自動控制綜合實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計說明書

1、 自動控制綜合實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計說明書專業(yè)： 電氣工程及其自動化 目錄第一部分 電氣線路安裝調(diào)試技能訓(xùn)練3技能訓(xùn)練題目一:三相異步電動機(jī)的可逆雙重連鎖控制3一.課題分析3二.設(shè)計電氣原理圖4三.設(shè)計電氣安裝接線圖5圖1-1-2 電氣安裝接線圖5四.設(shè)備清單6五.故障現(xiàn)象及故障分析6技能訓(xùn)練題目二:星-三角降壓啟動控制8一.課題分析8二.設(shè)計電氣原理圖8三.設(shè)計電氣安裝接線圖9圖1-2-2 電氣安裝接線圖10四.設(shè)備清單11五.故障現(xiàn)象及故障分析11電氣線路安裝調(diào)試技能訓(xùn)練小結(jié)13一電氣原理圖的繪制要求13二.電氣接線圖的繪制要求13三.電器安裝、接線的工藝要求14四.實(shí)訓(xùn)線路發(fā)生的故障及排除辦法14

2、第二部分 plc電氣控制系統(tǒng)設(shè)計16一.課題分析.16二、設(shè)計主電路.17三、設(shè)計plc的i/o分配表.18四、設(shè)計plc的i/o接線圖.19五、設(shè)計功能圖20六、設(shè)計梯形圖22七、小結(jié)26第三部分 基礎(chǔ)知識培訓(xùn)29一、電工基礎(chǔ)知識29二、鉗工基礎(chǔ)知識29三、電氣安全技術(shù)與文明生聲及環(huán)境保護(hù)知識29四、質(zhì)量管理知識及相關(guān)法律與法規(guī)知識29參考文獻(xiàn)30第一部分 電氣線路安裝調(diào)試技能訓(xùn)練技能訓(xùn)練題目一:三相異步電動機(jī)的可逆雙重連鎖控制一、課題分析 （一）課題要求設(shè)計三相異步電機(jī)可逆雙重聯(lián)鎖控制電氣原理圖、電氣安裝接線圖；按設(shè)計圖紙工藝接線，即按橫平豎直原則走線，每元件出線需做直角（出線距離68厘米

3、），不得背線、跳線、反圈及露銅過多，接線不得松動，保持排線美觀；能排查自己或老師設(shè)置的故障，并列寫故障分析。 （二）課題分析由接觸器控制的三相異步電動機(jī)可逆雙重連鎖控制電路的實(shí)質(zhì)上是兩個方向相反的單向運(yùn)行電路的組合。為了避免正反向同時工作引起電源相間短路，必須在這兩個運(yùn)行電路中加設(shè)互鎖裝置，保證同時只能有一個電路工作。按照電動機(jī)正反轉(zhuǎn)操作順序的不同，分“正停反”和“正反?！眱煞N控制電路。正停反電路做正反向控制時，必須先按下停止按鈕sb1，待工作接觸器先試點(diǎn)后，再按反向起動按鈕實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，故它具有正停反控制功能。但在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高工作效率，減少輔助工作時間，要求直接實(shí)現(xiàn)從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的控制

4、，即“正反停”控制電路。在該控制電路中，采用復(fù)合按鈕來控制電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。正轉(zhuǎn)啟動按鈕sb2的常開觸點(diǎn)串接于正轉(zhuǎn)接觸器km1的線圈回路，用于接通km1的線圈，而sb2的常閉觸點(diǎn)則串接于反轉(zhuǎn)接觸器km2線圈回路中，工作時首先斷開km2的線圈，以保證km2不得電，同時km1得電。反轉(zhuǎn)啟動按鈕sb3的接法與sb2類似，常開觸點(diǎn)串接于km2的線圈回路，常閉觸點(diǎn)串接于km1的線圈回路中，從而保證按下sb3使km1不得電，km2能可靠得電，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的反轉(zhuǎn)。為防止兩個接觸器同時得電而導(dǎo)致電源短路，利用兩個接觸器的常閉觸點(diǎn)km1、km2分別串接在對方的工作線圈電路中，構(gòu)成相互制約的關(guān)系，稱為聯(lián)鎖，又稱互鎖

5、，實(shí)現(xiàn)互鎖的常閉輔助觸點(diǎn)稱為互鎖觸點(diǎn)。由復(fù)合按鈕sb2、sb3常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的互鎖稱為機(jī)械互鎖或按鈕互鎖。復(fù)合按鈕sb2為正轉(zhuǎn)按鈕，復(fù)合按鈕sb3為反轉(zhuǎn)按鈕，停止按鈕 sb1。二、設(shè)計電氣原理圖該控制電路中采用了兩個接觸器km1和km2，分別進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制。為了避免 接觸器km1、km2同時得電吸合造成三相電源短路，在km1（km2）線圈支路中串接有 km2（km1）輔助常閉觸頭，保證了線路工作時km1、km2不會同時得電，電路能夠可靠工作。工作原理：先合上電源開關(guān)qs，然后進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)控制。（1） 正轉(zhuǎn)控制按下sb2sb2常閉觸點(diǎn)先分?jǐn)鄬m2聯(lián)鎖（切斷反轉(zhuǎn)控制電路），sb2常開觸點(diǎn)后閉

6、合km1線圈得電km1主觸點(diǎn)閉合電動機(jī)m啟動連續(xù)正轉(zhuǎn)，km1聯(lián)鎖觸點(diǎn)分?jǐn)鄬m2聯(lián)鎖（切斷反轉(zhuǎn)控制電路）（2）反轉(zhuǎn)控制按下sb3sb3常閉觸點(diǎn)先分?jǐn)鄈m1線圈失電km1主觸點(diǎn)分?jǐn)嚯妱訖C(jī)m失電，sb3常開觸點(diǎn)后閉合km2線圈得電km2主觸點(diǎn)閉合電動機(jī)m啟動連續(xù)反轉(zhuǎn)，km2聯(lián)鎖觸點(diǎn)分?jǐn)鄬m1聯(lián)鎖（切斷正轉(zhuǎn)控制電路）。（3）若要停止，按下sb1，整個控制電路失電，主觸點(diǎn)分?jǐn)?，電動機(jī)m失電停轉(zhuǎn)。電氣原理圖如圖1-1-1所示：圖1-1-1 電氣原理圖三、設(shè)計電氣安裝接線圖按照電氣安裝接線圖的繪制要求繪制電氣安裝接線圖。三相交流電源通過l1、l2、l3三個點(diǎn)接入，經(jīng)過主電路及控制電路，由u、v、w分別接

7、入電動機(jī)的三相。按鈕盒sb2為電動機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕，sb3為反轉(zhuǎn)按鈕，sb1時電動機(jī)停止按鈕。三相異步電動機(jī)可逆雙重連鎖控制電路電氣安裝接線圖如圖1-1-2所示：圖1-1-2 電氣安裝接線圖四、設(shè)備清單設(shè)備清單如表1.1.1所示：表1.1.1設(shè)備清單表序號文字符號名 稱數(shù)量備 注1m1電動機(jī)1三相交流異步電動機(jī)2fr1熱繼電器1用于對電路進(jìn)行過載保護(hù)3fu1fu5熔斷器5用于對電路進(jìn)行過流保護(hù)4qf低壓斷路器1用于控制電路的接通與斷開5km2km3交流接觸器3控制電路通斷6sb1sb3按鈕盒1電機(jī)起動、停止的開關(guān)信號7導(dǎo)線若干連接電路8其它尖嘴鉗、電筆、萬用表五、故障現(xiàn)象及故障分析（一）故障現(xiàn)象1、

8、通電后電動機(jī)不轉(zhuǎn)，但保險絲燒斷2、通電后電動機(jī)不能轉(zhuǎn)動，也無異響3、通電后電動機(jī)有嗡嗡聲但不轉(zhuǎn)動（二）故障原因1、通電后電動機(jī)不轉(zhuǎn)，但保險絲燒斷的原因：（1）缺一相電源；（2）定子繞組相間短路；（3）定子繞組接地；（4）保險絲截面過??；（5）電源線短路或接地。2、通電后電動機(jī)不能轉(zhuǎn)動，也無異響的原因：（1）電源未通（至少兩相未通）；（2）保險絲熔斷（至少兩相熔斷）；（3）過流繼電器調(diào)得過小；（4）控制設(shè)備接線錯誤。3、通電后電動機(jī)有嗡嗡聲但不轉(zhuǎn)動的原因：（1）定、轉(zhuǎn)子繞組有斷路（一相斷線）或電源一相失電；（2）繞組引出線始末端接錯或繞組內(nèi)部接反；（3）電源回路接點(diǎn)松動，接觸電阻大；（4)電動機(jī)

9、負(fù)載過大或轉(zhuǎn)子卡??；（5)電源電壓過低。（三）故障排除1、通電后電動機(jī)不轉(zhuǎn)，但保險絲燒斷的排除：（1）檢查刀閘是否有一相未合好，電源回路有一相斷線；（2）查出短路點(diǎn)，予以修復(fù)；（3）消除接地；(4）查出誤接，予以更正；(5）更換保險絲。2、通電后電動機(jī)不能轉(zhuǎn)動，也無異響的排除：(1）檢查電源回路開關(guān)，保險絲、接線盒處是否有斷點(diǎn)，修復(fù)；(2）檢查保險絲型號、熔斷原因，換新保險絲；(3）調(diào)節(jié)繼電器整定值與電動機(jī)配合；(4)改正接線。3、通電后電動機(jī)有嗡嗡聲但不轉(zhuǎn)動的排除：(1)查明斷點(diǎn)予以修復(fù)；(2)檢查繞組極，判斷繞組末端是否正確；(3)緊固松動的接線螺絲，用萬用表判斷各接頭是否假接，予以修復(fù)；

10、(4)減載或查出并消除機(jī)械故障；(5）檢查是還把規(guī)定的面接法誤接為y，是否由于電源導(dǎo)線過細(xì)使壓降過大，予以糾正。技能訓(xùn)練題目二:星-三角降壓啟動控制 一、課題分析(一)課題要求設(shè)計星-三角降壓走線，每元件出線需做直角（出線距離68厘米），不得背線、跳線、反圈及露銅過多，接啟動控制電氣原理圖、電氣安裝接線圖；按設(shè)計圖紙工藝接線，即按橫平豎直原則線不得松動，保持排線美觀；能排查自己或老師設(shè)置的故障，并列寫故障分析。（二）課題分析星三角降壓起動是常用的方法之一。凡是正常運(yùn)行時三相定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)13kw星三角降壓起動的電路有多種，本次的設(shè)計電路適用于交流50hz、電壓380v、容量13kw以上的

11、三相異步電動機(jī)的減壓起動。在該電路中，電動機(jī)起動過程的星-三角轉(zhuǎn)換是靠時間繼電器自動完成的。合上三相電源開關(guān)qa，按下起動按鈕sb2，km1、kt、km3線圈同時通電并自鎖，km1主觸點(diǎn)閉合，接通電動機(jī)三相電源，km3的主觸點(diǎn)閉合，將電動機(jī)的尾端連接，電動機(jī)接成星形連接，開始減壓起動。時間繼電器kt延時時間設(shè)定為電動機(jī)起動過程時間（一般為68s），當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，時間繼電器整定時間到，kt動作，其對應(yīng)的常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，前者使km3線圈斷電釋放，km3的輔助常閉觸點(diǎn)閉合，為km2的線圈通電做好準(zhǔn)備，后者使km2線圈通電吸合，電動機(jī)由星形聯(lián)結(jié)改成三角形聯(lián)結(jié)，進(jìn)入正常運(yùn)行。而

12、km2常閉觸點(diǎn)斷開，使時間繼電器kt在電動機(jī)星形聯(lián)結(jié)/三角形聯(lián)結(jié)起動完成后斷電，電路中實(shí)現(xiàn)了km2與km3的電氣互鎖。二、設(shè)計電氣原理圖按圖所示線路接線，經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，方可合上qs接通電源。操作sb2和sb1，觀察電動機(jī)起動的情況。調(diào)節(jié)kt的延時，觀察延時時間對電動機(jī)起動過程的影響。電氣原理圖如圖1-2-1所示：圖1-2-1 電氣原理圖三、設(shè)計電氣安裝接線圖三相交流電源通過l1、l2、l3三個點(diǎn)接入，經(jīng)過主電路及控制電路，由u、v、w分別接入電動機(jī)的三相繞組的一端，電動機(jī)三相繞組的另一端需接入星三角切換開關(guān)。按鈕盒中sb2為啟動按鈕，sb1常閉用作停止按鈕。三相籠型異步電動機(jī)星三角降壓啟動

13、電路電氣安裝接線圖如下圖1-2-2所示：圖1-2-2 電氣安裝接線圖四、設(shè)備清單設(shè)備清單如表1.2.1所示：表1.2.1設(shè)備清單表序號文字符號名 稱數(shù)量備 注1m1電動機(jī)1三相交流異步電動機(jī)2fr1熱繼電器1用于對電路進(jìn)行過載保護(hù)3fu1fu5熔斷器5用于對電路進(jìn)行過流保護(hù)4qf低壓斷路器1用于控制電路的接通與斷開5km2km3交流接觸器3控制電路通斷6sb1sb3按鈕盒1電機(jī)起動、停止的開關(guān)信號7導(dǎo)線若干連接電路8其它尖嘴鉗、電筆、萬用表、起子五、故障現(xiàn)象及故障分析（一）故障現(xiàn)象1、出現(xiàn)按下啟動按鈕，電機(jī)實(shí)現(xiàn)星三角啟動，但啟動后電機(jī)噪聲較大，運(yùn)行不穩(wěn)定現(xiàn)象。2、出現(xiàn)按下正轉(zhuǎn)按鈕后，電動機(jī)正轉(zhuǎn)

14、，松開按鈕后電動機(jī)停轉(zhuǎn)，無法自保持現(xiàn)象。3、出現(xiàn)按下啟動按鈕電機(jī)無法啟動，交流接觸器無動作的故障。（二）故障原因1、出現(xiàn)按下啟動按鈕，電機(jī)實(shí)現(xiàn)星三角啟動，但啟動后電機(jī)噪聲較大，運(yùn)行不穩(wěn)定現(xiàn)象的原因：接線出現(xiàn)接錯相，無法構(gòu)成三角形連接。2、出現(xiàn)按下正轉(zhuǎn)按鈕后，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，松開按鈕后電動機(jī)停轉(zhuǎn)，無法自保持現(xiàn)象的原因：可能是漏接線導(dǎo)致km1線圈未接通，無法得電，觸點(diǎn)無法自保持。3、通電后電動機(jī)有嗡嗡聲但不轉(zhuǎn)動的原因：（1）定、轉(zhuǎn)子繞組有斷路（一相斷線）或電源一相失電；（2）繞組引出線始末端接錯或繞組內(nèi)部接反；（3）電源回路接點(diǎn)松動，接觸電阻大；（4)電動機(jī)負(fù)載過大或轉(zhuǎn)子卡??；（5)電源電壓過低。（三

15、）故障排除1、出現(xiàn)按下啟動按鈕，電機(jī)實(shí)現(xiàn)星三角啟動，但啟動后電機(jī)噪聲較大，運(yùn)行不穩(wěn)定現(xiàn)象的排除：修正接線，確保接線正確2、出現(xiàn)按下正轉(zhuǎn)按鈕后，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，松開按鈕后電動機(jī)停轉(zhuǎn)，無法自保持現(xiàn)象的。排除：補(bǔ)充接線后，用萬用表檢查確保接通。3、通電后電動機(jī)有嗡嗡聲但不轉(zhuǎn)動的排除：（1)查明斷點(diǎn)予以修復(fù)；（2)檢查繞組極，判斷繞組末端是否正確；（3)緊固松動的接線螺絲，用萬用表判斷各接頭是否假接，予以修復(fù)；（4)減載或查出并消除機(jī)械故障。電氣線路安裝調(diào)試技能訓(xùn)練小結(jié)一、電氣原理圖的繪制要求（一）繪制電氣原理圖應(yīng)按gb4728-85、gbtl59-87、gb6988-86等規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)繪制?？刂齐娐防L制的

16、原則 ：(二) 為了區(qū)別主電路與控制電路，在繪線路圖時主電路(電機(jī)、電器及連接線等)，用粗線表示，而控制電路(電器及連接線等)用細(xì)線表示。通常習(xí)慣將主電路放在線路圖的左邊(或上部)，而將控制電路放在右邊(或下部)。(三) 動力電路、控制電路和信號電路應(yīng)分別繪出：動力電路電源電路繪水平線；受電的動力設(shè)備（如電動機(jī)等）及其它保護(hù)電器支路，應(yīng)垂直電源電路畫出。 控制和信號電路應(yīng)垂直地繪于兩條水平電源線之間，耗能元件（如線圈、電磁鐵，信號燈等）應(yīng)直接連接在接地或下方的 水平電源線上，控制觸頭連接在上方水平線與耗能元件之間。(四) 在原理圖中各個電器并不按照它實(shí)際的布置情況繪在線路上，而是采用同一電器的

17、各部件分別繪在它們完成作用的地方。(五) 為區(qū)別控制線路中各電器的類型和作用， 每個電器及它們的部件用一定的圖形符號表示， 且給每個電器有一個文字符號， 屬于同一個電器的各個部件(如接觸器的線圈和觸頭)都用同一個文字符號表示。而作用相同的電器都用一定的數(shù)字序號表示。二、電氣接線圖的繪制要求（一）電源開關(guān)、熔斷器、交流接觸器、熱繼電器、時間繼電器等畫在配電板內(nèi)部，電動機(jī)、按鈕畫在配電板外部。（二）安裝在配電板上的元件布置應(yīng)根據(jù)配線合理，操作方便，確保電氣間隙不能太小，重的元件放在下部，發(fā)熱元件放在上部等原則進(jìn)行，元件所占面積安實(shí)際尺寸以統(tǒng)一比例繪制。（三）安裝接線圖中各電氣元件的圖形符號和文字符

18、號，應(yīng)和原理圖完全一致，并符合國家標(biāo)準(zhǔn)。（四）各電氣元件上凡是需要接線的部件端子都應(yīng)繪出并予以編號，各接線端子的編號必須與原理圖中的導(dǎo)線編號一致。（五）電氣配電板內(nèi)電氣元件之間的連線可以互相對接，配電板內(nèi)接至板外的連線通過接線端子進(jìn)行，配電板上有幾個接至外電路的引線，端子板上就因有幾個線的接點(diǎn)。（六）因配電線路連線太多，因而規(guī)定走向相同的鄉(xiāng)鄰導(dǎo)線可以繪成一股線。三、電器安裝、接線的工藝要求（一）按圖正確接線。電氣接線顏色必須按標(biāo)準(zhǔn)接線顏色執(zhí)行。電氣連接接線牢固、良好，配線應(yīng)成排成束地垂直或水平有規(guī)律地敷設(shè)，要求整齊、美觀、清晰。橫平豎直，層次分明。導(dǎo)線的長度合適，端頭壓接牢固，端子壓緊。（二）

19、線槽內(nèi)走線應(yīng)符合：電源線和控制線盡量分開，線槽內(nèi)導(dǎo)線均勻分布，理順以避免交叉。線號對應(yīng)，方向一致。橫向每隔300mm 裝一個線束固定點(diǎn)，豎向每隔400mm裝一個線束固定點(diǎn)。不得任意歪斜交叉連接。接線要求左進(jìn)右出，上進(jìn)下出，進(jìn)線時應(yīng)該使線的連接部分外露20mm左右，且要求每個角應(yīng)彎成90，每個接線柱允許連接的接頭一般不超過三個。（三）當(dāng)導(dǎo)線兩端分別連接可動與固定部份時，必須采用多股銅導(dǎo)線，并且要留有足夠長度的余量，以免因彎曲產(chǎn)生過度張力使導(dǎo)線受到機(jī)械損傷，并在附近端子處要用線夾卡緊固定線束。（四）設(shè)備中輔助電路的連接線，均應(yīng)在兩端套裝標(biāo)號頭。所有標(biāo)號頭應(yīng)根據(jù)接線圖所注明的數(shù)字或英文字母，將其輸入

20、電腦印字機(jī)，打印在專用套管上，套管直徑應(yīng)與套裝的導(dǎo)線粗細(xì)配合。（五）一般一個接線端子（含端子排和元器件接線端），只連接一根導(dǎo)線，必要時允許連接二根導(dǎo)線。當(dāng)需要連接二根以上導(dǎo)線時，應(yīng)采取相應(yīng)措施，以保證導(dǎo)線的可靠連接。兩個端子間的連線不得有中間接頭，導(dǎo)線芯線應(yīng)無損傷。四、實(shí)訓(xùn)線路發(fā)生的故障及排除辦法1、通電后電動機(jī)不轉(zhuǎn)，但保險絲燒斷的排除：（1）檢查刀閘是否有一相未合好，電源回路有一相斷線；（2）查出短路點(diǎn)，予以修復(fù)；（3）消除接地；（4）查出誤接，予以更正；（5）更換保險絲。2、通電后電動機(jī)不能轉(zhuǎn)動，也無異響的排除：(1）檢查電源回路開關(guān)，保險絲、接線盒處是否有斷點(diǎn)，修復(fù)；(2）檢查保險絲型號

21、、熔斷原因，換新保險絲；(3）調(diào)節(jié)繼電器整定值與電動機(jī)配合；(4)改正接線。3、通電后電動機(jī)有嗡嗡聲但不轉(zhuǎn)動的排除：(1)查明斷點(diǎn)予以修復(fù)；(2)檢查繞組極，判斷繞組末端是否正確；（3)緊固松動的接線螺絲，用萬用表判斷各接頭是否假接，予以修復(fù)；（4)減載或查出并消除機(jī)械故障；（5）檢查是還把規(guī)定的面接法誤接為y，是否由于電源導(dǎo)線過細(xì)使壓降過大，予以糾正。4、出現(xiàn)按下啟動按鈕，電機(jī)實(shí)現(xiàn)星三角啟動，但啟動后電機(jī)噪聲較大，運(yùn)行不穩(wěn)定現(xiàn)象的排除：修正接線，確保接線正確5、出現(xiàn)按下正轉(zhuǎn)按鈕后，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，松開按鈕后電動機(jī)停轉(zhuǎn)，無法自保持現(xiàn)象的排除：補(bǔ)充接線后，用萬用表檢查確保接通。第二部分 plc電氣控

22、制系統(tǒng)設(shè)計一、課題分析（一）課題要求電鍍生產(chǎn)線的plc控制，電鍍生產(chǎn)線采用專用行車，行年架裝有可升降的吊鉤；行車和吊鉤各有一臺電動機(jī)拖動；行車進(jìn)退和吊鉤升降由限位開關(guān)位控制；生產(chǎn)線定為三槽位；工作循環(huán)為：工件放入鍍槽電鍍5min后提起停放30s一放入回收液槽浸32min提起后停16s一放入清水槽清洗32s提起后停16s一行車返回原點(diǎn)。如圖所示。設(shè)置自動循環(huán)、點(diǎn)動、單周循環(huán)和步進(jìn)四種作方式；有必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖；設(shè)計主電路電氣原理圖、plc的i/o分配表、plc的i/o接線圖、編出梯形圖、寫出指令語句表，并要求調(diào)試成功、會排查故障。 圖2-1電鍍生產(chǎn)線工作示意圖（二） 課題分析電鍍生產(chǎn)線按照其

23、工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計有兩臺行車、三臺行車和四臺行車工作，每臺行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運(yùn)行；對于行車的自動控制，早期是采用繼電器邏輯電路和順序控制器，發(fā)展至今其控制方式已采用可編程控制器plc作為核心控制部件，其控制更為安全、可靠、方便、靈活，自動化程度更高。本文介紹在一條電鍍自動生產(chǎn)線上用plc控制行車及掛鉤的自動控制系統(tǒng)。本文使用三菱公司的fx系列plc進(jìn)行系統(tǒng)控制，具有靈活多變的特點(diǎn)。軟件使用起、保、停的編程方法，使程序簡單易懂，便于仿真及運(yùn)行。電鍍生產(chǎn)線plc電氣控制設(shè)計程序總體結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)的程序按工作方式分成公用程序、自動程序和手動程序三個部分。手動程序和自動程序不同時執(zhí)行，用跳

24、轉(zhuǎn)指令將它們分開，用工作方式選擇信號作為跳轉(zhuǎn)的條件。1）公用程序利用x10來選擇手動或自動，利用x13來選擇連續(xù)還是非連續(xù)。選擇手動工作方式時，x10為狀態(tài)“1”，將跳過自動程序，執(zhí)行手動程序；選擇自動工作方式時，x10為狀態(tài)“0”，將跳過手動程序，執(zhí)行公用程序和自動程序。選擇連續(xù)工作方式時，x13為狀態(tài)“1”，m20得電，執(zhí)行連續(xù)程序；選擇非連續(xù)工作方式時，x13為狀態(tài)“0”，m20不得電，執(zhí)行單周期程序或步進(jìn)程序。2）自動程序自動程序采用起、保、停電路的編程方法來設(shè)計，在電路中采用m110來實(shí)現(xiàn)自動和步進(jìn)之間的轉(zhuǎn)換3）手動程序手動程序采用4個按鈕開關(guān)來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動式的動作指令，同時利用行程開關(guān)

25、的常閉觸點(diǎn)來控制吊鉤和行車的限位，當(dāng)按住x14時，吊鉤電機(jī)正轉(zhuǎn)，吊鉤上升，到達(dá)上限時，上限位開關(guān)x5（sq5）常閉觸點(diǎn)斷開，吊鉤停止；按下x15時吊鉤電機(jī)反轉(zhuǎn)，吊鉤下降，到達(dá)下限時，下限位開關(guān)x6（sq6）常閉觸點(diǎn)斷開，吊鉤停止；按下x16時，行車電機(jī)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)右行，到達(dá)右限時，右限位開關(guān)x1（sq1）常閉觸點(diǎn)斷開，行車停止；按下x17時行車左行，到達(dá)左限時，左限位開關(guān)x4（sq4）常閉觸點(diǎn)斷開，行車停止。吊鉤電機(jī)和行車電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，即km1和km2、km3和km4接觸器線圈支路，設(shè)計了互鎖電路，分別用y0、y1和y2、y3兩對輸出的常閉觸點(diǎn)互鎖以防止誤操作故障二、設(shè)計主電路電氣原理圖是根據(jù)電

26、氣控制系統(tǒng)的工作原理，采用電器元件展開的形式，利用圖形符號和項(xiàng)目符號表示電路各電器元件中導(dǎo)電部件和接線端子連接關(guān)系的電路圖。電氣原理圖并不按電器元件實(shí)際布置來繪制，而是根據(jù)它在電路中所起的作用畫在不同的部位上。電氣原理圖具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明的特點(diǎn)，適合研究和分析電路工作原理，在設(shè)計研發(fā)和生產(chǎn)現(xiàn)場等方面得到廣泛應(yīng)用。 電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路兩部分，在本次設(shè)計中我們著重分析了主電路圖。在本設(shè)計中，根據(jù)電鍍生產(chǎn)線的工藝要求，只需用兩臺電機(jī)分別控制吊鉤的上升、下降和行車的左行、右行。主電路如圖所示：kmi、km2為兩臺控制吊鉤上升、下降電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)行車的上升和下降接觸器km3、k

27、m4通過控制“前/后”電動機(jī)。實(shí)現(xiàn)行車的前進(jìn)與后退。從而進(jìn)行對工件的電鍍和清洗等工作。fr1、fr2為起過載保護(hù)作用的熱繼電器，對電路起到過載時主動斷開主電路。fu1為熔斷器，起過電流保護(hù)作用。主電路如圖2-3所示： 圖2-3 plc電氣控制設(shè)計主電路圖 三、設(shè)計plc的i/o分配表控制過程中要求有相應(yīng)的起動按鈕和停止按鈕，行車進(jìn)退和吊鉤升降由限位開關(guān)位控制，自動循環(huán)、點(diǎn)動、單周循環(huán)和步進(jìn)四種作方式有自動的切換開關(guān)按鈕控制。plc電氣控制設(shè)計輸入、輸出信號的i/o分配表如表2.1、表2.2所示：表2.1plc電氣控制設(shè)計輸入信號的i/o分配表功能編號plc符號功能編號plc符號起動x0sb1手

28、動x10停止x7sb2步進(jìn)x11右限x1sq1單周期x12鍍槽左限x2sq2連續(xù)x13回收液槽左限x3so3吊鉤上升x14sb3清水槽左限x4sq4吊鉤下降x15sb4上升限位x5sq5行車前進(jìn)x16sb5下降限位x6sq6行車后退x17sb6表2.2輸出信號的i/o分配表功能編號plc符號吊鉤上升y0km1吊鉤下降y1km2行車前進(jìn)y2km3行車后退y3km4四、設(shè)計plc的i/o接線圖plc控制系統(tǒng)的輸入信號有16個。其中單操作按鈕開關(guān)6個，行程開關(guān)6個，選擇工作方式開關(guān)4個。plc控制系統(tǒng)的輸出信號有4個，其中2個用于驅(qū)動吊鉤的上升下降，接觸器km1、km2,2個用于驅(qū)動行車前進(jìn)后退接觸

29、器km3、km4。km1和km2、km3和km4接觸器線圈支路，設(shè)計了互鎖電路，以防止誤操作故障。plc的i/o接線圖如圖所示： 圖2-4 plc電氣控制設(shè)計的i/o接線圖五、設(shè)計功能圖plc電氣控制設(shè)計的順序功能圖如圖2-5所示：圖2-5 plc電氣控制設(shè)計的順序功能圖六、設(shè)計梯形圖plc電氣控制設(shè)計的梯形圖如圖2-6所示：圖2-6plc電氣控制設(shè)計的梯形圖七、小結(jié)（一）設(shè)計思路總結(jié)本系統(tǒng)采用順序控制法設(shè)計plc的梯形圖程序，可以有效的解決所存在的問題。所謂順序控制設(shè)計法就是針對順序控制系統(tǒng)的一種專門的設(shè)計方法。順序控制設(shè)計法的設(shè)計步驟：1、步的劃分在功能流程圖中，步通常表示某個執(zhí)行元件的狀

30、態(tài)變化，用矩形框表示，框中的數(shù)字是該步的編號，編號可以是該步對應(yīng)的的公歩序號，也可是與該歩對應(yīng)的編程元件。步的這種劃分方法使代表各歩的的編程元件與plc各輸出狀態(tài)之間有著極為簡單的邏輯關(guān)系。2、轉(zhuǎn)換條件的確定使系統(tǒng)由當(dāng)前歩轉(zhuǎn)入下一步的信號稱為轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)換條件可能是外部輸入信號，也可能是plc內(nèi)部產(chǎn)生的信號，還可能是若干個信號的與、或、非邏輯組合。順序控制法用轉(zhuǎn)換條件控制代表各歩的編程元件，讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化，然后用代表各歩的編程元件去控制各輸出繼電器。3、順序功能圖的繪制順序功能圖又稱狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，主要由歩、有向線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件、和動作（命令）組成。歩與動作在功能圖中用矩形框表示歩

31、，方框內(nèi)是該步的編號。一般用plc內(nèi)部元件來代表各歩，且經(jīng)常用代表該歩的編程元件的元件號作為該歩的編號。對于被控系統(tǒng)，在某一步中要完成某些動作，這些動作或命令簡稱動作，并用矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應(yīng)與相應(yīng)的歩的符號相連。當(dāng)系統(tǒng)正處于某一歩時，該歩處于活動狀態(tài)，稱為活動歩。歩處于活動時，相應(yīng)的動作被執(zhí)行。有向連線、轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)換條件隨著時間的推移和轉(zhuǎn)換條件的改變，各歩的活動狀態(tài)將發(fā)生改變，這種改變是按有向連線規(guī)定的路線或方向進(jìn)行的。將代表各歩的方框按他們被激活的先后順序排列，并用有向線將它們連起來。轉(zhuǎn)換是用有向連線上與有向連線垂直的短線來表示，轉(zhuǎn)換將相鄰兩步分隔開。歩的活動狀態(tài)是由轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)

32、來完成的，并與控制過程的發(fā)展相對應(yīng)。轉(zhuǎn)換條件是與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯條件，它可以用文字語言、布爾代數(shù)表達(dá)式或圖形符號標(biāo)注在轉(zhuǎn)換的短線旁邊。轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)必須具備的條件該轉(zhuǎn)換所有的相鄰前級歩都是活動歩，相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。4、梯形圖的繪制 根據(jù)功能圖，按某種編程方式寫出梯形圖程序。（二）編程方法的總結(jié)本系統(tǒng)的程序按工作方式分成公用程序、自動程序和手動程序三個部分。公用程序和手動程序比較簡單直接用經(jīng)典編程的方法即可寫出，而自動程序則比較復(fù)雜，采用起、保、停的編程方法實(shí)現(xiàn)。起、保、停編程方法使用的編程元件是任意型號的plc 都有的輔助繼電器，設(shè)計思路主要圍繞代表歩的編程線圈的起動電路、停止電路，是一種通用

33、的編程方法。使用起、保、停電路的編程方法編程時應(yīng)注意：梯形圖中不應(yīng)許出現(xiàn)雙線圈現(xiàn)象。如果在功能圖中僅有由兩步組成的小閉環(huán)，則相應(yīng)的輔助繼電器線圈將不能通電。對于復(fù)雜的功能表圖編程時，應(yīng)注意轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)條件。復(fù)雜的功能圖一般包含了跳步、循環(huán)、選擇分支和并行分支等基本環(huán)節(jié)。（三）本系統(tǒng)調(diào)試總結(jié)電鍍生產(chǎn)線按照確定的plc輸入、輸出設(shè)備；分配i/o地址；畫出plc系統(tǒng)接線圖；設(shè)計出順序功能圖；再寫出plc梯形圖，指令表的順序指令。本程序通過寫入手動、步進(jìn)、單周期、連續(xù)程序來實(shí)現(xiàn)plc對電鍍生產(chǎn)中電機(jī)的正反轉(zhuǎn)與制動的控制，并實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的暫停控制和限位控制。隨著工業(yè)與計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電鍍行車的設(shè)計定會

34、更加智能化，電鍍行車的管理也會更加無人化。（四）總結(jié)三周的plc課程設(shè)計讓我收益匪淺，讓我系統(tǒng)性地認(rèn)識和全面地掌握了plc編程和調(diào)試技術(shù)，并將平常學(xué)的plc編程及應(yīng)用方法學(xué)以致用，使我的plc編程能力有了很大提高和進(jìn)步，對plc應(yīng)用有了深入細(xì)致的了解。同時plc的編程是我們整個設(shè)計最主要的一部分，我們的編程是采用梯形圖編程語言，但是在編寫的過程中我們還是遇到了很多問題，這樣的系統(tǒng)如果能夠?qū)嶋H驗(yàn)證的話會很到程度上提高我們的動手能力。對于課程設(shè)計的第一部分，我們也出過很多錯誤。在電機(jī)正反轉(zhuǎn)設(shè)計時，我們要注意的是控制電路中的“雙重互鎖”，既要有“電氣互鎖”也要“按鈕互鎖”?？刂齐娐分袃煞N“互鎖”同時

35、發(fā)生故障的概率較低，確保兩個接觸器不會同時工作而使相間短路，在接線時這是必須的。在電機(jī)的y-減壓起動的設(shè)計中，也要有“電氣互鎖”，電路中使用到了時間延時繼電器，在接線時應(yīng)該特別注意區(qū)分，延時的常開和常閉，和開關(guān)是延時動作還是瞬時動作。調(diào)試檢測時也要看延時時間長短是否合適，也需要調(diào)節(jié)。通過這次設(shè)計，我更深入的了解了電機(jī)正反轉(zhuǎn)和y-減壓起動的工作原理，也更熟練掌握了電氣接線的方法和技巧。對于第二部分的編程實(shí)際，也有很多新的收獲。通過設(shè)計我對具體問題的plc設(shè)計過程有了初步了解，特別是步進(jìn)指令的設(shè)計編程，理解頗深。在機(jī)床行業(yè)中，多工步機(jī)床由于其工步及動作多，控制較復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的繼電器控制時，需要的繼電器多，接線復(fù)雜，因此，故障多，維修困難，費(fèi)工費(fèi)時，不僅加大了維修成本，而且影