機(jī)電傳動(dòng)控制0901014106半精鏜專用機(jī)床控制系統(tǒng).doc

沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 No課程設(shè)計(jì)（論文）題目： 設(shè)計(jì)名稱：機(jī)電傳動(dòng)控制班級(jí)學(xué)號(hào)：0901014106學(xué)生姓名：葛健指導(dǎo)教師： 李 巖2011年12月24日 機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 第六組1.設(shè)計(jì)題目：半精鏜專用機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）完成課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)所要求的控制循環(huán)。2）按停止按鈕，完成當(dāng)前循環(huán)后停止。3）連續(xù)時(shí)，循環(huán)5次結(jié)束，聲光間斷報(bào)警5秒。4）要求可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、但周期、連續(xù)控制。3.設(shè)計(jì)要求：1）畫(huà)出端子分配圖和順序功能圖。2）設(shè)計(jì)并調(diào)試PLC控制梯形圖。3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。4.進(jìn)度安排：1）理解題目要求，查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案 2天2）PLC順序功能圖與梯形圖設(shè)計(jì) 5天3)說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě) 2天4）答辯 1天 指導(dǎo)老師：專業(yè)負(fù)責(zé)人：主管院長(zhǎng)： 年 月 日 目錄0. 前 言31. 設(shè)計(jì)題目 專用鉆床控制程序設(shè)計(jì)31.1控制過(guò)程41.2 課程設(shè)計(jì)基本要求52. 總體設(shè)計(jì)52.1 PLC選型52.2 PLC端子接線圖63. PLC程序設(shè)計(jì)63.1 設(shè)計(jì)思想63.2 順序功能圖83.3 PLC梯形圖94. 程序調(diào)試的說(shuō)明155. 結(jié)束語(yǔ)156. 參考文獻(xiàn)15 0. 前 言在PLC發(fā)明之前，在工業(yè)控制的順序控制領(lǐng)域內(nèi)，常常采用諸如繼電器、鼓式開(kāi)關(guān)、紙帶閱讀器等機(jī)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(guò)程控制領(lǐng)域內(nèi)，成為“開(kāi)關(guān)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(lái)越大，勞動(dòng)生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量的要求在不斷提高，對(duì)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(yīng)需要，究其原因是： 動(dòng)作緩慢；壽命短、可靠性差；體積大、耗電多；設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)、程序修改費(fèi)時(shí)；不能實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)對(duì)話。到20世紀(jì)60年代，由于美國(guó)汽車工業(yè)需要進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)改造和設(shè)備更新，由傳統(tǒng)的繼電器控制裝置來(lái)進(jìn)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?yán)щy，可靠性也差。雖然小型計(jì)算機(jī)已日趨完善，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，但小型計(jì)算機(jī)用于開(kāi)關(guān)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(jì)算機(jī)的特點(diǎn)決定的：編程復(fù)雜，要求有較高水平的編程人員和操作人員； 需要配套非標(biāo)準(zhǔn)的外部接口，對(duì)環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)條件的要求過(guò)高； 功能過(guò)剩，機(jī)器資源未能充分利用；造價(jià)高昂。需要與可能性，促使人們尋求新的出路，PLC應(yīng)運(yùn)而生。PLC技術(shù)代表了當(dāng)今電氣程序控制的最先進(jìn)水平。通過(guò)PLC與各種單元自動(dòng)化裝置（如智能儀表、數(shù)字化傳單裝置、智能的液壓和氣動(dòng)閥組等）以及現(xiàn)場(chǎng)總線、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，構(gòu)成了車間和工廠自動(dòng)化的完整體系。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。1. 設(shè)計(jì)題目 專用鉆床控制程序設(shè)計(jì) 1.1 控制過(guò)程 圖1 控制過(guò)程圖1.2 課程設(shè)計(jì)基本要求1） 畫(huà)出端子分配圖和順序功能圖2） 設(shè)計(jì)并調(diào)試PLC控制梯形圖3） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2. 總體設(shè)計(jì)2.1 PLC選型PLC的主機(jī)：選擇西門(mén)子S7-200系列作為半精鏜專用機(jī)床控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)有20個(gè)輸入量，12個(gè)輸出量采用S7-200 CPU 226 AC/DC/繼電器型工作主機(jī)。CPU226的特點(diǎn)，其基本參數(shù)如下：本機(jī)數(shù)字輸入：20路數(shù)字量輸入本機(jī)數(shù)字輸出：12路數(shù)字量輸出內(nèi)部存儲(chǔ)器位：256位定時(shí)器總數(shù)：256定時(shí)器計(jì)數(shù)器總數(shù)：256計(jì)數(shù)器電源電壓允許范圍：AC85264V輸入電流僅CPU/最大負(fù)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(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)思想 首先按照要求把具體的輸入與輸出的端口相應(yīng)的點(diǎn)數(shù)配合設(shè)計(jì)出來(lái)，好為下步的工作做鋪墊，然后根據(jù)找出的端口數(shù)相應(yīng)的選出PLC的型號(hào)和具體的端口，在根據(jù)題中的具體要求把每個(gè)步的動(dòng)作過(guò)程用順序功能圖表示出來(lái)，再根據(jù)順序功能圖把相應(yīng)的梯形圖設(shè)計(jì)好。再設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，應(yīng)注意以下幾項(xiàng)：(1) 設(shè)計(jì)可編程控制器時(shí)，安全性是第一重要的，應(yīng)避免程序故障的出現(xiàn)，應(yīng)設(shè)置如下幾中安全電路：緊急停止電路，保護(hù)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(shí)踐。從最簡(jiǎn)單的做起，循序漸進(jìn)。最開(kāi)始可以先編寫(xiě)些只包括數(shù)字量的，然后再考慮模擬量的，另外像計(jì)時(shí)器、計(jì)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(gè)輸出存在。比如說(shuō)前段程序有1個(gè)輸出Q0.0存在，后面就不要再有了。(4)用步進(jìn)指令設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，要注意PLC初始狀態(tài)繼電器的設(shè)置。狀態(tài)繼電器可用于步進(jìn)順序控制，也可作為輔助繼電器使用。(5) 使用梯形圖編程時(shí)，應(yīng)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(hào)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(dòng)作，應(yīng)避免使用。觸點(diǎn)應(yīng)畫(huà)在水平線上，不包含觸點(diǎn)的分支線條應(yīng)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(guò)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(dòng)（2）手動(dòng)梯形圖4. 程序調(diào)試的說(shuō)明本次設(shè)計(jì)程序調(diào)試通過(guò)模擬的方式進(jìn)行。模擬的軟件為S7_200仿真軟件。需要特別說(shuō)明的是，因?yàn)镾7_200仿真軟件沒(méi)有感應(yīng)器（限位開(kāi)關(guān)），所以需要手動(dòng)進(jìn)行調(diào)置。在調(diào)試過(guò)程中，線圈得電，輸出端小燈亮，說(shuō)明此活動(dòng)步?jīng)]有問(wèn)題，可進(jìn)行下步，依次全部調(diào)試通過(guò)，否則，對(duì)照順序功能圖修改梯形圖，直到通過(guò)。5. 結(jié)束語(yǔ) PLC實(shí)訓(xùn)即課程設(shè)計(jì)，很快結(jié)束了，在這短暫的實(shí)訓(xùn)時(shí)間里，經(jīng)過(guò)老師、同學(xué)的指導(dǎo)，我獲益非淺，學(xué)習(xí)了不少關(guān)于自己專業(yè)方面的知識(shí)。經(jīng)過(guò)此次的實(shí)訓(xùn)，讓自己更相信一分努力一分收獲，積極的學(xué)習(xí)態(tài)度在以后的學(xué)習(xí)、工作中是永遠(yuǎn)缺少不了的！ 此次實(shí)訓(xùn)主要是完成半精鏜專用控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在完成這個(gè)項(xiàng)目期間還學(xué)習(xí)了畫(huà)圖等一些與自己專業(yè)有關(guān)的軟件應(yīng)用。這門(mén)課程的靈活性很強(qiáng)，充分發(fā)揮自己的潛力；在設(shè)計(jì)的開(kāi)始遇到了很多困難，如I、O端口的準(zhǔn)確分配。 通過(guò)這次的實(shí)訓(xùn)，讓我受益匪淺。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。通過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。第二，通過(guò)這次的實(shí)踐操作，我認(rèn)識(shí)到了自己的不足，更感覺(jué)到了自己與別人的差距。為了明年的工作實(shí)習(xí)而做準(zhǔn)備，從各方面充實(shí)自己，使自己適應(yīng)這個(gè)社會(huì)。 總之，這次的實(shí)訓(xùn)給予了我不同的學(xué)習(xí)方法和體驗(yàn)，讓我深切的認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性。在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我會(huì)更加注重自己的操作能力和應(yīng)變能力，多與這個(gè)社會(huì)進(jìn)行接觸，讓自己更早適應(yīng)這個(gè)陌生的環(huán)境，相信在不久的將來(lái)，可以打造一片屬于自己的天地。 最后誠(chéng)摯的感謝我們的指導(dǎo)老師李老師。6. 參考文獻(xiàn)（1） 華玉潔.起重機(jī)械與吊裝.第一版.化學(xué)工業(yè)出版社.2005.8；179-204（2） 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組.第一版.機(jī)械工業(yè)出版社.1981；325-447（3） 張燕賓.SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù).第一版.機(jī)械工業(yè)出版社2002.5；（4）陳白寧，段智敏，劉文波. 機(jī)電傳動(dòng)控制