电气控制与PLC课程设计.docx

1、电气控制与PLC课程设计 电气控制与PLC课程设计总结报告 姓 名 学 号 院 系 班 级 指导教师 2016年 6月目 录第一部分: 电气线路安装调试技能训练.11、1三相异步电动机正反转制.1 1、2 时间继电器自动控制的Y-降压启动电路.21、3技能训练小结. .3第二部分 双头钻床PLC控制系统. 5第一章 课程设计内容与要求分析. 51.1课程设计内容.51.2课程设计要求分析.5PLC程序设计.111、手动操作.11自动操作.11PLC课程设计总结.13参考文献.14第一部分: 电气线路安装调试技能训练 1、1技能训练题目一: 三相异步电动机正反转控制1、1.1电气原理图:图1 三

2、相异步电动机正反转控制电路电气原理图 1.2电气安装接线图:图2 时间继电器自动控制的Y-降压启动电气安装接线图1、1.2人完成的安装线路实物图片: 1、2 技能训练题目二:时间继电器自动控制的Y-降压启动电路1、2.1电气原理图: 图3 时间继电器自动控制的Y-降压启动电路电气原理图1.2电气安装接线图:图2 时间继电器自动控制的Y-降压启动电气安装接线图1、2.2本人完成的安装线路实物图片: 1、3技能训练小结:1、电气原理图的绘制要求:（1)电气原理图一般分为主电路和辅助电路。（2)每一电气元件采用国家规定的统一的图形符号来表示，在图形符号附近用文字符号标注属于哪类电器。（3)同一电器的

3、各个部件(如接触器的线圈和触点)在图中的位置，根据便于阅读和研究的原则来安排，可以不画在一起，但属于同一电器的部件均编以相同的文字符号。（4)对于接触器、继电器的触点按吸引线圈不通电状态画出，控制器手柄按趋于零位时的状态画出，按钮、行程开关触点按不受外力作用时的状态画出等。 （5)在原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电气元件一般应按动作顺序和信号流从上到下、从左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置，并尽可能减少线条和避免线条交叉。（6)直流和单相电源电路用水平线画出，一般画在图样上方(直流电源的正极)和下方(直流电源的负极)。（7)为了便于检索电气电路，方便阅读和分析，在原理图的上方或右方

4、将图分成若干图区，并标明该区电路的用途与作用。（8)在电气原理图中，接触器和继电器线圈与触点之间的从属关系要加以说明，即在原理图中相应线圈的下方，给出触点的文字符号，并在其下注明相应触点的索引代号。2、电气接线图的绘制要求:（1）同一电气的各部件画在一起，其尺寸和比例没有严格要求，各部件的位置尽量符合实际情况。（2）各电气元件的图形符号、文字符号和回路标记，均应以原理图为准，并且要保持一致。（3）不在同一控制箱内或不是同一块配电屏上的各电气元件之间的连线，必须通过接线端子板进行连接。同一控制箱内的各控制元件之间可以直接连接。安装接线图上所表示的电气连接，一般不表示实际走线的途径，施工时由操作者

5、根据实际情况选择最佳走线方式。（4）应该详细地标明配线用的各种导线的型号、规格、截面积及连接导线的根数。标明所穿管子的型号、规格等，并标明电源的引入点。1)组合开关、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。(5)各元件的安装位置应齐整，匀称，间距合理，便于元件的更换。(6)紧固各元件时要用力匀称，紧固程度适当。在紧固熔断器、接触器等易碎元件时，应用手按住元件一边轻轻摇动，一边用旋具轮换旋紧对角线上的螺钉，直到手摇不动后再适当旋紧些即可。3、电器安装、接线的工艺要求:电气安装要求：（1）三按生产：按工艺、按标准、按图纸。（2）操作方法：选择正确的材料和正确的使用工

6、具。（3）安装要求：横平竖直、安装牢固和防震、做好通风、远离热源。（4）接线要求：横平竖直、弧度一致、接线牢固、主 次分离、不露铜丝、号码清晰一致。（5）环境卫生：动前整理、完后清扫。板前明线布线的工艺要求：(1)布线通道尽可能少，同时并行导线按主、控电路分类集中，单层密排，紧贴安装面布线。(2)同一平面的导线应高低一致，不能交叉。非交叉不可时，该根导线应在接线端子引出时，就水平架空跨越，但必须走线合理。(3)布线应横平竖直，分布均匀。变换走向时应垂直。(4)布线时严禁损伤线芯和导线绝缘。(5)布线顺序一般以接触器为中心，由里向外，由高至低，先控制电路，后主电路，以不妨碍后续布线为原则。(6)

7、在每根剥去绝缘层的导线两端要套上编码套管。所有从一个接线端子(或接线桩)到另一个接线端子(或接线桩)的导线必须连接，中间无接头。(7)导线与接线端子或接线桩连接时，不得压绝缘层、不反圈及不露铜过长。(8)同一元件、同一回路的不同接点的导线间距离应保持一致。(9)一个电器元件的接线端子上的导线连接不得多于两根，每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。、实训线路发生的故障及排除办法：线路错接故障，排除方法：对照电气控制原理图进行检查。接触不良或导线某些部分存在断开断开情况，排除方法：用万用表进行检测。故障1：题目一接好线路通电启动后发现没反应排除方法：用万用表测量发现时熔断器内保险管块了，替

8、换后故障排除。故障2：题目二接好线路通电后发现不能实现反转排除方法：经检查线路后发现KM2主触头线路接错未反向，替换任意两根导线后故障排除。第二部分:双头钻床PLC电气控制系统设计1、双头钻床PLC电气控制系统设计内容1双头钻床PLC电气控制系统的技术要求 设计一个用PLC控制的双头钻床控制系统。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（SQI)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，

9、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。图1 双头钻床的工作示意图2双头钻床PLC电气控制系统的要求分析系统单元电路组成（一）选择性分支与汇合及其编程（1）选择性分支状态转移图从2个流程中选择执行哪一

10、个流程由转移条件Xl、X4决定。分支转移条件Xl、X4不能同时接通，哪个接通，就执行哪条分支。当S21己动作时，一旦X0接通，程序就向S22转移，则S21复位。 因此，即使以后X4接通，S24也不会动作。汇合状态S26可由S23，S25中任意一个驱动。如下图所示：图2 选择性分支状态转移图（2）选择性分支的编程选择性分支的编程与一般状态的编程一样，先进行驱动处理，然后进行转移处理，所有的转移处理按顺序执行，简称先驱动后转移。因此，首先对S21进行驱动处理（OUT YD，然后按S22、S24的顺序进行转移处理。选择性分支的梯形图和指令表程序图如下所示：图3 选择性分支的梯形图和指令表程序图（3）

11、选择性汇合的编程选择性汇合的编程是先进行汇合前状态的驱动处理，然后按顺序向汇合状态进行转移处理。因此，首先对第一分支（S22和S23）、第二分支（S24 和S25）进行驱动处理，然后按S23、S25的顺序向S26转移。选择性汇合的梯形图和指令表程序如下图4所示：1STL S22第一分支驱动处理2OUT Y23LD X24SET S235STL S236OUT Y37STL S24第二分支驱动处理8OUT Y49LD X510SET S2511STL S2512OUT Y513STL S23由第一分支转移到汇合点14LD X315SET S2616STL S25由第一分支转移到汇合点17LD X

12、618SET S26图4 选择性汇合的梯形图和指令表程序（二）并行性分支与汇合及其编程（1）并行性分支状态转移图的特点由两个及以上的分支流程组成的，但必须同时执行各分支程序，称为并行性流程程序。图5所示是具有2个支路的并行性状态转移图，其特点如下：图5 并行性流程程序的结构形式若S21己动作，则只要分支转移条件Xl成立2个流程（S22、S23； S24、 S25）同时并列执行，没有先后之分。当各流程的动作全部结束时（先执行完的流程要等待全部流程动作完成），一旦X4为ON,则汇合状态S26动作，S23、S25全部复位。若其中一个流程没执行完，则S26就不可能动作。另外，并行性流程程序在同一时间可

13、能有两个及两个以上的状态处于“激活”状态。（2）并行性分支的编程并行性分支的编程与选择性分支的编程一样，先进行驱动处理，然后行转移处理，所有的转移处理按顺序执行。根据并行性分支的编程方法，首先对S21进行驱动处理（OUT YD，然后按第一分支（S22、S23），第二分支（S24、S25）的顺序进行转移处理。并行性分支的程序如下图6所示：图6 并行性分支的编程（3）并行性汇合的编程并行性汇合的编程与选择性汇合的编程一样，也是先进行汇合前状态的驱动处理，然后按顺序向汇合状态进行转移处理。根据并行性汇合的编程方法，首先对S22、S23；S24、S25进行驱动处理，然后按S23、S25的顺序向S26转

14、移。并行性汇合的程序如图7所示：1STL S22第一分支驱动处理2OUT Y23LD X24SET S235STL S236OUT Y37STL S24第二分支驱动处理8OUT Y49LD X510SET S2511STL S2512OUT Y513STL S23由第一分支汇合14STL S25由第一分支汇合15LD X4汇合条件16SET S26汇合状态图7 并行性汇合的梯形图和指令表程序二、双头钻床PLC电气控制系统总体设计过程1、控制流程根据控制要求，可绘出状态流程图如图8所示。按下起动按钮SB 时，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（

15、SQI)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。图8 控制系统状态流程图2、机型选择从图8控制系统状态流程图可知，输入信号有12号，均为开关量信号，其中启动按钮1个，停止1个，行程开关5个，手动、自动按钮各一个。输出信号有6个，其中5个用于电机控制，1个用于压力继电器控制。因此，控制系统选用FX2N-32MR可编程控制器即可满足控制要求。

16、3、1/0地址编号将输入信号按各自的功能类型分好，并将状态流程图中的14个步序用辅助继电器一一对应，编排好地址，列出外部信号与PLC的I/O口地址编号对照表，如下表1所示：表1 外部信号与PLC的I/O口地址编号对照表输入信号输出信号名称功能编号名称功能编号SBI启动X000KM0压力继电器YOSQI大钻上限X001KM1计数器COSQ2大钻下限X002KM2大钻上升Y3SQ3小钻上限X003KM3大钻下降Y2SQ4小钻下限X004KM4小钻上升Y5SQ5霍尔接近开关X005KM5小钻下降Y4SQ6松开到位限X006KM6工件旋转Y6SB2停止X007SA1手动X013SB3上升X010SA2

17、自动X014SB4下降X011SB5旋转X0124、硬件连接图由上面的1/0输入输出关系可画出其硬件连接图如下图9所示：图9 双头钻床1/0电气接口图5、性能测试与分析根据以上说明，连接好线路并向PLC中下载相应程序，初始化状态下所有灯不亮，按下启动按钮X0后，工件被夹紧，夹紧后压力继电器为ON,对应的灯Ll亮，此时两个钻头同时开始向下进给，灯L2、L3亮。大钻头钻到设定的深度（SQI)时，钻头上升，对应灯L4亮，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，对应灯L5亮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。 对应灯L6

18、亮，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。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：三、PLC程序设计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。2自动操作由图8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，其自动控制程序如下图所示：其指令表如下：PLC课程设计总结随着现代科学技术的发展，PLC在现代工业控制中得到越来越广泛的应用。因此，学好PLC具有重要的实践应用价值。本次课程设计的内容主要分为两个部分

19、：第一部分是电气线路安装调试技能训练，我们主要完成了交流电动机Y/启动继电控制线路和交流电动机反接或能耗制动继电控制线路的工艺布线及线路连接；第二部分是双头钻床PLC电气控制系统设计，主要运用三菱系列PLC实现了双头钻床的电气控制。通过这次课程设计，让我很好的锻炼了理论和实际运用能力，既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。同时说明我们在PLC课程学习当中还不够仔细认真，在以后的学习中，我们会更加努力的学习PLC技术，为以后的就业打下良好的基础。实训让我对PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我更加了解了关于PLC设计原理。本次实训离

20、不开集体的力量，我们遇到问题和同学互相讨论交流，这样我们组员可以尽可能的统一思想，就不会在做的过程中失去方向。讨论不仅是一些思想的问题，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，少走弯路。通过团队协作，我们的合作意识得到加强，合作能力得到提高。在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，提出意见，同时还向别的同学请教。在此过程中不仅加深了对理论知识的理解，而且提高了我们的动手能力，同时也提高了我们的表过能力。参考文献 1 史国生主编电气控制与可编程控制器技术北京：化学工业出版社20042王永华现代电气及可编程控制技术北京：北京航空航天大学出版社20023邓则名电器与可编程控制器应用技术北京：机械工业出版社1997