卷烟厂风力送丝设备控制系统设计.docx

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卷烟厂风力送丝设备控制系统设计

0.前言

本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。

掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。

掌握常用电器元件的选择方法。

具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。

用PLC来设计卷烟厂风力送丝设备控制系统，可以实现自动化，在实际的生产过程中，能够有效的提高工厂的生产效率，而且，能够节省生产成本，能够省去一部分的劳动力，这对经济发展，对社会进步，有着不可取代的作用。

1.设计题目

题目：

卷烟厂风力送丝设备控制系统设计

2.控制要求

⏹1.启动后，风机工作，给烟丝管道送风

⏹2.当落料器内料低于下落料器时，启动回风电磁阀打开风门，将烟丝吸进落料器；当落料器内料高于上落料器时，回风电磁阀关闭风门。

⏹3.若两个落料器同时需要进料时，则按时间分配轮流装料。

⏹4.当料仓烟丝低于料仓下光电开关时，翻板门电磁阀动作进料；当料仓烟丝高于料仓上光电开关时，翻板门电磁阀关闭。

⏹5.下班关机前，将所有落料器的烟丝全部放入各个料仓。

3.任务分析

A.本题目主要功能是给两个落料器和两个料仓送丝，而且两个装料器不能同时给各自的落料器送料，要有一定的时间间隔

B.设计思想：

这题目最为困难的是考虑两个装料器都要给落料器装料的情况，于是，我们可以先让1#装料器的落料器装料，再让2#装料器的落料器装料。

C.在两个装料器工作时，如果落料器在工作，翻板门不能打开，也就是说，落料器和料仓工作要有时间差，根据实际，应该是先让落料器工作，当落料器的料装满是，料仓再进行判断是否需要装料

D.在下班前，要把两个落料器的料都要送到两个料仓，这又需要我们要单独设置一个清空的程序，让工人们下班断电前，能把落料器的料全都送到料仓，在实现清空的过程，又需要我们再设置一个定时器，来满足把两个落料器里的料全都送到两个料仓

E.任务书还要求设置一个单周期，手动和连续，单周期和连续我们可以考虑在同一个程序中进行，而手动需要我们再设置一个程序来单独的进行手动的控制两个装料器

4.方案确定

1）接通电源时，电动机应不允许运转，否则在没有工作的是否造成浪费，从而提高生产成本；接通电源电动机不工作，这也十分符合实际生产的要求

2）在工作前，应设置一个方式选择的旋钮，来确定工作方式是单周期，连续还似乎循环

3）在按下启动的按钮后，电动机要一直的运转，直至按了停止键

4）在给两个装料器的落料器装料时，应该有四个分之进行判断，分别是两个落料器都要装料，两个落料器都不需要装料，1#落料器要装料而2#落料器不需要装料，1#落料器不需要装料而2#落料器需要装料，其中，两个落料器都不需要装料这种情况可以直接跳到判断两个料仓是否需要装料，其余的三种情况均实现各自需要的工作，每一种情况的最后都到同一步，来使上一步失效

5）给两个装料器的料仓装料的设计思路跟4）相同，但在最后要进行判断为单周期，清仓，还是连续，若为单周期，则回到按启动按钮之前的状态，若为连续，则系统继续工作，若检测到清仓，则系统条到两个料仓都需要装料的这种情况，并用两个定时器来进行彻底清仓

5.输入输出点数的确定及PLC选型

1）输入点数：

本系统需要有19个输入

分别9个SQ开关，为1#落料器光电开关上，1#落料器光电开关下，1#料仓光电开关上，1#料仓光电开关下，2#落料器光电开关上，2#落料器光电开关下，2#料仓光电开关上，2#料仓光电开关下,风机手动开关；

7个SB开关，为启动按钮，停止按钮，清空落料器按钮，1#回风手动按钮，1#翻板门手动按钮，2#回风手动按钮，1#翻板门手动按钮

3个方式选择旋钮，为手动，单周期，连续

2）输出点数：

本系统需要五个输出

分别为：

风机，1#回风电磁阀，1#翻板门电磁阀，2#回风电磁阀，2#翻板门电磁阀；

6.主电路原理图及其设计说明

图1控制面板

1）如图按钮的控制面板，在外部，有12个按钮，分别控制系统做不同的工作，设有紧急停车按钮，可以避免突发事件。

2）电路原理图如图1.1

图1.1电路原理图

7.PLC控制原理图及其设计说明

图2端子分配图

1）如图，为端子分配图，也为PLC的控制原理图，图中的各个按钮，分别没触发一个按钮，PLC就执行一项功能，下班前就按停止按钮

8.PLC程序设计及其设计说明

8.1．主程序设计

1）.主程序设计说明

图3使用启保停电路

图4使用启保停电路

图5使用启保停电路

图6使用启保停电路

图7使用启保停电路

图8使用启保停电路

图9使用启保停电路

图10使用启保停和复位电路

图11使用启保停和置位电路

图12使用启保停电路

图13使用启保停电路

图14使用启保停电路

图15使用启保停电路

图16使用启保停电路

图17使用启保停电路

图18使用启保停电路

图19使用启保停电路

图20使用启保停电路

图21使用启保停电路

图22使用启保停电路

说明皆在图中有说明

2）.主程序顺序功能图

图23程序功能图

9.程序调试说明（遇到的问题及解决的方法、程序的改进）

1）调试是按钮没有反应

解决办法：

按按钮时，如果是SB按钮，一定要按按完后立即进行该按

钮的复位

2）程序的实际网络超出了给定的最大网络个数

解决办法：

修改程序将程序的一些可以合并的线圈合并起来用，用到该

线圈是，可以进行调用

10.电器元件选择及其选择依据说明和计算说明

10.1风机选型：

选择电机的依据和指标有：

风机的性能参数主要有流量、压力、功率，效率和转速。

另外，噪声和振动的大小也是主要的风机设计指标。

流量也称风量，以单位时间内流经风机的气体体积表示；压力也称风压，是指气体在风机内压力升高值，有静压、动压和全压之分；功率是指风机的输入功率，即轴功率。

风机有效功率与轴功率之比称为效率。

风机全压效率可达90%。

根据卷烟厂送丝系统的风机的工作情况，这属于工业用的一般的电动机，固我们可以选择三相异步交流电动机，而电动机更加详细的性能参数，则按照卷烟厂的设置的生产效率来进行选择；

10.2电磁阀选型：

选择电磁的依据和指标有：

电磁阀选型首先应该依次遵循安全性，可靠性，适用性，经济性四大原则，其次是根据六个方面的现场工况（即管道参数、流体参数、压力参数、电气参数、动作方式、特殊要求进行选择）。

选型依据：

1、根据管道参数选择电磁阀；2、根据流体参数选择电磁阀3、根据压力参数选择电磁阀；4、根据持续工作时间长短；5、根据电气选择6、根据环境要求；详细型号见下图；

根据卷烟厂送丝系统的电路的工作情况，工作要求电磁阀的性能不高，固我们可以选择通用电磁阀；

图24电磁阀型号

10.3光电开关选型：

选择关电开关的依据和指标有：

光电开关按结构可分为放大器分离型、放大器内藏型和电源内藏型三类。

1.放大器分离型是将放大器与传感器分离，并采用专用集成电路和混合安装工艺制成，由于传感器具有超小型和多品种的特点，而放大器的功能较多。

因此，该类型采用端子台连接方式，并可交、直流电源通用。

具有接通和断开延时功能，可设置亮、音动切换开关，能控制6种输出状态，兼

有接点和电平两种输出方式。

　　2.放大器内藏型是将放大器与传感一体化，采用专用集成电路和表面安装工艺制成，使用直流电源工作。

其响应速度局面（有0.1ms和1ms两种），能检测狭小和高速运动的物体。

改变电源极性可转换亮、暗动，并可设置自诊断稳定工作区指示灯。

兼有电压和电流两种输出方式，能防止相互干扰，在系统安装中十分方便。

3.电源内藏型是将放大器、传感器与电源装置一体化，采用专用集成电路和表面安装工艺制成。

它一般使用交流电源，适用于在生产现场取代接触式行程开关，可直接用于强电控制电路。

也可自行设置自诊断稳定工作区指示灯，输出备有SSR固态继电器或继电器常开、常闭接点，可防止相互干扰，并可紧密安装在系统中。

根据卷烟厂送丝系统的电路的工作情况，光电开关主要是用来控制继电器的常开，常闭接点，固我们选择电源内藏型的反射型光电开关

10.4按钮的选型：

选择按钮的依据和指标有：

按钮分为：

1、常开按钮——开关触点断开的按钮。

2、常闭按钮——开关触点接通的按钮3、常开常闭按钮——开关触点既有接通也有断开的按钮。

　　也称为按键，是一种电闸（或称开关），用来控制机械或程式的某些功能。

一般而言，红色按钮是用来使某一功能停止，而绿色按钮，则通可开始某一项功能。

按钮的形状通常是圆形或方形。

电子产品大都有用到按键这个最基本人机接口工具，随着工业水平的提升与创新，按键外观的也变的越来越多样化及丰富的视觉效果。

根据卷烟厂送丝系统的电路的工作情况，我们可以选择复位弹簧的按钮

10.5CPU选型：

226的CPU集成24输入/16输出共40个数字量I/0点，可连接7个扩展模块，最大扩展致248路数字量I/0点或35路模拟量I/0点。

根据所做的课程设计，题目要求要有19个输入，有五个输出，而根据226的参数，能满足其要求，固可以选择

11.参考文献

[1]《机电传动控制基础》主编：

陈白宁段智敏刘文波；东北大学出版社

[2]《机电传动控制课程设计指导书》陈白宁段智敏编写；2009.11

[3]《可编程控制器原理及系统设计》主编：

于庆广.；清华大学出版社

十二.总结

本次课程设计在老师和同学耐心的帮助下，顺利的完成了本次课程设计。

通过本次课程设计进一步掌握①机电传动控制系统中固定程序的继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。

②常用电器元件的选择方法。

③具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。

同时我也认识到自己在这门课程中的不足之处，在学习的过程中，对这门课程的遗漏点。

这次课程设计，我知道了一个好的自动控制系统并不是那么容易来的，要经过自己几天的时间去研究，去修改方案，一次不行，要在进行再多一次。

还有，要把平时所学的知识理论用到实际中不是一件易事，这需要我们不停的进行摸索，不停的去问有老师，同学，不停的去查阅资料；否则，我们只会纸上谈兵。

总之，这次课程设计，我学到了很多，也感悟了很多，这对以后工作必有影响。