生產(chǎn)流水線小車的PLC控制設(shè)計

1、電氣控制與PLC畢業(yè)設(shè)計課題：生產(chǎn)流水線小車的PLC控制設(shè)計班級 學(xué)號： 姓名： 指導(dǎo)老師： 二零零九年十一月六日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué)號課題名稱生產(chǎn)流水線小車的PLC控制指導(dǎo)教師及職稱一、課題介紹1、目的（1）通過畢業(yè)設(shè)計，使學(xué)生進一步鞏固、深化和擴充相關(guān)課程方面的基本知識、基本理論和基本技能，達到培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析和解決實際問題的能力。（2）通過畢業(yè)設(shè)計，讓學(xué)生獨立完成一項PLC應(yīng)用系統(tǒng)課題的基本設(shè)計工作，達到培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識和實際查閱相關(guān)設(shè)計資料能力的目的（3）通過畢業(yè)設(shè)計，讓學(xué)生熟悉設(shè)計過程，了解設(shè)計步驟，掌握設(shè)計內(nèi)容，達到培養(yǎng)學(xué)生工程繪圖和編寫設(shè)計說明書能力的目

2、的，為學(xué)生今后從事相關(guān)方面的實際工作打下良好基礎(chǔ)。2、任務(wù)設(shè)計某生產(chǎn)流水線小車的PLC控制系統(tǒng)。（1）基本情況某生產(chǎn)流水線小車由1臺Y系列三相異步電動機驅(qū)動，電動機規(guī)格為2.2、380V、4.7A，不頻繁起動。該電動機正轉(zhuǎn)時，使小車前進；反轉(zhuǎn)時，使小車回退。（2）控制要求某生產(chǎn)線要求一小車執(zhí)行以下控制：初始狀態(tài)下，小車停在行程開關(guān)ST1的位置，且行程開關(guān)被壓合。第一次按下按鈕SB1后，小車前進至行程開關(guān)ST2處停止，5min后退回到行程開關(guān)ST1處停止。第二次按下按鈕SB1后，小車前進到行程開關(guān)ST3處停止，8min后退回到行程開關(guān)ST1處停止。第三次按下按鈕SB1后，小車前進到行程開關(guān)ST4

3、處停止，10min后退回到行程開關(guān)ST1處停止。第四次按下按鈕SB1后，小車前進到行程開關(guān)ST5處停止，6min后退回到行程開關(guān)ST1處停止。再按下按鈕SB1，重復(fù)以上過程。生產(chǎn)流水線小車運動示意圖如下圖所示。前進后退ST1ST2ST3ST4ST5二、主要設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計要求1、設(shè)計內(nèi)容1) 熟悉題目、收集資料。學(xué)生按教師下達的具體題目，充分了解技術(shù)要求，明確設(shè)計任務(wù)，收集相關(guān)資料，為設(shè)計工作做準備。2) 總體設(shè)計。正確選定系統(tǒng)方案，認真畫出系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖3) 軟件設(shè)計（程序設(shè)計）。正確選擇PLC型號，根據(jù)控制要求確定I/O分配圖（分配表），畫出系統(tǒng)工作流程圖，設(shè)計程序（包括SFC圖、梯形圖、

4、指令表等）及編寫程序說明，給出編程元件明細表等。4) 硬件設(shè)計（電氣設(shè)計）。畫出電氣原理圖（含PLC外部接線圖）、電氣原理圖的簡要分析，畫出元件布置圖、接線圖、電氣互連圖，選擇電氣元件、確定電氣元件明細表，控制面板（操作屏柜）設(shè)計及操作說明等。5) 系統(tǒng)調(diào)試6) 整理編寫畢業(yè)設(shè)計說明書2、設(shè)計要求根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備工作方面及其它方面的需要，本次設(shè)計要達到如下設(shè)計要求：(1)要求本次設(shè)計的控制裝置采用PLC技術(shù)實現(xiàn)；(2)要能完全滿足控制要求；(3)要按照電氣設(shè)計慣例，提供短路、過載、聯(lián)鎖等故障保護措施；(4)本次設(shè)計的控制裝置應(yīng)由操作屏、電氣控制箱(柜)等部分組成，要盡量與生產(chǎn)設(shè)備進行一體化安裝，具

5、體安裝尺寸另行商定；(5)操作屏上要有完整的信號指示(含電源、啟動、停止、故障等指示)；因本次設(shè)計時間緊，程序設(shè)計及調(diào)試部分、電氣設(shè)計部分要求做到具體到位，柜屏設(shè)計部分不作要求。目 錄一：前言 5二：摘要 7三：已知情況、控制要求、設(shè)計要求3.1已知情況83.1控制要求83.3設(shè)計要求8四：設(shè)計思路 4.1程序設(shè)計及調(diào)試 94.2電氣設(shè)計94.3安裝、接線、聯(lián)合測試94.4后期工作 9五：程序設(shè)計及調(diào)試 5.1PLC的“I/O為分配”95.2明確“信息流向” 105.3SFC順序功能圖105.4梯形圖、程序工作過程簡析及編程元件明細表 11六：電氣設(shè)計6.1確定電氣原理圖(含PLC外部接線原理

6、圖) 176.2確定元件位置圖、接線圖、互連圖 196.3氣元件進行選擇，確定“電氣元件明細表”20七：安裝、接線、及系統(tǒng)聯(lián)合測試 八：后期工作8.1操作過程簡要說明 228.2常見故障及其排除方案 228.3編寫并提交(課程)設(shè)計說明書 23九：尚存在的問題及方案建議9.1弧光短路問題 239.2PLC電源凈化問題 23參考文獻及資料 24課程設(shè)計總結(jié) 25 感謝 26 前言PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏

7、輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程.PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說有半導(dǎo)體的地方就有PLCPLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。PLC的特點 1.可靠性高，抗干擾能力強高可靠

8、性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的

9、可靠性也就不奇怪了。2.配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用P

10、LC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 4.系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5.體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。 PLC基礎(chǔ)知識1.

11、 PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。1.開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 2

12、.模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 3.運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 4.

13、過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。 5.數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺?/p>

14、們打印制表。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。摘要 目前，在自動化領(lǐng)域主要的控制方式有繼電器控制、微機控制和PLC控制三種。由于PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)及微機控制系統(tǒng)相比，具有設(shè)計、安裝、接線、調(diào)試工作量小，研制周期短，可靠性高，抗干擾能力強，鼓掌率低，對工作黃鯨要求低，維護方便等一系列優(yōu)點。而繼電器控制系統(tǒng)因技術(shù)性能差，功能單一，在機械控制系統(tǒng)中已很少使用。微機控制系統(tǒng)因抗干擾能力較差，對工作黃鯨要求較高，設(shè)計研制周期較PLC控制系統(tǒng)長，因此，在自動控制領(lǐng)域的應(yīng)用呈逐降的趨勢。 在基于PLC的送料小

15、車控制系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計了基于PLC的送料小車控制系統(tǒng)總體方案，給出了軟、硬件設(shè)計與實現(xiàn)方案。在電動機電器控制線路的設(shè)計部分，闡了電動機主電路以及輔助電路的實際過程，給出了這些電路的電器元件選擇結(jié)果。在PLC控制的設(shè)計部分中，闡述了PLC I/0接線圖的設(shè)計過程，給出了PLC及其輸入/輸出元件的選擇結(jié)果，詳細的闡述了PLC用戶程序的設(shè)計過程，其中包括對公用程序、手動程序、自動程序、信號顯示與鼓掌報警程序的設(shè)計過程的闡述。 生產(chǎn)流水線小車PLC-控制裝置的設(shè)計一：已知情況、控制要求、設(shè)計要求前進后退ST1ST2ST3ST4ST5圖1-1“某生產(chǎn)流水線小車”工作過程示意圖 1.1：已知情況某生產(chǎn)流水

16、線小車由1臺Y系列三相異步電動機驅(qū)動，電動機規(guī)格為2.2、380V、4.7A，不頻繁起動。該電動機正轉(zhuǎn)時，使小車前進；反轉(zhuǎn)時，使小車回退生產(chǎn)流水線小車主要工作過程(工作流程)如圖11所示。1.2：控制要求起初：小車停在ST1處(1)ST1第1次按下小車前進至ST2處ST2動作小車停止延時5min小車返回ST1處ST0動作小車停止；(2)ST1第2次按下小車前進至ST3處ST3動作小車停止延時8min小車返回ST1處ST1動作小車停止；(3)ST1第3次按下小車前進至ST4處ST4動作小車停止延時10min小車返回ST1處ST1動作小車停止。(3)ST1第3次按下小車前進至ST5處ST5動作小車

17、停止延時6min小車返回ST1處ST1動作小車停止。(5)ST1再次按下重復(fù)以上過程。1.3：設(shè)計要求根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備工作方面及其它方面的需要，本次設(shè)計要達到如下設(shè)計要求：(1)要求本次設(shè)計的控制裝置采用PLC技術(shù)實現(xiàn)；(2)要能完全滿足控制要求；(3)要按照電氣設(shè)計慣例，提供短路、過載、聯(lián)鎖等故障保護措施；(4)本次設(shè)計的控制裝置應(yīng)由操作屏、電氣控制箱(柜)等部分組成，要盡量與生產(chǎn)設(shè)備進行一體化安裝，具體安裝尺寸另行商定；(5)操作屏上要有完整的信號指示(含電源、啟動、停止、故障等指示)；因本次設(shè)計時間緊，程序設(shè)計及調(diào)試部分、電氣設(shè)計部分要求做到具體到位，柜屏設(shè)計部分不作要求。四：總體設(shè)計思路根

18、據(jù)情況、控制要求、設(shè)計要求，該小車送料PLC控制裝置的設(shè)計思路可劃分為以下5個，依序進行各部分的設(shè)計任務(wù)分配如下：4.1：程序設(shè)計及調(diào)試擬采用切換編程法來完成程序的設(shè)計，并在實驗室環(huán)境中進行模擬調(diào)試；4.2：電氣設(shè)計完成電氣路原理圖、元件位置圖、接線圖、元件明細表的設(shè)計；4.3：安裝、接線、聯(lián)合測試完成電氣元件的安裝、接線，并對程序與線路進行聯(lián)合測試；4.4：工作說明操作過程、擬定常見故障排除方案、編寫設(shè)計說明書等。下面按這個總體設(shè)計思路的任務(wù)安排逐步展開。五：程序設(shè)計及調(diào)試5.1：PLC的“I/O為分配” I/O分配情況如圖12所示。原位、1號位、2號位、3號位、4號未、點動/自動、送料、點

19、進、點退分別接至PLCX0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8端；PLCY1、Y2控制輸出，分別接到接觸器的KM1、KM2控制電動機的正反轉(zhuǎn)，PLCY3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、為指示輸出， Y3Y9分別接到七段數(shù)碼管的A、B、C、D、E、F、G端。ST1ST2ST3ST4SA4SB5SB6SB7X0 原位X1 1號位X2 2號位X3 3號位X4 點動/自動/X5 送料X6 點進X7 點退限位開關(guān)Y1Y2KM1前行KM2回退Y9Y3Y4Y5Y6Y7Y8D2COMST5X8 4號位圖12 PLC 送料小車I/O分配圖5.2：明確“信息流向”由M8002開機脈沖使M0置1而

20、“初入步0”，小車停止原位；初始程序完成后，進入切換程序；通過X4（SA4按鈕）選擇手動/自動方式，該程序在由自動切換到點動方式時，需要等到小車返回到原位才能進行，避免了由于切換帶來的錯誤動作或其他事故。在自動方式下，小車首先要在原位（裝料），然后按下送料鈕X5，并根據(jù)D0的值判斷小車需要送到1#位（D=0）、2#位(D=1) 、3#位(D=2)、3#位（D=3）中哪號位，將料自動送到需要的位置。 D=0時，送1#位；送達1#位，數(shù)碼管變?yōu)?；D=1時，送2#位；送達2#位，數(shù)碼管變?yōu)?；D=2時，送3#位；送達3#位，數(shù)碼管變?yōu)?；D=3時，送4#位；送達4#位，數(shù)碼管變?yōu)?； 小車從4#位

21、還回到原位之后，D0變?yōu)?，自動開始新一輪的“送料”循環(huán)。5.3：SFC順序功能圖根據(jù)已知情況、控制要求及I/O分配圖采用“切換編程法”， 試探設(shè)計出“PLC-小車送料”的SFC順序功能圖。圖13切換程序-SFC順序功能圖5.4：梯形圖、程序工作過程簡析及編程元件明細表（1）：程序組成PLC-送料小車的控制程序組成如圖14所示。由程序初始程序與主體程序組成，其中主體程序包括切換程序，工位號傳送及定時程序、動作程序、信號指示等。其中，初始程序、切換程序是關(guān)鍵，傳送及定時程序為切換程序提供切的條件。圖14送料小車程序組成（2）：初始程序PLC-送料小車的初始程序的梯形圖如圖15所示.僅當小車在原位

22、時（X0 接通），M8044才為1態(tài)，設(shè)定原點條件成立；由M8002開機脈沖使M0置1從而“初入步0”。圖15初始程序梯形圖（3）切換程序切換程序圖16切換程序梯形圖（4）工位號傳送及定時程序梯形圖PLC送料小車的工位號傳送及定時程序的梯形圖如圖17所示，當D0大于等于3時其值自動清零，表示小車已從3號位返回，將重新前往1號位送料。1號位、2號位3號位4號位與數(shù)碼管的值0、1、23對應(yīng)，分別停車5min、8min、10min、6min。圖17工位號傳送及定時程序梯形圖（5）動作程序（含自動、點動）PLC送料小車的動作程序（含自動、點動）的梯形圖如圖18所示，該程序以電機正反轉(zhuǎn)控制為基礎(chǔ)；其中，

23、X6與X7分別點動控制小車的前進與后退；X0與X3分別是后退與前進的限位點，避免點進、點退失控。對于小車來說，某一時刻只能是前進與后退中的一種狀態(tài)，故需要對Y1與Y2進行互鎖。圖18輸出動作程序動作程序（自動、點動）梯形圖（6）信號程序梯形圖PLC送料小車的信號程序梯形圖如上圖19所示，該程序利用觸點比較型指令實現(xiàn)應(yīng)送料的工位號的顯示，以提醒操作人員。圖19信號程序梯形圖該PLC-送料小車程序的工作過程，綜合以上格梯形圖，采用鏈圖格式，簡要分析如下：、采樣：由M8002開機脈沖使M0置1而“初入步0”，、運算： 掃描“原點梯級” : X0接通M8004接通； 掃描“切換梯級” ：X4接通X5接

24、通開始送料； 掃描“動作梯級” ：Y1接通KM1導(dǎo)通電動機正轉(zhuǎn)X1導(dǎo)通KM1斷開電動機停止轉(zhuǎn)動 掃描“信號梯級” ：MOV K1 D10數(shù)碼管顯示由0變?yōu)?； 掃描“定時梯級” ：T1開始計時，6min分鐘后T1導(dǎo)通; 掃描“其余梯級” ：分析略。 、刷新：M0啟開始：Y1、Y2 導(dǎo)通 KM1導(dǎo)通、KM2斷開；M0啟數(shù)碼管指示開始：Y7、Y8導(dǎo)通 數(shù)碼管顯示為1；結(jié)論：本程序能滿足控制要求，并能達到設(shè)計要求的有關(guān)規(guī)定。表11 編程元件明細表編程元件編號功能參數(shù)及附注輸入繼電器X0原點X11號位X22號位X33號位X84號位X4點動自動X5送料X6點進X7點退中間繼電器 M0、M10、M11、M

25、12、M13、M21、M22、M23、M31、M32、M33、M41、M42在梯形圖中起中間變量的作用主要用于完成不能直接實現(xiàn)的功能、或比較復(fù)雜的功能特殊繼電器M8002開機脈沖M8044原點條件 觸點比較型指令 D0>3大于或等于3時導(dǎo)通D0=0等于0時導(dǎo)能D0=1等于1時導(dǎo)通D0=2等于2時導(dǎo)通D0=3等于3時導(dǎo)通輸出繼電器Y1控制KM1小車前進Y2控制KM2小車后退Y3Y9七段數(shù)碼管顯示顯示數(shù)字03時間繼電器T1定時5minT2定時8min T3定時10minT4定時6min序號切換條件小車運動情況KM1KM2數(shù)碼管結(jié)論0設(shè)備送電之后停止000通過1SB5按下，松開前進101通過2

26、 到達1號位停止001通過3T15min到，1態(tài)后退011通過4SQ0動作停止000通過5SB5按下，松開前進102通過6到達2號位停止002通過7T28min到，1態(tài)后退012通過8SQ0動作停止000通過10SB5按下，松開前進103通過11 到達3號位停止003通過12T310min到，1態(tài)后退013通過13SQ0動作停止000通過14SB8按下，松開前進102通過15到達4號位停止000通過16T36min到，1態(tài)后退013通過程序調(diào)試說明：程序調(diào)試時采用實驗室現(xiàn)有三菱FX2N-48MR型號的PLC為替代品，參照I/O分配圖，對I/O信號進行模擬接線，接觸器用繼電器替代，未接入電動機；

27、 因為程序調(diào)試只與PLC的I/O信號相關(guān)。異常情況：無程序調(diào)試結(jié)論：本程序在實驗室用FX2N-48MR(與EC-8M8R相容)進行模擬調(diào)試，各工作步工作情況符合控制要求及設(shè)計要求的相關(guān)規(guī)定，程序在模擬環(huán)境中調(diào)試通過。 調(diào)試：丁濤 指導(dǎo)老師：余老師 時間：2009年11月6日在計算機上啟動FXGP或GX編程軟件，將小車送料梯形圖程序，錄入到計算機；并以自己姓名為名，將該程序保存于D盤之上，以備后用。該程序在“實驗室模擬環(huán)境”中的調(diào)試按照表1-2的安排進行，如調(diào)試出現(xiàn)“邏輯性錯誤”，則需要重新修改程序。表12 “PLC送料小車”程序在模擬環(huán)境中的調(diào)試順序安排、調(diào)試記錄及調(diào)試結(jié)論六：電氣設(shè)計6.1：

28、確定電氣原理圖(含PLC外部接線原理圖)根據(jù)圖I/0分配圖（12）、切換程序梯形圖（16）、工位號傳送及定時程序圖（17）、輸出動作程序圖（18）、信號程序梯形圖（19）、編程元件明細表（11），科威EC-08M08R型PLC接線端子圖，及設(shè)計要求的相關(guān)規(guī)定，對小車送料裝置進行控制，參照設(shè)計慣例，最終設(shè)計出電氣控制原理圖如圖（1.22）。小車送料電氣原理圖： 圖110送料小車電氣原理圖PLC-送料小車的電氣控制的電氣原理圖如圖（110）所示。該電氣原理圖是在實訓(xùn)設(shè)備上完成設(shè)備接線，進行程序模擬調(diào)試的重要依據(jù)。對該電氣原理圖的關(guān)鍵點分析如下：整臺設(shè)備采用自動空氣開關(guān)QF作為總電源開關(guān)，拉閘之后，

29、使設(shè)備與電源完全斷開，確保不帶點；對PLC未家裝分電源開關(guān)，以簡化操作過程；由于電動機為短時重復(fù)工作，并且功率較小，故在電機回路不需過載熱保護，由空開QF實現(xiàn)過流保護；對電機M1的正反轉(zhuǎn)接觸器KM1與KM2的線圈實施“應(yīng)互鎖,以防止裝反轉(zhuǎn)切換時出現(xiàn)“邊相短路故障”；安排了原位、送1#位、送3#位、送3#位、送4#位等指示，對操作人員起到提醒的作用?？傊?，本電氣線路“設(shè)計簡約，考慮面廣，滿足要求”。6.2：確定元件位置圖、接線圖、互連圖 圖111 控制箱-元件位置圖 圖1-12 操作屏-元件位置圖、接線圖圖1-13 控制箱-主電路-接線圖圖1-14 控制箱-輔助電路-接線圖6.3：氣元件進行選擇

30、，確定“電氣元件明細表”表（13）為本設(shè)計的“電氣元件明細表”。下面對表中主要設(shè)備、元件的型號規(guī)格的選擇原則及選用的理由進行扼要說明。（1）電動機所用接觸器的選擇接觸器的基本選擇原則：接觸器的額定電流電動機的額定電流。交流接觸器一般按“AC-3類別”設(shè)計，如CJ10系列適合于一般任務(wù)的籠型電動機；對重任務(wù)的籠型電動機，如選用AC-3類別接觸器則應(yīng)降級使用。中小型工廠90kW及以下的籠型電動機，基本是一般任務(wù)型，屬“AC-3工作類別”。本例電動機M1功率為4kW，額定電流In=8.2A，故可選CJ20-10型交流接觸器；為多留一點余量，實際選CJ20-16，16A、380V，線圈額定電壓選220

31、V。表13 “M啟動”元件明細表序號文字符號名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注1M1電動機Y112M-2380V、4kW8.2A、7倍臺1Y接法21#PLCPLCEC-08M08R臺1*黃石科威3KM1KM2通電接觸器Y形接觸器CJ20-16瞬時脫扣80A臺3*虎牌集團*人民電器(AC-3)10A4KW啟65VA/47.6W持8.3VA/2.6W4QF空開DZ20Y-20/3200220V熔體2A個1200-有瞬時脫扣無熱脫扣器5FU1FU21#PLC保險負載保險22mm, 紅個21#PLC內(nèi)含2A保險負載啟動電流0.6A6SB5啟動鈕LA39-11/r22mm,綠個1*上海二工7SB6啟動鈕LA39-

32、11/g22mm,綠個1*上海二工8SB7啟動鈕AD16-16/g3122mm,綠個1*上海二工9主電路導(dǎo)線BV5001mm2單芯，紅500V銅芯塑料線*(北京)神州永立10交流制線BV500500V銅芯塑料線11線槽接線用本例電動機額定電流In=8.2A，故可選FR20-10型熱繼電器，為與接觸器對應(yīng)，實際選FR20-16型，16A,380V；相電流=8.2A/1.73=4.7A，故熱元件編號應(yīng)選S1，它的整定電流范圍為3.9-4.5-5.4，本例實際整定值應(yīng)取4.7A。（2）籠型電動機所用低壓斷路器的選擇低壓斷路器，又名自動空氣開關(guān)，簡稱“空開”?；\型電動機所用空開的基本選擇原則：空開的額

33、定電流(1.52)電傳機的額定電流In；瞬時脫扣器整定電流10×電傳機的額定電流In；熱脫扣器(長延時)整定電流(11.1) 電傳機的額定電流In；6倍長延時電流整定值的可返回時間電動機的啟動時間，按實際可選用返回時間1s、3s、5s、8s、15s中的某一檔?；\型電動機空開速算口訣：“電動機瞬動，千瓦20倍” 因籠型電動機額定電流大約是其千瓦數(shù)的2倍，故瞬時脫扣整定電流應(yīng)是千瓦數(shù)的20倍；“熱脫扣，按額定” 熱脫扣器整定電流約等于電傳機的額定電流。本例電動機M1功率為4kW，額定電流In=8.2A，8.2A×216，故可選DZ20-16型空開；為多留一點余量，實際選DZ20

34、-20/3，20A、380V、3極；4kW×20=80，故瞬時脫扣電流選80A，不帶熱脫扣器；熱過載保護另由熱繼電器實現(xiàn)。（3）電動機配用導(dǎo)線的選擇電動機配線速算口訣：“1.5加二，2.5加三，4.0加四” 如1.5mm2的銅芯塑料線，能配3.5kW的及以下的電動機，還留有余量；“6后加六，25后加五” 表示6mm2的銅芯塑料線，能配12kW的及以下的電動機；“50后遞增減五” 50mm2可配45kW電動機，70mm2可配60kW等；“百二導(dǎo)線，配百數(shù)” 120mm2的銅芯塑料線可配100kW電動機。BV意為“銅芯聚氯乙烯絕緣電線”，就是銅芯塑料線，一般為獨股單芯，常用于民用建筑；B

35、VR就是銅芯塑料線軟線，一般為多芯。本例電動機功率為4kW，1.5+2=3.5，2.5+3=5.54，故電動機主電路導(dǎo)線可選2.5mm2銅芯塑料線；本例因采用Y-減壓啟動，故電動機主電路導(dǎo)線也可選1.5mm2銅芯塑料線。七：安裝、接線、及系統(tǒng)聯(lián)合測試按照元件安裝圖安裝元件；參考原理圖，按照接線圖完成“板內(nèi)接線”；參考原理圖，按照互連圖，完成板間、柜間接線。最后，對程序系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)進行聯(lián)合測試，詳細步驟略。如不滿足要求，再回去修改程序或檢查接線，直到滿足要求為止。八：后期工作8.1：操作過程簡要說明操作過程可用鏈圖的格式，簡要說明如下：電源開關(guān)QF合閘數(shù)碼管顯示為0第一次按啟鈕SB5按下/松開

36、碼管由0變?yōu)?KM1導(dǎo)通封皮電動機M1啟動啟鈕SQ1接通 數(shù)碼管顯示仍為1電動機M1停止定時3min后 數(shù)碼管顯示仍為1KM2導(dǎo)通電動機啟動原位SQ0導(dǎo)通 數(shù)碼管顯示變?yōu)?，電動機M1停止第二次按啟鈕SB5按下/松開碼管由0變?yōu)?KM1導(dǎo)通封皮電動機M1啟動啟鈕SQ1接通 數(shù)碼管顯示仍為2電動機M1停止定時5min后 數(shù)碼管顯示仍為2KM2導(dǎo)通電動機啟動原位SQ0導(dǎo)通 數(shù)碼管顯示變?yōu)?，電動機M1停止第三次按啟鈕SB5按下/松開碼管由0變?yōu)?KM1導(dǎo)通封皮電動機M1啟動啟鈕SQ1接通 數(shù)碼管顯示仍為3電動機M1停止定時8min后 數(shù)碼管顯示仍為3KM2導(dǎo)通電動機啟動原位SQ0導(dǎo)通 數(shù)碼管顯示變

37、為0，電動機M1停止再次按下啟鈕SB5重復(fù)以上過程8.2：常見故障及其排除方案常見故障及其排除方案如表14所示。表14 常見故障及其排除方案序號故障現(xiàn)象可能原因排除方案備注 1電源總開關(guān)合上，數(shù)碼管不亮數(shù)碼管損壞第3路火線存在開路更換數(shù)碼管查相關(guān)接線端2 啟鈕SB1失效啟鈕SB1損壞更換啟鈕SB1 3啟鈕SB1按下，數(shù)碼管不亮，電動機M1不啟動1#PLC電源保險FU1燒斷1#PLC負載保險FU2燒斷1#PLC內(nèi)置保險燒斷更換FU1更換FU2更換1#PLC內(nèi)置保險8.3：編寫并提交(課程)設(shè)計說明書“課程設(shè)計說明書”應(yīng)包括以下內(nèi)容：封面課程設(shè)計任務(wù)書摘要目錄已知情況、控制要求、設(shè)計要求總體設(shè)計思

38、路程序設(shè)計及調(diào)試電氣設(shè)計*安裝、接線、聯(lián)合測試后期工作課程設(shè)計總結(jié)感謝主要參考文獻及資料封底九：尚存在的問題及方案建議本設(shè)計方案雖然“設(shè)計簡約，考慮面廣，滿足要求”，但至少存在以下3個問題尚未解決：9.1弧光短路問題：KMy主觸點斷開過程形成的電弧尚未熄滅，KM主觸點就已經(jīng)閉合，這個尚未熄滅的弧光就會造成“3相短路”，雖然這個時間極其短暫，但日子一久，次數(shù)一多，就會造成KMy主觸點嚴重?zé)龘p，甚至“熔焊”在一起；9.2：PLC電源凈化問題：科威PLC供電電壓為AC180-260V，適應(yīng)電源范圍較寬，可直接從低壓電網(wǎng)取用220V電源；但為了減弱電網(wǎng)對PLC的干擾，仍應(yīng)加裝電源凈化元件，如電源濾波器、隔離變壓器等。建議采取以下方案解決：(1)針對弧光短路問題，建議增加1個0.3sec的延時方案來解決：Y啟定時到KMy0態(tài)延時0.3secKM1態(tài)；(2)針對PLC電源凈化問題，建議加裝電源濾波器