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2011年度本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))基于PLC的液壓試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院一系: 工學(xué)院 專業(yè): 電氣工程及其自動(dòng)化年級(jí): 2007級(jí) 學(xué)生姓名: 學(xué)號(hào): 導(dǎo)師及職稱: 2011年5月
2011AnnualGraduationThesis(Project)oftheCollegeUndergraduateG傷孝[久G傷孝[久HONGHEUNIVERSITYTheautocontrolsystemdesignofhydraulicteststandbasedonthePLCDepartment:CollegeofengineeringMajor:ElectricalengineeringandautomationGrade:Student'sName:StudentNo.:Tutor:HMay,2011畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知,除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文(設(shè)計(jì))不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本論文(設(shè)計(jì))的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中作了明確說(shuō)明并表示謝意。作者簽名:日期:畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))授權(quán)使用說(shuō)明本論文(設(shè)計(jì))作者完全了解紅河學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的規(guī)定,學(xué)校有權(quán)保留論文(設(shè)計(jì))并向相關(guān)部門送交論文(設(shè)計(jì))的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文(設(shè)計(jì))用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文(設(shè)計(jì))進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。學(xué)??梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì))的全部或部分內(nèi)容。保密的論文(設(shè)計(jì))在解密后適用本規(guī)定。作者簽名: 指導(dǎo)教師簽名:日期: 日期:
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))答辯委員會(huì)(答辯小組)成員名單姓名職稱單位備注主席(組長(zhǎng))紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))摘要由于傳統(tǒng)的液壓試驗(yàn)臺(tái)采用繼電器等元件作為控制系統(tǒng)的控制元件,存在可靠性、靈活性差等許多缺點(diǎn),現(xiàn)將通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),不但擴(kuò)大液壓試驗(yàn)臺(tái)的功能范圍,提高了控制系統(tǒng)的柔性,構(gòu)建了由PLC作為下位機(jī)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,由PC作為上位機(jī)在線監(jiān)控的控制系統(tǒng),有利于學(xué)生在機(jī)電液綜合控制等方面的綜合能力,還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、液一體化的完美結(jié)合,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)處理的自動(dòng)化,實(shí)時(shí)監(jiān)控等。關(guān)鍵詞:液壓試驗(yàn)臺(tái)、PLC自動(dòng)化、控制系統(tǒng)。ABSTRACTBecausethetraditionalhydraulictestrigadoptsrelaysascontrolsystemofelementssuchasthecontrolelementsarepoorreliabilityandflexibility,existencemanyshortcomings,willnowthroughPLCtorealizetheautomaticcontrolsystemofhydraulictestdesign,notonlytoexpandthescopeofhydraulictestfunction,improvethecontrolsystemflexible,constructsbyPLCasthenextplacemachinecontrolfielddevice,bythePCasPCon-linemonitoringandcontrolsystemforstudentsinaspectsofcomprehensivecontrolelectromechanicalliquidcomprehensiveability,stillcanachievemachine,electricity,liquidintegrationperfectunion,realizetheautomation,experimentaltreatmentreal-timemonitoring,etc.Keywords:Hydraulictestrig,PLC,automationandcontrolsystem.目錄第一章前言 錯(cuò)誤!未定義書簽第二章液壓試驗(yàn)臺(tái)(CQYZ-M/C1 錯(cuò)誤!未定義書簽概述 錯(cuò)誤!未定義書簽液壓傳動(dòng)的發(fā)展及其研究對(duì)象 錯(cuò)誤!未定義書簽液壓試驗(yàn)臺(tái)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 錯(cuò)誤!未定義書簽液壓試驗(yàn)臺(tái)的組成 錯(cuò)誤!未定義書簽液壓泵站 錯(cuò)誤!未定義書簽實(shí)驗(yàn)操作臺(tái) 錯(cuò)誤!未定義書簽電氣控制系統(tǒng) 錯(cuò)誤!未定義書簽液壓試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)備構(gòu)成 錯(cuò)誤!未定義書簽液壓試驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn) 錯(cuò)誤!未定義書簽液壓試驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)參數(shù) 錯(cuò)誤!未定義書簽液壓試驗(yàn)臺(tái)的應(yīng)用范圍 錯(cuò)誤!未定義書簽第三章三菱PLC??軟件GXDeveloper-7.08??一錯(cuò)誤!未定義書簽軟件概述 錯(cuò)誤!未定義書簽操作簡(jiǎn)便 錯(cuò)誤!未定義書簽?zāi)軌蛴酶鞣N方法和可編程控制器CPU1接??錯(cuò)誤!未定義書簽豐富的調(diào)試功能 錯(cuò)誤!未定義書簽GXDeveloper的特點(diǎn) 錯(cuò)誤!未定義書簽軟件適用范圍不同 錯(cuò)誤!未定義書簽操作運(yùn)行不同 錯(cuò)誤!未定義書簽操作界面 錯(cuò)誤!未定義書簽編寫梯形圖程序 錯(cuò)誤!未定義書簽軟元件的注釋 錯(cuò)誤!未定義書簽參數(shù)設(shè)定 錯(cuò)誤!未定義書簽PLC參數(shù)設(shè)定 錯(cuò)誤!未定義書簽遠(yuǎn)程密碼設(shè)定 錯(cuò)誤!未定義書簽查找及替換 錯(cuò)誤!未定義書簽編程元件替換 錯(cuò)誤!未定義書簽指令替換 錯(cuò)誤!未定義書簽常開常閉觸點(diǎn)互換 錯(cuò)誤!未定義書簽在線監(jiān)控與仿真 錯(cuò)誤!未定義書簽在線監(jiān)控 錯(cuò)誤!未定義書簽仿真 錯(cuò)誤!未定義書簽第四章三菱PLC仿真軟件GXSimulator6-C與編程軟件的結(jié)合使用錯(cuò)誤!未定義書簽三菱PLC仿真軟件的簡(jiǎn)介 錯(cuò)誤!未定義書簽。三菱PLCSS?軟件GXDeveloper7.08版與仿真軟件GXSimulator6-C版的結(jié)合使用演示 錯(cuò)誤!未定義書簽。進(jìn)入編程軟件GXDeveloper7.08 錯(cuò)誤!未定義書簽。寫入PLC?序并轉(zhuǎn)換 錯(cuò)誤!未定義書簽。進(jìn)入仿真軟件GXSimulator6-C 錯(cuò)誤!未定義書簽。PLC程序仿真運(yùn)行/PLC程序軟元件測(cè)試 ???錯(cuò)誤!未定義書簽。退出仿真運(yùn)行/返回寫入模式 錯(cuò)誤!未定義書簽。保存程序/退出軟件 錯(cuò)誤!未定義書簽。第五章控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽。系統(tǒng)仿真的總體方案 錯(cuò)誤!未定義書簽??刂葡到y(tǒng)要求分析 錯(cuò)誤!未定義書簽。控制系統(tǒng)原理圖如下所示:(圖20) 錯(cuò)誤!未定義書簽??刂葡到y(tǒng)的PLC接線圖與I/0分配 錯(cuò)誤!未定義書簽??刂葡到y(tǒng)的PLC接線圖(圖21) 錯(cuò)誤!未定義書簽??刂葡到y(tǒng)的I/O分配表(表3) 錯(cuò)誤!未定義書簽??刂葡到y(tǒng)的PLC梯形圖與步進(jìn)圖 錯(cuò)誤!未定義書簽。梯形圖如下圖22所示 錯(cuò)誤!未定義書簽。步進(jìn)狀態(tài)圖如下圖23所示 錯(cuò)誤!未定義書簽。PLC的選擇 錯(cuò)誤!未定義書簽。第六章總結(jié) 錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤!未定義書簽。致謝 錯(cuò)誤!未定義書簽。紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))圖10(7)順序點(diǎn)選主菜單欄中“變換”一“變換”,將編輯的程序梯形圖變換為PLC可識(shí)別的內(nèi)部語(yǔ)言指令;圖11~IN!J■手 斗IF■工F”.工吃%UVa>UiId二―1:F一1,號(hào)iMI3i.a-fl?_-ijr -EEflUJ.If倒乂片|£川建才1山苦1閭。工用工III力總匍圖11(8)PLC程序轉(zhuǎn)換完成;圖12圖12
圖13”程序檢查(MAIN”提示框內(nèi),檢查內(nèi)容默認(rèn)為全部選擇,檢查對(duì)象默認(rèn)為選擇“當(dāng)前的程序作為對(duì)象”,點(diǎn)選“執(zhí)行”,如有出錯(cuò),則于文本框內(nèi)會(huì)顯示出錯(cuò)的軟元件名稱、出錯(cuò)步數(shù)、出錯(cuò)原因說(shuō)明;圖14圖14進(jìn)入仿真軟件GXSimulator6-C(1)順序點(diǎn)選主菜單欄中“工具”一“梯形圖邏輯測(cè)試起動(dòng)”;(2)顯示“LADDERLOGICTESTTOO提示框,不要有任何操作干擾(3)軟件自動(dòng)運(yùn)行,同時(shí)顯示“PLC寫入”提示框,不要有任何操作干擾。(4)軟件啟動(dòng)完成,“LADDEROGICTESTTOOL提示框內(nèi)變化如圖,“RUN變色為黃色,“運(yùn)行狀態(tài)”欄選為“RUN,此提示框內(nèi)不要有任何操作。(5)軟件啟動(dòng)完成,顯示窗口畫面如圖15,軟件運(yùn)行模式默認(rèn)為“監(jiān)視模圖15(6)出現(xiàn)的“監(jiān)視狀態(tài)”提示欄顯示PLC處于“RUN狀態(tài)及程序單循環(huán)執(zhí)行周期時(shí)間,該提示欄可關(guān)閉;圖16圖16PLC程序仿真運(yùn)行/PLC程序軟元件測(cè)試說(shuō)明:仿真運(yùn)行環(huán)境下,光標(biāo)位置顯示藍(lán)色全色,處于接通狀態(tài)的輸入觸點(diǎn)、輸出線圈顯示藍(lán)色,對(duì)時(shí)間繼電器T、狀態(tài)寄存器G數(shù)據(jù)寄存器D等軟元件均顯示當(dāng)前運(yùn)算數(shù)值(1)順序點(diǎn)選主菜單欄中“在線”一“調(diào)試”一“軟元件測(cè)試”;(2)進(jìn)入“軟元件測(cè)試”提示框畫面;“位軟元件”——欄內(nèi)可輸入X\Y\M\C\S等位軟元件;點(diǎn)擊“強(qiáng)制ON接通軟元件觸點(diǎn)或線圈,點(diǎn)擊“強(qiáng)制OFF斷開軟元件觸點(diǎn)或線圈,短促間隔點(diǎn)擊“強(qiáng)制ON/OF膿反”可以近似模擬觸發(fā)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)動(dòng)作;“字軟元件”一一欄內(nèi)可輸入T/D等字軟元件;在“設(shè)置值”框內(nèi)輸入模擬設(shè)置值,點(diǎn)擊“設(shè)置”按鍵開始時(shí)間繼電器、數(shù)據(jù)寄存器相關(guān)的仿真運(yùn)算;“執(zhí)行結(jié)果”一一欄內(nèi)顯示各類軟元件仿真運(yùn)行的結(jié)果(3)對(duì)于不同類型的軟元件觸點(diǎn)的測(cè)試中仿真、復(fù)位、觸點(diǎn)塊顏色變化列表如下:表2觸點(diǎn)類型仿真動(dòng)作啟動(dòng)按鍵模擬狀態(tài)仿真復(fù)位按鍵觸點(diǎn)塊顏色常開強(qiáng)制ON接通強(qiáng)制ON/OF啾反白色一藍(lán)色常閉強(qiáng)制ON斷開強(qiáng)制ON/OF啾反藍(lán)色一白色上升沿脈沖強(qiáng)制ON短促接通強(qiáng)制ON/OF啾反白一藍(lán)一白下降沿脈沖強(qiáng)制OFF短促接通強(qiáng)制ON/OF啾反白一藍(lán)一白表2退出仿真運(yùn)行/返回寫入模式(1)順序點(diǎn)選主菜單欄中“工具”一“梯形圖邏輯測(cè)試舊結(jié)束”;(2)點(diǎn)擊圖示提示框內(nèi)“確定”,結(jié)束梯形圖邏輯測(cè)試,退出仿真運(yùn)行;(3)仿真運(yùn)行退出后,GXDeveloper默認(rèn)模式為“讀出模式”;(4)如需繼續(xù)修改編輯PLC程序,需由“讀出模式”轉(zhuǎn)為“寫入模式”,鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊程序工具條處第3個(gè)按鍵轉(zhuǎn)為“寫入模式”;--圖172%F5|F6]#6|F7|F8|F9焉I飛尾R&|哥|剌'圖17保存程序/退出軟件紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))35第五章控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第五章控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)36第五章控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)仿真的總體方案利用三菱公司的GXDeveloper、GXSimuloter、GTDesigner2以及GTSimuloter2系列軟件開發(fā)工藝控制系統(tǒng)的流程如圖所示:圖18結(jié)束結(jié)束圖18控制系統(tǒng)要求分析控制系統(tǒng)的組成:在液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,把各種指令信號(hào)和檢測(cè)液壓缸運(yùn)動(dòng)的反饋信號(hào)作為PLC的輸入,而PLC輸出的控制信號(hào),控制液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)中各個(gè)電磁閥的電磁鐵,進(jìn)而控制液壓油路的流動(dòng)方向和速度,從而控制液壓缸的往返運(yùn)動(dòng)及其速度。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作開始后,液壓試驗(yàn)臺(tái)在一個(gè)工作循環(huán)中需要依次完成以下順序動(dòng)作:油缸A左移動(dòng)、油缸A右移動(dòng)、第一次泄油、油缸B左移動(dòng)、油缸B右移動(dòng)、第二次泄油、(共6個(gè)順序動(dòng)作)。采用PLC實(shí)現(xiàn)液壓試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)循環(huán)控制,需要在某些動(dòng)作位置設(shè)置位移傳感器或行程開關(guān)來(lái)檢測(cè)動(dòng)作是否到位,并確定從一個(gè)動(dòng)作轉(zhuǎn)入到下一個(gè)動(dòng)作的條件。根據(jù)液壓系統(tǒng)控制的動(dòng)作要求,選用2個(gè)液壓缸來(lái)完成該6個(gè)順序動(dòng)作:移動(dòng)缸A(原位與A右限)的左移和右移運(yùn)動(dòng),移動(dòng)缸B左移動(dòng)和右移動(dòng)動(dòng)作。缸A右移動(dòng)到位后停留3s后,開始第一次泄油,10S后開始向左移動(dòng),左移動(dòng)到位停留5s后,缸B開始右移右移到限3s后開始第二次泄油,10s后向左移,左移到限停留5s,故需分別設(shè)置一行程開關(guān)SQ1SQ2SQ3SQ4根據(jù)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程和要求,繪制出系統(tǒng)的控制功能流程圖,如圖19所示。*:A右移;::A:*:A右移;::A:右限;
■B右移::*B右限!:A泄油亭A左移 j B左移,圖19控制系統(tǒng)原理圖如下所示:(圖20)圖20圖中:TC1和TC2是二位四通電磁閥;TC3是二位二通電磁閥;A和B是油缸;1和3是單向調(diào)速閥;2和4是節(jié)流閥;5是溢流閥;6是壓力表;7是液壓泵。按下啟動(dòng)按鈕,電磁鐵TC1得電,液壓泵7輸出的壓力油經(jīng)閥左位接入移動(dòng)缸A的左腔,其活塞向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)缸A右移動(dòng)到右限位置,壓下行程開關(guān)SQ2,缸A停止在下限位,3s后,缸A開始泄油,泵輸出的壓力油經(jīng)過(guò)單向閥1、節(jié)流閥2回到油箱,10s后,缸A開始向左移動(dòng),當(dāng)移動(dòng)到左限位時(shí)候,壓下SQ1停留在左限位5s后,電磁閥TC2得電,液壓泵7輸出的壓力油經(jīng)閥左位接入移動(dòng)缸B的左腔,其活塞向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)移動(dòng)到右限位置時(shí)候,壓下行程開
關(guān)SQ4缸B停留在右限位,3s后,缸B開始泄油,泵輸出的壓力油經(jīng)過(guò)單向閥3、節(jié)流閥4回到油箱,10s后,缸B開始向左移動(dòng),到達(dá)左限位時(shí)候,壓下行程開關(guān)SQ3停留在B左限,至此完成了液壓試驗(yàn)臺(tái)的6個(gè)自動(dòng)控制動(dòng)作,進(jìn)入到下個(gè)動(dòng)作循環(huán)??刂葡到y(tǒng)的PLC接線圖與I/0分配控制系統(tǒng)的PLC接線圖(圖21)工:X0YE 1XIYiX2Y2j5X3 PLC工:X0YE 1XIYiX2Y2j5X3 PLCY3———.X4::Y4X5Y5■九:XfiY6-—COMCOMSB1SB2BB3SQ1SQ2SQ3SQ4KMI.BKI44KM5KM6圖21控制系統(tǒng)的I/O分配表(表3)外接電器輸入外接電器輸出機(jī)器內(nèi)其他器件
端子端子停止按鈕SB1X0原點(diǎn)控制接觸器KM1Y0輔助繼電器M10A啟動(dòng)按鈕SB2X1A右移動(dòng)控制接觸器KM2Y1定時(shí)器T0,T1,B啟動(dòng)按鈕SB3X2A左移動(dòng)控制接觸器KM3Y2T2,T3,T4,T5,A右限行程開關(guān)SQ2X3B右移動(dòng)控制接觸器KM4Y3T6A左限行程開關(guān)SQ1X4B左移動(dòng)控制接觸器KM5Y4B右限行程開關(guān)SQ4X5A缸泄油控制接觸器KM6Y5B左限行程開關(guān)SQ3X6B缸泄油控制接觸器KM7Y6表3控制系統(tǒng)的PLC梯形圖與步進(jìn)圖梯形圖如下圖22所示-11112X00:]T卜M10M10M10X000(M10M0{5TL(Y000X001T-11112X00:]T卜M10M10M10X000(M10M0{5TL(Y000X001T卜{SE1S20353741TOC\o"1-5"\h\z :¥005 )353741K100 1甲 )T1|( |SCT$23 ] STLS23 ] 'Y002 )XOOd| [SET S21 ] [STL $24 ]
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