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文檔簡介
1、中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電氣可編程控制器課程設(shè)計說明書目錄引言21 控制系統(tǒng)設(shè)計要求21.1 PLC課程設(shè)計主要步驟21.2 系統(tǒng)控制要求31.2.1控制要求31.2.2設(shè)計板31.2.3四節(jié)傳送帶的工作方式42 設(shè)計方案42.1 總體設(shè)計方案說明43 系統(tǒng)硬件設(shè)計43.1 PLC選型及硬件配置43.1.1選型原則43.1.2選型方法43.1.3硬件配置43.2主電路設(shè)計43.3 控制電路設(shè)計53.4 PLC的I/O接線圖53.5 PLC接線圖64 PLC控制軟件設(shè)計及調(diào)試64.1 系統(tǒng)程序設(shè)計64.2程序的模擬與調(diào)試11總結(jié)12參考文獻13第 頁 共 頁引言可編程序控制器,英文稱Programm
2、able Controller,簡稱PC。但由于PC和個人計算機(Personal Computer)混淆,故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置,專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計,它采用可編程序的存儲器,用以在其內(nèi)部存儲區(qū)域執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令,并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它克服了繼電器控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點,充分利用了微處理器的優(yōu)點,又照顧到
3、現(xiàn)場操作維修人員的技能與習(xí)慣,特別是PLC程序的編制,不需要專門的計算機編程語言知識,而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式,使用戶程編制形象、直觀、方便易學(xué);調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后,只需按說明書的提示,做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作,就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。 本課題是用PLC模擬四節(jié)傳送帶的工作。用PLC控制傳送帶具有程序設(shè)計簡單、易于操作和理解、能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能等優(yōu)點。此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)四節(jié)傳送帶的倒序啟動和順序停止以及故障、重物處理等功能1 控制系統(tǒng)設(shè)計要求1.1 PLC課程設(shè)計主要步驟1、分析被控對象的工藝條件和控制要求。被
4、控對象是指受控的機械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。在進行系統(tǒng)設(shè)計時,首先需要深入了解被控對象的特點、控制過程與要求等。確定被控對象與PLC之間的輸入、輸出關(guān)系。控制要求主要指控制系統(tǒng)的基本方式、應(yīng)完成的動作等,同時要注意必要的保護和連鎖等2、選擇I/O設(shè)備。根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求,確定系統(tǒng)所需的輸入、輸出設(shè)備的具體型號、數(shù)量等。常用的輸入設(shè)備有按鈕、限位開關(guān),傳感器等;常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、電磁閥等。3、選擇PLC的型號。根據(jù)已選擇的I/O設(shè)備,統(tǒng)計I/O點數(shù),選擇合適的PLC類型,在選擇時要考慮所需機型的容量大小、I/O模塊種類及電源類型等。4、分配I/O點。只有分配PLC的I/O
5、點后,方可進行程序設(shè)計。5、程序設(shè)計。它是整個系統(tǒng)設(shè)計的核心工作,首先要熟悉控制要求,根據(jù)控制要求設(shè)計好梯形圖程序。6、輸入程序后調(diào)試程序。調(diào)試過程中如果發(fā)現(xiàn)問題,則要采取措施逐一排除,直至調(diào)試成功。7、編寫技術(shù)文件。包括說明書、電氣原理圖,電氣元件明細(xì)表,程序等。1.2 系統(tǒng)控制要求1.2.1控制要求 有一個用四條皮帶運輸機的傳送系統(tǒng),分別用四臺電動機帶動,控制要求如下: 啟動時先起動最末一條皮帶機,經(jīng)過1秒延時,再依次起動其它皮帶機。 停止時應(yīng)先停止最前一條皮帶機,待料運送完畢后再依次停止其它皮帶機。 當(dāng)某條皮帶機發(fā)生故障時,該皮帶機及其前面的皮帶機立即停止,而該皮帶機以后的皮帶機待運完后
6、才停止。例如M2故障,M1、M2立即停,經(jīng)過1秒延時后,M3停,再過1秒,M4停。當(dāng)某條皮帶機上有重物時,該皮帶機前面的皮帶機停止,該皮帶機運行1秒后停,而該皮帶機以后的皮帶機待料運完后才停止。例如,M3上有重物,M1、M2立即停,過1秒,M3停,再過1秒,M4停。1.2.2設(shè)計板圖1.11.2.3四節(jié)傳送帶的工作方式四條皮帶運輸機的傳送系統(tǒng),分別用四臺異步電動機M1、M2、M3、M4(型號:Y)帶動,由于設(shè)計版圖上沒有重物模擬開關(guān),用外部開關(guān)E、F、G、H模擬重物。控制過程如下: (1)啟動時先按下SB1按鈕,起動最末一條皮帶機,經(jīng)過1秒延時,再依次起動其他皮帶機;停止時只需按下按鈕SB2,
7、這時M1皮帶先停止工作,然后M2、M3、M4依次間隔1秒停止工作。 (2)A、B、C、D為故障模擬按鈕,分別模擬M1、M2、M3、M4發(fā)生故障時的情況。例如:當(dāng)要模擬M1條皮帶機發(fā)生故障時,只需按下按鈕A即可,此時該皮帶機立即停止工作,M2在M1停止工作后1秒以后再停止。M3在M2停止工作后1秒以后再停止,往后依次類推。當(dāng)M2發(fā)生故障時,M1皮帶機立即停止工作,而M2以后的皮帶機則依次間隔1秒以后再停止工作。M3、M4發(fā)生故障時情況與此相同。 (3)E、F、G、H為重物模擬開關(guān),分別模擬M1、M2、M3、M4重物時的情況。例如:當(dāng)要模擬M2皮帶機重物時,只需打開F開關(guān)即可,此時該皮帶機前面的M
8、1立即停止工作,M2延時1秒后停止,M3在M2停止后延時1秒停止,M4在M3停止后延時1秒停止。M1、M3、M4重物情況與此相同。2 設(shè)計方案2.1 總體設(shè)計方案說明(1)控制電路采用PLC控制直流接觸器來控制三相異步電機的運轉(zhuǎn),進而控制傳送帶。(2)用A、B、C、D按鈕分別模擬M1、M2、M3、M4故障,用E、F、G、H開關(guān)分別模擬M1、M2、M3、M4重物。(3)采用刀開關(guān)、熔斷器、直流接觸器和熱繼電器構(gòu)成Y100L-2型三相異步電機啟動、停止和保護主電路。(4)采用基本指令和定時器指令組合來設(shè)計控制程序。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 PLC選型及硬件配置3.1.1選型原則PLC的選擇主要應(yīng)從P
9、LC 的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下,力爭最佳的性能價格比。選擇時應(yīng)主要考慮到合理的結(jié)構(gòu)型式,安裝方式的選擇,相應(yīng)的功能要求,響應(yīng)速度要求,系統(tǒng)可靠性的要求,機型盡量統(tǒng)一等因素。3.1.2選型方法(1)四節(jié)傳送帶系統(tǒng)有10個輸入量和4個輸出,考慮滿足功能要求及擴展,可以選擇I/O總點數(shù)為24點或I/O總點數(shù)為32點的FX系列PLC;(2)PLC控制直流接觸器的線圈,故選用交流電源、繼電器輸出型FX系列PLC;(3)考慮最佳性能價格比和可靠性,故選用FX2N系列。綜上所訴,給出
10、FX2N24MR、FX224MR和FX232MR三種參考。本次課程設(shè)計我們使用的是PLC是FX2N24MR型PLC。3.1.3硬件配置(1)PLC型號:FX2N24MR(AC電源,DC輸入,輸入14點,輸出10點,繼電器輸出);(2)Y100L2型三相異步電機,額定功率3KW,額定電流6.4A,額定轉(zhuǎn)速2880r/min;(3)刀開關(guān)、直流接觸器、熔斷器、熱繼電器和傳感器。3.2主電路設(shè)計圖3.13.3 控制電路設(shè)計圖3.23.4 PLC的I/O接線圖表3.1輸入輸出啟動(SB1)X0Y1KM1停止(SB2)X5Y2KM2M1故障(A)X1Y3KM3M2故障(B)X2Y4KM4M3故障(C)X
11、3M4故障(D)X4M1重物(E)X6M2重物(F)X7M3重物(G)X10M4重物(H)X113.5 PLC接線圖圖3.34 PLC控制軟件設(shè)計及調(diào)試4.1 系統(tǒng)程序設(shè)計梯形圖指令表4.2程序的模擬與調(diào)試 (1)傳送帶正常運轉(zhuǎn)時:當(dāng)按下啟動按鈕SB1時,先啟動最后一個傳送帶,然后經(jīng)過1S的延時,啟動第三個傳送帶,依次經(jīng)過1S延時,啟動其他傳送帶;當(dāng)按下停止按鈕SB2時,第一個傳送帶立即停止運轉(zhuǎn),其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。(2)傳送帶發(fā)生故障時:當(dāng)A傳送帶發(fā)生故障時,第一個傳送帶停止運轉(zhuǎn),其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。當(dāng)B傳送帶發(fā)生故障時,第一、二個傳送帶停止運
12、轉(zhuǎn),其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。當(dāng)C傳送帶發(fā)生故障時,前三個傳送帶停止運轉(zhuǎn),第四個傳送帶經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。當(dāng)D傳送帶發(fā)生故障時,四個傳送帶均停止運轉(zhuǎn)。當(dāng)故障解除時,四個傳送帶需要停完后,再次按啟動按鈕,傳送帶開始運轉(zhuǎn)。(3)傳送帶重物時:當(dāng)A傳送帶重物時,第一個傳送帶延時1S停止運轉(zhuǎn),其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。當(dāng)B傳送帶重物時,第一個傳送帶停止運轉(zhuǎn),第二個傳送帶延時1S停止,其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。當(dāng)C傳送帶重物時,前兩個傳送帶停止運轉(zhuǎn),第三個傳送帶經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn),第四個在第三個停止后延時1S停止。當(dāng)D傳送帶發(fā)生故障時,前三個傳送帶均停止運轉(zhuǎn),D延時1S停止。當(dāng)重物解除時,四個傳送帶需要停完后,再次按啟動按鈕,傳送帶開始運轉(zhuǎn)??偨Y(jié)本次課程設(shè)計經(jīng)過老師和同學(xué)們的幫助,終于圓滿完成,在老師和同學(xué)的幫助下,克服了不少困難。通過這次課程設(shè)計我學(xué)到了很多東西,不僅鞏固了以前所學(xué)
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