PLC實踐教學設計書控制系統綜合實訓

.z......資料....《控制系統綜合實訓》實踐教學設計書系別：班級：學期：教師：一、教學目標1．掌握較復雜順序系統的PLC編程、運行和調試能力；2．能根據調速要求進行變頻器功能、參數設置的操作；3．能用PLC控制變頻器實現各種功能，完成PLC程序設計，電器元件的選用和變頻器功能、參數設置；4．具有利用網絡、數據手冊、廠商名錄等獲取和查閱技術資料的能力；5．培養(yǎng)學生良好的溝通能力和團隊協作精神，規(guī)操作和安全文明生產的職業(yè)習慣。二、教學容情境一用PLC控制的化工混料應工藝流程一、控制要求：圖1-1中SQ1、SQ2、SQ3為液面?zhèn)鞲衅鏖_關，YV1、YV2、YV3為電磁閥，M為攪拌電動機。1）初始狀態(tài)：即啟動攪拌器之前，容器是空的，各電磁閥YV1=YV2=YV3=OFF關閉，傳感器開關SQ1=SQ2=SQ3=OFF，電機M=OFF，溫度傳感器ST=OFF，電偶加熱器EH=OFF；2）工藝流程：攪拌器開始工作時，先按一下SB1啟動按鈕，YV1打開，開始注入液體A，當液面達到SQ3時，SQ3=ON，繼續(xù)注入液體A。當液面達到SQ2時，SQ2=ON，電磁閥YV1=OFF關閉，YV2=ON打開,開始注入液體B。圖1-1圖1-1化工混料應工藝流程示意圖當液面低于SQ3，SQ3=OFF時，延時5S，待液體放空，電磁閥Y3=OFF關閉，自動開始下一個操作循環(huán)。3）停止控制：若在工作中按下停止按鈕SB2，只能停在初始狀態(tài)上，即只有混合液體處理完畢后，工藝系統才能停止工作。二、PLC程序設計1．選擇PLC型號并畫出I/O接線圖1）選擇PLC型號。根據PLC的I/O點數確定，選擇PLC型號為F*2N-48MR主機完全可以滿足控制要求。圖1-2圖1-2PLC的I/O接線圖畫出PLC的I/O接線圖（如圖1-2所示）。圖1-4圖1-4梯形圖圖1-圖1-3功能圖圖1-圖1-3功能圖3．畫出梯形圖（如圖1-4，起、保、停電路編程）4．硬件的安裝與接線1）硬件的安裝：硬件安裝中應布置合理，信號線與動力線分離，注意整齊牢固，PLC使用DIN導軌安裝。2）接線：原則上動力線應采用2.5mm2以上單芯粗線（或軟線），剝頭后直接連接，信號線及二次線用0.5mm2多股電線連接，剝頭后應配接φ3.5mmU形端子，用專用壓線鉗壓接。應將所有導線兩端套上線號作為標記，這是電控線路安裝接線的一項工作，對查找接線錯誤和日后的改造與維護均有重要的幫助。3）輸入程序與運行、調試程序①輸入程序：在斷電情況下，連接編程器與PLC，PLC主機開關置于“STOP”位置，連線經指導教師檢查無誤后接通電源，開始寫入程序。②運行、調試程序：將PLC主機開關置于“RUN”位置，按下列步驟觀察工作狀態(tài)檢驗程序。情境二用PLC控制小車裝料系統編程及調試一、控制要求：圖2-1為小車裝料系統控制流程示意圖工作流程：1）按SB1啟動按鈕，當小車在原點裝料位置時，SQ1為ON，YA吸合，料斗門打開，小車裝料，裝料時間5秒；2）小車第一次送料到1號倉碰限位開關SQ2后，停留2秒卸料，然后空車返回到原點裝料位置碰限位開關SQ1停留（裝料）5秒；3）小車第二次送料到2號倉，經過限位開關SQ2不停留，繼續(xù)向前，當到達2號倉碰限位開關SQ3停留（卸料）4秒，然后空車返回到原點裝料位置碰限位開關SQ1停留（裝料）5秒；4）然后再重復上述工作過程，如此往復循環(huán)；5）按下SB2停止按鈕，小車立即停止。圖2-1小車裝料系統圖2-1小車裝料系統控制流程示意圖二、PLC程序設計1．選擇PLC型號并畫出I/O接線圖1）選擇PLC型號。根據PLC的I/O點數確定，選擇PLC型號為F*2N-48MR主機完全可以滿足控制要求。2）確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC的I/O接線圖（如圖1-2所示）。圖圖2-2PLC的I/O接線圖2．根據控制要求畫出功能圖（如圖2-3）3．畫出梯形圖（如圖2-4，用以轉換為中心編程）圖2圖2-4梯形圖（之一）圖2-3功能圖圖圖2-4梯形圖（之二）4．硬件的安裝與接線1）硬件的安裝：硬件安裝中應布置合理，信號線與動力線分離，注意整齊牢固，PLC使用DIN導軌安裝。2）接線：原則上動力線應采用2.5mm2以上單芯粗線（或軟線），剝頭后直接連接，信號線及二次線用0.5mm2多股電線連接，剝頭后應配接φ3.5mmU形端子，用專用壓線鉗壓接。應將所有導線兩端套上線號作為標記，這是電控線路安裝接線的一項工作，對查找接線錯誤和日后的改造與維護均有重要的幫助。3）輸入程序與運行、調試程序①輸入程序：在斷電情況下，連接編程器（或編程電纜）與PLC，PLC主機開關置于“STOP”位置，連線經指導教師檢查無誤后接通電源，開始寫入程序。②運行、調試程序：將PLC主機開關置于“RUN”位置，按下列步驟觀察工作狀態(tài)檢驗程序。情境三用PLC控制的自動調直、割管機編程及調試一、控制要求：1.任務：如圖3-1所示這是一臺具有將彎曲的銅管調直，并按一定長度割斷的機器；2.工藝流程：按下啟動按鈕SB1，電動機M1、M2運轉，帶動A輪轉動，由于摩擦力的作用使銅管在輪A和輪B中穿過，同時使原彎曲的銅管被調直，當銅管到達光電檢測開關K（K=ON）時，M1、M2停止，M3運轉，電磁閥Y2=ON打開，液壓缸帶動切割機構向下移動將銅管切斷，當S1=ON時，Y2=OFF，Y1=ON打開，液壓缸帶動切割機構向上移動，當S2=ON時，Y1=OFF，切割機構復位停止，此時M2=ON運轉，將割斷銅管帶出，使光電檢測開關K=OFF關斷，自動進入下一個循環(huán)工藝流程。圖圖3-1自動調直、割管機示意圖二、PLC程序設計1．選擇PLC型號并畫出I/O接線圖1）選擇PLC型號。根據PLC的I/O點數確定，選擇PLC型號為F*2N-48MR主機完全可以滿足控制要求。2）確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC的I/O接線圖（如圖3-2所示）。2．根據控制要求畫出功能圖（如圖3-3）圖圖3-2I/O接線圖圖圖3-3功能圖3．畫出梯形圖[如圖3-4，用以步進（STL）指令編程]4．硬件的安裝與接線1）硬件的安裝：硬件安裝中應布置合理，信號線與動力線分離，注意整齊牢固，PLC使用DIN導軌安裝。2）接線：原則上動力線應采用2.5mm2以上單芯粗線（或軟線），剝頭后直接連接，信號線及二次線用0.5mm2多股電線連接，剝頭后應配接φ3.5mmU形端子，用專用壓線鉗壓接。應將所有導線兩端套上線號作為標記，這是電控線圖3圖3-4梯形圖后的改造與維護均有重要的幫助。3）輸入程序與運行、調試程序①輸入程序：在斷電情況下，連接編程器（或編程電纜）與PLC，PLC主機開關置于“STOP”位置，連線經指導教師檢查無誤后接通電源，開始寫入程序。②運行、調試程序：將PLC主機開關置于“RUN”位置，按下列步驟觀察工作狀態(tài)檢驗程序。情境四用PLC控制的機械手控制系統編程及調試一、控制要求：如圖4-1所示：機械手上升、下降和左、右移動為雙線圈電磁閥驅動，機械手夾緊、放松為單線圈電磁閥驅動，上SQ2、下SQ1、左SQ4、右SQ3限位開關為行程開關。1、初始狀態(tài)：按SB1啟動按鈕，機械手停在可動部分左上方原點處，左工位無工件，光電檢測開關K為OFF，上限位開關SQ2為ON，左限位開關SQ4為ON，下限位開關SQ1為OFF，右限位開關SQ3為OFF；2、工作流程：當左工位處有工件時，光電檢測開關K為ON，機械手由原點下降－→夾緊（延時2秒）－→上升－→右行－→下降－→放松（延時2秒）－→上升－→左行－→原點，系統如此循環(huán)工作。3、停機控制：按SB2停止按鈕，整個系統終止運行，同時程序返回初始狀態(tài)，為再次啟動循環(huán)做準備。圖圖4-1機械手控制系統示意圖二、PLC程序設計1．選擇PLC型號并畫出I/O接線圖1）選擇PLC型號。根據PLC的I/O點數確定，選擇PLC型號為F*2N-48MR主機完全可以滿足控制要求。2）確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC的I/O接線圖（如圖4-2所示）。2．根據控制要求畫出功能圖（如圖4-3）圖圖4-2I/O接線圖圖圖4-3功能圖3．畫出梯形圖（如圖4-4，用位左移SFTL指令編程）圖圖4-4梯形圖4．硬件的安裝與接線1）硬件的安裝：硬件安裝中應布置合理，信號線與動力線分離，注意整齊牢固，PLC使用DIN導軌安裝。2）接線：原則上動力線應采用2.5mm2以上單芯粗線（或軟線），剝頭后直接連接，信號線及二次線用0.5mm2多股電線連接，剝頭后應配接φ3.5mmU形端子，用專用壓線鉗壓接。應將所有導線兩端套上線號作為標記，這是電控線路安裝接線的一項工作，對查找接線錯誤和日后的改造與維護均有重要的幫助。3）輸入程序與運行、調試程序①輸入程序：在斷電情況下，連接編程器（或編程電纜）與PLC，PLC主機開關置于“STOP”位置，連線經指導教師檢查無誤后接通電源，開始寫入程序。②運行、調試程序：將PLC主機開關置于“RUN”位置，按下列步驟觀察工作狀態(tài)檢驗程序。情境五磨床的PLC和變頻器控制電路編程與接線一、控制要求：1.磨床調速控制系統示意圖如圖5-1所示：SQ1、SQ2、SQ3、SQ4限位開關為行程開關。圖圖5-1磨床調速控制系統示意圖2.技術要求：1）在起始位置（SQ1）按啟動按鈕SB1，電機正轉啟動，高速（45Hz）運行4s，變?yōu)橹兴伲?5Hz）運行，碰SQ2之后遇到工件開始研磨，轉為低速（15Hz），研磨完工件后碰SQ3變?yōu)楦咚伲?5Hz）離開，到達對面碰行程開關SQ4立刻停止，待6s之后反轉啟動，同樣是高速（45Hz）運行4s，變?yōu)橹兴伲?5Hz）運行，碰SQ3之后遇到工件開始研磨，轉為低速（15Hz），研磨后碰SQ2變?yōu)楦咚伲?5Hz）離開，回到起始位置碰到SQ1停止6s，然后轉為正轉，往復以上過程。2）正反方向都能實現啟停操作，反向啟動按鈕為SB2，停止按鈕為SB3。二、PLC程序設計與變頻器1．選擇PLC型號并畫出PLC、變頻器的接線圖1）選擇PLC、變頻器型號。根據PLC的I/O點數確定，選擇PLC型號為F*2N-48MR主機,變頻器選擇型號為3G3JV-0.75kW/3完全可以滿足控制要求。2）確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC的I/O接線圖（如圖5-2所示）。圖圖5-2磨床調速控制系統接線圖JIE*IAN圖2．畫出功能圖（如圖5-3）3．畫出梯形圖（如圖5-4）圖5圖5-3磨床調速控制系統功能圖圖5-4磨床調速控制系統梯形圖（之一）圖19-20PLC的I/O接線圖圖19-20PLC的I/O接線圖圖圖5-4磨床調速控制系統梯形圖（之二）4．變頻器參數設置序號變頻器參數出廠值設定值功能說明備注1n0111參數寫入禁止選擇/參數初始化；n01=1時，n02-n79可設定。2n0201運轉指令的選擇；n02=1時，多功能端子輸入有效。3n0960.050.0最高頻率（Fma*）4n10400380最大電壓（Vma*）5n1160.050.0最大電壓頻率（FA）6n1610.02.0加速時間17n1710.02.0減速時間18n220.050.0頻率指令2多功能端子S3有效9n230.025.0頻率指令3多功能端子S4有效10n250.015.0頻率指令5多功能端子S5有效11n3622多功能輸入選擇1（輸入端口S2）反轉/停止12n3756多功能輸入選擇2（輸入端口S3）多段速指令113n3837多功能輸入選擇3（輸入端口S4）多段速指令214n3968多功能輸入選擇4（輸入端口S5）多段速指令3155．硬件的安裝與接線1）硬件的安裝：硬件安裝中應布置合理，信號線與動力線分離，注意整齊牢固，PLC使用DIN導軌安裝。2）接線：原則上動力線應采用2.5mm2以上單芯粗線（或軟線），剝頭后直接連接，信號線及二次線用0.5mm2多股線連接，剝頭后應配接φ3.5mmU形端子，用專用壓線鉗壓接。應將所有導線兩端套上線號作為標記，這是電控線路安裝接線的一項工作，對查找接線錯誤和日后的改造與維護均有重要的幫助。3）輸入程序與運行、調試程序①輸入程序：在斷電情況下，連接編程器（或編程電纜）與PLC，PLC主機開關置于“STOP”位置，連線經指導教師檢查無誤后接通電源，開始寫入程序。②運行調試程序：將PLC主機開關置于“RUN”位置，按下列步驟觀察工作狀態(tài)檢驗程序。情境六升降機的PLC和變頻器控制電路編程與接線一、控制要求：1.升降機調速控制系統示意圖如圖6-1所示：SQ1、SQ2、SQ3限位開關為行程開關，SB1為停止按鈕，SB2為正向起動按鈕，SB3為反向起動按鈕。2.技術要求：1）在地面（SQ1處）按啟動按鈕，低速（頻率設定為?1=15Hz）啟動上升，n1=3秒后由低速轉為中速（頻率設定為?2=30Hz）上升，中速n2=5秒后轉為高速（頻率設定為?3=50Hz）上升，高速n3=8秒后轉為中速上升，中速n2=5秒后轉為低速上升，至SQ2處升降機停止運行n4=6秒，n4秒后高速下降，至SQ3處轉為中速下降，n5=4秒后轉為低速下降，最后至SQ1（地面）停n6=7秒再低速上升，往復以上過程。2）無論正向、反向運行都能進行手動啟停操作。圖6圖6-1升降機調速控制系統示意圖二、PLC程序設計與變頻器1．選擇PLC型號并畫出PLC、變頻器的接線圖1）選擇PLC、變頻器型號。根據PLC的I/O點數確定，選擇PLC型號為F*2N-48MR主機,變頻器選擇型號為3G3JV-0.75kW/3完全可以滿足控制要求。2）確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC的I/O接線圖（如圖6-2所示）。圖圖6-2升降機調速控制系統接線圖2．畫出控制系統功能圖（如圖6-3）圖圖6-3升降機調速控制系統功能圖3．畫出升降機控制系統梯形圖（用位左移SFTL指令編程）如圖6-4圖圖6-4升降機調速控制系統梯形圖（之一）圖圖6-4升降機調速控制系統梯形圖（之二）4．變頻器參數設置序號變頻器參數出廠值設定值功能說明備注1n0111參數寫入禁止選擇/參數初始化；n01=1時，n02-n79可設定。2n0201運轉指令的選擇；n02=1時，多功能端子輸入有效。3n0960.050.0最高頻率（Fma*）4n10400380最大電壓（Vma*）5n1160.050.0最大電壓頻率（FA）6n1610.02.0加速時間17n1710.02.0減速時間18n220.050.0頻率指令2多功能端子S3有效9n230.030.0頻率指令3多功能端子S4有效10n250.015.0頻率指令5多功能端子S5有效11n3622多功能輸入選擇1（輸入端口S2）反轉/停止12n3756多功能輸入選擇2（輸入端口S3）多段速指令113n3837多功能輸入選擇3（輸入端口S4）多段速指令214n3968多功能輸入選擇4（輸入端口S5）多段速指令3155．硬件的安裝與接線1）硬件的安裝：硬件安裝中應布置合理，信號線與動力線分離，注意整齊牢固，PLC使用DIN導軌安裝。2）接線：原則上動力線應采用2.5mm2以上單芯粗線（或軟線），剝頭后直接連接，信號線及二次線用0.5mm2多股線連接，剝頭后應配接φ3.5mmU形端子，用專用壓線鉗壓接。應將所有導線兩端套上線號作為標記，這是電控線路安裝接線的一項工作，對查找接線錯誤和日后的改造與維護均有重要的幫助。3）輸入程序與運行、調試程序①輸入程序：在斷電情況下，連接編程器（或編程電纜）與PLC，PLC主機開關置于“STOP”位置，連線經指導教師檢查無誤后接通電源，開始寫入程序。②運行調試程序：將PLC主機開關置于“RUN”位置，按下列步驟觀察工作狀態(tài)檢驗程序。情境七龍門刨床的PLC和變頻器控制電路編程與接線一、控制要求：1.龍門刨床（B2012）的調速控制系統示意圖如圖7-1所示：SQ1、SQ2、SQ3、SQ4限位開關為行程開關，SB2為停止按鈕，SB1為起動按鈕。2.技術要求：1）在原點（SQ1處）按起動SB1按鈕，低速（頻率設定為15Hz，t1時間為1秒）起動慢速切入，轉為高速切當碰到正向加速開關SQ2后，由低速削（頻率設定為50Hz），當加工至碰正向減速開關SQ3時，由高速切削轉為慢速（頻率設定為25Hz）離開，當加工至碰終點開關SQ4時，轉速由正轉25Hz轉為反轉低速（頻率設定為30Hz）返回，當碰到反向加速開關SQ3后，由低速轉為反轉高速（頻率設定為60Hz）加速返回，至SQ2處轉速由反轉60Hz轉為反轉低速（頻率設定為20Hz）反向減速，至SQ1處減速停止（用時間為1秒）。2）無論正向、反向運行都能進行手動暫停和起動操作。圖圖7-1龍門刨床（B2012）的調速控制系統示意圖二、PLC程序設計與變頻器1．選擇PLC型號并畫出PLC、變頻器的接線圖1）選擇PLC、變頻器型號。根據PLC的I/O點數確定，選擇PLC型號為F*2N-48MR主機,變頻器選擇型號為3G3JV-0.75kW/3完全可以滿足控制要求。2）確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC的I/O接線圖（如圖7-2所示）。圖圖7-2龍門刨床（B2012）的調速控制系統接線圖2．畫出控制系統功能圖（如圖7-3）圖圖7-3龍門刨床的調速控制系統功能圖圖圖7-4龍門刨床的調速控制系統梯形圖3．畫出龍門刨床的控制系統梯形圖（用STL指令編程）如圖7-44．變頻器參數設置序號變頻器參數出廠值設定值功能說明備注1n0111參數寫入禁止選擇/參數初始化；n01=1時，n02-n79可設定。2n0201運轉指令的選擇；n02=1時，多功能端子輸入有效。3n0960.060.0最高頻率（Fma*）4n10400380最大電壓（Vma*）5n1160.060.0最大電壓頻率（FA）6n1610.02.0加速時間17n1710.02.0減速時間18n220.015.0頻率指令2多功能端子S3有效9n230.050.0頻率指令3多功能端子S4有效10n240.025.0頻率指令4多功能端子S3、S4有效11n250.030.0頻率指令5多功能端子S5有效12n260.060.0頻率指令6多功能端子S3、S5有效13n270.020.0頻率指令7多功能端子S4、S5有效14n3622多功能輸入選擇1（輸入端口S2）反轉/停止15n3756多功能輸入選擇2（輸入端口S3）多段速指令116n3837多功能輸入選擇3（輸入端口S4）多段速指令217n3968多功能輸入選擇4（輸入端口S5）多段速指令35．硬件的安裝與接線1）硬件的安裝：硬件安裝中應布置合理，信號線與動力線分離，注意整齊牢固，PLC使用DIN導軌安裝。2）接線：原則上動力線應采用2.5mm2以上單芯粗線（或軟線），剝頭后直接連接，信號線及二次線用0.5mm2多股線連接，剝頭后應配接φ3.5mmU形端子，用專用壓線鉗壓接。應將所有導線兩端套上線號作為標記，這是電控線路安裝接線的一項工作，對查找接線錯誤和日后的改造與維護均有重要的幫助。3）輸入程序與運行、調試程序①輸入程序：在斷電情況下，連接編程器（或編程電纜）與PLC，PLC主機開關置于“STOP”位置，連線經指導教師檢查無誤后接通電源，開始寫入程序。②運行調試程序：將PLC主機開關置于“RUN”位置，按下列步驟觀察工作狀態(tài)檢驗程序。三、教學要求1．在規(guī)定時間能完成PLC程序設計（畫出I/O接線圖、畫出功能圖、畫出梯形圖、寫出指令表）。2．完成電路接線，輸入程序、運行和調試，根據調速要求進行變頻器功能、參數設置的操作。3．遵守安全規(guī)程，做到文明生產。4．編寫實訓報告。四、教學時間安排天數或小時容摘要場地1天情境一用PLC控制的化工混料應工藝流程編程及調試PLC技術實訓室0.5天情境二用PLC控制小車裝料系統編程及