超聲波清洗機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程設(shè)計(jì)任務(wù)書第五組1設(shè)計(jì)題目：超聲波清洗機(jī)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)書所要求的控制循環(huán)。2）按停止按鈕，完成當(dāng)前循環(huán)后再停。3）要求可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、單周期、連續(xù)控制。4）循環(huán)5次，停止循環(huán)，聲光間斷報(bào)警5秒。3. 設(shè)計(jì)要求：1）畫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)說明書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）說明書撰寫 2天4）答辯 1天指導(dǎo)教師：主管院長： 年 月 日前言可編程序控制器（Programmable Logic Controller）是以微處理器為核心，綜

2、合了微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置。英文縮寫為PC或PLC。它具有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡單、靈活通用、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，更得到用戶的好評。因而在機(jī)械、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC，機(jī)器人和CAD/CAM）之一。初期的PLC只是用于邏輯控制的場合，代替繼電器控制系統(tǒng)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC以微處理器為核心，適用于開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量的控制，它已進(jìn)入過程控制和位置控制等場合的控制領(lǐng)域。目前，可編程序控制器既保留了原來可編程序邏輯控制器的所有優(yōu)點(diǎn)，

3、又吸收和發(fā)展了其他控制裝置的優(yōu)點(diǎn)，包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、過程儀表控制系統(tǒng)、集散系統(tǒng)、分散系統(tǒng)等。在許多場合，可編程序控制器可以構(gòu)成各種綜合控制系統(tǒng)，例如構(gòu)成邏輯控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)、圖形工作站等等。這次課程設(shè)計(jì)主要對超聲波清洗機(jī)的原理和PLC應(yīng)用作了簡要的說明和概述。目 錄 前言設(shè)計(jì)任務(wù)書 1目錄 3摘要 4超聲波清洗機(jī)原理 5題目 6地址分配表 7I/O端口分配圖和PLC型號(hào)的選擇 8程序流程圖 10梯形圖 11語句表 18總結(jié) 22參考文獻(xiàn) 23摘要在日益機(jī)械化的工業(yè)環(huán)境中，自動(dòng)化清洗機(jī)的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，本設(shè)計(jì)的目的就是研制自動(dòng)化程度高、工作可靠、穩(wěn)定的超聲

4、波清洗機(jī)控制系統(tǒng)，使其完成超聲波清洗的全自動(dòng)的機(jī)械設(shè)計(jì)。本文詳細(xì)闡述了應(yīng)用LS公司的具有高性能價(jià)格比的微型可編程控制器XGK系列PLC控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用了學(xué)習(xí)中講述的可編程控制器（PLC）的多方面的設(shè)計(jì)知識(shí)和方法。這一控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，充分體現(xiàn)了PLC系統(tǒng)在工業(yè)的應(yīng)用，以及根據(jù)設(shè)計(jì)和不同的需求改變數(shù)據(jù)和狀況，還可以使其應(yīng)用的范圍更加廣泛。超聲波清洗機(jī)原理超聲波清洗機(jī)清洗原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的直徑為50-500m 的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡在聲場的

5、作用下振動(dòng)。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成、生長，而在正壓區(qū)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí),氣泡迅速增大,然后突然閉合。并在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波,在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓,破壞不溶性污物而使他們分散于清洗液中,當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而黏附在清洗件表面時(shí),油被乳化,固體粒子及脫離,從而達(dá)到清洗件凈化的目的。在這種被稱之為“空化”效應(yīng)的過程中，氣泡閉合可形成幾百度的高溫和超過1000個(gè)氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷地產(chǎn)生瞬間高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面，使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達(dá)到物件表面清洗凈化的目的。 第二超聲波在液體中傳播，使液體與清洗槽在超聲波頻率下一起振動(dòng)，液體與清洗槽

6、振動(dòng)時(shí)有自己固有頻率，這種振動(dòng)頻率是聲波頻率，所以人們就聽到嗡嗡聲。 另外，在超聲波清洗過程中，肉眼能看見的泡并不是真空核群泡，而是空氣氣泡，它對空化作用產(chǎn)生抑制作用降低清洗效率。只有液體中的空氣氣泡被完全拖走，空化作用的真空核群泡才能達(dá)到最佳效果。題目超聲波清洗機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 清洗工藝：上料 超聲波酸洗 熱水漂洗 超聲波堿洗 超聲波冷水清洗 無水乙醇脫水 熱風(fēng)烘干在該超聲波清洗生產(chǎn)線上，工件的上、下料為手動(dòng)操作，工件通過機(jī)械手在各清洗槽間按一定生產(chǎn)節(jié)拍自動(dòng)傳送，由PLC控制完成從清洗到烘干的全過程。 功能圖：地址分配表：輸 入輸 出功 能 地 址功 能地 址選擇開關(guān)手動(dòng)SA0 P00000

7、清洗傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制接觸器 KM1P00020選擇開關(guān)自動(dòng)SA0 P00001烘道傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制接觸器 KM2P00021自動(dòng)啟動(dòng)按鈕S1P00002烘道風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)控制接觸器 KM3 P00022清洗傳動(dòng)啟動(dòng)按鈕S2P00003超聲波啟停控制接觸器 KM4P00023烘道傳動(dòng)啟動(dòng)按鈕S3P00004超聲波酸洗 K1P00024烘道風(fēng)機(jī)啟停按鈕S4P00005熱水漂洗 K2P00025超聲波啟停按鈕S5P00006超聲波堿洗 K3P00026超聲波酸洗S6P00007超聲波冷水清洗 K4P00027熱水漂洗S7P00008無水乙醇脫水 K5P00028超聲波堿洗S8P00009超聲波冷水清洗S9P

8、00010無水乙醇脫水S10P00011檢測開關(guān)S11P00012復(fù)位S12P00013PLC的選型原則：在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作

9、和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 一般在選擇PLC時(shí)考慮以下幾方面：一、輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算二、存儲(chǔ)器容量的估算三、控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能和處理速度等特性的選擇。PLC型號(hào)的選擇： 本題目的設(shè)計(jì)為滿足設(shè)計(jì)要求共分配有23個(gè)I/O點(diǎn)，輸入14個(gè)，輸出9個(gè)。根據(jù)功能及其參數(shù)我選擇了LS XGK系列 CPU為XGK-CPUA。XGK-CPUA基本參數(shù)如下：主基板（12槽）；AC 100240V 輸入；24V DC輸入；繼電器輸出；最大輸入

10、/輸出點(diǎn)數(shù)：3072點(diǎn)本機(jī)集成24輸入（分別為XGI-D22中的P00000P0000F和XGI-D21A中的P00010P00017）/16輸出（為XGQ-RY2）；共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，其余的可以用作空余節(jié)點(diǎn)，方便以后增添新的設(shè)備控制；可連接9個(gè)擴(kuò)展模塊，遠(yuǎn)程輸入輸出模塊若干；有A/D,D/A轉(zhuǎn)換器，高速脈沖計(jì)數(shù)器等，還具有很多監(jiān)控功能；個(gè)RS485通訊/編程口，支持USB傳輸。梯形圖:（注： 繼電器轉(zhuǎn)換部分，因?yàn)槌绦虿辉试S有兩個(gè)相同的線圈輸出）注（ 手動(dòng)模式 單獨(dú)按操作按鈕時(shí)，輸出單獨(dú)動(dòng)作）(注;自動(dòng)部分 按工作要求自動(dòng)實(shí)現(xiàn)清洗）運(yùn)行仿真監(jiān)控圖：手動(dòng)所有輸入，輸出手動(dòng)狀態(tài) 按下復(fù)位自動(dòng)

11、-超聲波酸洗自動(dòng)-熱水漂洗自動(dòng)-超聲波堿洗自動(dòng)-超聲波冷水清洗自動(dòng)-無水乙醇脫水自動(dòng)-烘道傳動(dòng)總結(jié)短短兩周的課程設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，經(jīng)過整個(gè)設(shè)計(jì)過程，這次設(shè)計(jì)使我學(xué)到很多很多的的東西，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)和不足，比如最基本的PLC的選型。通過到圖書館及上網(wǎng)搜索資料，我進(jìn)一步的了解了該領(lǐng)域的好多知識(shí)。通過理論分析與實(shí)踐的反復(fù)進(jìn)行和論證，許多問題都有了較好的解決方案。PLC應(yīng)用技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，可PLC編程控制器技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展異常迅速，各生產(chǎn)廠家也推出了許多強(qiáng)大的新型PLC、各種特殊模塊和通信聯(lián)網(wǎng)器件，使可編程控制器成為集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化

12、技術(shù)、通信技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的一種強(qiáng)有力的工具。所以我更加珍惜這次設(shè)計(jì)。軟件的部分，依次實(shí)現(xiàn)了PLC流程圖、梯形圖的控制方式。在做課設(shè)的同時(shí)可以對基本的Offic軟件的操作有了一定的熟悉，而且使我知道超聲波清洗機(jī)的原理和應(yīng)用。通過這次課設(shè)使我更加看到了自己的不足，我認(rèn)識(shí)到不管做什么事都需要大膽假設(shè)，小心求證，絕不能想當(dāng)然的猜測。而且通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的學(xué)到知識(shí)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在以后的學(xué)習(xí)工作中我都會(huì)記住這次課設(shè)經(jīng)驗(yàn)