plc课程设计三相异步电机可逆控制大学论文.docx
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plc课程设计三相异步电机可逆控制大学论文
《电气控制与PLC》课程设计说明书
专业：
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
自动控制与机械工程学院
２０１6年12月
第一部分:
电气线路安装调试技能训练
技能训练题目一:
三相异步电机可逆控制
1、电气原理图:
图2-1三相异步电机可逆控制线路
2、电气安装接线图:
3、本人完成的安装线路实物图片:
技能训练题目二:
三相异步电机Y－Δ降压启动
1、电气原理图:
图4-1三相异步电机Y－Δ降压启动的控制电路
2、电气安装接线图:
3、本人完成的安装线路实物图片:
技能训练小结:
1.电气原理图的绘制要求:
①电气控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控制电路。
主电路包括从电源到电动机的电路，是强电流通过的部分，用粗线条画在原理图的左边。
控制电路是通过弱电流的电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成，用细线条画在原理图的右边。
②电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采用国家规定的统一标准。
③采用电器元件展开图的画法。
同一电器元件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。
若有多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字序号，如KM1和KM2等。
④所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出。
⑤控制电路的分支线路，原则上按照动作的先后顺序排列，两线交叉连接时的电气连接点需用黑点标出。
2.电气接线图的绘制要求:
①接线图和接线表的绘制应符合GB/T6988.5-1997《电气制图接线图和接线表》的规定。
②电气元件按外形绘制，并与布置图一致，偏差不要太大。
③所有电气元件及其引线应标注与电气原理图相一致的文字符号及接线号。
④在接线图中同一电器元件的各个部分（触头，线圈等）必须画在一起。
⑤电器接线图一律采用细实线，走线方式有板前走线与板后走线两种，一般采用板前走线。
对于简单电气控制部件，电器元件数量较少，接线关系不复杂，可直接画出元件内的连线。
但对于复杂部件，电器元件数量多，接线较复杂时，一般采用走线槽，只要在各电器元件上标出接线号，不必画出各元件之间连线。
⑥接线图中应标出配线用的各种导线的型号，规格，截面积及颜色要求,活性炭口罩。
⑦部件的进出线除大截面导线外，都应经过接线端子板，不得直接进出。
3.电器安装、接线的工艺要求:
⑴安装元件的要求：
2选用元器件正确，元件要牢固安装在配线板上。
②各元件的安装位置应整齐、匀称，间距及布局合理。
3安装要以端子排区分出板内、板外元件。
④负荷开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧，并使熔断器的受电端为底座的中心端。
⑵导线的接线工艺要求：
①选择的线径要符合要求。
②板内布线应横平竖直，分布均匀。
变换走向时应垂直。
③板内布线同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。
④板内布线通道尽可能少，同路并行导线按主、控电路分类集中，紧贴配线板布线。
⑤所有接点要紧固、不反圈、不压绝缘皮、不露铜太长。
⑥注意要正确使用工具和仪表，调试时必须遵守安全操作规程和安全文明生产。
４.线路发生的故障及排除办法：
（1）.通电后，按下SB2，电机不能起动
A、电气系统接线错误,核对接线图，加以校正
B、熔丝烧断,检查电气系统线路及保护装置工作情况
C、电压过低检查电网电压，如过低应适当提高
D、定子绕组相间短路、接地或接线错误或定、转子绕子组断路,检查找出断路，短路的部位进行修复，如果接线错误，经过检查后进行校正。
E、负载过大,检查压缩机、消除负载过大原因
（2）.电机能启动，但Y-△切换时，跳开关
A、Y-△自动切换时间继电器失灵进行修复，必要时更换B、电网电压过低,检查电网电压并加以改善
C、导线细而长造成电压过低,加大导线截面或更换接线位置，以缩短导线长度
D、机组调节系统中电磁阀Y1失灵,拆下检查，必要时更换
（3）通电后，按下SB2有Y启动无Δ运行
A、时间继电器损坏,检查继电器确认损坏后更换
B、接线头松动或触点接触不良,查明原因后排除之
（4）.电源接通后，控制回路熔断器烧断
控制回路短路,如相导线绝缘对地短路，线圈烧毁短路，电磁阀线圈短路，线接错短路等,查明原因后排除之
（5）.计时器不计时
A、计时器导线断裂，接线头松动,查明原因后排除之
B、计时器失效拆下检查，必要时更换
（6）通电后，按下SB2有动作，但放开SB2即停
KM1线圈与其辅助常开触点没有形成“自锁”，原因可能是导线接错或漏接，查明原因后排除之。
第二部分:
设计
一．总体方案说明
课题七双头钻床PLC控制系统
图8.1双头钻床的工作示意图
（一）、目的
1．熟悉步进顺控指令的编程和用法；
2．掌握并行性流程程序的编制；
3．掌握双头钻床的程序设计及其外部接线。
（二）、器材
1．可编程控制器1台（FX2N-48MR）；
2．双头钻床模拟显示模块1块（带指示灯、接线端口及按钮等）；
3．实训控制台1个；
4．电工常用工具1套；
5．手持式编程器或计算机1台；
6．连接导线若干。
（三）要求
设计一个用PLC控制的双头钻床的控制系统。
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8.1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。
（四）、软件程序
1．I/0分配
X0：
工件夹紧；大钻头到下限位开关Xl：
SQ1；大钻头到上限位开关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：
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：
工件夹紧；Y6：
工件放松；Y7：
工件旋转。
2．程序设计方案
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8.2所示。
（五）、系统接线
根据双头钻床的控制要求，其系统接线图如图8.3所示。
（六）、报告
1．总结
（1）画工艺流程图，分析I/O性质，计算I/O点数、存储容量，PLC选型；
（2）编写程序（在PC机上编程并下载到PLC中）；
（3）运行并调试程序，运行调试记录；
（4）画PLC控制系统外部接线图（含主电路及供电图）；
（5）撰写课程设计论文。
2．思考
（1）用顺序功能图编制双头钻床的程序；
（2）现要用该双头钻床来加工一批只需钻一个孔的工件，如何解决这个问题?
哪种方案最优?
2．电气控制原理图设计及分析
（1）主电路设计（有文字说明）
根据控制要求可以知道，总共需17个输入端口【（手动时：
大钻头上、大钻头下、小钻头上、小钻头下、夹紧、放松、旋转）手动/自动切换，各种限位开关，（自动时：
大钻头上、大钻头下、小钻头上、小钻头下、夹紧、放松、旋 转），停止，起动】
需要8个输出端口，分别为原点灯；大钻头上到位；大钻头下到位；小钻 头上到位；小钻头下到位；已夹紧；已放松；旋转到位）电磁阀、双电控两位电磁阀。
（2）I/O分配表（有文字说明）
输入信号
输出信号
名称
功能
编号
名称
功能
编号
SB1
启动
X000
KM0
压力继电器
Y0
SQ1
大钻上限
X001
KM1
计数器
C0
SQ2
大钻下限
X002
KM2
大钻上升
Y3
SQ3
小钻上限
X003
KM3
大钻下降
Y2
SQ4
小钻下限
X004
KM4
小钻上升
Y5
SQ5
霍尔接近开关
X005
KM5
小钻下降
Y4
SQ6
松开到位限
X006
KM6
工件旋转
Y6
SB2
停止
X007
SB3
上升
X010
SB4
下降
X011
SB5
旋转
X012
SA1
手动
X013
SA2
自动
X014
（3）PLC控制电路设计（外部接线图）包括PLC硬件结构配置及PLC控制原理电路设计。
（有文字说明）
3、PLC程序设计
（1）设计原理说明
双头钻床的PLC控制程序包括手动操作和自动操作两部分，整个PLC控制程序如下图所示：
①手动操作
手动操作有大小钻头的上升、下降，工件的旋转及夹紧与放松。
手动操作如梯形图所示：
②自动操作
由双头钻床的工作状态流程图可看出，其工作过程是典型的顺序控制，采用步进顺控指令的编程方式，其自动控制程序如梯形图所示：
（2）功能图绘制（有文字说明）
（3）梯形图设计（有文字说明）
梯形图程序：
自动程序图
手动程序图
（4）设计的程序（有文字说明）
指令表程序：
4、系统的调试（配有接线的照片）（有文字说明）
5、设计总结
这次课程设计的课题是PLC系统理论与实践相结合的设计。
在此时对以前学习的知识的挑战与突破。
在对这个设计的材料搜索进行独立搜索时，对于办公软件的应用有了进一步的提高。
同时在对搜集的材料进行整核，结合所学理论知识，以及实际应用操作的情况下，提高了实际操作和独立解决问题的能力。
通过这次设计实践。
让我更熟练的掌握了PLC软件的简单编程方法，对于PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在理论的运用中，也提高了我的工程素质。
刚开始学习PLC软件时，由于我对一些细节的不加重视，当我把自己想出来的一些认为是对的程序运用到梯形图编辑时，问题出现了。
转换成指令表后则显示不出很多正确的指令程序，这主要是因为我没有把理论和实践相结合，缺乏动手能力而造成的结果，最后通过老师的纠正和自己的实际操作，终于把正确的结果做了出来，同样也看清了自己的不足之处。
本课程设计得以完成，首先要感谢李老师，因为课程设计在她的悉心指导下才能顺利完成。
她渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范、朴实无华、平易近人的人格魅力对我的影响非常深远。
本设计从选题到完成，每一部步是在老师的指导下完成的，倾注了老师大量的心血。
通过此次的课程设计，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束缚，在课程设计的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。
并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。
在以往的传统学习模式下，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好地处
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