PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、目錄一、課程設(shè)計(jì)的目的和要求 11.1 目的 . 11.2 要求. 1二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及步驟 32.1 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 32.2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 32.3 PLC 選型要點(diǎn) 42.4 PLC 控制系統(tǒng)的外電路及外部接線設(shè)計(jì) 5三、課程設(shè)計(jì)任務(wù) 63.1 分組. 63.2 課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排. 63.3 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)及考勤 . 63.4 課程設(shè)計(jì)課題 . 7四、課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目?jī)?nèi)容及要求 8課題一全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng) . 8課題二物料自動(dòng)混合裝置控制系統(tǒng). 12課題三大、小球分類傳送裝置PLC控制系統(tǒng) 16課題四機(jī)械手PLC控制系統(tǒng) 19課題五自動(dòng)焊錫機(jī)PLC

2、控制系統(tǒng) 23課題六電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)PLC控制系統(tǒng) 27課題七 皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC控制系統(tǒng) 31課題八雙頭鉆床PLC控制系統(tǒng) 35課題九按鈕式人行橫道指示燈PLC控制系統(tǒng) 39附錄 A 課程設(shè)計(jì)（作業(yè)）教學(xué)大綱 43附錄 B 順序功能流程圖及順控步進(jìn)梯形圖自動(dòng)編程方法 . 47附錄 C GX Developer 編程軟件的使用 57附錄D PLC順控指令SFC的編程方法 64一、課程設(shè)計(jì)的目的和要求1.1 目的課程設(shè)計(jì)主要目的， 是通過某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計(jì)實(shí)踐， 了解一般電氣控 制設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。通過設(shè)計(jì)也有助于復(fù)習(xí)、鞏固 以往學(xué)習(xí)的內(nèi)容， 達(dá)

3、到靈活應(yīng)用的目的。 電氣設(shè)計(jì)必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝要求， 因此， 設(shè)計(jì)之前必須了解設(shè)備的用途、 結(jié)構(gòu)、 操作要求和工藝過程， 在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作 的整體觀念。機(jī)床電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)是在完成該門課的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)之后進(jìn)行的， 目的在于訓(xùn)練學(xué)生面對(duì)具體的工程問題時(shí)， 學(xué)會(huì)分析其工藝流程與控制要求、 擬定控制方案、 選型機(jī)床電器元件和 PLC以及設(shè)計(jì)電氣控制電路、程序編制與調(diào)試運(yùn)行等方面的實(shí)戰(zhàn)能力， 從而能應(yīng)用機(jī)床電氣控制與 PLC技術(shù)來解決以順序、開關(guān)邏輯控制為主的一般機(jī)床電氣工程 的應(yīng)用與設(shè)計(jì)問題。課程設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)以能力培養(yǎng)為主， 在獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí)要注意多方面能力的

4、培養(yǎng) 與提高，主要包括以下幾方面：1 ）綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力。2 ）查閱資料及調(diào)研的能力。3 ）工程繪圖能力。4 ）撰寫技術(shù)報(bào)告和編制技術(shù)資料的能力。1.2 要求1）在接受設(shè)計(jì)任務(wù)并選定課題后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和應(yīng)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容，擬訂設(shè)計(jì)任 務(wù)書和工作進(jìn)度計(jì)劃，確定各階段應(yīng)完成的工作量，妥善安排時(shí)間。2）在確定方案的過程中應(yīng)積極思考并主動(dòng)提出問題，以取得指導(dǎo)教師的幫助，在此階 段提倡廣泛討論，做到思路開闊，依據(jù)充分。3）按照機(jī)床電氣控制與 PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，根據(jù)具體課題任務(wù)及要 求，進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試與運(yùn)行。4） 掌握在PC機(jī)上，使用嘉

5、華 PLCC2.0或三菱公司的 GXDeveloper （或FXGPW1）編程 軟件來編制PLC應(yīng)用程序，并下載到 PLC中進(jìn)行調(diào)試、運(yùn)行。5）按以上設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求編制出以下資料：（1）圖紙： 工藝流程圖及外部信號(hào)分布圖 （ 手工繪圖 ）； PLC 電氣控制系統(tǒng)外部接線圖 （ 手工繪圖 ） ；（2）課程設(shè)計(jì)說明書：要求文字通順、字跡工整、 2-3 千字、圖文并茂。其中，課程設(shè) 計(jì)論文大綱要求如下： 項(xiàng)目概述； 主要功能與技術(shù)要求； 設(shè)計(jì)方案論證； PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （I 0 分析、 PLC 選型、存儲(chǔ)容量核算、外部電路及接線設(shè)計(jì)、 梯形圖與程序設(shè)計(jì)等 ） ； 調(diào)試與運(yùn)行； 結(jié)論與體會(huì)

6、。6）考核方法見附錄 A （機(jī)床電氣控制及 PLC課程設(shè)計(jì)大綱）二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及步驟2.1 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則1） 最大限度地滿足工藝流程和控制要求。工藝流程的特點(diǎn)及要求是開發(fā)PLC控制系統(tǒng) 的主要依據(jù)。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深人現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料，明確控制任務(wù)。2）監(jiān)控參數(shù)、精度要求的指標(biāo)以滿足實(shí)際需要為準(zhǔn)，不宜過多、過高，力求使控制系 統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便，并可降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和開發(fā)成本。3）保證控制系統(tǒng)的運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠。正確進(jìn)行程序調(diào)試、充分考慮環(huán)境條件。 選用可靠性較高的 PLC定期對(duì)PLC進(jìn)行維護(hù)和檢查等都是很重要和必不可少的。4） 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展

7、和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有余量。2.2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟1）首先要分析控制任務(wù)，了解被控對(duì)象的工藝流程，畫出工藝流程圖。2）確定PLC的輸入、輸出信號(hào)的類型、點(diǎn)數(shù)，正確選擇輸入、輸出模塊的規(guī)格、型號(hào)； 根據(jù)主電路如電機(jī)、電磁閥的容量及操作要求，合理選擇配電、保護(hù)和控制電器。3） 進(jìn)行必要的計(jì)算，合理選擇低壓電器及PLC的類型和容量等。4）編制I/O分配表及所用到的 PLC內(nèi)部有關(guān)如時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器、中間繼電器等元 件的地址編號(hào)表。5）畫出梯形圖或順序控制流程圖 （SFC狀態(tài)流程圖）、步進(jìn)梯形圈和外部接線圖等。6） 按照梯形圖用助記符語(yǔ)言編程或按順序控制流程圖用

8、步進(jìn)順控指令方法編制PLC應(yīng)用程序。編程可手動(dòng)編程也可按制造廠提供的編程軟件平臺(tái)，輸入梯形圖在PC機(jī)上自動(dòng)編程。7）用手持式編程器或 PC機(jī)通過RS-232串形通信口，將編制好的程序?qū)懭氲?PLC的存 儲(chǔ)器中。先接上專用 RS-232通信電纜，一端連接 PLC 一端連接PC機(jī)9芯插頭，設(shè)置好異 步串形通信參數(shù)（如傳送位數(shù)、通信速率等 ） ，即可下載程序至 PLC。8）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入可用按鈕、開關(guān)或模擬信號(hào)等代替現(xiàn)場(chǎng)采集到的信號(hào)， 輸出負(fù)載用信號(hào)燈等代替，其目的是驗(yàn)證用戶程序的控制邏輯是否符合工藝要求。9）進(jìn)行PLC主電路及外部配套電路設(shè)計(jì)，如 PLC和各類負(fù)載供電電源、外部主電路及

9、控制繼電器連鎖電路設(shè)計(jì)等，以及控制柜、外部接線等設(shè)計(jì)。10）現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)試。 先不帶載， 只帶接觸器線圈與信號(hào)燈進(jìn)行分段、 分級(jí)調(diào)試。 正常后，再帶實(shí)際負(fù)載運(yùn)行，最后固化程序存在PLC的EPROM中。然后考機(jī)運(yùn)行，時(shí)間約 72小時(shí)。主要考核系統(tǒng)穩(wěn)定性、抗干擾性等。(1) 由于用JH-120的編程軟件PLCC沒有畫SFC流程圖功能，用三菱公司編程軟件GXDeveloper (或FXGPW1)N畫SFC流程圖也較困難，故需先把SFC流程圖轉(zhuǎn)化成步進(jìn)梯形圖再繪制。在編制程序時(shí)應(yīng)編一段即時(shí)轉(zhuǎn)換指令表，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤之處。(2) 用JH-120的編程軟件PLCC進(jìn)行步進(jìn)梯形圖編程時(shí)，RET狀態(tài)返回起點(diǎn)的

10、指令目 標(biāo)器件號(hào)是 M575。( 3)本課程設(shè)計(jì)因時(shí)間等條件因素限制，不進(jìn)行帶負(fù)載與考機(jī)運(yùn)行。2.3 PLC 選型要點(diǎn)(1) PLC 容量估算 估算 I/O 點(diǎn)數(shù)(開關(guān)量與模擬量分別統(tǒng)計(jì) ) 。在實(shí)際點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上再加上 15-20 的備 用量，以備工藝改進(jìn)和擴(kuò)充需要。 估算存儲(chǔ)量小型PLC內(nèi)存約2KB,中型約2KB-8kB,大型則8KB以上。內(nèi)存容量經(jīng)驗(yàn)估算方法如下： 開關(guān)量輸入：存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)=輸入點(diǎn)數(shù)X10；開關(guān)量輸出：存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)=輸入點(diǎn)數(shù)X8;定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)=定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量輸入點(diǎn)數(shù) X2;模擬量：存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)= 莫擬 量通道數(shù)X100;通信接口：存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù) =通信接口數(shù)

11、目X300o由于用戶程序的編制與系統(tǒng) 控制的復(fù)雜程度以及算法、程序結(jié)構(gòu)等因素，使得 PLC 容量的估算很難精確，一般要加大 15-20 %的余量。(2) PLC 功能選擇各公司生產(chǎn)的PLC功能配置不盡相同，應(yīng)以夠用”為原則去選擇，一般工業(yè)順序控制只 需要具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器等基本功能就可完成任務(wù)。如果是工業(yè)過程控制或數(shù)控 機(jī)床、機(jī)器人等控制，則需要選A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊、PID控制模塊或運(yùn)動(dòng)控制定位模塊。這些模塊位數(shù)愈多，其分辨率與精度愈高，價(jià)格也就愈高。至于掃描速度、指令功能、抗干 擾功能等隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 對(duì)一般中小型工業(yè)控制都能滿足要求， 根據(jù)需要進(jìn)行選擇， 一般8位就

12、夠用了。(3) 選擇 I/0 模塊I/0模塊的價(jià)格占到 PLC總價(jià)的一半以上，不同的 I/O模塊的性能及電路均不同，必須 根據(jù)需要合理選擇。輸入模塊的選擇。輸入模塊分為數(shù)字量和模擬量?jī)煞N，數(shù)字量又分直流、交流和脈沖三種；模擬量輸入則分為電壓和電流兩種。 PLC工作電壓一般為5V,以數(shù)字方式（二進(jìn)制） 工作。所以從外部輸入的模擬信號(hào)必須先轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（010mA、420mA、0-l0V ），再通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入 PLC如果模擬量點(diǎn)數(shù)多，還要通過掃描采樣開關(guān)電路， 再接入A/D轉(zhuǎn)換器，以節(jié)約硬件資源、提高可靠性。 輸出模塊選擇。輸出模塊分為三種方式：繼電器輸出 （R） 、晶體管輸

13、出 （T） 和雙向晶 閘管 （S） 輸出。要根據(jù)驅(qū)動(dòng)的最終負(fù)載特性進(jìn)行選擇。例如，一般電動(dòng)機(jī)或電磁閥啟停、開 關(guān)控制， 控制頻率不太高的可選擇繼電器輸出模塊； 若驅(qū)動(dòng)的是變頻調(diào)速、 頻繁正反轉(zhuǎn)的伺 服電機(jī)，因其控制頻率較高，則需選擇晶體管輸出模塊。2.4 PLC 控制系統(tǒng)的外電路及外部接線設(shè)計(jì)外電路設(shè)計(jì)，主要指輸入、輸出設(shè)備 （按鈕、行程開關(guān)、限位開關(guān)、接觸器、電磁閥等 ） 與PLC的連接電路；各運(yùn)行方式、主電路及聯(lián)鎖電路設(shè)計(jì)（自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)、連讀、單步、單周期等 ）；電源電路 （主電路供電、傳感器、各負(fù)載電源等 ）；控制柜內(nèi)電路及配線； 外部接線、接地等設(shè)計(jì)。這些電路的設(shè)計(jì)原則一般同機(jī)床

14、電氣設(shè)計(jì)原則。 例如， 強(qiáng)弱電分開、 高低電壓分開和交 直流分開， 各設(shè)備要單獨(dú)接地不可串接， 大電流接點(diǎn)和線圈要有吸收和滅弧電路， 以避免干 擾波發(fā)射等。三、課程設(shè)計(jì)任務(wù)3.1 分組分組：視各班學(xué)生人數(shù)多少，每 5-7 位同學(xué)組識(shí)一個(gè)設(shè)計(jì)小組，全班共分 6-8 組，每組 2臺(tái)計(jì)算機(jī)，一臺(tái) PLC每組一個(gè)課題，各組指定組長(zhǎng)1人，負(fù)責(zé)本小組課題的設(shè)計(jì)方案論證、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)及考勤。3.2 課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排周一上午：分配課題，講解課題及課程設(shè)計(jì)要求。周一下午：（1 ）講解三菱公司的 GX Developer編程軟件的使用及下載到 PLC的調(diào)試與 運(yùn)行方法（GXDeveloper編程軟件的使用方法見附錄

15、 C）; （ 2）同學(xué)自己練習(xí)在 PC機(jī)上編程 練習(xí)及下載到PLC運(yùn)行方法，以實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中用手持式編程器做的實(shí)驗(yàn)二與實(shí)驗(yàn)三中題目為 例，與以前實(shí)驗(yàn)對(duì)比體會(huì)編程軟件的特點(diǎn)。周二：在PC機(jī)上用GX Developer編程軟件設(shè)計(jì)各課題的 PLC梯形圖程序，并下載到 PLC中完成調(diào)試運(yùn)行。每個(gè)同學(xué)必須獨(dú)立思考可用不同方法試驗(yàn)，鼓勵(lì)同組同學(xué)互相研討但 不可抄襲，否則以不及格論處。周三：按PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟完成設(shè)計(jì)，手工繪出工藝流程圖，PLC控制系統(tǒng)連接圖（除PLC輸入輸出圖外，還要畫出主電路、互鎖電路、緊急停止控制電路、電源電路及控制 面板圖等）。周四：完成2-3千字的課程設(shè)計(jì)論文，要求圖文并茂

16、（一律用A4紙書寫）。周五： 答辯， 以課題小組為單位。 根據(jù)題目的難度、 論文質(zhì)量、 對(duì)課題理解、 實(shí)際操作、 及回答問題情況由答辯老師綜合考評(píng)打分。3.3 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)及考勤程序設(shè)計(jì)及驗(yàn)證在實(shí)驗(yàn)樓數(shù)控伺服實(shí)驗(yàn)室（S-B103），要求每位同學(xué)穿鞋套、不準(zhǔn)隨地吐痰、亂扔垃圾。每天課程設(shè)計(jì)結(jié)束后，檢查并整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備，組織同學(xué)打掃衛(wèi)生，最后 離開實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)要注意關(guān)好門窗、 斷水、斷電。繪圖及論文的撰寫由教務(wù)處另行安排教室。課程設(shè)計(jì)從周一至周五全天進(jìn)行，時(shí)間按照學(xué)校作息時(shí)間。每天上、下午需簽到，由班 長(zhǎng)及學(xué)習(xí)委員負(fù)責(zé)，各小組長(zhǎng)協(xié)助。考勤情況最終納入考核成績(jī)。3.4 課程設(shè)計(jì)課題有以下 9 個(gè)實(shí)訓(xùn)

17、課題可供選用：（1）全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)；（2）物料自動(dòng)混合裝置 PLC控制系統(tǒng)；（3） 大、小球分類傳送裝置 PLC控制系統(tǒng)；（4）機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)；（5）自動(dòng)焊錫機(jī)PLC控制系統(tǒng)；（6） 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng) PLC控制系統(tǒng)；（7）皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC控制系統(tǒng)；（8）雙頭鉆床PLC控制系統(tǒng)。（9） 按鈕式人行橫道指示燈PLC控制系統(tǒng)。以上課題具體內(nèi)容可參見本課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第 4 節(jié)，選題時(shí)可根據(jù)設(shè)備及學(xué)生情況， 指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下進(jìn)行。四、課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目?jī)?nèi)容及要求課題一全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)水口進(jìn)水口電源進(jìn)水排水脫水報(bào)警PL（控制器PL（控制器”丿HD0HD1HD2HD3HD.外桶外桶r

18、=高水位開關(guān)高水位開關(guān)內(nèi)桶波輪內(nèi)桶波輪低水位開關(guān)低水位開關(guān)出水口出水口電機(jī)電機(jī)圖i.i洗衣機(jī)工作示意圖一、實(shí)訓(xùn)目的通過實(shí)際控制系統(tǒng)的建立，訓(xùn)練應(yīng)用PLC技術(shù)解決實(shí)際控制問題的思想和方法。二、應(yīng)用實(shí)例如圖1.1所示，波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶 （外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安裝 的。外桶固定，作為盛水用，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水（甩干）用。內(nèi)桶的四周有許多小孔，使內(nèi)、外桶的水流相通。洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥控制。進(jìn)水時(shí)，控制系統(tǒng)使進(jìn)水電磁閥打開，將水注入外桶；排水時(shí)，使排水電磁閥打開將水由外桶排到機(jī)外。洗滌和脫水由 同一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，通過電磁離合器來控制， 將動(dòng)力傳遞給洗

19、滌波輪或甩干桶 （內(nèi)桶）。電磁離 合器失電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)洗滌波輪實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，進(jìn)行洗滌；電磁離合器得電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi) 桶單向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行甩干（此時(shí)波輪不轉(zhuǎn)）。水位高低分別由高低水位開關(guān)進(jìn)行檢測(cè)。起動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。1 控制要求啟動(dòng)時(shí)，首先進(jìn)水，到高水位時(shí)停止進(jìn)水，開始洗滌。正轉(zhuǎn)洗滌15s，暫停3s后反轉(zhuǎn)洗滌15s，暫停3s后再正轉(zhuǎn)洗滌，如此反復(fù)30次。洗滌結(jié)束后，開始排水，當(dāng)水位下降到低水位時(shí)，進(jìn)行脫水（同時(shí)排水），脫水時(shí)間為10s。這樣完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過 程。經(jīng)過3次上述大循環(huán)后（第2、3次為漂洗），洗衣完成報(bào)警，報(bào)警 10s后結(jié)束全過程， 自動(dòng)停機(jī)。2. I /O設(shè)備及分配

20、I /0設(shè)備及I /0點(diǎn)分配如表1.1所示。表1.1 I /0設(shè)備及I / 0點(diǎn)分配表輸入元件輸入地址輸岀元件輸岀地址起動(dòng)按鈕X000進(jìn)水電磁閥Y000高水位開關(guān)X001電機(jī)正轉(zhuǎn)控制Y001低水位開關(guān)X002電機(jī)反轉(zhuǎn)控制Y002排水電磁閥Y003脫水電磁離合器Y004報(bào)警蜂鳴器Y0053.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)，是運(yùn)用狀態(tài)編程思想解決順序控制問題的過程。該過程分為：任務(wù)分解、弄清每個(gè)狀態(tài)功能、找出每個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件及方向和設(shè)置初始狀態(tài)四個(gè)階段。下面說明全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)過程。（1 ）任務(wù)分解。根據(jù)控制要求，將洗衣機(jī)的工作過程分解為下面幾個(gè)工序（狀態(tài)）：進(jìn)水：S20

21、;正轉(zhuǎn)洗滌：S21 ;暫停：S22;反轉(zhuǎn)洗滌：S23;暫停：S24;排水：S25;脫水：S26; 報(bào)警：S27。（2）弄清各狀態(tài)的功能S20使進(jìn)水電磁閥得電打開:Y000為ONS21正轉(zhuǎn)洗滌15s:Y001為ON定時(shí)TO,K150S22暫停3s :T1為ON K30,延時(shí)3sS23反轉(zhuǎn)洗滌15s :Y002為ON定時(shí)T2,K150S23暫停3s :T3為ON K30,延時(shí)3s洗滌次數(shù)計(jì)數(shù)30次，CO K30S25使排水電磁閥得電排水：Y003為 ONS26脫水：排水電磁閥打開Y003為ON電磁離合器得電Y004為ON電機(jī)正轉(zhuǎn)Y001為ON脫水定時(shí)10sT4,K100大循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)3 次 C1,

22、K3S27報(bào)警（蜂鳴器工作）：Y005為 ON定時(shí) 10s, T5, K100（3）找出各狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向，將系統(tǒng)中各狀態(tài)連接成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，并設(shè)置初始條件，結(jié)果如圖1.2所示。自制程序SO起動(dòng)丄仙OQl|/|_-_（fo?5）高水位-001Y002一TOS22001進(jìn)水正傳洗滌TlY001ro him衛(wèi)” Qcoy00150 HOw k 30反轉(zhuǎn)流滌滋滌次數(shù)小循環(huán)低水悝-純Q2RSF CO02排水排水脫水離合器r*rr-r* -Cl noo H脫水時(shí)間大擔(dān)環(huán)次就大循環(huán)報(bào)警報(bào)警時(shí)間圖1.2 全自動(dòng)洗衣機(jī) PLC控制系統(tǒng)順控流程圖4.根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求，其系統(tǒng)接線圖如圖1.3所示。

23、圖1.3 全自動(dòng)洗衣機(jī)的PLC控制系統(tǒng)外部接線圖三、實(shí)訓(xùn)要求：1. 畫出工藝流程圖，并在圖上標(biāo)出元件表（I/O表）；2. 分析I/O性質(zhì)，計(jì)算I/O點(diǎn)數(shù)，存儲(chǔ)容量，PLC選型；3. 畫順控流程圖及梯形圖；4. 在PC機(jī)上編程并下載到 PLC中；5. 運(yùn)行調(diào)試；6. 畫PLC外部接線圖（含電機(jī)主電路圖及供電圖）；7. 撰寫課程設(shè)計(jì)論文。課題二 物料自動(dòng)混合裝置控制系統(tǒng)爾弭A 軻算B W C高液位LiL?中液位M-舍KI LJ低液位銳梓電幼機(jī)排放閥11圖2.1物料自動(dòng)混合裝置示意圖一、實(shí)訓(xùn)目的1. 用PLC構(gòu)成物料自動(dòng)混合控制系統(tǒng)。2. 掌握PLC編程的技巧和程序調(diào)試的方法。3. 訓(xùn)練應(yīng)用PLC技

24、術(shù)實(shí)現(xiàn)一般生產(chǎn)過程控制的能力。二、控制要求1. 初始狀態(tài)如圖2.1所示混合裝置的容器是空，F(xiàn)1、F2、F3和F4分別是物料 A B、C進(jìn)料及混合液排空電磁閥，M是攪拌電動(dòng)機(jī)，Ll、L2和L3分別是貯罐的高液位、中液位和低液位的液 位傳感器，H是加熱器，T為溫度傳感器。2. 物料自動(dòng)混合控制按下啟動(dòng)按鈕，開始下列操作。(1) 電磁閥F1開啟，開始注入物料 A,至高度L2(此時(shí)L2、L3均為ON時(shí)，關(guān)閉閥F1, 同時(shí)開啟電磁閥 F2,注入物料B,當(dāng)液面上升至 L1時(shí)，關(guān)閉閥F2。(2) 停止物料B注入后，啟動(dòng)攪拌電動(dòng)機(jī)M,使A B兩種物料混合10s。（3）10s后停止攪拌，開啟電磁閥F4,放出混合

25、物料，當(dāng)液面高度降至L3后，再經(jīng)5s關(guān)閉閥F4。3. 停止操作按下停止按鈕，停止操作，回到初始狀態(tài)。三、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及指導(dǎo)1系統(tǒng)配置（1）FX2N-48MR PLC臺(tái)。（2 ）物料自動(dòng)混合裝置示意圖如圖2.1所示。（3）根據(jù)物料自動(dòng)混合控制的要求，I /O配置及接線如圖2.2所示。物料自動(dòng)混合裝置中電磁閥的動(dòng)作，受液位傳感器輸入信號(hào)的控制。如果物料混合需要加熱，按SB2,啟用加熱器 H開始加熱。當(dāng)溫度達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，溫度傳感器T動(dòng)作（D4指示），加熱器H停止加熱。液面位置分別由D1、D2和D3指示。Y01-Y012（可不加）溫度TX006Y011YO10嚴(yán)洋-c-D2-D1溫度上限（可不加） 液位

26、L3指示液位L2指示液位L1指示（可不加）加熱液位液位SB2 ” r 丄一 r_2 嗎-IHH一wII1麗】I小 II自動(dòng)/手動(dòng)pro ra土。原點(diǎn)|520忖犬球ImpT吸小球5BT|V1吸犬球T1-vlDflOTS25右移申佛卵一下限T2-rh鯨|丫】/ o時(shí)Xi上MriX-擬SO圖3.2大、小球分類傳送裝置 PLC控制系統(tǒng)順控流程圖五、系統(tǒng)接線圖根據(jù)控制要求，其系統(tǒng)接線圖如圖3.3所示。220VQS起動(dòng)左限位下限位 上限位 小球右移 大球右移 手動(dòng)右移 手動(dòng)左移 手動(dòng)上升 手動(dòng)下降 手動(dòng)吸球 手動(dòng)釋放SQ4啓E*SB6才 m X0X3X4X6X7X10X11X12X13LNY0Y1Y2Y3

27、Y4Y52-FU2手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)停止X1415FU3下降 抓球 上升 左移 右移COM圖3.3 大、小球分類傳送裝置PLC控制系統(tǒng)外部接線圖六、系統(tǒng)調(diào)試1. 輸入程序，按圖3.2所示的梯形圖正確輸入程序。2 靜態(tài)調(diào)試，按圖3.3所示的系統(tǒng)接線圖正確連接好輸入設(shè)備，進(jìn)行PLC的模 擬靜態(tài)調(diào)試，觀察PLC的輸出指示燈是否按要求指示，否則，檢查并修改程序, 直至指示正確。3. 動(dòng)態(tài)調(diào)試，按圖3.3所示的系統(tǒng)接線圖正確連接好輸出設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)的動(dòng) 態(tài)調(diào)試，先調(diào)試手動(dòng)程序，后調(diào)試自動(dòng)程序，觀察大、小球分類裝置能否按控 制要求動(dòng)作，否則，檢查線路或修改程序，直至大、小球分類裝置按控制要求 動(dòng)作。七、訓(xùn)

28、練要求1. 畫工藝流程圖，分析I/O性質(zhì)，計(jì)算I/O點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)容量，PLC選型；2. 編寫程序（在PC機(jī)上編程并下載到 PLC中）；3. 運(yùn)行并調(diào)試程序，運(yùn)行調(diào)試記錄；4. 畫PLC控制系統(tǒng)外部接線圖（含主電路及供電圖）;5. 撰寫課程設(shè)計(jì)論文。課題四機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)起動(dòng)左限位右限位說明，I 機(jī)械丁的工作是從人點(diǎn)將工件移到B點(diǎn)；2原點(diǎn)位機(jī)械夾鉗處于來緊位，機(jī)械手處于左上角位, 3機(jī)械夾鉗為有電放松，無電夾緊.血當(dāng)傳送蒂“有工件時(shí)，光電轉(zhuǎn)感賽接通，機(jī)械齊 始自動(dòng)搽作。圖4.1 機(jī)械手動(dòng)作示意圖一、實(shí)訓(xùn)目的1 .熟悉步進(jìn)順控指令的編程方法；2 .掌握單流程程序的編制；3 .掌握機(jī)械手的程序設(shè)計(jì)

29、及其外部接線。二、實(shí)訓(xùn)器材1 .可編程控制器1臺(tái)(FX2N-48MR):2. 機(jī)械手模擬顯示模塊1塊(帶指示燈、接線端口及按鈕等)；3 .實(shí)訓(xùn)控制臺(tái)1個(gè)；4 .電工常用工具1套；5 .手持式編程器或計(jì)算機(jī)1臺(tái)；6. 連接導(dǎo)線若干。三、實(shí)訓(xùn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)用PLC控制的將工件從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的機(jī)械手的控制系統(tǒng)。其控制要 求如下：1 .手動(dòng)操作，每個(gè)動(dòng)作均能單獨(dú)操作，用于將機(jī)械手復(fù)歸至原點(diǎn)位置；2 .連續(xù)運(yùn)行，在原點(diǎn)位置按起動(dòng)按鈕或當(dāng)光電探測(cè)器探測(cè)到有工件時(shí)，機(jī)械手按圖4.1連續(xù)工作一個(gè)周期，一個(gè)周期的工作過程如下：原點(diǎn)t下降夾t夾緊（T） 上T上升T右移T下降T放松（T） t上升t左移到原點(diǎn)，時(shí)間T由

30、教師現(xiàn)場(chǎng)規(guī)定。四、軟件程序1 . I / O分配X0:自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換；XI :停止；X2 :自動(dòng)起動(dòng)；X3 :上限位；X4 :下限 位；X5:左限位；X6:右限位；X7:手動(dòng)向上；X10 :手動(dòng)向下；X11 :手動(dòng)左 移 ； X12 :手動(dòng)向右；X13 :手動(dòng)放松；X14 :光電開關(guān)（當(dāng)探測(cè)到有工件時(shí)接通） Y0 :夾緊/放松（為安全，斷電時(shí)要求夾緊以免工件傷人，即Y0=0時(shí)夾緊，Y0=1 時(shí)放松）；Y1 :上升；Y2:下降；Y3:左移；Y4:右移；Y5:原點(diǎn)指示。2.程序設(shè)計(jì)方案根據(jù)系統(tǒng)的控制要求及PLC的I / O分配，其系統(tǒng)程序如圖4.2所示。五、系統(tǒng)接線根據(jù)系統(tǒng)控制要求，其系統(tǒng)接線圖如

31、圖4.3所示。自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換停止自動(dòng)起動(dòng)上限位下線位左限位右限位手動(dòng)向上手動(dòng)向下手動(dòng)左移手動(dòng)右移手動(dòng)放松圖4.3 機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)外部接線圖L No YY23 YwY5-KM0Q4o 1X2 3 4.5G71 X X X X X X XX2XXAC 220V/DC 24V手動(dòng)停止X HH-MX0 .HI(W1XJO 刑HIthXU X5 -IIkH1|1 史T | FQlZR5T S2Q 528區(qū)間翼位加刃失電夾緊Y21有電啟松光電開無-原點(diǎn)滯示燼】轉(zhuǎn)自動(dòng)上外左稽右移SO嫖點(diǎn)Xi4 _ W囪動(dòng)起動(dòng)瑣松520I|紀(jì)T| 巾|-CtO I2052H下降衛(wèi)下緘位 PBNDS22 -TOsrpn上

32、雌-X6 右0fc&S3T|-X4下0陽(yáng)豈MWI夾緊 )120 -n)右移下降po愜t|yq|敖松負(fù)動(dòng)程序ENDTO .C20S2F|(7T)73上帕523 除渣上升、 曇常除渣左行Trrp -xioT7TT-一-弟SD-X2Ttri-Xl im- -T0-kzjCD除渣下降除渣右行丿 焊錫上升 悍禍右行焊鍋下降卻工件焊錫除渣機(jī)械手悍錫機(jī)械手連千續(xù)530 -T1K12CD托盤下降丿cn已悍工件取出、rSO延時(shí)55進(jìn)入 下一循環(huán)RETEND圖5.2 自動(dòng)焊錫機(jī)PLC控制系統(tǒng)順控流程圖220V.QSFU1一 一焊錫焊錫 焊錫焊錫除渣除渣除渣除渣運(yùn)行單循多循,自動(dòng)/手動(dòng)左限右限 上限下限 左限右限上

33、限下限停止 環(huán) 環(huán)sb0 sq1sq2sq3sq4sq5sq6sq7sQ8Sb1 sb2 sb3： X k i k X i E El A丨丨1 1 11 1丨I I , ICOMXO X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11X12 X13FX2N-48MRCOM1-Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7N L費(fèi)阱旳喬陽(yáng)7匚I KA1 Ka0 Ka3 Ka2 Ka3 Ka4 Ka7 |ka6 除渣除渣 除渣 除渣焊錫焊錫 焊錫焊錫 上升 下降 左行 右行 上升 下降 左行 右行FU2AC 220VDC 24圖5.3自動(dòng)焊錫機(jī)的PLC控制系統(tǒng)外部接線圖七、實(shí)訓(xùn)報(bào)告1 實(shí) 訓(xùn)

34、總 結(jié)(1)畫工藝流程圖，分析 I/O性質(zhì)，計(jì)算I/O點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)容量，PLC選型；(2 )編寫程序(在 PC機(jī)上編程并下載到 PLC中)；( 3)運(yùn)行并調(diào)試程序，運(yùn)行調(diào)試記錄；(4) 畫PLC控制系統(tǒng)外部接線圖(含主電路及供電圖)；( 5)撰寫課程設(shè)計(jì)論文。2實(shí)訓(xùn)思考( 1) 若要在自動(dòng)運(yùn)行的基礎(chǔ)上增加手動(dòng)運(yùn)行功能， 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)其程序；( 2) 請(qǐng)用起保停的編程方法設(shè)計(jì)自動(dòng)焊錫機(jī)的程序。課題六電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)PLC控制系統(tǒng)一、實(shí)訓(xùn)目的1 熟 悉順 控 指 令 的 編 程 方法 ；2 掌 握選 擇 性 流 程 程 序 的編 制 ；3 掌 握電 動(dòng) 機(jī) 正 反 轉(zhuǎn) 能 耗制 動(dòng) 的 程 序 設(shè) 計(jì)

35、 及其外 部 接線 。二、實(shí)訓(xùn)器材1可編程控制器 1臺(tái) (FX24-48MR)2交流接觸器 3個(gè) 220V 5A ；3熱繼電器 1個(gè) (5A) ：4按鈕開關(guān) 3個(gè)( 常開，其中 1個(gè)用來代替熱繼電器的常開觸頭)；5 .電動(dòng)機(jī) 1 臺(tái)(AC 380V 220W);6熔斷器 5個(gè) (5A) ；7. 交流開關(guān)穩(wěn)壓電源 l 個(gè) AC 220V/DC24V 10A8. 全波整流二極管 1個(gè)， 24V 10A8. 變壓器 1個(gè)， AC 380V/AC24V 100W9. 線繞電阻1個(gè)，5 Q 30W10 .電工常用工具 1 套；11 .連接導(dǎo)線若干。三、實(shí)訓(xùn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)用PLC基本邏輯指令實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)

36、能耗制動(dòng)的控制系統(tǒng)，其 控 制 要 求 如 下 ( 詳 細(xì) 內(nèi) 容 見 教 科 書 P164-P165 ) ：1 . 按 SB2 ， KM1 合 ， 電 動(dòng) 機(jī) 正 轉(zhuǎn) ；2 .按SB3 , KM2合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)：3 .按SB1 ,延遲0.5秒后KM1或KM2斷開，KM3合，電機(jī)進(jìn)行能耗制動(dòng)(制動(dòng)時(shí) 間 為 3秒 停 止 ) ；4 . FR動(dòng)作，KM1或KM2或KM3釋放，電動(dòng)機(jī)自由停車。4 .運(yùn)行過程中若電機(jī)過載，則FR動(dòng)作，KM1或KM2或KM3釋放，電動(dòng)機(jī)自由 停車。注 意 觀 察 制 動(dòng) 與 自 由 停 車 時(shí) ， 電 機(jī) 運(yùn) 行 狀 態(tài) 的 不 同 ， 前 者 立 即 停 止 ， 后

37、 者 則 因 慣 性 轉(zhuǎn) 動(dòng) 一 段 時(shí) 間 停 止 。四、軟件程序1 . I / 0分配X0 :停止按鈕；X1 :正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕；X2 :反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕；X3 :熱繼電 器常閉觸點(diǎn)；Y0:正轉(zhuǎn)接觸器；Y1 :反轉(zhuǎn)接觸器；Y2:制動(dòng)接觸器。2 .梯形圖設(shè)計(jì)根據(jù)控制要求及PLC的I/O分配，畫出其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖6.1所示。-X1正轉(zhuǎn)趙動(dòng)1Y2ZRST S2D S23M8 皿 D x 3熱侏護(hù)14I正傳-XD停止S2D_LX2反轉(zhuǎn)題動(dòng)_ Y0與Y1互鎖罰一_熱保護(hù)42 YD 反轉(zhuǎn)571一XD停止11 -TOS2 3 -T1延時(shí)卩”5秒 后開始制動(dòng)制動(dòng)3秒鐘 完咸制動(dòng)SD RFT END圖6.1電動(dòng)機(jī)正

38、反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng) PLC控制系統(tǒng)順控流程圖五、系統(tǒng)接線根據(jù)系統(tǒng)控制要求，其系統(tǒng)接線圖如圖 6.2所示。六、系統(tǒng)調(diào)試1 .輸入程序按前面介紹的程序輸入方法，正確輸入程序。2 .靜態(tài)調(diào)試按圖6.2(a) 所示的PLC的I / 0接線圖正確連接好輸入設(shè)備，進(jìn)行PLC 的模擬靜態(tài)調(diào)試(按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2(X1)時(shí)，Y1亮，按下停止按鈕SB1 時(shí)，Y1熄滅，同時(shí)Y3亮，進(jìn)行制動(dòng)，3秒后Y3熄滅；按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB3(X2)時(shí)，Y2亮，按下停止按鈕SB1時(shí)，Y2熄滅，同時(shí) Y3亮，進(jìn)行制動(dòng)，3秒后Y3熄滅；電動(dòng)機(jī)正在工作時(shí)，若熱繼電器動(dòng)作，則Y1或Y2或Y3都熄滅，電機(jī)自由停止。通過手持式編程器監(jiān)視，觀

39、察其是否與指示一致，否則，檢查并修改程序，直至指示正確。3 .動(dòng)態(tài)調(diào)試按圖6.2 (a) 所示的PLC的I / O接線圖正確連接好輸出設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)的空載調(diào)試，觀察交流接觸器能否按控制要求動(dòng)作(即按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2(X1)時(shí)，KM1(Y1)閉合，按下停止按鈕SB1時(shí)，KM1斷開，同時(shí) KM3(Y3)閉合，3秒后KM3也斷開；按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕 SB3(X2)時(shí)，KM2(Y2)閉合，按下停止按鈕SB1時(shí)，KM2斷開，同時(shí) KM3閉合，進(jìn)行制動(dòng)，3秒后KM3斷開。電動(dòng)機(jī)正在工作時(shí)，若熱繼電器動(dòng)作，則KM1或 KM2或 KM3都斷開，電機(jī)自由停止。通過手持式編程監(jiān)視，觀察其是否與動(dòng)作一致，否則，檢

40、查電路或修改程序，直至交流接觸器能按控制要求動(dòng)作：然后按圖6.2 (b) 所示的主電路圖連接好電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行帶載動(dòng)態(tài)調(diào)試。4 .修改程序動(dòng)態(tài)調(diào)試正確后，練習(xí)讀出、刪除、插入、監(jiān)視程序等操作。5畫PLC控制系統(tǒng)外部接線圖(含主電路及供電圖)圖6.2電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)的PLC控制系統(tǒng)外部接線圖七、實(shí)訓(xùn)報(bào)告1 .實(shí)訓(xùn)總結(jié)(1)畫工藝流程圖，分析 I/O性質(zhì)，計(jì)算I/O點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)容量，PLC選型;(2 )編寫程序(在 PC機(jī)上編程并下載到 PLC中)；( 3)運(yùn)行并調(diào)試程序，運(yùn)行調(diào)試記錄；(4)畫PLC控制系統(tǒng)外部接線圖(含主電路及供電圖)( 5)撰寫課程設(shè)計(jì)論文。2實(shí)訓(xùn)思考并說明為什么?( 1 ) 用 另 外 的 方 法 編 制 程 序 ；( 2) 從安全的角度分析一下狀態(tài) S22 的作用，課題七 皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC控制系統(tǒng)圖7.1皮帶運(yùn)輸機(jī)的動(dòng)作示意圖一、實(shí)訓(xùn)目的1 .熟悉步進(jìn)順控指令的編程方法；2 .掌握選擇性流程程序的編制；3 .掌握皮