YY梯形图及语句.docx

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YY梯形图及语句

机电专业课程设计

钢筋切断机液压及控制系统设计

------之软件设计即梯形图和语句

学校：

大连交通大学

学院：

机械工程学院

班级：

机电12级3班

姓名：

杨天恩

学号：

1204060324

指导教师：

田小静

目录

第一章任务书………………………………………………………………………………

（1）

一题目………………………………………………………………………………

（1）

二设计要求………………………………………………………………………....

（1）

三工作量……………………………………………………………………………..

（1）

四工作计划…………………………………………………..……………………....

（1）

五设计说明书格式及要求…………………………………………………………..

（1）

六课程设计的考核…………………………………………….……………………

（1）

第二章钢筋切断机…………………………………………………………………………

（2）

一钢筋切断机的概述………………………………………………………………..

（2）

二钢筋切断机的基本组成和工作原理……………………………………………..

（2）

三钢筋切断机的具体工作过程……………………………………………………

（2）

第三章控制系统的设计………………………………………………………………….（3）

一控制系统的选择…………………………………………………………......…（3）

二PLC控制系统的工作方式……………………………………………………（4）

三PLC的设计理念………………………………………………………………...（4）

四PLC梯形图的设计……………………………………………………………….（5）

（1）分析工序的动作过程…………………………………………………………（5）

（2）绘制动作流程图………………………………………………………………（5）

（3）根据流程图画出梯形图……………………………………………………..（7）

（4）根据梯形图编写语句…………………………………………………………（9）

（5）语句的调试…………………………………………………………………（11）

参考文献………………………………………………………………………………….（11）

第一章任务书

机电专业课程实践训练任务书

一、题目：

钢筋切断机液压及控制系统设计

二、设计要求：

钢筋切断机主要用于棒料的剪切加工.主机由送料机\料架\压块和剪刀等组成.物料的压紧和剪切由液压缸驱动.动作过程为：

按起动按钮，1.送料,2.定尺到位,压块下降3.压块压住板料,剪刀下降4.料断下落,剪刀回程5.回程到位,压块回程6.回程到位,总停。

最大剪切力为1000kN；最大剪切直径Φ50mm；行程高度为30-60mm，

剪切次数为10-15次/分钟。

三、工作量：

1、拟定整体设计方案，设计液压系统，绘制液压系统原理图1张。

2、完成PLC选型及硬件电路的设计。

绘制PLC端子接线图1张。

3、完成系统的软件设计。

绘制梯形图与列出主要控制程序指令语句1张。

4、编写设计说明书。

内容包括设计方案的确定原则、元器件的选择依据、工作原理及详细功能介绍等。

字数不少于3000字。

该题目由4人合作完成，每个人要适当分工，每个人的工作内容都要有不同的侧重点，并在设计说明书中注明，对于自己侧重的部分，要详细进行论述。

四、工作计划：

熟悉项目准备资料半周、总体方案设计半周、详细设计与编写说明书一周半、完善材料及准备答辩与答辩半周，共计三周。

五、设计说明书格式及要求

1、封面（由学校统一印刷）包括：

题目、学院、班级、学生签字、指导教师签字及日期。

2、任务书（由指导教师填写，用A4纸）

3、摘要（仅对论文）：

一般不超过400字。

要有4个左右的关键词。

4、目录：

给出标题及页次，目录的最后一项是无序号的“参考文献”。

5、正文：

应按目录章节撰写，要求计算正确、论述清楚、文字简练通顺、插图简明、书写整洁。

6、参考文献：

必须是在课程设计中真正阅读和运用过的，文献按照在正文的出现顺序排列。

各类文献的书写格式如下：

a、图书类的参考文献：

序号作者名.书名.（版次）.出版单位，出版年：

引用部分起止页码。

b、翻译图书类的参考文献：

序号作者名.书名.译者（版次）.出版单位，出版年：

引用部分起止页码。

c、期刊类的参考文献：

序号作者名.文集名.期刊名.年，卷（期）：

引用部分起止页码。

说明书打印用小四号字，采用A4纸，字数不少于3000字。

格式符合下列顺序：

题目（封面）；设计任务及要求；目录；引言；正文；参考资料；附录；封底。

要求文字通顺、书写工整，标题符合规范。

绘制的图纸符合国家标准。

六、课程设计的考核

按计划完成课程设计任务，经指导教师审查通过并在其图纸、说明书等文件上签字,方可获得答辩资格。

答辩由答辩小组主持,每个学生答辩总时间约为15分钟。

设计成绩根据学生平时的工作情况、设计水平、图纸及说明书质量、独立工作能力、以及答辩情况综合衡量，最后由答辩小组讨论评定。

答辩成绩定为五级：

优秀、良好、中等、及格和不及格。

不及格者须重做。

指导教师：

田小静教研室主任：

2016年3月7日

第二章钢筋切断机

一、钢筋切断机的概述

液压传动是机械设备常用的传动方式，在机械领域具有很重要的作用，它具有体积小、质量轻，并且可以实现无极调速。

此次设计要求做到节能降耗，系统发热少，立置油缸应有平衡锁紧装置，做到安全可靠。

钢筋液压切断机主要用于钢筋的剪切加工，由送料机、料架、压块和剪刀组成，钢筋的压紧和剪切由液压缸驱动，各工作机构行程上，布置有电气行程开关SQ1-SQ5，通过其发信和可编程序控制器（PLC）实现自动控制。

二、钢筋切断机的基本组成和工作原理

本钢筋切断机主要用于钢筋的剪切加工。

其主机由送料机，料架，压块和剪刀等组成。

切断机在整个工作过程中，共可分为三个部分：

送料过程；压布置有电气行程开关（SQ1-SQ5），通过其发信和可编程序控制器（PLC）实现自动控制。

（1）送料过程

将块压紧过程；剪切过程。

钢筋的压紧和剪切由液压缸驱动。

各工作机构行程上，钢筋放置送料皮带上，开动送料机，当将钢筋送至需求长度时使其触碰到行程开关。

送料机停止送料，进行下一过程。

（2）压块压紧过程

当钢筋停至需求位置时，压块夹紧液压缸工作，压块下降压紧钢筋。

触动行程开关，完成压紧过程，开始下一过程。

（3）剪切过程

完成压块压紧过程后，触发另一液压缸带动剪刀下降。

剪刀切断钢筋后钢筋下落触发行程所有工件复位，完成一次工作继续下一循环。

三、钢筋切断机的具体工作过程

切断机在初始位置时，压紧板料的压块在上部位置，行程开关SQ2被顶开。

剪刀也在上面，行程开关SQ4被压开。

行程开关SQ1和SQ5均为常开。

切断机进入工作状态前，物料放在送料皮带上，然后启动液压系统并升压到工作压力后，开动送料机，向前输送物料，当物料送至规定的剪切长度时压下行程开关SQ1发信，使送料机停止，压块由液压缸带动下落，从而行程开关SQ2接通。

当压块下落到压紧物料位置触动SQ3时，剪刀由另一液压缸带动下降，行程开关SQ4接通。

剪刀切断物料后，料下落，行程开关SQ1复位断开。

压块和剪刀分别回程复位，即完成一次自动循环。

然后自动重复上述过程，实现切断机的工作过程自动控制。

第三章控制系统的设计

一、控制系统的选择

1.PLC控制系统与继电器控制系统的相同之处：

都能实现对钢筋切断机的控制

2.PLC控制系统与继电接触器控制系统的不同之处：

（1）继电器触点数量不同

继电器控制线路中，用于控制的继电器触点的数目是有限的，一般只有4～8对;而梯形图是由许多所谓的“软继电器”组成，每个“软继电器”供编程用的触点有无限对，这给编程带来很大方便，只要程序容量和扫描时间允许，梯形图或程序的复杂程度并不影响系统的可靠性。

（2）组成器件不同

继电器控制线路是由许多实体的硬件继电器组成，而梯形图则由许多“软继电器”组成，硬继电器需要安装在电气柜中，且易于损坏，而软继电器无需安装，且无磨损现象。

（3）控制方法不同

在继电器控制线路中，控制系统的控制要求是通过各种继电器之间连接线实现的，因此它的控制功能单一，不灵活;而PLC控制是通过指令系统即编程软件程序实现的，各线圈和触点之间不需要实际连线。

另外，在继电器控制线路中，为达到用户要求，既要求控制安全可靠，又要节约触点而节省继电器，因此设计许多连锁电路;而在梯形图中，由于它是循环扫描工作方式，不存在几个并联电器元件同时动作的因素，同时在软件编程中也可以将连锁条件编进去，因而PLC控制系统设计比继电器控制系统大大简化了。

（4）有些线路在断电接触控制线路中可用，但在PLC中却变成不可编程的回路，则需要作出一些改动后，才可编程。

（5）工作方式不同。

继电接触器控制线路工作方式为并行工作方式，即当线路接通时，线路中各继电器、接触器都处于受控状态，应该吸合的电器元件都同时吸合，不应该吸合的电器元件都因某种条件限制不能吸合。

而在梯形图中，工作方式为串行工作方式，图中各种软继电器都处在周期循环扫描接通中，受同一条件约束的各继电器的动作次序决定于程序的扫描顺序，因此，编程时要注意程序的顺序，程序顺序不同则结果也是不一样的。

由此可见，选择PLC控制系统对钢筋切断机进行控制更好。

二、PLC控制系统的工作方式

本钢筋切断机的PLC控制设有手动和自动两种工作方式，调试时用手动工作方式，连续生产时用自动工作方式。

当工作方式开关置于手动时，可通过操作台面板上相应的按钮开关运行某到工序;当工作方式开关置为自动时，则由PLC软件支持实现自动工作循环并可对意外故障人工干预，紧急停机。

三、PLC的设计理念

软件设计就是程序设计，由于PLC所有的控制功能都是以程序的形式来体现，大量的工作时间将用在程序设计上，对PLC即梯形图设计。

设计梯形图与设计继电器接触式控制线路的方法相类似。

若控制系统比较复杂的话，可采用“化整为零”方法，把控制系统化为若干个控制功能环节，然后逐一设计其梯形图，待一个个控制功能的梯形图设计出来后，再“积零为整”，按他们之间的相互关系完善成一个统一的控制系统。

四、PLC梯形图的设计

PLC梯形图的设计，常见的设计方法有两种：

一种系经验设计法，一种系状态表设计法。

鉴于前者较后者简单明了，本设计方案采用经验设计法。

现分以下几个步骤进行绘制：

（1）分析工序的动作过程：

按启动按钮；

1.送料；

2.定尺到位，压块下降；

3.压块压住板料，剪刀下降；

4.料断下落，剪刀回程；

5.回程到位，压块回程；

6.回程到位，总停。

（2）按实际剪切工艺要求绘制剪切过程流程图，如图所示。

（3）根据流程图画出相对应PLC梯形图。

梯形图在形式上类似于继电器控制的电气原理图，仍沿用继电器的线圈、触点、串联与并联等术语和图形符号。

梯形图由若干个阶梯组成，每个阶梯可由多个支路组成，支路最右边是各种编程器件的线圈，线圈的左边由各器件的接点组成兩侧的竖线类似继电控制线路的电源线，称为母线（右边的竖线可不画）。

梯形图简单、直观、易读，对于熟悉继电器表达方式的人来说，容易被接受，而不需要学习更多的计算机知识。

梯形图在PLC中普遍采用，是应用最多的一种编程方式。

a.梯形图的一般原则

尽管各种PLC的指令系统及指令助记符不完全相同，但绘制梯形图的方法是相同的，一般应遵循以下原则：

①梯形图的绘制是自上而下，从左到右的顺序进行，每个继电器线圈为一个逻辑行，即一个阶梯，每一逻辑行必须从左边母线以触点输入开始，以线圈右边母线（右边母线也可以不画）结束，所有触点不允许放在线圈的右边。

②梯形图中，一般情况下，同一编号电器元件线圈只能出现一次（即在一个程序中不能出现重号的电器元件线圈）。

而电器元件的触点（常开触点、常闭触点）使用次数不受限制。

在某些特殊情况下，允许出现重号的电器元件线圈，如暂存继电器的不同逻辑行和IL—lLC指令不同程序段的情况下。

③线圈不能直接接在左边母线上，如需要的话可通过动断触点连接线圈。

④一个完整的梯形图程序结束后必须使用END指令，否则，运行程序时，不执行。

END是PLC执行程序阶段的结束标志。

b.编程技巧

在绘制梯形图时，应尽量简化，以节省存储空间。

①在并联电路块中，串联触点多的支路应放在单触点支路上面，可以节省连接指令ORLD。

②在并联电路与串联电路相与的逻辑行，将并联电路放在左边，可以省去ANDLD指令。

③桥式电路不能直接编程，应根据其逻辑关系变换为等效电路。

如图所示：

（4）根据梯形图编写语句，语句清单如下。

0001LDX000

0002ANIX013

0003OUTM000

0004LDM000

0005ANDX012

0006ANIX011

0007OUTM002

0008LDM000

0009ANDX011

0010ANIX012

0011OUTM001

0012LDM001

0013MCNOM100

0014LDX005

0015ANIX006

0016ANIX007

0017ANIX009

0018OUTY007

0019LDX001

0020ANIY004

0021OUTY003

0022LDX003

0023ANDX008

0024ANIY006

0025OUTY005

0026LDX004

0027ANIY005

0028OUTY006

0029LDX002

0030ANIY003

0031OUTY004

0032MCRNO

0033LDM002

0034MCNOM101

0035LDIX006

0036ANIX007

0037ANIX009

0038OUTY007

0039LDX006

0040ANIY004

0041OUTY003

0042LDX008

0043ANDX006

0044ANIY006

0045OUTY005

0046LDX010

0047ORM003

0048ANIT100

0049OUTM003

0050LDM003

0051OUTT100，K500

0052LDT100

0053ORY006

0054ANIX006

0055ANIY005

0056OUTY006

0057LDT100

0058ORY004

0059ANIX006

0060ANIY003

0061OUTY004

0062MCRNO

0063LDX013

0064ANIX015

0065OUTY008

0066LDY008

0067ANDX014

0068OUTY009

0069LDX016

0070OUTY002

（5）语句的输入、调试、运行、验证考核，直到满足使用要求为止。

参考文献

1.梯形图的绘制思路参考了北京理工大学出版社张建民等编著的《机电一体化系统设计》（修订版）中的第四章机电一体化系统的微机控制系统选择及接口设计等

2.程序指令语句的编写参考了中国计量出版社赵永成、王丰、李明颖、汤武初编著的《机电传动控制》（第二版）（中的第五章可编程序控制器等）