PLC控制系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書

1、目錄一、課程設(shè)計的目的和要求 11.1 目的 . 11.2 要求. 1二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計原則及步驟 32.1 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 32.2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 32.3 PLC 選型要點 42.4 PLC 控制系統(tǒng)的外電路及外部接線設(shè)計 5三、課程設(shè)計任務(wù) 63.1 分組. 63.2 課程設(shè)計進(jìn)度安排. 63.3 課程設(shè)計地點及考勤 . 63.4 課程設(shè)計課題 . 7四、課程設(shè)計項目內(nèi)容及要求 8課題一全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng) . 8課題二物料自動混合裝置控制系統(tǒng). 12課題三大、小球分類傳送裝置PLC控制系統(tǒng) 16課題四機(jī)械手PLC控制系統(tǒng) 19課題五自動焊錫機(jī)PLC

2、控制系統(tǒng) 23課題六電動機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動PLC控制系統(tǒng) 27課題七 皮帶運輸機(jī)PLC控制系統(tǒng) 31課題八雙頭鉆床PLC控制系統(tǒng) 35課題九按鈕式人行橫道指示燈PLC控制系統(tǒng) 39附錄 A 課程設(shè)計（作業(yè)）教學(xué)大綱 43附錄 B 順序功能流程圖及順控步進(jìn)梯形圖自動編程方法 . 47附錄 C GX Developer 編程軟件的使用 57附錄D PLC順控指令SFC的編程方法 64一、課程設(shè)計的目的和要求1.1 目的課程設(shè)計主要目的， 是通過某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計實踐， 了解一般電氣控 制設(shè)計過程、設(shè)計要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計方法。通過設(shè)計也有助于復(fù)習(xí)、鞏固 以往學(xué)習(xí)的內(nèi)容， 達(dá)

3、到靈活應(yīng)用的目的。 電氣設(shè)計必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝要求， 因此， 設(shè)計之前必須了解設(shè)備的用途、 結(jié)構(gòu)、 操作要求和工藝過程， 在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計工作 的整體觀念。機(jī)床電氣控制與PLC課程設(shè)計是在完成該門課的理論與實驗教學(xué)的學(xué)習(xí)之后進(jìn)行的， 目的在于訓(xùn)練學(xué)生面對具體的工程問題時， 學(xué)會分析其工藝流程與控制要求、 擬定控制方案、 選型機(jī)床電器元件和 PLC以及設(shè)計電氣控制電路、程序編制與調(diào)試運行等方面的實戰(zhàn)能力， 從而能應(yīng)用機(jī)床電氣控制與 PLC技術(shù)來解決以順序、開關(guān)邏輯控制為主的一般機(jī)床電氣工程 的應(yīng)用與設(shè)計問題。課程設(shè)計應(yīng)強(qiáng)調(diào)以能力培養(yǎng)為主， 在獨立完成設(shè)計任務(wù)的同時要注意多方面能力的

4、培養(yǎng) 與提高，主要包括以下幾方面：1 ）綜合運用專業(yè)及基礎(chǔ)知識，解決實際工程技術(shù)問題的能力。2 ）查閱資料及調(diào)研的能力。3 ）工程繪圖能力。4 ）撰寫技術(shù)報告和編制技術(shù)資料的能力。1.2 要求1）在接受設(shè)計任務(wù)并選定課題后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和應(yīng)完成的設(shè)計內(nèi)容，擬訂設(shè)計任 務(wù)書和工作進(jìn)度計劃，確定各階段應(yīng)完成的工作量，妥善安排時間。2）在確定方案的過程中應(yīng)積極思考并主動提出問題，以取得指導(dǎo)教師的幫助，在此階 段提倡廣泛討論，做到思路開闊，依據(jù)充分。3）按照機(jī)床電氣控制與 PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計步驟及設(shè)計要點，根據(jù)具體課題任務(wù)及要 求，進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計、編程、調(diào)試與運行。4） 掌握在PC機(jī)上，使用嘉

5、華 PLCC2.0或三菱公司的 GXDeveloper （或FXGPW1）編程 軟件來編制PLC應(yīng)用程序，并下載到 PLC中進(jìn)行調(diào)試、運行。5）按以上設(shè)計步驟與設(shè)計要求編制出以下資料：（1）圖紙： 工藝流程圖及外部信號分布圖 （ 手工繪圖 ）； PLC 電氣控制系統(tǒng)外部接線圖 （ 手工繪圖 ） ；（2）課程設(shè)計說明書：要求文字通順、字跡工整、 2-3 千字、圖文并茂。其中，課程設(shè) 計論文大綱要求如下： 項目概述； 主要功能與技術(shù)要求； 設(shè)計方案論證； PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計 （I 0 分析、 PLC 選型、存儲容量核算、外部電路及接線設(shè)計、 梯形圖與程序設(shè)計等 ） ； 調(diào)試與運行； 結(jié)論與體會

6、。6）考核方法見附錄 A （機(jī)床電氣控制及 PLC課程設(shè)計大綱）二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計原則及步驟2.1 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則1） 最大限度地滿足工藝流程和控制要求。工藝流程的特點及要求是開發(fā)PLC控制系統(tǒng) 的主要依據(jù)。設(shè)計前，應(yīng)深人現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料，明確控制任務(wù)。2）監(jiān)控參數(shù)、精度要求的指標(biāo)以滿足實際需要為準(zhǔn)，不宜過多、過高，力求使控制系 統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便，并可降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和開發(fā)成本。3）保證控制系統(tǒng)的運行安全、穩(wěn)定、可靠。正確進(jìn)行程序調(diào)試、充分考慮環(huán)境條件。 選用可靠性較高的 PLC定期對PLC進(jìn)行維護(hù)和檢查等都是很重要和必不可少的。4） 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展

7、和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC容量時，應(yīng)適當(dāng)留有余量。2.2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟1）首先要分析控制任務(wù)，了解被控對象的工藝流程，畫出工藝流程圖。2）確定PLC的輸入、輸出信號的類型、點數(shù)，正確選擇輸入、輸出模塊的規(guī)格、型號； 根據(jù)主電路如電機(jī)、電磁閥的容量及操作要求，合理選擇配電、保護(hù)和控制電器。3） 進(jìn)行必要的計算，合理選擇低壓電器及PLC的類型和容量等。4）編制I/O分配表及所用到的 PLC內(nèi)部有關(guān)如時間繼電器、計數(shù)器、中間繼電器等元 件的地址編號表。5）畫出梯形圖或順序控制流程圖 （SFC狀態(tài)流程圖）、步進(jìn)梯形圈和外部接線圖等。6） 按照梯形圖用助記符語言編程或按順序控制流程圖用

8、步進(jìn)順控指令方法編制PLC應(yīng)用程序。編程可手動編程也可按制造廠提供的編程軟件平臺，輸入梯形圖在PC機(jī)上自動編程。7）用手持式編程器或 PC機(jī)通過RS-232串形通信口，將編制好的程序?qū)懭氲?PLC的存 儲器中。先接上專用 RS-232通信電纜，一端連接 PLC 一端連接PC機(jī)9芯插頭，設(shè)置好異 步串形通信參數(shù)（如傳送位數(shù)、通信速率等 ） ，即可下載程序至 PLC。8）進(jìn)行實驗室模擬調(diào)試，輸入可用按鈕、開關(guān)或模擬信號等代替現(xiàn)場采集到的信號， 輸出負(fù)載用信號燈等代替，其目的是驗證用戶程序的控制邏輯是否符合工藝要求。9）進(jìn)行PLC主電路及外部配套電路設(shè)計，如 PLC和各類負(fù)載供電電源、外部主電路及

9、控制繼電器連鎖電路設(shè)計等，以及控制柜、外部接線等設(shè)計。10）現(xiàn)場運行調(diào)試。 先不帶載， 只帶接觸器線圈與信號燈進(jìn)行分段、 分級調(diào)試。 正常后，再帶實際負(fù)載運行，最后固化程序存在PLC的EPROM中。然后考機(jī)運行，時間約 72小時。主要考核系統(tǒng)穩(wěn)定性、抗干擾性等。(1) 由于用JH-120的編程軟件PLCC沒有畫SFC流程圖功能，用三菱公司編程軟件GXDeveloper (或FXGPW1)N畫SFC流程圖也較困難，故需先把SFC流程圖轉(zhuǎn)化成步進(jìn)梯形圖再繪制。在編制程序時應(yīng)編一段即時轉(zhuǎn)換指令表，以便及時發(fā)現(xiàn)錯誤之處。(2) 用JH-120的編程軟件PLCC進(jìn)行步進(jìn)梯形圖編程時，RET狀態(tài)返回起點的

10、指令目 標(biāo)器件號是 M575。( 3)本課程設(shè)計因時間等條件因素限制，不進(jìn)行帶負(fù)載與考機(jī)運行。2.3 PLC 選型要點(1) PLC 容量估算 估算 I/O 點數(shù)(開關(guān)量與模擬量分別統(tǒng)計 ) 。在實際點數(shù)基礎(chǔ)上再加上 15-20 的備 用量，以備工藝改進(jìn)和擴(kuò)充需要。 估算存儲量小型PLC內(nèi)存約2KB,中型約2KB-8kB,大型則8KB以上。內(nèi)存容量經(jīng)驗估算方法如下： 開關(guān)量輸入：存儲器字節(jié)數(shù)=輸入點數(shù)X10；開關(guān)量輸出：存儲器字節(jié)數(shù)=輸入點數(shù)X8;定時器/計數(shù)器：存儲器字節(jié)數(shù)=定時器/計數(shù)器數(shù)量輸入點數(shù) X2;模擬量：存儲器字節(jié)數(shù)= 莫擬 量通道數(shù)X100;通信接口：存儲器字節(jié)數(shù) =通信接口數(shù)

11、目X300o由于用戶程序的編制與系統(tǒng) 控制的復(fù)雜程度以及算法、程序結(jié)構(gòu)等因素，使得 PLC 容量的估算很難精確，一般要加大 15-20 %的余量。(2) PLC 功能選擇各公司生產(chǎn)的PLC功能配置不盡相同，應(yīng)以夠用”為原則去選擇，一般工業(yè)順序控制只 需要具有邏輯運算、定時器 /計數(shù)器等基本功能就可完成任務(wù)。如果是工業(yè)過程控制或數(shù)控 機(jī)床、機(jī)器人等控制，則需要選A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊、PID控制模塊或運動控制定位模塊。這些模塊位數(shù)愈多，其分辨率與精度愈高，價格也就愈高。至于掃描速度、指令功能、抗干 擾功能等隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 對一般中小型工業(yè)控制都能滿足要求， 根據(jù)需要進(jìn)行選擇， 一般8位就

12、夠用了。(3) 選擇 I/0 模塊I/0模塊的價格占到 PLC總價的一半以上，不同的 I/O模塊的性能及電路均不同，必須 根據(jù)需要合理選擇。輸入模塊的選擇。輸入模塊分為數(shù)字量和模擬量兩種，數(shù)字量又分直流、交流和脈沖三種；模擬量輸入則分為電壓和電流兩種。 PLC工作電壓一般為5V,以數(shù)字方式（二進(jìn)制） 工作。所以從外部輸入的模擬信號必須先轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號（010mA、420mA、0-l0V ），再通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入 PLC如果模擬量點數(shù)多，還要通過掃描采樣開關(guān)電路， 再接入A/D轉(zhuǎn)換器，以節(jié)約硬件資源、提高可靠性。 輸出模塊選擇。輸出模塊分為三種方式：繼電器輸出 （R） 、晶體管輸

13、出 （T） 和雙向晶 閘管 （S） 輸出。要根據(jù)驅(qū)動的最終負(fù)載特性進(jìn)行選擇。例如，一般電動機(jī)或電磁閥啟停、開 關(guān)控制， 控制頻率不太高的可選擇繼電器輸出模塊； 若驅(qū)動的是變頻調(diào)速、 頻繁正反轉(zhuǎn)的伺 服電機(jī)，因其控制頻率較高，則需選擇晶體管輸出模塊。2.4 PLC 控制系統(tǒng)的外電路及外部接線設(shè)計外電路設(shè)計，主要指輸入、輸出設(shè)備 （按鈕、行程開關(guān)、限位開關(guān)、接觸器、電磁閥等 ） 與PLC的連接電路；各運行方式、主電路及聯(lián)鎖電路設(shè)計（自動、半自動、手動、連讀、單步、單周期等 ）；電源電路 （主電路供電、傳感器、各負(fù)載電源等 ）；控制柜內(nèi)電路及配線； 外部接線、接地等設(shè)計。這些電路的設(shè)計原則一般同機(jī)床

14、電氣設(shè)計原則。 例如， 強(qiáng)弱電分開、 高低電壓分開和交 直流分開， 各設(shè)備要單獨接地不可串接， 大電流接點和線圈要有吸收和滅弧電路， 以避免干 擾波發(fā)射等。三、課程設(shè)計任務(wù)3.1 分組分組：視各班學(xué)生人數(shù)多少，每 5-7 位同學(xué)組識一個設(shè)計小組，全班共分 6-8 組，每組 2臺計算機(jī)，一臺 PLC每組一個課題，各組指定組長1人，負(fù)責(zé)本小組課題的設(shè)計方案論證、實驗、設(shè)計及考勤。3.2 課程設(shè)計進(jìn)度安排周一上午：分配課題，講解課題及課程設(shè)計要求。周一下午：（1 ）講解三菱公司的 GX Developer編程軟件的使用及下載到 PLC的調(diào)試與 運行方法（GXDeveloper編程軟件的使用方法見附錄

15、 C）; （ 2）同學(xué)自己練習(xí)在 PC機(jī)上編程 練習(xí)及下載到PLC運行方法，以實驗指導(dǎo)書中用手持式編程器做的實驗二與實驗三中題目為 例，與以前實驗對比體會編程軟件的特點。周二：在PC機(jī)上用GX Developer編程軟件設(shè)計各課題的 PLC梯形圖程序，并下載到 PLC中完成調(diào)試運行。每個同學(xué)必須獨立思考可用不同方法試驗，鼓勵同組同學(xué)互相研討但 不可抄襲，否則以不及格論處。周三：按PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟完成設(shè)計，手工繪出工藝流程圖，PLC控制系統(tǒng)連接圖（除PLC輸入輸出圖外，還要畫出主電路、互鎖電路、緊急停止控制電路、電源電路及控制 面板圖等）。周四：完成2-3千字的課程設(shè)計論文，要求圖文并茂

16、（一律用A4紙書寫）。周五： 答辯， 以課題小組為單位。 根據(jù)題目的難度、 論文質(zhì)量、 對課題理解、 實際操作、 及回答問題情況由答辯老師綜合考評打分。3.3 課程設(shè)計地點及考勤程序設(shè)計及驗證在實驗樓數(shù)控伺服實驗室（S-B103），要求每位同學(xué)穿鞋套、不準(zhǔn)隨地吐痰、亂扔垃圾。每天課程設(shè)計結(jié)束后，檢查并整理好實驗設(shè)備，組織同學(xué)打掃衛(wèi)生，最后 離開實驗室的同學(xué)要注意關(guān)好門窗、 斷水、斷電。繪圖及論文的撰寫由教務(wù)處另行安排教室。課程設(shè)計從周一至周五全天進(jìn)行，時間按照學(xué)校作息時間。每天上、下午需簽到，由班 長及學(xué)習(xí)委員負(fù)責(zé)，各小組長協(xié)助?？记谇闆r最終納入考核成績。3.4 課程設(shè)計課題有以下 9 個實訓(xùn)

17、課題可供選用：（1）全自動洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)；（2）物料自動混合裝置 PLC控制系統(tǒng)；（3） 大、小球分類傳送裝置 PLC控制系統(tǒng)；（4）機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)；（5）自動焊錫機(jī)PLC控制系統(tǒng)；（6） 電動機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動 PLC控制系統(tǒng)；（7）皮帶運輸機(jī)PLC控制系統(tǒng)；（8）雙頭鉆床PLC控制系統(tǒng)。（9） 按鈕式人行橫道指示燈PLC控制系統(tǒng)。以上課題具體內(nèi)容可參見本課程設(shè)計指導(dǎo)書第 4 節(jié)，選題時可根據(jù)設(shè)備及學(xué)生情況， 指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下進(jìn)行。四、課程設(shè)計項目內(nèi)容及要求課題一全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)水口進(jìn)水口電源進(jìn)水排水脫水報警PL（控制器PL（控制器”丿HD0HD1HD2HD3HD.外桶外桶r

18、=高水位開關(guān)高水位開關(guān)內(nèi)桶波輪內(nèi)桶波輪低水位開關(guān)低水位開關(guān)出水口出水口電機(jī)電機(jī)圖i.i洗衣機(jī)工作示意圖一、實訓(xùn)目的通過實際控制系統(tǒng)的建立，訓(xùn)練應(yīng)用PLC技術(shù)解決實際控制問題的思想和方法。二、應(yīng)用實例如圖1.1所示，波輪式全自動洗衣機(jī)的洗衣桶 （外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安裝 的。外桶固定，作為盛水用，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水（甩干）用。內(nèi)桶的四周有許多小孔，使內(nèi)、外桶的水流相通。洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥控制。進(jìn)水時，控制系統(tǒng)使進(jìn)水電磁閥打開，將水注入外桶；排水時，使排水電磁閥打開將水由外桶排到機(jī)外。洗滌和脫水由 同一臺電機(jī)拖動，通過電磁離合器來控制， 將動力傳遞給洗

19、滌波輪或甩干桶 （內(nèi)桶）。電磁離 合器失電，電動機(jī)帶動洗滌波輪實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，進(jìn)行洗滌；電磁離合器得電，電動機(jī)帶動內(nèi) 桶單向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行甩干（此時波輪不轉(zhuǎn)）。水位高低分別由高低水位開關(guān)進(jìn)行檢測。起動按鈕用來啟動洗衣機(jī)工作。1 控制要求啟動時，首先進(jìn)水，到高水位時停止進(jìn)水，開始洗滌。正轉(zhuǎn)洗滌15s，暫停3s后反轉(zhuǎn)洗滌15s，暫停3s后再正轉(zhuǎn)洗滌，如此反復(fù)30次。洗滌結(jié)束后，開始排水，當(dāng)水位下降到低水位時，進(jìn)行脫水（同時排水），脫水時間為10s。這樣完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過 程。經(jīng)過3次上述大循環(huán)后（第2、3次為漂洗），洗衣完成報警，報警 10s后結(jié)束全過程， 自動停機(jī)。2. I /O設(shè)備及分配

20、I /0設(shè)備及I /0點分配如表1.1所示。表1.1 I /0設(shè)備及I / 0點分配表輸入元件輸入地址輸岀元件輸岀地址起動按鈕X000進(jìn)水電磁閥Y000高水位開關(guān)X001電機(jī)正轉(zhuǎn)控制Y001低水位開關(guān)X002電機(jī)反轉(zhuǎn)控制Y002排水電磁閥Y003脫水電磁離合器Y004報警蜂鳴器Y0053.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計，是運用狀態(tài)編程思想解決順序控制問題的過程。該過程分為：任務(wù)分解、弄清每個狀態(tài)功能、找出每個狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件及方向和設(shè)置初始狀態(tài)四個階段。下面說明全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計過程。（1 ）任務(wù)分解。根據(jù)控制要求，將洗衣機(jī)的工作過程分解為下面幾個工序（狀態(tài)）：進(jìn)水：S20

21、;正轉(zhuǎn)洗滌：S21 ;暫停：S22;反轉(zhuǎn)洗滌：S23;暫停：S24;排水：S25;脫水：S26; 報警：S27。（2）弄清各狀態(tài)的功能S20使進(jìn)水電磁閥得電打開:Y000為ONS21正轉(zhuǎn)洗滌15s:Y001為ON定時TO,K150S22暫停3s :T1為ON K30,延時3sS23反轉(zhuǎn)洗滌15s :Y002為ON定時T2,K150S23暫停3s :T3為ON K30,延時3s洗滌次數(shù)計數(shù)30次，CO K30S25使排水電磁閥得電排水：Y003為 ONS26脫水：排水電磁閥打開Y003為ON電磁離合器得電Y004為ON電機(jī)正轉(zhuǎn)Y001為ON脫水定時10sT4,K100大循環(huán)次數(shù)計數(shù)3 次 C1,

22、K3S27報警（蜂鳴器工作）：Y005為 ON定時 10s, T5, K100（3）找出各狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向，將系統(tǒng)中各狀態(tài)連接成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，并設(shè)置初始條件，結(jié)果如圖1.2所示。自制程序SO起動丄仙OQl|/|_-_（fo?5）高水位-001Y002一TOS22001進(jìn)水正傳洗滌TlY001ro him衛(wèi)” Qcoy00150 HOw k 30反轉(zhuǎn)流滌滋滌次數(shù)小循環(huán)低水悝-純Q2RSF CO02排水排水脫水離合器r*rr-r* -Cl noo H脫水時間大擔(dān)環(huán)次就大循環(huán)報警報警時間圖1.2 全自動洗衣機(jī) PLC控制系統(tǒng)順控流程圖4.根據(jù)全自動洗衣機(jī)的控制要求，其系統(tǒng)接線圖如圖1.3所示。

23、圖1.3 全自動洗衣機(jī)的PLC控制系統(tǒng)外部接線圖三、實訓(xùn)要求：1. 畫出工藝流程圖，并在圖上標(biāo)出元件表（I/O表）；2. 分析I/O性質(zhì)，計算I/O點數(shù)，存儲容量，PLC選型；3. 畫順控流程圖及梯形圖；4. 在PC機(jī)上編程并下載到 PLC中；5. 運行調(diào)試；6. 畫PLC外部接線圖（含電機(jī)主電路圖及供電圖）；7. 撰寫課程設(shè)計論文。課題二 物料自動混合裝置控制系統(tǒng)爾弭A 軻算B W C高液位LiL?中液位M-舍KI LJ低液位銳梓電幼機(jī)排放閥11圖2.1物料自動混合裝置示意圖一、實訓(xùn)目的1. 用PLC構(gòu)成物料自動混合控制系統(tǒng)。2. 掌握PLC編程的技巧和程序調(diào)試的方法。3. 訓(xùn)練應(yīng)用PLC技

24、術(shù)實現(xiàn)一般生產(chǎn)過程控制的能力。二、控制要求1. 初始狀態(tài)如圖2.1所示混合裝置的容器是空，F(xiàn)1、F2、F3和F4分別是物料 A B、C進(jìn)料及混合液排空電磁閥，M是攪拌電動機(jī)，Ll、L2和L3分別是貯罐的高液位、中液位和低液位的液 位傳感器，H是加熱器，T為溫度傳感器。2. 物料自動混合控制按下啟動按鈕，開始下列操作。(1) 電磁閥F1開啟，開始注入物料 A,至高度L2(此時L2、L3均為ON時，關(guān)閉閥F1, 同時開啟電磁閥 F2,注入物料B,當(dāng)液面上升至 L1時，關(guān)閉閥F2。(2) 停止物料B注入后，啟動攪拌電動機(jī)M,使A B兩種物料混合10s。（3）10s后停止攪拌，開啟電磁閥F4,放出混合

25、物料，當(dāng)液面高度降至L3后，再經(jīng)5s關(guān)閉閥F4。3. 停止操作按下停止按鈕，停止操作，回到初始狀態(tài)。三、實訓(xùn)內(nèi)容及指導(dǎo)1系統(tǒng)配置（1）FX2N-48MR PLC臺。（2 ）物料自動混合裝置示意圖如圖2.1所示。（3）根據(jù)物料自動混合控制的要求，I /O配置及接線如圖2.2所示。物料自動混合裝置中電磁閥的動作，受液位傳感器輸入信號的控制。如果物料混合需要加熱，按SB2,啟用加熱器 H開始加熱。當(dāng)溫度達(dá)到規(guī)定要求時，溫度傳感器T動作（D4指示），加熱器H停止加熱。液面位置分別由D1、D2和D3指示。Y01-Y012（可不加）溫度TX006Y011YO10嚴(yán)洋-c-D2-D1溫度上限（可不加） 液位

26、L3指示液位L2指示液位L1指示（可不加）加熱液位液位SB2 ” r 丄一 r_2 嗎-IHH一wII1麗】I小 II自動/手動pro ra土。原點|520忖犬球ImpT吸小球5BT|V1吸犬球T1-vlDflOTS25右移申佛卵一下限T2-rh鯨|丫】/ o時Xi上MriX-擬SO圖3.2大、小球分類傳送裝置 PLC控制系統(tǒng)順控流程圖五、系統(tǒng)接線圖根據(jù)控制要求，其系統(tǒng)接線圖如圖3.3所示。220VQS起動左限位下限位 上限位 小球右移 大球右移 手動右移 手動左移 手動上升 手動下降 手動吸球 手動釋放SQ4啓E*SB6才 m X0X3X4X6X7X10X11X12X13LNY0Y1Y2Y3

27、Y4Y52-FU2手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)停止X1415FU3下降 抓球 上升 左移 右移COM圖3.3 大、小球分類傳送裝置PLC控制系統(tǒng)外部接線圖六、系統(tǒng)調(diào)試1. 輸入程序，按圖3.2所示的梯形圖正確輸入程序。2 靜態(tài)調(diào)試，按圖3.3所示的系統(tǒng)接線圖正確連接好輸入設(shè)備，進(jìn)行PLC的模 擬靜態(tài)調(diào)試，觀察PLC的輸出指示燈是否按要求指示，否則，檢查并修改程序, 直至指示正確。3. 動態(tài)調(diào)試，按圖3.3所示的系統(tǒng)接線圖正確連接好輸出設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)的動 態(tài)調(diào)試，先調(diào)試手動程序，后調(diào)試自動程序，觀察大、小球分類裝置能否按控 制要求動作，否則，檢查線路或修改程序，直至大、小球分類裝置按控制要求 動作。七、訓(xùn)

28、練要求1. 畫工藝流程圖，分析I/O性質(zhì)，計算I/O點數(shù)、存儲容量，PLC選型；2. 編寫程序（在PC機(jī)上編程并下載到 PLC中）；3. 運行并調(diào)試程序，運行調(diào)試記錄；4. 畫PLC控制系統(tǒng)外部接線圖（含主電路及供電圖）;5. 撰寫課程設(shè)計論文。課題四機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)起動左限位右限位說明，I 機(jī)械丁的工作是從人點將工件移到B點；2原點位機(jī)械夾鉗處于來緊位，機(jī)械手處于左上角位, 3機(jī)械夾鉗為有電放松，無電夾緊.血當(dāng)傳送蒂“有工件時，光電轉(zhuǎn)感賽接通，機(jī)械齊 始自動搽作。圖4.1 機(jī)械手動作示意圖一、實訓(xùn)目的1 .熟悉步進(jìn)順控指令的編程方法；2 .掌握單流程程序的編制；3 .掌握機(jī)械手的程序設(shè)計

29、及其外部接線。二、實訓(xùn)器材1 .可編程控制器1臺(FX2N-48MR):2. 機(jī)械手模擬顯示模塊1塊(帶指示燈、接線端口及按鈕等)；3 .實訓(xùn)控制臺1個；4 .電工常用工具1套；5 .手持式編程器或計算機(jī)1臺；6. 連接導(dǎo)線若干。三、實訓(xùn)要求設(shè)計一個用PLC控制的將工件從A點移到B點的機(jī)械手的控制系統(tǒng)。其控制要 求如下：1 .手動操作，每個動作均能單獨操作，用于將機(jī)械手復(fù)歸至原點位置；2 .連續(xù)運行，在原點位置按起動按鈕或當(dāng)光電探測器探測到有工件時，機(jī)械手按圖4.1連續(xù)工作一個周期，一個周期的工作過程如下：原點t下降夾t夾緊（T） 上T上升T右移T下降T放松（T） t上升t左移到原點，時間T由

30、教師現(xiàn)場規(guī)定。四、軟件程序1 . I / O分配X0:自動/手動轉(zhuǎn)換；XI :停止；X2 :自動起動；X3 :上限位；X4 :下限 位；X5:左限位；X6:右限位；X7:手動向上；X10 :手動向下；X11 :手動左 移 ； X12 :手動向右；X13 :手動放松；X14 :光電開關(guān)（當(dāng)探測到有工件時接通） Y0 :夾緊/放松（為安全，斷電時要求夾緊以免工件傷人，即Y0=0時夾緊，Y0=1 時放松）；Y1 :上升；Y2:下降；Y3:左移；Y4:右移；Y5:原點指示。2.程序設(shè)計方案根據(jù)系統(tǒng)的控制要求及PLC的I / O分配，其系統(tǒng)程序如圖4.2所示。五、系統(tǒng)接線根據(jù)系統(tǒng)控制要求，其系統(tǒng)接線圖如

31、圖4.3所示。自動/手動轉(zhuǎn)換停止自動起動上限位下線位左限位右限位手動向上手動向下手動左移手動右移手動放松圖4.3 機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)外部接線圖L No YY23 YwY5-KM0Q4o 1X2 3 4.5G71 X X X X X X XX2XXAC 220V/DC 24V手動停止X HH-MX0 .HI(W1XJO 刑HIthXU X5 -IIkH1|1 史T | FQlZR5T S2Q 528區(qū)間翼位加刃失電夾緊Y21有電啟松光電開無-原點滯示燼】轉(zhuǎn)自動上外左稽右移SO嫖點Xi4 _ W囪動起動瑣松520I|紀(jì)T| 巾|-CtO I2052H下降衛(wèi)下緘位 PBNDS22 -TOsrpn上

32、雌-X6 右0fc&S3T|-X4下0陽豈MWI夾緊 )120 -n)右移下降po愜t|yq|敖松負(fù)動程序ENDTO .C20S2F|(7T)73上帕523 除渣上升、 曇常除渣左行Trrp -xioT7TT-一-弟SD-X2Ttri-Xl im- -T0-kzjCD除渣下降除渣右行丿 焊錫上升 悍禍右行焊鍋下降卻工件焊錫除渣機(jī)械手悍錫機(jī)械手連千續(xù)530 -T1K12CD托盤下降丿cn已悍工件取出、rSO延時55進(jìn)入 下一循環(huán)RETEND圖5.2 自動焊錫機(jī)PLC控制系統(tǒng)順控流程圖220V.QSFU1一 一焊錫焊錫 焊錫焊錫除渣除渣除渣除渣運行單循多循,自動/手動左限右限 上限下限 左限右限上

33、限下限停止 環(huán) 環(huán)sb0 sq1sq2sq3sq4sq5sq6sq7sQ8Sb1 sb2 sb3： X k i k X i E El A丨丨1 1 11 1丨I I , ICOMXO X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11X12 X13FX2N-48MRCOM1-Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7N L費阱旳喬陽7匚I KA1 Ka0 Ka3 Ka2 Ka3 Ka4 Ka7 |ka6 除渣除渣 除渣 除渣焊錫焊錫 焊錫焊錫 上升 下降 左行 右行 上升 下降 左行 右行FU2AC 220VDC 24圖5.3自動焊錫機(jī)的PLC控制系統(tǒng)外部接線圖七、實訓(xùn)報告1 實 訓(xùn)

34、總 結(jié)(1)畫工藝流程圖，分析 I/O性質(zhì)，計算I/O點數(shù)、存儲容量，PLC選型；(2 )編寫程序(在 PC機(jī)上編程并下載到 PLC中)；( 3)運行并調(diào)試程序，運行調(diào)試記錄；(4) 畫PLC控制系統(tǒng)外部接線圖(含主電路及供電圖)；( 5)撰寫課程設(shè)計論文。2實訓(xùn)思考( 1) 若要在自動運行的基礎(chǔ)上增加手動運行功能， 請設(shè)計其程序；( 2) 請用起保停的編程方法設(shè)計自動焊錫機(jī)的程序。課題六電動機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動PLC控制系統(tǒng)一、實訓(xùn)目的1 熟 悉順 控 指 令 的 編 程 方法 ；2 掌 握選 擇 性 流 程 程 序 的編 制 ；3 掌 握電 動 機(jī) 正 反 轉(zhuǎn) 能 耗制 動 的 程 序 設(shè) 計

35、 及其外 部 接線 。二、實訓(xùn)器材1可編程控制器 1臺 (FX24-48MR)2交流接觸器 3個 220V 5A ；3熱繼電器 1個 (5A) ：4按鈕開關(guān) 3個( 常開，其中 1個用來代替熱繼電器的常開觸頭)；5 .電動機(jī) 1 臺(AC 380V 220W);6熔斷器 5個 (5A) ；7. 交流開關(guān)穩(wěn)壓電源 l 個 AC 220V/DC24V 10A8. 全波整流二極管 1個， 24V 10A8. 變壓器 1個， AC 380V/AC24V 100W9. 線繞電阻1個，5 Q 30W10 .電工常用工具 1 套；11 .連接導(dǎo)線若干。三、實訓(xùn)要求設(shè)計一個用PLC基本邏輯指令實現(xiàn)電動機(jī)正反轉(zhuǎn)

36、能耗制動的控制系統(tǒng)，其 控 制 要 求 如 下 ( 詳 細(xì) 內(nèi) 容 見 教 科 書 P164-P165 ) ：1 . 按 SB2 ， KM1 合 ， 電 動 機(jī) 正 轉(zhuǎn) ；2 .按SB3 , KM2合，電動機(jī)反轉(zhuǎn)：3 .按SB1 ,延遲0.5秒后KM1或KM2斷開，KM3合，電機(jī)進(jìn)行能耗制動(制動時 間 為 3秒 停 止 ) ；4 . FR動作，KM1或KM2或KM3釋放，電動機(jī)自由停車。4 .運行過程中若電機(jī)過載，則FR動作，KM1或KM2或KM3釋放，電動機(jī)自由 停車。注 意 觀 察 制 動 與 自 由 停 車 時 ， 電 機(jī) 運 行 狀 態(tài) 的 不 同 ， 前 者 立 即 停 止 ， 后

37、 者 則 因 慣 性 轉(zhuǎn) 動 一 段 時 間 停 止 。四、軟件程序1 . I / 0分配X0 :停止按鈕；X1 :正轉(zhuǎn)起動按鈕；X2 :反轉(zhuǎn)起動按鈕；X3 :熱繼電 器常閉觸點；Y0:正轉(zhuǎn)接觸器；Y1 :反轉(zhuǎn)接觸器；Y2:制動接觸器。2 .梯形圖設(shè)計根據(jù)控制要求及PLC的I/O分配，畫出其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖6.1所示。-X1正轉(zhuǎn)趙動1Y2ZRST S2D S23M8 皿 D x 3熱侏護(hù)14I正傳-XD停止S2D_LX2反轉(zhuǎn)題動_ Y0與Y1互鎖罰一_熱保護(hù)42 YD 反轉(zhuǎn)571一XD停止11 -TOS2 3 -T1延時卩”5秒 后開始制動制動3秒鐘 完咸制動SD RFT END圖6.1電動機(jī)正

38、反轉(zhuǎn)能耗制動 PLC控制系統(tǒng)順控流程圖五、系統(tǒng)接線根據(jù)系統(tǒng)控制要求，其系統(tǒng)接線圖如圖 6.2所示。六、系統(tǒng)調(diào)試1 .輸入程序按前面介紹的程序輸入方法，正確輸入程序。2 .靜態(tài)調(diào)試按圖6.2(a) 所示的PLC的I / 0接線圖正確連接好輸入設(shè)備，進(jìn)行PLC 的模擬靜態(tài)調(diào)試(按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SB2(X1)時，Y1亮，按下停止按鈕SB1 時，Y1熄滅，同時Y3亮，進(jìn)行制動，3秒后Y3熄滅；按下反轉(zhuǎn)起動按鈕SB3(X2)時，Y2亮，按下停止按鈕SB1時，Y2熄滅，同時 Y3亮，進(jìn)行制動，3秒后Y3熄滅；電動機(jī)正在工作時，若熱繼電器動作，則Y1或Y2或Y3都熄滅，電機(jī)自由停止。通過手持式編程器監(jiān)視，觀

39、察其是否與指示一致，否則，檢查并修改程序，直至指示正確。3 .動態(tài)調(diào)試按圖6.2 (a) 所示的PLC的I / O接線圖正確連接好輸出設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)的空載調(diào)試，觀察交流接觸器能否按控制要求動作(即按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SB2(X1)時，KM1(Y1)閉合，按下停止按鈕SB1時，KM1斷開，同時 KM3(Y3)閉合，3秒后KM3也斷開；按下反轉(zhuǎn)起動按鈕 SB3(X2)時，KM2(Y2)閉合，按下停止按鈕SB1時，KM2斷開，同時 KM3閉合，進(jìn)行制動，3秒后KM3斷開。電動機(jī)正在工作時，若熱繼電器動作，則KM1或 KM2或 KM3都斷開，電機(jī)自由停止。通過手持式編程監(jiān)視，觀察其是否與動作一致，否則，檢

40、查電路或修改程序，直至交流接觸器能按控制要求動作：然后按圖6.2 (b) 所示的主電路圖連接好電動機(jī)，進(jìn)行帶載動態(tài)調(diào)試。4 .修改程序動態(tài)調(diào)試正確后，練習(xí)讀出、刪除、插入、監(jiān)視程序等操作。5畫PLC控制系統(tǒng)外部接線圖(含主電路及供電圖)圖6.2電動機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動的PLC控制系統(tǒng)外部接線圖七、實訓(xùn)報告1 .實訓(xùn)總結(jié)(1)畫工藝流程圖，分析 I/O性質(zhì)，計算I/O點數(shù)、存儲容量，PLC選型;(2 )編寫程序(在 PC機(jī)上編程并下載到 PLC中)；( 3)運行并調(diào)試程序，運行調(diào)試記錄；(4)畫PLC控制系統(tǒng)外部接線圖(含主電路及供電圖)( 5)撰寫課程設(shè)計論文。2實訓(xùn)思考并說明為什么?( 1 ) 用 另 外 的 方 法 編 制 程 序 ；( 2) 從安全的角度分析一下狀態(tài) S22 的作用，課題七 皮帶運輸機(jī)PLC控制系統(tǒng)圖7.1皮帶運輸機(jī)的動作示意圖一、實訓(xùn)目的1 .熟悉步進(jìn)順控指令的編程方法；2 .掌握選擇性流程程序的編制；3 .掌握皮