電氣控制與PLC設計方案任務書

1、暨城工曝院電氣與PLC控制系統(tǒng)設計指導及任務書設計課題：專業(yè)學生姓名班級一學號指導教師 胡國文設計地點起至時間 2018.12.10-2018.12.21發(fā)放日期 2018年12月10日 一電氣工程學院一、設計指導及要求1、根據(jù)設計題目要求正確選擇控制方案，查閱參考資料；2、繪制電氣控制原理圖，正確選擇電器元件；3、設計部分工藝圖紙 電氣柜、控制面板、電器元件布置圖、安裝接線圖等，取其中之一）；4、正確設計PLC梯形圖和編制程序，進行接口分配；5、編制完整的設計說明書、使用說明書、設計小結(jié)。注：具體設計題目及要求見以下六、設計課題及要求。6、根據(jù)人數(shù)，按5-6人為一組，分成多個設計小組。7、以

2、設計小組為單位，就設計課題進行深入分析，明確工作的內(nèi)容，并收集、準備相關的技術(shù)資料。8、各小組根據(jù)自己的工作內(nèi)容，在教師指導下，按方案設計、初步設計、工程圖設計的順序完成課程設計的任務。2、 設計任務1. 選擇或根據(jù)指導老師）所給定的幾個課題中的一個課題進行設計，并繪制電氣控制原理圖，選擇電器元件，制定元件目錄表。2. 設計并繪制工藝圖，完成上述2 中圖紙要求，并完成上述 3 中一項圖紙要求。3. 編制設計說明書、使用說明書、設計小結(jié)。3、 設計說明書要求1、設計目的；2、設計任務；3、設計內(nèi)容與要求包括工作原理介紹）；4、設計計算說明，元器件選擇計算及參考說明；5、元器表；6、參考文獻。4、

3、 使用說明書要求1、概述；2、工作原理；3、主要技術(shù)指標及特點；4、使用要求；5、注意事項。5、 其它要求1、有關圖形符號應注意采用新國標進行設計。2、設計的圖紙、繪圖工具、繪圖板等自備或集中向?qū)W校有關部門借用或購買要求用2 號圖紙）。3、要求先設計出繼電接觸控制系統(tǒng)，后設計出PLC控制系統(tǒng)，并設計出PLC®形圖和I/O 口分配圖及PLC選型。六、設計課題及要求課題一：裝卸料小車PLC控制設計一)設計原始資料和控制要求圖1一小車運行在 A B兩軸之間，在 A B兩地各設一個限位開關如圖所 示，小車在A點時后限位開關受壓動作)，操作控制按鈕可使小車向前 行至料斗下停止，裝料再返回 A地

4、將料卸下。小車的控制有 4種控制方 式。(1)手動控制方式；(2)單周期運行控制方式；(3)雙周期運行控制方式；(4)自動運行控制方式；1、手動控制方式在手動控制方式，可用4個控制按鈕控制小車的向前和向后運行，以 及車門的打開和料斗門的打開。小車的運行由三組異步電動機控制，小車的車門和料斗的斗門由電磁鐵控制，當電磁鐵帶電時，料門或斗門打開，失電時關門。(1)手動控制要求如下：a、小車向前運行小車在漏斗下面時不能向前運行，小車的車門在打開時不能運行， 小車采用點動控制，按下向前運行按鈕，小車向前進，當小車行至 料斗下時，碰到前限位開關時應停下來。b、小車向后運行小車在A地點時不能后退，小車的車門

5、在打開時不能運行，小車采 用點動控制，料斗門未關閉時不能運行，按下向后運行按鈕時，小 車向后運行至A地點時，小車碰到后限位開關應停下來。c、料斗門打開控制小車必須在B地點料斗門下時，才能打開料斗門，以避免將料卸在 地上。按一下料斗門打開按鈕，控制料斗門的電磁鐵得電，斗門打 開，延時10秒鐘后電磁鐵失電斗門關閉。d、車門打開控制小車必須在A 地點時，才能打開車門，以保證將料卸在規(guī)定地點。按一下車門打開按鈕，控制車門的電磁鐵得電，車門打開，延時4秒鐘后電磁鐵失電，車門關閉。2、單周期運行控制方式要求小車在 A 地點，并且在車門關好的情況下，按一下向前運行按鈕。小車就從 A 地點運行到 B 地點停下

6、來，然后料斗門打開裝料10 秒鐘，之后小車自動向后行到 A 地點停止，車門打開卸 4 秒鐘后，車門關閉。3、雙周期運行控制方式要求小車在 A 地點時，按一下向前運行按鈕，小車將循環(huán)兩次單周期運行過程。4、自動運行控制方式要求小車在 A 地點時，按一下向前運行按鈕，小車將自動重復單周期運行過程，斷開運行開關時，小車將在完成一個循環(huán)之后，結(jié)束運行。在手動控制方式下不能進行，單周期、雙周期和自動運行方式，反 之，在單周期、雙周期和自動運行方式下也不能進行手動控制。本控制米用FX2系列等可編程控制器,其軸入軸出廂子分配如下:X40G運行開關；X401：前限位開關；X402:后限位開關；X403:手動方

7、式；X404:自X405：單循環(huán)方式；X406:雙循環(huán)方式；X407：向前運行按鈕；X41G向后運行按鈕；X411：車門打開按鈕；X412:斗門打開按鈕；Y430：向前運行；Y431:Y433:向后運行；車門電磁鐵Y432:向前運行；二）設計內(nèi)容1 、可編程控制器輸入輸出接線圖設計；2 、控制面板元件布置圖設計；3、控制梯形圖和程序設計； 4、關鍵元器件參數(shù)設計與選擇；5、編寫控制原理說明書；6、繪制控制系統(tǒng)圖、控制面板元件布置圖和元器件布置圖、元器件之間 接線圖、可編程控制器輸入輸出接線圖等圖紙。三）設計要求1 、設計應根據(jù)原始材料，滿足控制要求；2 、列出所選設備型號、規(guī)格和數(shù)量等。3 、

8、設計說明書應書寫工整、整齊，用規(guī)定統(tǒng)一紙張； 4 、圖紙應清潔規(guī)范，電氣圖形符號和文字符號應符合標準；5、設計應獨立完成，不得抄襲他人。四）主要參考資料1、可編程控制器教程；2、可編程控制器PL。例題習題及實驗指導；3、可編程控制器PLQ基礎及應用；4、電氣制圖及圖形符號、國家標準匯編；5、其它有關FX2n型可編程控制器手冊、資料等。課題二：電鍍自動生產(chǎn)線 PLC控制設計一）設計原始資料和控制要求1、電鍍自動生產(chǎn)線基本情況介紹某電鍍自動生產(chǎn)線如圖2所示。在電鍍生產(chǎn)線一側(cè) 原位），將待加工 零件裝入吊藍，并發(fā)出信號，專用行車便提升前進，到規(guī)定的槽位自動下降，并停留一段時間 各槽停留時間預先按工藝

9、設定）后自動提升，行至下一 個電鍍槽，完成電鍍工藝規(guī)定的每道工序后，自動返回原位，卸下電鍍好 的工件重新裝料，進入下一個電鍍循環(huán)。5s格楮 足梢 等恰圖2對于不同零件，具鍍層要求不同，為了節(jié)省場地，適應批號生產(chǎn)需要，提 高設備利用率，設備還要求電氣控制系統(tǒng)有槽位選擇能力。由于每個槽位之間的跨度較小，行車在前后運行停車時要有能耗制動，以 保證準確停位。2、拖動情況電鍍行車采用兩臺三相異步電動機分別控制行車的升降和進退，采用機械減速裝置。電動機數(shù)據(jù)型號 JYZ-12-4 ， P=0.81kw， I=2A,n=1410r/min ， V=380V）3、 拖動控制要求控制裝置具有程序預選功能按電鍍工藝

10、確定需停留2位），一旦程序選定，除裝卸零件外，整個電鍍工藝應能實現(xiàn)四種操作方式。（ 1） 自動循環(huán)；2）單周期；3）步進操作；4 ）手動操作。前后運行和升降運行應能準確停位，前、后升降運行之間有互鎖作用。該裝置采用遠距離操作臺控制行車運動，要求有暫?？刂乒δ堋Ｐ熊囘\行采用行程開關控制，并要求有過極限位置保護。主電路應有短路和過載保護。行車升降，進退采用能耗制動，升降電動機制動時間為2S,進退運動電動機制動時間為 1S， 1#5#槽位的停留時間依次為11S、 12S、 13S、 14S、15S,原位裝卸時間為10S。二）設計內(nèi)容1、 電鍍自動生產(chǎn)線主電路設計；2、 可編程控制器輸入輸出接線圖設計

11、；3、 可編程控制器控制梯形圖設計；4、 控制面板元件布置圖的設計；5、 編寫使用和操作說明及注意事項；6、 編寫設計過程說明書，包括：a、總體方案的選擇說明b、控制原理設計說明c、主要電器元件選擇說明，編寫元件明細表7、 編寫所設計圖紙，包括：a、電鍍行車主電路圖A2）b、PLC控制梯形圖A2）c、控制面板元件置圖和PC控制輸入輸出接線圖A2）三）設計要求1、寫明設計的依據(jù)、要求。2、寫明設計的計算步驟、電路的控制原理和梯形圖的控制原理。3、列出所選設備型號、規(guī)格和數(shù)量等。4、設計說明書應書寫工整、整齊，用規(guī)定統(tǒng)一紙張，設計內(nèi)容應符合設計要求。5、圖紙應清潔、規(guī)范，電氣圖形符號應符合標準。6

12、、設計應獨立完成，不得抄襲他人。7、設計期間應遵守作息時間，不得遲到、早退、無故曠課。四）主要設計參考資料1、電氣邏輯控制技術(shù)，熊葵容主編。2、電氣控制及可編程控制器，張鳳珊主編。3、工廠電氣控制技術(shù)，方承遠主編。4、可編程控制器教程，王兆義主編。5、有關FX2n型PLC的資料等。課題三：機械手電氣控制系統(tǒng)設計(一) 機械手結(jié)構(gòu)、動作與控制要求機械手在專用機床及自動生產(chǎn)線上應用十分廣泛，主要用于搬動或裝 卸零件的重復動作，以實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。本設計中的機械手采用關節(jié)式結(jié) 構(gòu)。各動作由液壓系統(tǒng)驅(qū)動，并由電磁閥控制，動作順序及各動作時間的 間隔采用按時間原則控制的電氣控制系統(tǒng)。機械手的機械結(jié)構(gòu)如下圖

13、3所示，主要由手指、手腕、小臂和大臂等幾 個部分組成，每次轉(zhuǎn)動一定角度 由工件數(shù)決定)，以保證待加工零件對 準機械手。機械手各動作與相應電磁閥動作關系如下表所示。圖3機械手的外形及其與料架的配置具體動作順序是：(1)原始位：裝好工件等待中工位置，其狀態(tài)是大手臂豎立，小手 臂伸出并處于水平位置，手腕橫移向右，手指松開。(2)手指夾緊：抓住卡盤上的工作。(3) 松卡盤。(4)手腕左移：從卡盤上卸下已加工好的工件。(5)小手臂上擺。(6)大手臂下擺。(7)手指松開：工件放回料架。- 7 - / 10(8)小手臂收縮。(9) 料架轉(zhuǎn)位。(10小手臂伸出。(11手指夾緊：抓住未加工零件。(12大手臂上擺

14、：取送零件。(13小手臂下擺。(14手腕右移：將工件裝到機床的主軸卡盤中(15卡盤收緊。(16手指松開：等待加工。表3-1電磁閥狀態(tài)表YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8YV9YV10YV11手指日勺 夾緊與 放松夾緊+放松+手腕橫 向移動 左右 移動)左移+右移+小臂 的伸 縮伸+縮+小臂上 下擺 動上擺+下擺+大臂下 擺動上擺+下擺+料架轉(zhuǎn) 動+二)設計任務1、設計出繼電器接觸控制元件的電氣控制原理圖，選用元件，制定出元 件目錄表。2、在上述控制原理圖白基礎上，設計出 PLC控制的梯形圖和PLC I/O 口接線圖，選用合適的PLC控制器。3、設計并繪制以下工藝圖紙的一種：電器元

15、件布置圖及底板加工零件圖；電器元件安裝接線；控制面板元件布 置圖與接線圖；元面板加工圖；電氣箱及系統(tǒng)總接線圖。4、編制設計使用說明書、設計小結(jié)、列出設計參考資料目錄。課題四：電鍍專用行車電氣控制系統(tǒng)設計該設備為某電鍍廠的一臺專用半自動起吊設備。采用遠距離控制，起吊重量在500kgL下。起吊物品為待電鍍的各種零件，根據(jù)工藝要求，專用行車的結(jié)構(gòu)與動作流程如圖 2所示。在電鍍生產(chǎn)線一側(cè)，待加工零件裝入吊籃，專用行車便提升并自動逐 段前進。按工藝要求在需要停留的槽位停止，并自動下降，停留一定時間 各槽停留時間預先按工藝調(diào)定）各自提升，如所完成電鍍工藝規(guī)定的每 一道工序，甚至生產(chǎn)線的末端自動返回原位，卸

16、下處理好的零件，重新裝 料發(fā)出信號進入下一加工循環(huán)。根據(jù)工藝要求及不同零件要求，要求電氣控制系統(tǒng)具有程序預選修改能力。并要求能準確停位，以便吊籃能準 確進入電鍍槽內(nèi)。工作時，除具有自動控制的大車前、后移動與吊物上/下運動外，還有調(diào)整吊籃位置的小車左/右運行。生產(chǎn)線上鍍槽的數(shù)量由工藝要求決定，本設計暫定 5個電鍍槽，停留時間 由工藝要求進行整定，可依次設定 10S、12S、14S、16S、18S。（2） 拖動情況專用行車的小車、大車及升降運動均采用三軸交流電動機 JY2-12-4型號0.8kw、1.99A、1410r/min、380V）分散拖動，并采用一級機械減速0（3） 設計要求1、控制裝置具

17、有程序預選功能 由工藝編定需要停留工位）一旦程序選 定，除上、下裝卸零件，整個電鍍工藝應能自動進行?？蓪崿F(xiàn)自動循環(huán)、 單周期運行、前進操作、手動操作四種方式。2、前/后運動，升/降運動要求準確停位，各運動之間應有必要的聯(lián)鎖 作用。3、采用遠距離控制，整機電源及各動作要有相應指示。4、應有極限位置保護和其他必要的電氣保護措施。四）設計任務1、設計出繼電接觸控制或 PLC電氣原理圖、選擇電器元件、編制元件 目錄表。如選PLC可編程進行設計，其要求可參考課題二有關內(nèi)容）2、繪制總接線圖、電器元件板布置圖與安裝接線圖、控制面板布置圖 與接線圖。3、編制設計使用說明書。七、設計進度時間安排時間設計內(nèi)谷及任務備注星期一布置設計課題內(nèi)容、設計任務及要求星期二查找資料、進行控制系統(tǒng)方案設計可適當調(diào)整星期三設計繼電接觸控制系統(tǒng)原理電路星期四設計PLC控制系統(tǒng)原理電路可適當調(diào)整星期五設計PLC控制系統(tǒng)原理電路和器件選擇可適當調(diào)整星期一繪制控制系統(tǒng)原理電路圖星期二繪制控制器件平面布置圖可適當調(diào)整星期三繪制控制系統(tǒng)接線圖星期四編寫設計說明書和使用說明書可適當調(diào)整星期五完成設計說明書和使用說明，完成全部設計資料可適當調(diào)整八