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PLC课程设计

河南科技大学

课程设计说明书

课程名称电器控制

题目给料生产线PC-PLC控制系统设计

院系电信学院自动化系

班级085班

学生姓名夏强

指导教师＿＿＿曹哲

日期＿＿2011-6-23

课程设计任务书

（指导教师填写）

课程设计名称电器控制学生姓名专业班级

设计题目给料生产线PC－PLC控制系统设计

一、课程设计目的

通过对给料生产线PC－PLC控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC对PLC工作状况进行监控的方法。

二、设计内容、技术条件和要求

（一）技术要求

本生产线由9台电机控制，分别是主风机1台，反吹风机2台，螺旋输送器2台，星型给料器2台，回旋臂2台。

控制要求如下：

1、控制方式可采用手动和自动两种方式；

2、手动方式下，可对每个电机进行启、停控制；

3、自动方式下，

1）启动顺序及工作顺序如下：

2）按下自动停止按钮，各电机按以下顺序停止：

4、主风机采用自耦变压器降压启动，启动时间延时为20s；

5、为防止自耦变压器频繁启动，其停止后5分钟之内不允许再次启动。

6、若控制方式为手动，切换至自动时应使电机全部停止后再进入自动；

7、若控制方式为自动，切换至手动时应使电机保持原有状态，再分别手动控制。

PLC机型采用FX2N

为统一调试，将I/O功能分配如下，请务必按此设计程序：

功能

输入

输出

备注

手动/自动选择开关

X0=0时手动；X0=1时自动；

自动启动按钮

自动停止按钮

主风机手动启动/停止开关

X3=1时启动；X3=0时停止；

反吹风机1手动启动/停止开关

X4=1时启动；X4=0时停止；

反吹风机2手动启动/停止开关

X5=1时启动；X5=0时停止；

螺旋输送器1手动启动/停止开关

X6=1时启动；X6=0时停止；

螺旋输送器2手动启动/停止开关

X7=1时启动；X7=0时停止；

星型给料器1手动启动/停止开关

X10

X10=1时启动；X10=0时停止；

星型给料器2手动启动/停止开关

X11

X11=1时启动；X11=0时停止；

回旋臂1手动启动/停止开关

X12

X12=1时启动；X12=0时停止；

回旋臂2手动启动/停止开关

X13

X13=1时启动；X13=0时停止；

控制主风机接触器

控制自耦变压器接触器

控制反吹风机1接触器

控制反吹风机2接触器

控制螺旋输送器1接触器

控制螺旋输送器2接触器

控制星型给料器1接触器

控制星型给料器2接触器

控制回旋臂1接触器

Y10

控制回旋臂2接触器

Y11

（二）设计内容

1、设计各电机主电路；

2、设计PLC的I/O分配；

3、设计PLC的外部接线；

4、设计PLC控制程序（梯形图）；

5、上机调试；

6、撰写设计说明书。

（三）设计说明书要求

设计说明书应包含以下内容：

1、设计目的；

2、控制要求；

3、各电机主电路；

4、PLC的选型；

5、PLC的I/O分配；

6、PLC的外部接线；

7、PLC控制程序梯形图；

8、调试结果、调试中出现的问题及解决方法；

9、设计心得体会；

10、参考文献。

三、时间进度安排

18周：

查阅资料，进行系统设计，设计控制程序；

19周一至周四：

上机调试（每天40人）；

19周五：

完成设计说明书。

四、主要参考文献

1、电气控制及可编程控制器张凤珊中国轻工业出版社2003.8第二版

2、可编程控制器原理与实践教程王整风上海交通大学出版社2007.1第一版

指导教师签字：

2011年6月16日

设计说明书

一、课程设计目的

二、课程控制要求

本生产线由9台电机控制，分别是主风机1台，反吹风机2台，螺旋输送器2台，星型给料器2台，回旋臂2台。

控制要求如下：

1、控制方式可采用手动和自动两种方式；

2、手动方式下，可对每个电机进行启、停控制；

3、自动方式下，

1）启动顺序及工作顺序如下：

2）按下自动停止按钮，各电机按以下顺序停止：

4、主风机采用自耦变压器降压启动，启动时间延时为20s；

5、为防止自耦变压器频繁启动，其停止后5分钟之内不允许再次启动。

6、若控制方式为手动，切换至自动时应使电机全部停止后再进入自动；

7、若控制方式为自动，切换至手动时应使电机保持原有状态，再分别手动控制。

三、课程各电机主电路

如下图所示，接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM9、KM10分别控制1号饭吹风机、2号反吹风机、1号螺旋输送机、2号螺旋输送机、1号星型给料机、2号星型给料机、1号回旋臂、2号回旋臂的启停；接触器KM7、KM8分别控制自耦变压器和主风机的启停。

四、课程PLC的选型

根据设计要求，本次课程设计所用的PLC选型为：

FX2N

五、I/O功能分配如下：

功能

输入

输出

备注

手动/自动选择开关

X0=0时手动；X0=1时自动

自动启动按钮

自动停止按钮

主风机手动启动/停止开关

X3=1时启动；X3=0时停止

反吹风机1手动启动/停止开关

X4=1时启动；X4=0时停止

反吹风机2手动启动/停止开关

X5=1时启动；X5=0时停止

螺旋输送器1手动启动/停止开关

X6=1时启动；X6=0时停止

螺旋输送器2手动启动/停止开关

X7=1时启动；X7=0时停止

星型给料器1手动启动/停止开关

X10

X10=1时启动；X10=0时停止

星型给料器2手动启动/停止开关

X11

X11=1时启动；X11=0时停止

回旋臂1手动启动/停止开关

X12

X12=1时启动；X12=0时停止

回旋臂2手动启动/停止开关

X13

X13=1时启动；X13=0时停止

控制主风机接触器

控制自耦变压器接触器

控制反吹风机1接触器

控制反吹风机2接触器

控制螺旋输送器1接触器

控制螺旋输送器2接触器

控制星型给料器1接触器

控制星型给料器2接触器

控制回旋臂1接触器

Y10

控制回旋臂2接触器

Y11

六、PLC的外部接线

七、PLC控制程序梯形图

八、LabVIEW仿真平台

九、调试结果、调试中出现的问题及解决方法

最终的设计调试结果符合课程设计的要求。

即：

1、可以实现自动与手动互相切换。

在手动状态向自动状态切换，按下X0时，即X0由01时，各电机的状态保持，并不会进入自动状态，X0必须再由10，手动关闭各电机后，再按下X0即可进入自动状态，实现控制方式由手动切换至自动时应使电机全部停止后再进入自动的要求；在自动状态向手动状态切换，按下X0时，即X0由10时，各电机的状态保持，由手动开关控制，实现控制方式由自动切换至手动时应使电机保持原有状态，再分别手动控制的要求；

2、手动方式下，可对每个电机进行启、停控制；

3、自动启动与自动停止均按要求顺序执行；

4、主风机采用自耦变压器降压启动，启动时间延时为20s；无论自动还是手动控制方式自耦变压器停止后5分钟之内均不会再次启动。

调试过程中出现的问题及解决方法：

1、控制方式由自动到手动切换时，自动状态时各电机的状态保持不住。

通过采集X0的下降沿，用通用寄存器置位，采集要控制的电机开关的下降沿，用另一通用寄存器置位，用这两个通用寄存器和要控制的电机的原控制触点相串联，即可实现。

例如下图：

2、自耦变压器停止后5min之内不能启动，但是5min之后变压器又会重新启动。

解决办法如下图所示：

十、设计心得体会

经过两周的课程设计时间，对给料生产线系统的设计，使我对PLC的工作原理和工作过程有了更深刻的理解，特别是PLC对梯形图的自上而下、从左向右的循环扫描工作过程。

对梯形图的编制软件GXDeveloper使用更熟悉和灵活，通过对快捷键的使用，大大的节约了梯形图的编制时间，并且现在能熟练使用仿真软件，通过仿真来检验编制的梯形图是否能够实现预期的功能，我感觉这是很重要的，因为在以后的实际工作中，这样可以大大节省控制系统的开发周期。

在编制梯形图和调试的过程中，也遇到了一些问题，通过平时学习过程中的知识积累和到图书馆查找相关资料，把这些问题一一解决了，实现了理论联系实际，通过相关知识解决实际问题的要求。

总之，通过这次课程设计，使我收获颇丰，不但学到了书本上以前没有学到的知识，更重要的是积累了开发控制系统的实际经验，受益终身。

十一、参考文献

1、《电气控制及可编程控制器》张凤珊中国轻工业出版社2003.8第二版

2、《可编程控制器原理与实践教程》王整风上海交通大学出版社2007.1第一版

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