电气控制与PLC设计方案任务书Word文档下载推荐.docx

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2018.12.10-2018.12.21

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日

期

2018年12月10日

电气工程学院

一、设计指导及要求

1、根据设计题目要求正确选择控制方案，查阅参考资料；

2、绘制电气控制原理图，正确选择电器元件；

3、设计部分工艺图纸＜电气柜、控制面板、电器元件布置图、安装接线图等，取其中之一）；

4、正确设计PLC梯形图和编制程序，进行接口分配；

5、编制完整的设计说明书、使用说明书、设计小结。

注：

具体设计题目

及要求见以下六、设计课题及要求。

6、根据人数，按5-6人为一组，分成多个设计小组。

7、以设计小组为单位，就设计课题进行深入分析，明确工作的内容，并收集、准备相关的技术资料。

8、各小组根据自己的工作内容，在教师指导下，按方案设计、初步设计、工程图设计的顺序完成课程设计的任务。

、设计任务

1.选择＜或根据指导老师）所给定的几个课题中的一个课题进行设计，并绘制电气控制原理图，选择电器元件，制定元件目录表。

2.设计并绘制工艺图，完成上述2中图纸要求，并完成上述3中一项图纸要求。

3.编制设计说明书、使用说明书、设计小结。

三、设计说明书要求

1、设计目的；

2、设计任务；

3、设计内容与要求＜包括工作原理介绍）；

四、使用说明书要求

1、概述；

2、工作原理；

3、主要技术指标及特点；

4、使用要求；

5、注意事项。

五、其它要求

1、有关图形符号应注意采用新国标进行设计。

2、设计的图纸、绘图工具、绘图板等自备或集中向学校有关部门借用或购买＜要求用2号图纸）。

3、要求先设计出继电接触控制系统，后设计出PLC控制系统，并设计出

PLC梯形图和I/O口分配图及PLC选型。

六、设计课题及要求

课题一：

装卸料小车PLC控制设计

＜一）设计原始资料和控制要求

图1

一小车运行在AB两轴之间，在AB两地各设一个限位开关如图所示，小车在A点时＜后限位开关受压动作），操作控制按钮可使小车向前行至料斗下停止，装料再返回A地将料卸下。

小车的控制有4种控制方式。

（1）手动控制方式；

（2）单周期运行控制方式；

（3）双周期运行控制方式；

（4）自动运行控制方式；

1、手动控制方式

在手动控制方式，可用4个控制按钮控制小车的向前和向后运行，以及车门的打开和料斗门的打开。

小车的运行由三组异步电动机控制，小车的车门和料斗的斗门由电磁铁控制，当电磁铁带电时，料门或斗门打开，失电时关门。

（1）手动控制要求如下：

a、小车向前运行

小车在漏斗下面时不能向前运行，小车的车门在打开时不能运行，小车采用点动控制，按下向前运行按钮，小车向前进，当小车行至料斗下时，碰到前限位开关时应停下来。

b、小车向后运行

小车在A地点时不能后退，小车的车门在打开时不能运行，小车采用点动控制，料斗门未关闭时不能运行，按下向后运行按钮时，小车向后运行至A地点时，小车碰到后限位开关应停下来。

c、料斗门打开控制

小车必须在B地点料斗门下时，才能打开料斗门，以避免将料卸在地上。

按一下料斗门打开按钮，控制料斗门的电磁铁得电，斗门打开，延时10秒钟后电磁铁失电斗门关闭。

d、车门打开控制

小车必须在A地点时，才能打开车门，以保证将料卸在规定地点。

按一下车门打开按钮，控制车门的电磁铁得电，车门打开，延时4秒钟后电磁铁失电，车门关闭。

2、单周期运行控制方式要求小车在A地点，并且在车门关好的情况下，按一下向前运行按钮。

小车就从A地点运行到B地点停下来，然后料斗门打开装料10秒钟，之后小车自动向后行到A地点停止，车门打开卸4秒钟后，车门关闭。

3、双周期运行控制方式要求

小车在A地点时，按一下向前运行按钮，小车将循环两次单周期运行过程。

4、自动运行控制方式要求小车在A地点时，按一下向前运行按钮，小车将自动重复单周期运行过程，断开运行开关时，小车将在完成一个循环之后，结束运行。

在手动控制方式下不能进行，单周期、双周期和自动运行方式，反之，在单周期、双周期和自动运行方式下也不能进行手动控制。

本控制采用FX2系列等可编程控制器，其输入输出端子分配如下：

X4O0运行开关；

X401

前限位开关；

X402:

后限位开关；

X403:

手动方式；

X404:

自动方式；

X405

单循环方式；

X406双循环方式；

X407

向前运行按钮；

X410向后运行按钮；

X411

车门打开按钮；

X412斗门打开按钮；

Y430

向前运行；

Y431向后运行；

Y432:

Y433车门电磁铁

＜二）设计内容

1、可编程控制器输入输出接线图设计；

2、控制面板元件布置图设计；

3、控制梯形图和程序设计；

4、关键元器件参数设计与选择；

5、编写控制原理说明书；

6、绘制控制系统图、控制面板元件布置图和元器件布置图、元器件之间接线图、可编程控制器输入输出接线图等图纸。

＜三）设计要求

1、设计应根据原始材料，满足控制要求；

2、列出所选设备型号、规格和数量等。

3、设计说明书应书写工整、整齐，用规定统一纸张；

4、图纸应清洁规范，电气图形符号和文字符号应符合标准；

5、设计应独立完成，不得抄袭他人。

＜四）主要参考资料

1、可编程控制器教程；

2、可编程控制器＜PLC例题习题及实验指导；

3、可编程控制器＜PLC基础及应用；

4、电气制图及图形符号、国家标准汇编；

5、其它有关FX2n型可编程控制器手册、资料等。

课题二：

电镀自动生产线PLC控制设计

1、电镀自动生产线基本情况介绍

某电镀自动生产线如图2所示。

在电镀生产线一侧＜原位），将待加工零件装入吊蓝，并发出信号，专用行车便提升前进，到规定的槽位自动下降

并停留一段时间＜各槽停留时间预先按工艺设定）后自动提升，行至下一个电镀槽，完成电镀工艺规定的每道工序后，自动返回原位，卸下电镀好的工件重新装料，进入下一个电镀循环。

图2

对于不同零件，其镀层要求不同，为了节省场地，适应批号生产需要，提高设备利用率，设备还要求电气控制系统有槽位选择能力。

由于每个槽位之间的跨度较小，行车在前后运行停车时要有能耗制动，以保证准确停位。

2、拖动情况

电镀行车采用两台三相异步电动机分别控制行车的升降和进退，采用机

械减速装置。

电动机数据＜型号JYZ-12-4,P=0.81kw,l=2A,n=1410r/min,V=380V）

3、拖动控制要求

1控制装置具有程序预选功能＜按电镀工艺确定需停留2位）,一旦程序选定,除装卸零件外,整个电镀工艺应能实现四种操作方式。

（1）自动循环；

＜2）单周期；

＜3）步进操作；

＜4）手动操作。

2前后运行和升降运行应能准确停位，前、后升降运行之间有互锁作用

。

3该装置采用远距离操作台控制行车运动，要求有暂停控制功能。

4行车运行采用行程开关控制，并要求有过极限位置保护。

主电路应有短路和过载保护。

5行车升降，进退采用能耗制动，升降电动机制动时间为2S,进退运动电动机制动时间为1S，1#~5#槽位的停留时间依次为11S、12S、13S、14S、15S，原位装卸时间为10S。

1、电镀自动生产线主电路设计；

2、可编程控制器输入输出接线图设计；

3、可编程控制器控制梯形图设计；

4、控制面板元件布置图的设计；

5、编写使用和操作说明及注意事项；

6、编写设计过程说明书，包括：

a总体方案的选择说明

b、控制原理设计说明

c、主要电器元件选择说明，编写元件明细表

7、编写所设计图纸，包括：

a电镀行车主电路图＜A2）

b、PLC控制梯形图＜A2）

c、控制面板元件置图和PC控制输入输出接线图＜A2）

1、写明设计的依据、要求。

2、写明设计的计算步骤、电路的控制原理和梯形图的控制原理。

3、列出所选设备型号、规格和数量等。

4、设计说明书应书写工整、整齐，用规定统一纸张，设计内容应符合设

计要求。

5、图纸应清洁、规范，电气图形符号应符合标准。

6、设计应独立完成，不得抄袭他人。

7、设计期间应遵守作息时间，不得迟到、早退、无故旷课。

＜四）主要设计参考资料

1、电气逻辑控制技术，熊葵容主编。

2电气控制及可编程控制器，张凤珊主编。

3、工厂电气控制技术，方承远主编。

4、可编程控制器教程，王兆义主编。

5、有关FX2n型PLC的资料等。

课题三：

机械手电气控制系统设计

（1）机械手结构、动作与控制要求

机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。

本设计中的机械手采用关节式结构。

各动作由液压系统驱动，并由电磁阀控制，动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统。

机械手的机械结构如下图3所示，主要由手指、手腕、小臂和大臂等几个部分组成，每次转动一定角度＜由工件数决定），以保证待加工零件对准机械手。

机械手各动作与相应电磁阀动作关系如下表所示。

图3机械手的外形及其与料架的配置

具体动作顺序是：

（1）原始位：

装好工件等待中工位置，其状态是大手臂竖立，小手

臂伸出并处于水平位置，手腕横移向右，手指松开。

（2）手指夹紧：

抓住卡盘上的工作。

（3）松卡盘。

（4）手腕左移：

从卡盘上卸下已加工好的工件。

（5）小手臂上摆。

（6）大手臂下摆。

（7）手指松开：

工件放回料架。

（8）小手臂收缩。

（9）料架转位。

（10＞小手臂伸出。

（11＞手指夹紧：

抓住未加工零件。

（12＞大手臂上摆：

取送零件。

（13＞小手臂下摆。

（14＞手腕右移：

将工件装到机床的主轴卡盘中

（15＞卡盘收紧。

（16＞手指松开：

等待加工。

表3-1电磁阀状态表

YV1

YV2

YV3

YV4

YV5

YV6

YV7

YV8

YV9

YV10

YV11

手指的夹紧与放松

夹紧

+

放松

手腕横向移动＜左右移动）

左移

右移

小臂的伸缩

伸

缩

小臂上下摆动

上摆

下摆

大臂下

摆动

料架转动

＜二）设计任务

1、设计出继电器接触控制元件的电气控制原理图，选用元件，制定出元件目录表。

2、在上述控制原理图的基础上，设计出PLC控制的梯形图和PLCI/O口接线图，选用合适的P