電鍍流水線的PLC課程教學(xué)設(shè)計

1、1、本課程設(shè)計目的根據(jù)要求設(shè)計出合理的PLC空制裝置，學(xué)習(xí)使用PLC實現(xiàn)對工業(yè)過程的控制。 在設(shè)計過程中要全面的考慮各種影響因素， 提高設(shè)計的程序的可靠性，結(jié)合實際 情況綜合的加深自己對PLC的各種基礎(chǔ)知識加以理解消化吸收，提高動手能力和 工程素養(yǎng)。2、設(shè)計指標(biāo)與要求本選題是為了電鍍車間提高工效、促進(jìn)生產(chǎn)自動化以及減輕勞動強(qiáng)度而設(shè)計 的一種專用半自動起吊設(shè)備，采用遠(yuǎn)距離控制。起吊物品為待進(jìn)行電鍍或進(jìn)行表 面處理的各種產(chǎn)品零件。電鍍生產(chǎn)過程是由人工將待加工零件裝入吊籃 （或掛鉤上），在發(fā)出信號后， 起吊設(shè)備便提升并逐段前進(jìn)，按工藝要求，在需要停留的槽位上停止，并自動下 降，下降到位并且停留一段時

2、間（電鍍）后，自動提升。如此完成電鍍工藝規(guī)定的 每一道工序后，返回起吊位置，卸下加工好的零件，為下一次加工做好準(zhǔn)備。電 鍍系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。2電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意寓N 第一電液冋收 W 3.器二電 »液冋收4.集三電 詼回收拾 6 掛件報 乩吊?。㎎ 行車3. 課程設(shè)計報告內(nèi)容與設(shè)計步驟（1 ）設(shè)計的任務(wù)分析與計算1. 課題要求1 .電鍍流水線順序控制系統(tǒng)的動力配置兩臺電動機(jī)。行車架前的后移動由 行車電動機(jī)M1控制，其功率為4kV；提升電動機(jī)M2控制吊鉤上升與下放，其 功率為2 . 5 kW。吊鉤上升，提起待鍍工件，其上升高度由行程開關(guān)控制。2 .行車架攜待鍍工件向前運動至槽上方，由

3、行程開關(guān)控制其停止向前運動 （制動）。.吊鉤下放到一定位置，制動停車，待鍍工件浸入槽內(nèi)2mi n。.吊鉤提升待鍍工件到位后停止（制動），在鍍槽上方停30s0.行車架攜工件運動至第一電鍍液回收槽上方，由限位開關(guān)控制停止（制34.吊鉤下放，其工作情況與3過程相同，浸入槽內(nèi)時間為32s。 .與4過程相同，停留時間為.以后工作重復(fù)上述過程。3 動）。616s。782. 工藝過程©電«工藝流程示意圖電鍍工藝流程圖如圖所示。先將待鍍工件放人槽內(nèi)2min,然后提起懸停30s,隨后放人第一電鍍液回收槽內(nèi)浸 32s，提起懸停16s,再放人第二電鍍液回收槽 內(nèi)浸32s,提起懸停16s，如此循環(huán)

4、直到加工過程結(jié)束。整個過程為：從原始位置開始，行車7停在掛件架5前，掛件架放在固定支 架上，由操作人員將待鍍工件掛在掛具上，吊鉤6勾住掛件架然后啟動系統(tǒng)工作 （見圖）。3. 時序分析4. 主電路設(shè)計計算在本設(shè)計中，裝置的運行主要是通過兩個電動機(jī)的運轉(zhuǎn)實現(xiàn)， 在工業(yè)控制中, 可以直接使用220V電壓供電。5. 控制方法設(shè)計本次課程設(shè)計，通過編寫較為簡單的PLC程序使電鍍流水線的控制得以實現(xiàn)。在設(shè)計過程中，電鍍流水線順序控制系統(tǒng)的動力配置兩臺電動機(jī)。行車架前的后 移動由行車電動機(jī)M1控制，其功率為4kW提升電動機(jī)M2控制吊鉤上升與下 放，其功率為2. 5 kW吊鉤上升，提起待鍍工件，其上升高度由行

5、程開關(guān)控制。(2) PLC輸入/輸出接口地址的分配、接口電路圖1.PLC選型控制系統(tǒng)采用了 8輸入4輸出，選用S7-200的CPU222I卩可，但基于在實際中 的使用情況，一般選用 CPU224本此設(shè)計使用的就是 CPU2242.主電路圖及相關(guān)功能說明上圖為系統(tǒng)的主電路圖:圖中，F(xiàn)A起到了短路保護(hù)作用，即當(dāng)控制線路發(fā)生短路故障時，控制線路應(yīng)能迅速切除電源，F(xiàn)A可以完成主電路的短路保護(hù)任務(wù)。QA為通電開關(guān)，當(dāng) QA 閉合時，就可以用控制電路控制系統(tǒng)的運行。 QAO為控制電動機(jī)M1向前（正轉(zhuǎn)）移動的主開關(guān)，QA1為控制其向后（反轉(zhuǎn)）移動的主開關(guān)；QA2為控制電動機(jī)M2上升（正轉(zhuǎn)）的主開關(guān)，QA3為

6、控制電動機(jī)M2下降（反轉(zhuǎn)）的主開關(guān)。電路中的BB1和BB2在電路中起到了過載保護(hù)作用,由于電動機(jī)長期超載運行，會造成所以要采取過載保護(hù)，其特點為：負(fù)電動機(jī)繞組溫度升到超過其允許值而損壞，載電流越大，保護(hù)動作時間越快，但不能受電動機(jī)啟動電流影響而動作。3. PLC輸入/輸出地址分配輸入設(shè)備I/O地址輸出設(shè)備I/O地址M1向前（正轉(zhuǎn)）移動開關(guān)I0.0控制前后移動電動機(jī) M1正轉(zhuǎn)接觸器KMIQ0.1M1向后（反轉(zhuǎn)）移動開關(guān)I0.1控制前后移動電動機(jī) Ml反轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.2M2上升（正轉(zhuǎn)）開關(guān)I0.2M2上升正轉(zhuǎn)接觸器 KM3Q0.3M2下降（反轉(zhuǎn)）開關(guān)I0.3M2下降反轉(zhuǎn)接觸器KM4Q0.4槽

7、1的限位開關(guān)I0.4槽2的限位開關(guān)I0.5槽3的限位開關(guān)I0.6槽4的限位開關(guān)I0.74.PLC外部接線及相關(guān)說明I如上圖所示,10.0對應(yīng)M1向前（正轉(zhuǎn)）移動開關(guān)，。I0.1對應(yīng)M1向后（反轉(zhuǎn)）移動開關(guān)。I0.2I0.3I0.4為槽1的限位開關(guān),可以控制電動機(jī)M2工作,也可以間接控制電動機(jī)M1對應(yīng)M2上升（正轉(zhuǎn)）開關(guān)，同時間接控制定時器的工作。對應(yīng)M2下降（反轉(zhuǎn)）開關(guān)，同時間接控制定時器的工作。停止。I0.5為槽2的限位開關(guān),可以控制電動機(jī)M2工作,也可以間接控制電動機(jī)M1停止。I0.6為槽3的限位開關(guān),可以控制電動機(jī)M2工作,也可以間接控制電動機(jī)M1停止。I0.7為槽4的限位開關(guān),可以控制

8、電動機(jī)M2工作,也可以間接控制電動機(jī)M1停止。Q0.1是用來控制前后移動電動機(jī) M1正轉(zhuǎn)接觸器KM I。Q0.2是用來控制前后移動電動機(jī) M I反轉(zhuǎn)接觸器KM 2Q0.3是用來控制M2上升正轉(zhuǎn)接觸器KM3Q0.4是用來控制M2下降反轉(zhuǎn)接觸器KM4（3 ）梯形圖設(shè)計及相關(guān)分析1.根據(jù)（1）設(shè)計PLC梯形圖P LC梯形圖見附錄2.編制程序STL如下面所示:Network 1LDI0.2LDSM0.1RM1.1, 1SS0.0, 1SCRT S0.4Network 2Network 17LSCR SO.OSCRENetwork 3Network 18LDlO.OLSCR S0.4SQ0.1, 1Ne

9、twork 19Network 4LDSM0.0LDI0.4TONT38, 3RQ0.1, 1Network 20SCRT S0.1LDT38Network 5SCRT S0.5SCRENetwork 21Network 6SCRELSCR S0.1Network 22Network 7LSCR S0.5LDSM0.0Network 23SM1.0, 1LDSM0.0Network 8SM1.2, 1LDI0.3Network 24RM1.0, 1LDI0.5SCRT S0.2RM1.2, 1Network 9SCRT S0.6SCRENetwork 25Network 10SCRELSCR

10、S0.2Network 26Network 11LSCR S0.6LDSM0.0Network 27TONT37, 120LDSM0.0Network 12SM1.3, 1LDT37Network 28SCRT S0.3LDI0.3Network 13RM1.3, 1SCRESCRT S1.0Network 14Network 29LSCR S0.3SCRENetwork 15Network 30LDSM0.0LSCR S1.0SM1.1, 1Network 31Network 16LDSM0.0TONT39, 32LDI0.3Network 32RM1.6, 1LDT39SCRT S1.5S

11、CRT S1.1Network 49Network 33SCRESCRENetwork 50Network 34LSCR S1.5LSCR S1.1Network 51Network 35LDSM0.0LDSMO.OTONT41,32SM1.4, 1Network 52Network 36LDT41LDI0.2SCRT S1.6RM1.4, 1Network 53SCRT S1.2SCRENetwork 37Network 54SCRELSCR S1.6Network 38Network 55LSCR S1.2LDSM0.0Network 39SM1.7, 1LDSM0.0Network 56

12、TONT40, 16LDI0.2Network 40RM1.7, 1LDT40SCRT S2.0SCRT S1.3Network 57Network 41SCRESCRENetwork 58Network 42LSCR S2.0LSCR S1.3Network 59Network 43LDSM0.0LDSM0.0TONT42, 16SM1.5, 1Network 60Network 44LDT42LDI0.6SCRT S2.1RM1.5, 1Network 61SCRT S1.4SCRENetwork 45Network 62SCRELSCR S2.1Network 46Network 63L

13、SCR S1.4LDSM0.0Network 47SM2.0, 1LDSM0.0Network 64SM1.6, 1LDI0.7Network 48RM2.0, 1SCRT S2.2Network 65SCRENetwork 66LSCR S2.2Network 67LDSMO.OM2.1, 1Network 68LDI0.3M2.1, 1SCRTS2.3Network 69SCRENetwork 70LSCR S2.3Network 71LDSM0.0TONT43, 32Network 72LDT43SCRT S2.4Network 73SCRENetwork 74LSCR S2.4Netw

14、ork 75LDSM0.0M2.2, 1Network 76SCRTS2.5Network 77SCRENetwork 78LSCRS2.5Network 79LDSM0.TONT44,Network 80LDT44SCRTS0.0Network 81SCRENetwork 82LDM1.2OM1.5OM2.0=Q0.2Network 83LDM1.1OM1.4OM1.7OM2.2=Q0.3Network 84LDM1.0OM1.3OM1.6OM2.1=Q0.416LDI0.2M2.2, 1調(diào)試過程1.調(diào)試設(shè)備介紹調(diào)試過程中采用了 YHSMS-A型可編程控制器實驗系統(tǒng)V2.0 , V4.0 S

15、TEP7MicroWIN SP3軟件和西門子S7-200模擬仿真軟件。2.調(diào)試方法首先，將已編好的PLC程序輸入到V4.0 STEP7 MicroWIN SP3軟件，當(dāng)編譯無錯誤的話，運行程序，此時可以在此軟件上采用開始程序狀態(tài)監(jiān)控,就可以看到程序運行的狀態(tài)，從而進(jìn)行程序分析，糾正其中不合理之處。若程序可以滿足設(shè)計要求且無錯誤，可以在 YHSMS-型可編程控制器實驗系統(tǒng) V2.0接好線后， 開啟電源，打開控制開關(guān)，將電腦中的程序下載到實驗系統(tǒng)中。之后，使程序處于運行狀態(tài)，通過實驗臺上面的各個控制開關(guān)完成對系統(tǒng)的控制，控制過程中相 應(yīng)的指示燈可以一目了然地看到各個運行狀態(tài)。（Q0.1亮，表示控制

16、前后移動電動機(jī) M1正轉(zhuǎn)接觸器KMI工作）（Q0.2亮，表示控制前后移動電動機(jī) M1反轉(zhuǎn)接觸器KM2工作）（Q0.3亮，表示控制M2上升正轉(zhuǎn)接觸器KM3工作）（Q0.4亮，表示控制M2下降反轉(zhuǎn)接觸器KM4X作）3.程序聯(lián)調(diào)w： 運趕：FM去繪:1)D3CPU 224 CtJF EL 02 01S 口 :恂設(shè)：«式：it 高茁 HHt f HSA1 :PCiPn cofcblUM 1IJ FPI 11垃aSkbp!；2)卞基rri rie質(zhì)用世頂” Jgtl惟蒔要下珈駅.BCflf 話q CH MX DJ QLQ単擊"下fe”尹菲.Tfc.2理季ftr配巧I單壬更盤幫助和支持

17、(7咸比后若tE用話tnr t岸示叢 BWf( iEi7) Ptt*X 5tDf <1=jl7Ha.3)RUNC 運>設(shè)萱PIT為EW腹式嗎它£'"y ' 疋4)gPFn 1豊尸斗zrtp -Mej ! LI PL<ri Me xAji w » *» r dd AU r tf ± £- « i. AH * t 1 Trq-sr-iAPiTRUHlT hsLtiiiiin剛ZHtnaii-n-“ BWI it*M卜b uN«t .”I A liTbbl Jk<i7K Xir：.

18、Js->,.7IS4. 設(shè)計中遇到的問題與解決方法1、問題：設(shè)計PLC程序時，電動機(jī)M1與電動機(jī)M2之間需實現(xiàn)互相制約，即 當(dāng)電動機(jī)M1工作時電動機(jī)M2必須停止，當(dāng)電動機(jī)M2工作時電動機(jī)M1也必須停 止。解決方法：運用置位、復(fù)位指令，在電動機(jī) M1置位的同時使得電動機(jī) M2 復(fù)位，即電動機(jī)M1工作時電動機(jī)M2無法工作。同理，在電動機(jī) M2置位的同時 使得電動機(jī)M1復(fù)位，此時電動機(jī)M2可以工作而電動機(jī)M1無法工作2、問題：在接線過程中，發(fā)現(xiàn)PLC實驗裝置臺上沒有限位開關(guān)。解決方法：用普通開關(guān)代替，當(dāng)程序運行到該狀態(tài)時用手撥動開關(guān)， 即表示此時觸發(fā)了限位開關(guān)。3、問題：在調(diào)試程序過程中，課題

19、要求的延時時間比較長，因此等待過程比 較長。解決方法：在實際調(diào)試時我把延時時間縮小了 10倍，這樣就節(jié)省了不必要的等待時間，大大減少了調(diào)試程序所花費的時間， 從而能夠迅速的發(fā)現(xiàn)并解決 問題。5. 設(shè)計總結(jié)及體會學(xué)完一門專業(yè)課都要進(jìn)行一次課程設(shè)計，目的是幫助我們把書本中學(xué)到 的知識運用到實踐中去，做到理論與實踐相結(jié)合。此次設(shè)計以分組的方式進(jìn)行， 每組有一個題目，我們做的是電鍍流水線的PLC控制。由于平時大家都是學(xué)理論, 沒有過實際開發(fā)設(shè)計的經(jīng)驗，拿到的時候都不知道怎么做。但通過各方面的查資 料并學(xué)習(xí)。我們基本學(xué)會了 PLC設(shè)計的步聚和基本方法。分組工作的方式給了我 與同學(xué)合作的機(jī)會，提高了與人合作的意識與能力。通過這次設(shè)計實踐。我學(xué)會了 PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使 用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒 有做實踐設(shè)計以前，我們對知識的掌握都是思想上的， 對一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng) 我們把自己想出來的程序與到 PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC的理解得到加強(qiáng)