《電氣控制技術(shù)》課程設(shè)計---工作臺自動循環(huán)往返控制

1、<p>　　《電氣控制技術(shù)》課程設(shè)計</p><p>　　工作臺自動循環(huán)往返控制</p><p>　　《電氣控制技術(shù)課程設(shè)計》任務(wù)書</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　工作臺自動循環(huán)往返控制系統(tǒng)課程設(shè)計4</p><p>　　一、PLC現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢4

2、</p><p>　　二、工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書6</p><p>　　1、工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)工藝要求6</p><p>　　2、工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)的總體要求6</p><p>　　3、工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要求7</p><p>　　三、工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計

3、過程7</p><p>　　1．工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)總體方案說明7</p><p>　　2．工作臺自動循環(huán)電氣控制原理圖設(shè)計8</p><p>　　四、安全注意事項14</p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)17</b></p><p>　　一、PLC現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p&

4、gt;<p>　　1．PLC來源　　在制造工業(yè)對改變幾何形狀與機械性能為特征與過程工業(yè)對物理變化與化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征中，大量開關(guān)量順序控制，它按照邏輯環(huán)境進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作控制，及大量離散量數(shù)據(jù)收集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來解決方案。1968年美國GM通用汽車公司提出取代繼電氣控制裝置條件，第二年，美國數(shù)字公司研制出了芯片IC與電子技術(shù)信息控制裝置，使得電氣控制功能

5、解決方案程序化，這就是第一代可編程代碼序控制器，英文名字叫PROGRAMMBLE CONTROLLERPC?！　‰S著電子技術(shù)信息與計算機技術(shù)信息發(fā)生，PC功能越來越強大，其理念與內(nèi)涵也不斷擴展。　　上世紀(jì)80年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC，為了方便，也為了反映可編程代碼控制器功能特性，美國a-b公司將可編程代碼序控制器定名為可編程代碼序邏輯控制器PROGRAM MABLE LOGIC CONTROLLERPC，并將“PLC”

6、作為其產(chǎn)品注冊商標(biāo)?，F(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。　　上世紀(jì)80年代到90年代中期，是plc發(fā)展最快時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，P</p><p>　　PLC網(wǎng)絡(luò)能力，模擬量處理能力，運算速度，內(nèi)存，復(fù)雜運算能力均大大增強，不再局限于邏輯控制使用，而越來越使用于過程控制方面，有人統(tǒng)計，除石化過程等個別領(lǐng)域，PLC均有成功能使用，PLC在相當(dāng)多使用取代了昂貴DCS，從而使原來PLC順序控制＋D

7、CS過程控制模式變成PLC＋I(xiàn)PC模式。</p><p>　　對太網(wǎng)使用非常廣泛，及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)相比，其成本非常低，為此，人們致力于將對太網(wǎng)引進控制領(lǐng)域。目前挑戰(zhàn)在于：1硬件上如合適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境；2通訊機制怎么提升其可靠。對太網(wǎng)能否順利進入工控領(lǐng)域，還存在爭論。但對太網(wǎng)在工控系統(tǒng)使用卻日益增多，適應(yīng)這一過程，各PLC廠商紛紛發(fā)布適應(yīng)對太網(wǎng)產(chǎn)品或中間產(chǎn)品。</p><p>　　二、工作臺自動循

8、環(huán)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　1、工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)工藝要求</p><p>　　工作臺自動往返循環(huán)控制系統(tǒng)多用于工廠車間，通過PLC自動循環(huán)實現(xiàn)產(chǎn)品的流水線加工，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率及節(jié)省人力。</p><p>　　2、工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)的總體要求</p><p>　　使用PLC實現(xiàn)工作臺往返循環(huán)工作的

9、控制。</p><p>　　圖A所示為工作臺自動往返循環(huán)工作示意圖，工作臺前進及后退由電動機通過絲杠拖動，要求實現(xiàn)如下控制功能：</p><p><b>　　(1)點動控制：</b></p><p>　　能分別實現(xiàn)前進和后退的點動控制。</p><p>　　(2)自動循環(huán)控制：</p><p>　

10、　單循環(huán)運行（即工作臺前進及后退一次循環(huán)后停止在原位，碰到換向行程開光時不掩飾）；8次循環(huán)計數(shù)控制（即工作臺前進及后退1次1個循環(huán)，每碰到換向行程開關(guān)時停止3秒后再運行，循環(huán)8次后停止在原位，原位在SQ2處）</p><p>　　點動控制和自動控制由條件跳轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)。自動循環(huán)控制程序中，采用傳送指令控制工作臺前進、后退、限位、停止等，其中單循環(huán)控制與8次循環(huán)控制選擇開關(guān)S2,8次循環(huán)控制的循環(huán)次數(shù)采用加1指令和比

11、較指令配合直線。開關(guān)S1為點動控制和自動控制，開關(guān)S2為單循環(huán)控制與8次循環(huán)控制。</p><p>　　3、工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要求</p><p>　　控制裝置選用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，根據(jù)工藝要求合理選配PLC機型和I/O接口。</p><p>　　可執(zhí)行點動/自動兩種方式，應(yīng)能按照工藝要求編輯程序并可實時整定參數(shù)。</p><

12、p>　　要求驅(qū)動電動機為正、反轉(zhuǎn)雙向運行，因此要在PLC控制回路加互鎖功能。</p><p>　　PLC的接地應(yīng)按手冊中的要求設(shè)計，并在圖中表示或說明。</p><p>　　為了設(shè)備安全運行，考慮必要的保護措施，入如電動機過熱保護、控制系統(tǒng)短路保護等。</p><p>　　繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、PLC硬件電路，編制PLC的I/O接口功能表。&l

13、t;/p><p>　　選擇電器元件、編制元器件目錄表。</p><p>　　繪制接線圖、電控柜布置圖和配線圖、控制面板布置圖和配線圖等。</p><p>　　采用梯形圖或指令表編制PLC控制程序。</p><p>　　三、工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計過程</p><p>　　1．工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)總體方案說明

14、</p><p>　　工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)的控制對象電動機均由交流接觸器完成起、停控制，與絲桿相連的電動機要采用正、反轉(zhuǎn)控制。</p><p>　　工作臺的運行軌跡上應(yīng)在規(guī)定處設(shè)置前進轉(zhuǎn)后退、后退轉(zhuǎn)前進、前進限位開關(guān)、及后退限位開關(guān)四個行程開關(guān)。</p><p>　　電動機內(nèi)部應(yīng)設(shè)有過載保護開關(guān)，為常閉觸點，作為過載保護信號，PLC控制電路考慮該信號邏輯關(guān)系。

15、</p><p>　　主電路用斷路器，各負(fù)載回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔斷器，實現(xiàn)短路保護。</p><p>　　電控箱設(shè)置在控制室內(nèi)。控制面板與電控箱內(nèi)的電器板用BVR型銅導(dǎo)線連接，電控箱與執(zhí)行裝置之間采用端子板連接。</p><p>　　PLC選用繼電器輸出型。</p><p>　　PLC自身配有24V直流電源，外接負(fù)載時考慮其

16、供電容量。PLC接地端采用第三種接地方式，提高抗干擾能力。</p><p>　　2．工作臺自動循環(huán)電氣控制原理圖設(shè)計</p><p>　?。?）工作臺自動循環(huán)示意圖 如圖1</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　?。?）工作臺自動循環(huán)控制系統(tǒng)方框圖 如圖2</p><p>&

17、lt;b>　　圖2</b></p><p>　?。?）工作臺自動循環(huán)電氣控制主電路設(shè)計圖 如圖3 </p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　上述主電路、控制電路的工作過程：</p><p>　　先合上開關(guān)QS。按下SB1，KM1線圈得電，KM1自鎖觸頭閉合自鎖，KM1主觸頭閉合，同

18、時KM1聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬M2聯(lián)鎖，電動機M啟動連續(xù)正轉(zhuǎn)，工作臺向前（左）運動，移至限定位置時，擋鐵1碰撞位置開關(guān)SQ1，SQ1-1常閉觸頭先分?jǐn)?，KM1線圈失電KM1自鎖觸頭分?jǐn)嘟獬枣i，KM1主觸頭分?jǐn)啵琄M1聯(lián)鎖觸頭恢復(fù)閉合解除聯(lián)鎖，電動機M失電停轉(zhuǎn)，工作臺停止前（左）移，同時SQ1-2后閉合，使KM2自鎖觸頭閉合自鎖，KM2主觸頭閉合，同時KM2聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬M1聯(lián)鎖，電動機M啟動連續(xù)反轉(zhuǎn)，工作臺后（右）移（SQ1觸頭復(fù)位），移

19、至限定位置時，擋鐵2碰撞位置開關(guān)SQ2，SQ2-1先分?jǐn)?，KM2線圈失電，KM2自鎖觸頭分?jǐn)嘟獬枣i，KM2主觸頭分?jǐn)?，KM2聯(lián)鎖觸頭恢復(fù)閉合解除聯(lián)鎖，電動機M失電停轉(zhuǎn)，工作臺停止后（右）移，同時SQ2-2后閉合，使KM1自鎖觸頭閉合自鎖，KM1主觸頭閉合，同時KM1聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬M2聯(lián)鎖。電動機M啟動連續(xù)正轉(zhuǎn)，工作臺向前（左）運動，以次循環(huán)動作使機床工作臺實現(xiàn)自動往返動作。</p><p><b>

20、　　主要參數(shù)計算：</b></p><p>　　斷路器QF脫扣電流。斷路器為供電系統(tǒng)電源開關(guān)，其主回路控制對象為電感性負(fù)載交流電動機，斷路器過電流脫扣值按電動機起動電流的1.7倍整定。</p><p>　　熔斷器FU熔體額定電流IFU。以曝氣風(fēng)機為例，IFU≥2IN＝2×2.5A＝5A，選用5A的熔體。其余熔體額定電流的選擇，按上述方法選配?？刂苹芈啡垠w額定電流選用2

21、A。</p><p>　　熱繼電器的選擇請參考有關(guān)技術(shù)手冊。</p><p>　　工作臺自動循環(huán)PLC控制電路設(shè)計 包括PLC硬件結(jié)構(gòu)配置及PLC控制原理電路設(shè)計。</p><p>　　硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計。了解各個控制對象的驅(qū)動要求，如：驅(qū)動電壓的等級、負(fù)載的性質(zhì)等；分析對象的控制要求，確定輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量；確定所控制參數(shù)的精度及類型，如：對開關(guān)量、模擬量的

22、控制、用戶程序存儲器的存儲容量等，選擇適合的PLC機型及外設(shè)，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。</p><p>　　根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制PLC控制電路原理圖，繪制PLC控制電路，編制I/O接口功能表。</p><p>　　（4）工作臺自動循環(huán)控制系統(tǒng)PLC接線圖 如圖4</p><p><b>　　圖4</b></p><

23、;p>　　(5)PLC控制電路原理圖 如圖5</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　（6）PLC電源控制線路圖 如圖6</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　（7）工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)元件位置圖 如圖7</p><p&g

24、t;<b>　　圖7</b></p><p><b>　　安裝工藝要求：</b></p><p>　　根據(jù)圖紙及參數(shù)合理選擇元件和導(dǎo)線。</p><p>　　導(dǎo)線敷設(shè)要求橫平、豎直，不能有交叉，并束狀敷設(shè)。</p><p>　　導(dǎo)線敷設(shè)結(jié)構(gòu)合理，線路連接關(guān)系清楚。</p><p&

25、gt;　　接線端子序號與圖紙導(dǎo)線與元件連接相對應(yīng)。</p><p>　　導(dǎo)線從一個接線端子到另一個接線端子連續(xù)無斷點不能有斷點及連接。</p><p>　　導(dǎo)線與元件連接應(yīng)緊固，不能松動。</p><p>　　按鈕線、電機線、電源線應(yīng)使用軟線。</p><p>　　6)工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)I/O分配表 如表A</p>&l

26、t;p><b>　　表A</b></p><p>　?。?）工作臺自動循環(huán)電氣控制系統(tǒng)項目設(shè)備清單 如表B</p><p>　　表B </p><p>　?。?）PLC控制程序設(shè)計</p><p>　　采用PLC控制的梯形圖如圖E所示。點動控制和單循環(huán)控制由CJ指令實現(xiàn)。自

27、動循環(huán)控制程序中，采用傳送指令，控制工作臺前進后退及限位。8次循環(huán)控制采用加1指令和比較指令配合實現(xiàn)。</p><p><b>　　運行并調(diào)試程序：</b></p><p>　　將梯形圖輸入到計算機，檢查電源正確無誤。</p><p>　　對程序進行調(diào)試運行。 </p><p>　　可不帶電機負(fù)載，觀察接觸器動作情況即可

28、。</p><p>　　先將S1,S2打到斷開位置處。</p><p>　　將S1閉合，S2斷開，觀察電動執(zhí)行情況。</p><p>　　再將S1斷開，S2閉合，觀察單循環(huán)過程執(zhí)行情況。</p><p>　　最后將S1,S2都斷開，觀察8次循環(huán)過程執(zhí)行情況。</p><p><b>　　四、安全注意事項<

29、;/b></p><p>　　1、電動機的金屬外殼及配電盤必須可靠接地。</p><p>　　2、通電試車前必須先進行自檢，然后在老師指導(dǎo)下進行。</p><p>　　3、做好安全防護工作以防止實驗時發(fā)生觸電事故。</p><p>　　4、操作電源開關(guān)時應(yīng)按順序進行。</p><p>　　5、通電試驗時注意力一定

30、要集中，不能分心。</p><p>　　6、通電試驗完畢應(yīng)立即切斷電源并拆除電動機及電源引線。</p><p>　　[1]方承遠(yuǎn)，張振國.工程電氣控制技術(shù)[M].第三版。北京：機械工業(yè)出版社，2006.7</p><p>　　[2]方承遠(yuǎn)，王炳勛.電氣控制原理與設(shè)計[M].銀川：寧夏人民出版社，1989.</p><p>　　[3]田瑞庭.可

31、編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1994.</p><p>　　[4]田瑞庭.常用可編程序控制器編程器及編程軟件使用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1994.</p><p>　　[5]顧戰(zhàn)松，陳鐵年.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[6]王兆義.可編程控制器教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2