昆明学院PLC控制课程设计.docx

1、昆明学院PLC控制课程设计 电气控制与PLC课程设计说明书专业： 电气工程及其自动化 班级： 2013级2班 姓名： 柴 精 学号： 201304170301 指导教师： 张立明 李扬清 李祥德 自动控制与机械工程学院16 年 6 月第一部分: 电气线路安装调试技能训练 技能训练题目一: 交流电动机Y/启动继电控制线路电气原理图: 图1 时间继电器自动控制的Y-降压启动电路电气原理图电气安装接线图:本人完成的安装线路实物图片一:技能训练题目二: 交流电动机反接或能耗制动继电控制线路电气原理图:电气安装接线图:本人完成的安装线路实物图片二:技能训练小结:1.电气原理图的绘制要求:1)电气原理图一

2、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

3、，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）各电气的符号、文字和接线编号均于电路原理图一致。2） 电气接线图应清楚的表示各电器的相对位置和他们之间的电气连接。所以同一电器的各导电部分是画在一起的，常用虚线框起来，尽可能的反映实际情况。3） 不在同一控制箱内或不在同一配电屏上的各电器连接导线，

4、必须通过接线端子进行，不能直接连接。4） 成束的电线可以用一条实线表示，电线很多时，可在电器接线端只标明导线的线号和去向，不一定将导线全部画出。5） 接线图应表明导线的种类、截面、套管型号、规格等等。3.电器安装、接线的工艺要求: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。2)各元件的安装位置应齐整，匀称，间距合理，便于元件的更换。3)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。4）布线通道尽可能少，同时并行导线按主、控电路分类集中

5、，单层密排，紧贴安装面布线。5）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。6）布线应横平竖直，分布均匀。变换走向时应垂直。7）布线时严禁损伤线芯和导线绝缘。8）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。9）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。10）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。11）同一元件、同一回路的不同接点的导线间距离应保持一致。12）一个电器元件

6、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。第二部分: 双头钻床PLC控制系统 第一章 课程设计内容与要求分析1.1 课程设计内容 图1 双头钻床的工作示意图实训要求： 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

7、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。1.2课程设计要求分析1.2.1系统单元电路组成一、选择

8、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个流程由转移条件X1、X4决定。分支转移条件X1、X4不能同时接通，哪个接通，就执行哪条分支。当S21已动作时，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。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 Y1)，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2-3-2如下：3选择性汇合

9、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图2-3-3所示：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2-3-4所示是具有2个支路的并行性状态转移图，其特点如下： 图2-3-4 并行性流程程序的结构形式（1）、若S21已动作，则只要分支转移条件X1成立，2个流程(S22、S23；S24、 S25)同时并列执

10、行，没有先后之分。（2）、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，然后进行转移处理，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 Y1)，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图2-3-5下：3并行性汇合的编程 并

11、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转移。并行性汇合的程序如图2-3-6下：三控制流程 根据控制要求，可绘出状态流程图如入9-7 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(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

12、，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2-3-7 控制系统状态流程图四机型选择 从图2-3-7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。五I/O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

13、2-3-8所示：表2-3-8 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SB1启动X000KM0压力继电器Y0SQ1大钻上限X001KM1计数器C0SQ2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X007SB3上升X010SB4下降X011SB5旋转X012SA1手动X013SA2自动X014六硬件连接图 由上面的I/0输入输出关系可画出其硬件连接图如下图2-3-9所示：图 2-3-9 双头

14、钻床I/O电气接口图七性能测试与分析 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L1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(SQ1)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。第二章 PLC程序设计双头钻床的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。2. 自动操作由图2-3-7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：图 2-3-10双头钻床梯形图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，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