電條件單獨(dú)分離出來(lái)，程序能正確運(yùn)行。 2.在仿真時(shí)，出現(xiàn)輸出端一直亮的現(xiàn)象，后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，仿真是給信號(hào)的過(guò)程，多數(shù)信號(hào)脈沖只是瞬時(shí)的，開(kāi)關(guān)打上去之后應(yīng)該立刻博關(guān)閉，改正后，仿真能正確輸出。3.5 電器元件選擇1.電機(jī)選型：根據(jù)該清洗劑要求可選擇三相交流異步電動(dòng)機(jī)：型號(hào)YZP 100L額定功率：2.2KW，額定電流：5.57A，額定電壓：380V，額定轉(zhuǎn)速：1500 r/min。最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)2.4。效率75.8%。功率因數(shù)Cos0.792.熔斷器選型：選擇熔斷器的依據(jù)和指標(biāo)有： 電路中的FU1：型號(hào)為：3NA3 8032C FU2：型號(hào)為：3NA3 8012：4. 總 結(jié)本次課程設(shè)計(jì)在老師和同學(xué)耐心的幫助下，順利的完成了本次課程設(shè)計(jì)。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中固定程序的繼電器接觸器控制和PLC控制的基本原理、設(shè)計(jì)方法及兩者的關(guān)系。常用電器元件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與