课程设计基于PLC控制的真空抽气机组系统设计.docx

1、课程设计基于PLC控制的真空抽气机组系统设计课程设计课题名称 真空抽气机组自控PLC系统的设计单 位 浙江工业大学健行0602姓 名 奚永薛指导教师 戴一平时 间 2009.7.1-2009.7.5 一软件设备介绍本实验采用OMRON CP1H PLC实验机箱模拟系统控制结果，使用CX-Programmer 进行编程。其中CX-Programmer是一个用于对OMRON CS1系列 PLC、CV系列 PLC、以及C系列PLC建立、测试和维护程序的工具。它是一个支持PLC设备和地址信息、OMRON PLC和这些PLC支持的网络设备进行通信的方便工具。二系统描述与控制要求 2.1系统描述本次课程设

2、计的主要任务是一个真空抽气机组的系统的设计，其系统的组成及工作原理如下： M1、M2为二个真空泵的动力电机，需热过载保护，M3为主抽真空泵，工作电源为电热丝加热。YV1YV5为24VDC通电打开的电磁阀，P1P3为气体压力开关（P1P2P3），P0为水流信号开关。系统工作目的是把容器内的空气抽走，前级泵的极限压力只能抽到1mmHg（133pa），中间泵的工作条件是出口必须保持在5mmHg以下的压力才能工作，其极限压力是103mmHg，主泵的工作条件是出口必须保持在10-2mmHg，其极限压力是10-7mmHg。容器内为真空热处理装置，须在104mmHg压力以下工作。所以P1P3压力设定为P1=

3、5mmHg、P2=10-2mmHg、P3=10-4mmHg。YV5为放气阀，容器内充放大气后门才可打开，工件才能装卸。 2.2系统控制要求1、开机条件：YV6开、YV5关且P0开关合上；开机后P0断开则报警，若断开时间超过10分钟，则自动关机。 2、开机顺序：先开M1、YV1；M2、M3、YV2YV5保持关，此为予抽阶段；予抽5分钟后，且压力开关P1合上，M2才可以打开，M2开同时YV1关，YV2开，YV3开，M1保持开；M2开5分钟后，且压力开关P2合上，M3开，M1、M2、YV2、YV3保持开；M3开30分钟后，YV4开，YV2关，M1、M2、YV3保持开；YV4开且P3压力开关合上50分

4、钟后， 可手动开YV5（放气），开YV5前须确保YV4已提前5秒钟关，YV2，YV1保持关。 3、工作过程：容器内物品处理好后，手动关YV5关YV3和M2，M1、M3保持开2秒后开YV1，其他不变5分钟后且P1合开M2、YV2，关YV1，其它不变5分钟后且P2合关YV2开YV3，1秒钟后开YV4P3压力开关合上50分钟后，可手动开YV5（YV5开关须保证YV4已提前5秒关），重复本步骤操作。 4、要求有手动自动操作功能，每个泵都有启停按钮，每个阀门都有开关按钮。自动运行只须操作启动、停止及YV5开关，手动时可分别一个一个操作。 5、停机要求：关M3、YV4、YV2、YV1，保持YV3、M2、M

5、1、开30分钟后使M3中的油在真空状态下冷却，后再全停。 6、使用PLC控制，须有工件处理次数统计；每工作8小时后，换班报警。主泵对容器抽气时间可通过PLC的内部数据寄存器设定。（初定为50分钟） 7、须完成以下设计内容：主电路图、PLC接线图、输入/输出点分配表、PLC程序。三元器件选择及I/O地址分配输入输出设备地址设备地址P0开关SQ11.00前级泵电机线圈M1100.01P1开关SQ21.01中间泵电机线圈M2100.02P2开关SQ31.02主泵电机线圈M3100.03P3开关SQ41.03电磁阀YV1101.01手动YV1开关SQ51.06电磁阀YV2101.02手动YV2开关SQ

6、61.07电磁阀YV3101.03手动YV3开关SQ71.08电磁阀YV4101.04手动YV4开关SQ81.09电磁阀YV5101.05手动YV5开关SQ91.10报警电路100.04手动/自动转换开关SA1.00自动启动按钮SB10.00停止按钮SB20.11开M1 按钮SB30.01关M1 按钮SB40.02开M2 按钮SB50.03关M2 按钮SB60.09开M3 按钮SB70.05关M3 按钮SB80.06开YV5按钮SB90.07关YV5按钮SB100.08五梯形图5.1 结构框图5.2 各模块设计报警模块 自动程序模块 开机顺序状态表状态M1M2M3YV1YV2YV3YV4YV5

7、T转换条件200.00+T0001T0001*P1200.01+T0002T0002*P2200.02+T0003T0003200.03+T0004P3200.04+T0005T0005200.05+YV5+200.06+工作过程状态表状态M1M2M3YV1YV2YV3YV4YV5T转换条件初始态+200.07+T0006T0006+200.08+T0007T0007*P1200.09+T0008T0008*P2200.10+T0009T0009201.00+T0010T0010*P3201.01+T0011T0011+201.02+YV5+201.03+顺序功能图1.00+手动模块停机模块组

8、合输出六操作说明 6.1 开机报警合上P0开关1.00 ，而且YV5处于关闭状态，则系统满足开机条件，可进入开机状态，拨动手/自动转换开关1.11，选择自动或手动操作。如果此时断开P0，报警指示灯100.04亮，自动停机计时器T0013开始计时，10分钟后系统自动关机。6.2 自动操作 在满足开机条件的前提下，按下自动启动按钮0.00，系统将按序开机：5分钟后，系统处于状态200.00（输出情况可参照开机顺序状态表），此时合上P1开关1.01；5分钟后，再合上P2开关1.02；30分钟后，合上P3开关；再过50分钟，可按下按钮0.07，手动打开YV5，此时容器内物品已处理完，可进入工作过程。

9、工作过程：按下按钮0.08，手动关闭YV5；2秒后系统状态不变；再过5分钟后，合上P1开关1.01；5分钟后，合上P2开关1.02；1秒后，合上P3开关1.03，经过50分钟后，可按下按钮0.07，手动打开YV5，此时又回到初始工作状态，系统将循环运行。 6.3手动操作参照I/O地址分配表，相应的按钮和开关都控制泵，阀门的启停，但要注意启停顺序。 6.4 停机操作若要系统在工作时停下，只需要按下按钮0.11。七设计心得体会本次系统的设计较送料小车的设计要复杂得多，突出的问题也很多：系统控制要求不明确，I/O元器件难以选择。手动部分要求每个泵都有启停按钮，每个阀门都有开关按钮，这就检验我们对按钮与开关控制的理解。使用按钮需要自锁，所需的器件数量也很多，而使用开关固然可简化设计，但在安全保护方面不如按钮。这时取决于系统的侧重点。手动操作时要按顺序启停。先开M1，再开M2；M1，M2都开后，才能开M3；先停M2，后停M1，这些比较容易实现。如在M2输出上串联M1的常开按钮，便能达到先开M1，再开M2的效果。YV4开且P3压力开关合上50分钟后，可手动开YV5，开YV5前确保YV4已提前5秒关，是有一定难度。由于不知道YV5究竟何时打开，我采用一个小技巧：合上P3后开始计时；50分钟后，关闭YV4，再计时5秒后，将状态锁存。此时就可手动开YV5了。