機電傳動控制0901014106半精鏜專用機床控制系統(tǒng).doc

沈陽理工大學課程設計專用紙 No課程設計（論文）題目： 設計名稱：機電傳動控制班級學號：0901014106學生姓名：葛健指導教師： 李 巖2011年12月24日 機電傳動控制課程設計任務書 第六組1.設計題目：半精鏜專用機床控制系統(tǒng)設計2.設計內(nèi)容：1）完成課程設計指導書所要求的控制循環(huán)。2）按停止按鈕，完成當前循環(huán)后停止。3）連續(xù)時，循環(huán)5次結束，聲光間斷報警5秒。4）要求可以實現(xiàn)手動、但周期、連續(xù)控制。3.設計要求：1）畫出端子分配圖和順序功能圖。2）設計并調(diào)試PLC控制梯形圖。3）設計說明書。4.進度安排：1）理解題目要求，查閱資料，確定設計方案 2天2）PLC順序功能圖與梯形圖設計 5天3)說明書撰寫 2天4）答辯 1天 指導老師：專業(yè)負責人：主管院長： 年 月 日 目錄0. 前 言31. 設計題目 專用鉆床控制程序設計31.1控制過程41.2 課程設計基本要求52. 總體設計52.1 PLC選型52.2 PLC端子接線圖63. PLC程序設計63.1 設計思想63.2 順序功能圖83.3 PLC梯形圖94. 程序調(diào)試的說明155. 結束語156. 參考文獻15 0. 前 言在PLC發(fā)明之前，在工業(yè)控制的順序控制領域內(nèi)，常常采用諸如繼電器、鼓式開關、紙帶閱讀器等機械、電氣式器件作為控制元件，尤其是控制繼電器，在離散制造過程控制領域內(nèi)，成為“開關控制系統(tǒng)”中最廣泛使用的器件。但是，隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模越來越大，勞動生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量的要求在不斷提高，對于控制系統(tǒng)的可靠性也提出了更高的要求，原有“繼電器控制系統(tǒng)”已不適應需要，究其原因是： 動作緩慢；壽命短、可靠性差；體積大、耗電多；設計制造周期長、程序修改費時；不能實現(xiàn)與計算機對話。到20世紀60年代，由于美國汽車工業(yè)需要進行大規(guī)模的技術改造和設備更新，由傳統(tǒng)的繼電器控制裝置來進行控制，不僅體積龐大、故障率高、柔性差、不靈活、耗能，而且調(diào)試困難，可靠性也差。雖然小型計算機已日趨完善，應用領域也在不斷擴大，但小型計算機用于開關控制系統(tǒng)，又顯然存在著“大馬拉小車”的情況，這是由于小型計算機的特點決定的：編程復雜，要求有較高水平的編程人員和操作人員； 需要配套非標準的外部接口，對環(huán)境和現(xiàn)場條件的要求過高； 功能過剩，機器資源未能充分利用；造價高昂。需要與可能性，促使人們尋求新的出路，PLC應運而生。PLC技術代表了當今電氣程序控制的最先進水平。通過PLC與各種單元自動化裝置（如智能儀表、數(shù)字化傳單裝置、智能的液壓和氣動閥組等）以及現(xiàn)場總線、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，構成了車間和工廠自動化的完整體系。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。1. 設計題目 專用鉆床控制程序設計 1.1 控制過程 圖1 控制過程圖1.2 課程設計基本要求1） 畫出端子分配圖和順序功能圖2） 設計并調(diào)試PLC控制梯形圖3） 設計說明書 2. 總體設計2.1 PLC選型PLC的主機：選擇西門子S7-200系列作為半精鏜專用機床控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。設計的系統(tǒng)有20個輸入量，12個輸出量采用S7-200 CPU 226 AC/DC/繼電器型工作主機。CPU226的特點，其基本參數(shù)如下：本機數(shù)字輸入：20路數(shù)字量輸入本機數(shù)字輸出：12路數(shù)字量輸出內(nèi)部存儲器位：256位定時器總數(shù)：256定時器計數(shù)器總數(shù)：256計數(shù)器電源電壓允許范圍：AC85264V輸入電流僅CPU/最大負載：40/160 mA,AC240V電壓范圍：DC20.428.8V電流限制：約1.5A2.2 PLC端子接線圖 圖2 端子分配圖3. PLC程序設計3.1 設計思想 首先按照要求把具體的輸入與輸出的端口相應的點數(shù)配合設計出來，好為下步的工作做鋪墊，然后根據(jù)找出的端口數(shù)相應的選出PLC的型號和具體的端口，在根據(jù)題中的具體要求把每個步的動作過程用順序功能圖表示出來，再根據(jù)順序功能圖把相應的梯形圖設計好。再設計梯形圖時，應注意以下幾項：(1) 設計可編程控制器時，安全性是第一重要的，應避免程序故障的出現(xiàn)，應設置如下幾中安全電路：緊急停止電路，保護電路等操作的連鎖電路，定位的上限位/下限位等連鎖電路等，以防止誤操作產(chǎn)生故障。 (2) 編程要理論聯(lián)系實踐。從最簡單的做起，循序漸進。最開始可以先編寫些只包括數(shù)字量的，然后再考慮模擬量的，另外像計時器、計數(shù)器也經(jīng)常使用等。(3) 在一段程序里不可有同樣的兩個輸出存在。比如說前段程序有1個輸出Q0.0存在，后面就不要再有了。(4)用步進指令設計梯形圖時，要注意PLC初始狀態(tài)繼電器的設置。狀態(tài)繼電器可用于步進順序控制，也可作為輔助繼電器使用。(5) 使用梯形圖編程時，應把串聯(lián)多的電路塊盡量放在最上邊，把并聯(lián)多的電路塊盡量放在最左邊，這樣即節(jié)省指令，又美觀。在同一程序中，同一編號的線圈使用兩次及兩次以上稱為雙線圈，雙圈非常容易引起誤動作，應避免使用。觸點應畫在水平線上，不包含觸點的分支線條應放在垂直方向，不要放在水平方向，以便于讀圖和圖形的美觀。線圈和指令線圈一般不能直接連接在左邊的母線上，如需要的話可通過特殊的繼電器完成。3.2 順序功能圖圖3 順序功能圖3.3 PLC梯形圖（1）自動（2）手動梯形圖4. 程序調(diào)試的說明本次設計程序調(diào)試通過模擬的方式進行。模擬的軟件為S7_200仿真軟件。需要特別說明的是，因為S7_200仿真軟件沒有感應器（限位開關），所以需要手動進行調(diào)置。在調(diào)試過程中，線圈得電，輸出端小燈亮，說明此活動步?jīng)]有問題，可進行下步，依次全部調(diào)試通過，否則，對照順序功能圖修改梯形圖，直到通過。5. 結束語 PLC實訓即課程設計，很快結束了，在這短暫的實訓時間里，經(jīng)過老師、同學的指導，我獲益非淺，學習了不少關于自己專業(yè)方面的知識。經(jīng)過此次的實訓，讓自己更相信一分努力一分收獲，積極的學習態(tài)度在以后的學習、工作中是永遠缺少不了的！ 此次實訓主要是完成半精鏜專用控制系統(tǒng)的設計，在完成這個項目期間還學習了畫圖等一些與自己專業(yè)有關的軟件應用。這門課程的靈活性很強，充分發(fā)揮自己的潛力；在設計的開始遇到了很多困難，如I、O端口的準確分配。 通過這次的實訓，讓我受益匪淺。通過這次設計實踐。我學會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。通過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC 的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。第二，通過這次的實踐操作，我認識到了自己的不足，更感覺到了自己與別人的差距。為了明年的工作實習而做準備，從各方面充實自己，使自己適應這個社會。 總之，這次的實訓給予了我不同的學習方法和體驗，讓我深切的認識到實踐的重要性。在以后的學習過程中，我會更加注重自己的操作能力和應變能力，多與這個社會進行接觸，讓自己更早適應這個陌生的環(huán)境，相信在不久的將來，可以打造一片屬于自己的天地。 最后誠摯的感謝我們的指導老師李老師。6. 參考文獻（1） 華玉潔.起重機械與吊裝.第一版.化學工業(yè)出版社.2005.8；179-204（2） 機械設計手冊.機械設計手冊編寫組.第一版.機械工業(yè)出版社.1981；325-447（3） 張燕賓.SPWM變頻調(diào)速應用技術.第一版.機械工業(yè)出版社2002.5；（4）陳白寧，段智敏，劉文波. 機電傳動控制