双头钻床PLC控制系统PLC课设报告Word文档下载推荐.docx
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3.3系统调试8
3.3.1程序的输入与传输8
3.3.2静态调试8
3.3.3动态调试9
PLC课程设计总结10
参考文献11
附录12
第一章课程设计内容与要求分析
1.1课程设计内容
1.1.1题目
双头钻床PLC控制系统
1.1.2内容
图1.1双头钻床的工作示意图
设计一个用PLC控制的双头钻床控制系统。
其控制要求如下:
1)双头钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔如图1.1所示。
操作人员将工件放好后,按下起动按钮,工件被夹紧,夹紧后压力继电器为ON,此时两个钻头同时开始向下进给。
大钻头钻到设定的深度(SQ1)时,钻头上升,升到设定的起始位置(SQ2)时,停止上升;
小钻头钻到设定的深度(SQ3)时,钻头上升,升到设定的起始位置(SQ4)时,停止上升。
两个都到位后,工件旋转120°
,旋转到位时SQ5为ON,然后又开始钻第二对孔。
3对孔都钻完后,工件松开,松开到位时,限位开关SQ6为ON,系统返回初始位置。
2)具有手动和自动运行功能。
3)具有上电和急停断电功能。
4)大钻头、小钻头由两台三相异步电动机带动。
电机的正反转完成上升、下降的功能;
旋转由第三台电机带动。
上升、下降及旋转限位开关均为霍尔接近开关;
夹紧、放松均由电磁阀带动。
1.2要求分析
(1)按下启动按钮夹具将工件夹紧,大小钻头下行开始钻孔,两个分支同时进行。
(2)由于钻孔完成时间不等,要等到两个钻头都提升后才能进行下一个钻孔。
(3)每钻完一对孔,系统要计数,统计是否已钻完6个孔,如完成则松开工件回到初始状态S0,否则工件要旋转120°
后继续下一对钻孔。
(4)重复第二步
(2)。
第二章程序方案设计
2.1I/0分配
I/0模块的价格占到PLC总价的一半以上,不同的I/0模块的性能及电路均不同,必须根据需要合理选择。
2.1.1输入模块(IN)
X0:
工件夹紧;
大钻头到下限位开关;
Xl:
SQ1;
大钻头到上限位开;
X2:
SQ2;
小钻头到下限位开关;
X3:
SQ3;
小钻头到上限位开关;
X4:
SQ4;
旋转120°
限位开关;
X5:
SQ5;
工件松开限位开关;
X6:
SQ6;
X7:
自动位起动;
Xl0:
手动/自动转换;
X11:
大钻头手动下降;
X12:
大钻头手动上升;
X13:
小钻头手动下降;
X14:
小钻头手动上升;
X15:
工件手动夹紧;
X16:
工件手动放松;
X17:
工件手动旋转;
X20:
停止按钮;
输入模块分为数字量和模拟量两种,数字量又分直流、交流和脉冲三种;
模拟量输入则分为电压和电流两种。
2.1.2输出模块(OUT)
Y0:
原位指示;
Y1:
大钻头下降;
Y2:
大钻头上升;
Y3:
小钻头下降;
Y4:
小钻头上升;
Y5:
Y6:
工件放松;
Y7:
工件旋转。
输出模块分为三种方式:
继电器输出(R)、晶体管输出(T)和双向晶闸管(S)输出。
要根据驱动的最终负载特性进行选择。
2.2顺序功能图
顺序功能图(SequeentialFunctionChart)是一种新颖的、按照工艺流程图进行编程的图形编程语言。
这是一种IEC标准推荐的首选编程语言,近年来在PLC在编程中已经得到了普及和推广。
2.2.1SFC编程的优点
1.在程序中可以很直观地看到设备的动作顺序。
比较容易读懂程序,因为程序按照设备的动作顺序进行编写,规律性较强。
2.在设备故障时能够很容易的查找出故障所处在的位置。
3.不需要复杂的互锁电路,更容易设计和维护系统。
2.2.2SFC的结构
步+转换条件+有向连接+机器工序的各个运行动作=SFC。
SFC程序的运行从初始步开始,每次转换条件成立时执行下一步、在遇到END步时结束向下运行。
2.2.3双头钻床PLC控制系统顺序功能图
根据系统控制要求及PLC的I/O分配,设计双头钻床的程序如图2.1所示。
图2.1双头钻床的PLC控制系统顺控流程图
2.3PLC容量估算
2.3.1估算I/O点数(开关量与模拟量分别统计)
在实际点数基础上再加上15-20%的备用量,以备工艺改进和扩充需要。
2.3.2估算存储量
小型PLC内存约2KB,中型约2KB-8kB,大型则8KB以上。
内存容量经验估算方法如下:
开关量输入:
存储器字节数=输入点数×
10;
开关量输出:
8;
定时器/计数器:
存储器字节数=定时器/计数器数量输入点数×
2;
模拟量:
存储器字节数=模拟量通道数×
100;
通信接口:
存储器字节数=通信接口数目×
300。
由于用户程序的编制与系统控制的复杂程度以及算法、程序结构等因素,使得PLC容量的估算很难精确,一般要加大15-20%的余量。
2.4PLC功能选择
各公司生产的PLC功能配置不尽相同,应以“够用”为原则去选择,一般工业顺序控制只需要具有逻辑运算、定时器/计数器等基本功能就可完成任务。
如果是工业过程控制或数控机床、机器人等控制,则需要选A/D、D/A转换模块、PID控制模块或运动控制定位模块。
这些模块位数愈多,其分辨率与精度愈高,价格也就愈高。
至于扫描速度、指令功能、抗干扰功能等随着计算机技术的发展,对一般中小型工业控制都能满足要求,根据需要进行选择,一般8位就够用了。
第三章系统的外电路设计与调试
3.1系统的接线图
外电路设计,主要指输入、输出设备(按钮、行程开关、限位开关、接触器、电磁阀等)与PLC的连接电路;
各运行方式、主电路及联锁电路设计(自动、半自动、手动、连读、单步、单周期等);
电源电路(主电路供电、传感器、各负载电源等);
控制柜内电路及配线;
外部接线、接地等设计。
根据双头钻床的控制要求,其系统接线图如图3.1所示。
图3.1系统接线图
这些电路的设计原则一般同机床电气设计原则。
例如,强弱电分开、高低电压分开和交直流分开,各设备要单独接地不可串接,大电流接点和线圈要有吸收和灭弧电路,以避免干扰波发射等。
3.2GXDeveloper编程软件的简介
三菱PLC编程软件有好几个版本,早期的FXGP/DOS和FXGP/WIN-C及现在常用的GPPForWindows和最新的GXDeveloper(简称GX),实际上GXDeveloper是GPPForWindows升级版本,相互兼容,但GXDeveloper界面更友好,功能更强大、使用更方便。
这里介绍的GXDeveloper7.08J(SW7D5C-GXW)版本,它适用于Q系列、QnA系列及FX系列的所有PLC。
GX编程软件可以编写梯形图程序和状态转移图程序(全系列),他支持在线和离线编程功能,并具有软元件注释、声明、注解及程序监视、测试、故障诊断、程序检查等功能。
此外,具有突出的运行写入功能,而不需要频繁操作STOP/RUN开关,方便程序调试。
GX编程软件可在Windows97/Windows98/Windows2000及WindowsXP操作系统中运行。
该编程软件简单易学,具有丰富的工具箱,直观形象的视窗界面。
此外,GX编程软件可直接设定CC-link及其他三菱网络的参数,能方便地实现监控、故障诊断、程序的传送及程序的复制、删除和打印等功能。
3.3系统调试
3.3.1程序的输入与传输
1)、按图2.1在计算机上用GXDeveloper编程软件正确输程序。
2)、要将在计算机上用GX编好的程序写入到PLC中的CPU,一般需要以下几步:
(1)PLC与计算机的连接
正确连接计算机(已安装好了GX编程软件)和PLC的编程电缆(专用电缆),特别是PLC接口方向不要弄错,否则容易造成损坏。
(2)进行通信设置
程序编制完成后,单击“在线”菜单中的“传输设置”后,设置好PC/F和PLC/F的各项设置,其他项保持默认,单击“确定”按钮。
(3)程序写入、读出
若要将计算机中编制好的程序写入到PLC,单击“在线”菜单中的“写入PLC”,根据出现的对话窗进行操作。
选中主程序,再单击“开始执行”即可。
若要将PLC中的程序读出到计算机中,其操作与程序写入操作相似。
3.3.2静态调试
按图3.1所示的系统接线图正确连接好输入设备,进行PLC的模拟态调试,并通过计算机监视,观察其是否与控制要求一致,否则,检并修改、调试程序,直至指示正确。
3.3.3动态调试
按图3.1所示的系统接线图正确连接好输出设备,进行系统的动态试,先调试手动程序,后调试自动程序,观察指示灯能否按控制要求动作,并通过计算机监视,观察其是否与控制要求一致,否则,检查线路或修改程序,直至示灯能按控制要求动作。
PLC课程设计总结
通过PLC课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
这个方案使用了三菱PLC与GXDeveloper编程软件,使我们又掌握了一个软件的应用以及单片机的使用。
我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强,由于课本上的知识太多,平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个原理的功能,而且考试内容有限,所以在这次课程设计过程中,我们了解了很多原理的功能。
平时看课本时,有时问题老是弄不懂,做完课程设计,那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
认识来源于实践,实践是认识的动力和最终目的,实践是检验真理的唯一标准。
所以这个期末的课程设计对我们的作用是非常大的。
我想说,设计确实很困难,但苦中也有乐,在如今单一的理论学习中,很少有机会能有实践的机会。
也许有人不喜欢这类的工作,也许有人认为设计的工作有些枯燥,但我认为无论干什么,只要认真去做,一定会有好结果的。
对我们而言,知识上的收获重要,精神上的丰收更加可喜。
挫折是一份财富,经历是一份拥有。
虽然不是第一次做课程设计了,但是设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多专业知识问题,通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
此次课程设计,也看见了自己许多不足之处,比如对PLC指令方面的薄弱,以及对编程的严密思考,都是自己欠缺的,也是今后努力的方向。
在此,感谢于老师的细心指导,也同样谢谢其他各组同学的无私帮助!
总结人:
XXX
2012/12/1
参考文献
[1]史国生主编.电气控制与可编程控制器技术.北京:
化学工业出版社.2004
[2]王永华.现代电气及可编程控制技术.北京:
北京航空航天大学出版社.2002
[3]邓则名.电器与可编程控制器应用技术.北京:
机械工业出版社.1997
[4]徐世许.可编程序控制器原理应用网络.合肥:
中国科学技术大学出版社.2001
[5]王泽元.可编程序控制器实验指导书.长春:
自编实验指导书.2010
附录
图1双头钻床的PLC控制系统顺控流程图
图2外部接线图