机床电气及PLC技术课程设计说明书.docx

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机床电气及PLC技术课程设计说明书

前言

可编程序控制器（ProgrammableLogicController）是以微处理器为核心，综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。

英文缩写为PC或PLC。

它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。

因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱（PLC，机器人和CAD/CAM）之一。

初期的PLC只是用于逻辑控制的场合，代替继电器控制系统。

随着微电子技术的发展，PLC以微处理器为核心，适用于开关量、模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制等场合的控制领域。

目前，可编程序控制器既保留了原来可编程序逻辑控制器的所有优点，又吸收和发展了其他控制装置的优点，包括计算机控制系统、过程仪表控制系统、集散系统、分散系统等。

在许多场合，可编程序控制器可以构成各种综合控制系统，例如构成逻辑控制系统、过程控制系统、数据采集和控制系统、图形工作站等等。

这次课程设计主要对超声波清洗机的原理和PLC应用作了简要的说明和概述。

前言

目录………………………………………………3

摘要………………………………………………4

超声波清洗机原理…………………………………5

题目………………………………………………6

地址分配表…………………………………………7

I/O端口分配图和PLC型号的选择………………8

程序流程图…………………………………………10

梯形图……………………………………………11

语句表………………………………………………18

总结………………………………………………22

参考文献……………………………………………23

摘要

可编程控制器（Programmablecontroller）是以微处理器为核心，综合了微电子技术，自动化技术，网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。

英文缩写为PC或PLC。

它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。

因而在机械、电力、化工、交通、能源等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱之一。

近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，针对具体应用对象的特点，配以其它器件来加以完善。

电气控制与PLC是本学期新开的一门技术课，也是非常重要的一门课，对于以后的工作有很大的帮助。

为了能更好的认识和理解PLC方面的知识，以便能更好的掌握PLC这门技术。

PLC课程组决定让我们完成一份PLC课程设计说明书。

这一周是PLC课程设计周，我要全面的投入课程设计当中，按时完成一份完整的并排版打印好的《PLC课程设计》说明书。

本课程设计是我经历了一周的时间，花费了很多的精力才完成的。

我设计的题目是“混凝土配料及搅拌系统设计的PLC控制”,此次设计主要内容包括：

工作过程分析,梯形图,接线图,电气原理图及情况说明,由于是第一次写PLC课程设计,经验还不是很丰富,可能写的还不是很完美,还望任课老师们及同学们提出宝贵的意见和建议。

混凝土配料及搅拌系统原理

搅拌机是由多个参数决定的，用任何一个单一参数来描述一台搅拌机是不可能的。

轴功率（P）、桨叶排液量（Q）、压头（H）、桨叶直径（D）及搅拌转速（N）是描述一台搅拌机的五个基本参数。

桨叶的排液量与桨叶本身的流量准数，桨叶转速的一次方及桨叶直径的三次方成正比。

而搅拌消耗的轴功率则与流体比重，桨叶本身的功率准数，转速的三次方及桨叶直径的五次方成正比。

在一定功率及桨叶形式情况下，桨叶排液量（Q）以及压头（H）可以通过改变桨叶的直径（D）和转速（N）的匹配来调节，即大直径桨叶配以低转速（保证轴功率不变）的搅拌机产生较高的流动作用和较低的压头，而小直径桨叶配以高转速则产生较高的压头和较低的流动作用。

在搅拌槽中，要使微团相互碰撞，唯一的办法是提供足够的剪切速率。

从搅拌机理看，正是由于流体速度差的存在，才使流体各层之间相互混合，因此，凡搅拌过程总是涉及到流体剪切速率。

剪切应力是一种力，是搅拌应用中气泡分散和液滴破碎等的真正原因。

必须指出的是，整个搅拌槽中流体各点剪切速率的大小并不是一致的。

通过对剪切速率分布的研究表明，在一个搅拌槽中至少存在四种剪切速率数值，它们是：

实验研究表明，就桨叶区而言，无论何种浆型，当桨叶直径一定时，最大剪切速率和平均剪切速率都随转速的提高而增加。

但当转速一定时，最大剪切速率和平均剪切速率与桨叶直径的关系与浆型有关。

当转速一定时，径向型桨叶最大剪切速率随桨叶直径的增加而增加，而平均剪切速率与桨叶直径大小无关。

这些有关桨叶区剪切速率的概念，在搅拌机缩小及放大设计中需要特别当心。

因小槽与大槽相比，小槽搅拌机往往具有高转速（N）、小桨叶直径（D）及低叶尖速度（ND）等特性，而大槽搅拌机（D）及高叶尖速度（ND）等特性。

料石启动按钮SB1，用于混凝土配料及搅拌系统的初始上电工作；

料斗限位传感器SQ1，用于控制石料料斗电磁阀的启动和停止；

石粉料斗限位传感器SQ2，用于控制石粉料斗电磁阀的启动和停止；

沥青料斗限位传感器SQ3，用于控制沥青料斗电磁阀的启动和停止；

石料1电磁阀YV1，用于控制石料1储料仓的放料与否；

石料2电磁阀YV2，用于控制石料2储料仓的放料与否；

石粉1电磁阀YV3，用于控制石粉1储料仓的放料与否；

石粉2电磁阀YV4，用于控制石粉2储料仓的放料与否；

沥青电磁阀YV5，用于控制沥青储料仓的放料与否；

石料料斗电磁阀YV6，用于控制石料料斗的放料与否；

石粉料斗电磁阀YV7，用于控制石粉料斗的放料与否；

沥青料斗电磁阀YV8，用于控制沥青料斗的放料与否；

搅拌缸阀门电磁阀YV9，用于控制搅拌缸阀门的开关与否；

搅拌缸电机M，用于对材料进行搅拌；

地址分配表：

输入

输出

功能

地址

功能

地址

手动转换开关SA0

0.00

石料1电磁阀YV1

10.01

单周期转换开关SA1

1.10

石料2电磁阀YV2

10.02

连续转换开关SA2

1.11

石粉1电磁阀YV3

10.03

启动按钮SB1

0.01

石粉2电磁阀YV4

10.04

停止按钮SB2

0.02

沥青电磁阀YV5

10.05

石料料斗限位传感器SQ1

1.06

石料料斗电磁阀YV6

10.06

石粉料斗限位传感器SQ2

1.07

石粉料斗电磁阀YV7

10.07

沥青料斗限位传感器SQ3

1.08

沥青料斗电磁阀YV8

11.00

阀门限位传感器SQ4

1.09

搅拌缸电机KM

10.00

搅拌缸阀门电磁阀YV9

11.01

I/O端口分配图:

PLC的选型原则：

在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。

工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。

PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。

熟悉可编程控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。

一般在选择PLC时考虑以下几方面：

一、输入输出（I/O）点数的估算

二、存储器容量的估算

三、控制功能的选择

该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能和处理速度等特性的选择。

PLC型号的选择：

本题目的设计为满足设计要求共分配有21个I/O点，输入12个，输出9个。

根据ＰＬＣ功能及其参数我选择了西门子的CPU为CPU224。

CPU224基本参数如下：

100—230VAC电源；

24VDC输入；

继电器输出；

本机集成14输入/10输出；

共24个数字量I/O点；

可连接7个扩展模块；

最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点；

13Ｋ字节程序和数据存储空间；

６个独立的30KHZ高数计数器；

2个独立的20KHZ高数脉冲输出；

具有PID控制器；

１个RS485通讯/编程口；

具有PPI通讯协议。

程序流程图:

梯形图

语句表：

LD25315

OR20000

ANDNOT20001

OUT20000

LD20000

AND00001

LD20007

AND00109

ORLD

LD20001

ORLD

ANDNOT20002

OUT20001

LD20001

ANDCNT000

OR20002

ANDOUT20003

OUT20002

LD20002

AND20102

AND20201

ANDCNTOO1CNT003CNT004

OR20003

ANDNOT20004

OUT20003

LD20003

AND00106

OR20004

ANTNOT20005

OUT20004

LD20004

AND00107

OR20005

ANDNOT20006

OUT20005

LD20005

AND00108

OR20006

ANDNOT20007

OUT20006

LD20006

ANDTIM013

OR20007

ANDNOT20001

OUT20007

LD20001

OUT01001

LDCNT000

CNT000

#0060

LD20002

OUT01002

LDCNT001

CNT001

#0020

LD20101

OUT01003

LDCNT002

CNTOO2

#0020

LD20102

OUT01004

LDCNT003

CNT003

#0060

LD20201

OUT01005

LDCNT004

CNT004

#0020

LD20003

OUT01006

LD20004

OUT01007

LD20005

OUT01100

LD20006

OUT01000

TIM013

#0600

LD20007

OUT01101

总结

经过一周的奋战我的课程设计终于完成了，一周的时间虽然不长，但是经过老师与同学们的帮助和指导，我获益非浅，真的学习到了不少关于自己专业方面的知识。

实训让我更深的理解了PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我更加懂得了关于PLC设计原理。

我才明白有很多设计理念真正的来源是生活与实际，本次我实训的完成脱离不了集体的力量，老师的谆谆教诲。

我们在做实训项目的过程中要不停去解决疑

难问题，还好有老师的耐心指导。

因为这样，我还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，明确方向。

在错误与成长中获得成果。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的

指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，这是我所学到的。

经过此次的实训，我不仅加深了与自己专业相关的知识的理解，而且还懂得了团队合作的重要性，并且让自己更加的有信心，积极的去解决疑难问题、种种一丝不苟或许在工作中也是非常重要的。

PLC应用技术是一门实践性很强的专业课，可PLC编程控制器技术在当今社会发展异常迅速，各生产厂家也推出了许多强大的新型PLC、各种特殊模块和通信联网器件，使可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具。

所以我更加珍惜这次设计。

软件的部分，依次实现了PLC流程图、梯形图的控制方式。

在做课设的同时可以对基本的Offic软件的操作有了一定的熟悉，而且使我知道超声波清洗机的原理和应用。

通过这次课设使我更加看到了自己的不足，我认识到不管做什么事都需要大胆假设，小心求证，绝不能想当然的猜测。

而且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，才能真正的学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在以后的学习工作中我都会记住这次课设经验，使我受益匪浅。

参考文献

1.夏田.陈婵娟.祁广利。

PLC电气控制技术[M]化学工业出版社.2009.

.2。

沈阳理工大学应用技术学院PLC电气控制技术