2022年液压系统的PLC控制 .pdf

机电综合实验重庆理工大学液压系统的PLC 控制实验报告书姓名：王伟班级：107040208 学号：10704020823 指导老师：张君实验时间：2011/2/222011/2/25 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 18 页 -2 目录一、实验目的与要求.3 二、总体方案.4 三、液压控制回路.5 四、得失电状态表.8 五、电气原理图.9 六、I/O 端口分配.11 七、程序设计与系统流程图.12 八、自我总结.16 九、程序清单.18 附录本组成员名单及任务分配.23 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 18 页 -3 一、实验目的与要求 1、实验目的（1）能熟悉基于plc 控制的液压系统开发流程，并设计一个具体的气动、液压系统。（2）熟悉并掌握各种液压元件的技术参数和使用方法。（3）熟练掌握plc 编程方法。（4）能熟练使用梯形图编写液压系统的控制软件。（5）搭建具体硬件（含油、电路）连接，并完成软硬件的联调。2、实验器材计算机、液压泵、各种液压阀、气动元件、油管、液压接头、plc实验板、导线。3、实验要求根据本人在本次实验中学习到的相关知识作答。（1）详细说明本次实验设计思路、方案，画出动作循环、系统油路、控制电路原理图，并文字说明。（2）详细说明plc 控制流程，确定输入/输出口，作I/O 规划。（3）画出 plc 控制梯形图，要求自锁、定时器。（4）说明本次实验使用的传感器，与控制电路的接口。（5）自我总结。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 18 页 -4 二、总体方案 1、根据实验要求，本组最终确定的方案为能够在X-Y 方向上铣削出工件的平面，机械本体如图（1）所示。图（1）如图（1）是一个 XY 轴十字滑台，其上面有一个可以固定工件的平台。此 XY 轴十字滑台是在铣平面的时候用的，采用液压缸控制。其各个阶段的速度包括工进，快进，快退都是由液压回路里的调速阀控制。由于铣床只要求铣完整个平面，而不要求其能够加工出各种图案。故采用这样的方法来调速是可以的。图中的ST1、ST2、ST3、ST4 接近开关所在的位置是滑台整个的工作范围。ST0 是滑台的原点位置。在整个的加工过程中，工作台首先从ST0 开始以快进的速度运动到ST1 位置，接触到ST1 时，开始工进（铣平面）。当滑台接触到ST2 时，此时系统开始延时，X 轴停止名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 18 页 -5 工进 0.5s，Y 轴向前工进0.5s。当延时完成后，X 轴开始向负向工进，而Y 轴停止工进。当到达ST1 的位置时，重复如上的动作，X 轴开始向正向工进。如此往复，直到触发ST4 开关。此时Y 轴首先快退回ST3 位置，然后 X 轴快退回ST0 位置。这道工序就完成了！三、液压控制回路1、其动作循环图如图（2）所示图（2）2、液压油路系统图如图（3）所示X 轴快进X 工进X 轴停Y 工进X 工退X 轴停Y 工进X 快退Y 快退循环ST4触发名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 18 页 -6 MYA5YA1YA2YA3YA4YA6图（3）如图（3）是一个 XY 轴十字滑台的油路图，其两个缸的油路是一样的。XY轴滑台各个阶段的速度包括工进，快进，快退都是由液压回路里的调速阀控制。由于铣床只要求铣完整个平面，而不要求其能够加工出各种图案。故采用这样的方法来调速是可以的。图中的主油路旁边接有溢流阀，在主油路中的油压过大时，起到一个卸荷的作用。当 X 轴快进的时候，YA5、YA1 得电，油路不经过调速阀，所以油的流速比较大，起到快进的作用。当 X 轴工进的时候，YA5 不得电，油路就得经过调速阀，从而油的流量下降，X 轴工进。当X 轴快退的时候，YA5、YA2 得电，开始快退。Y 轴的调速原理和X 轴一样。2、液压回路中所用到的液压元件名称、符号、及其作用说明，见表（1）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 18 页 -7 表（1）序号名称符号作用1 三位四通电磁换向阀通过阀芯与阀体之间的相对运动改变液体的流向，控制液压缸前进和后退。2 两位两通电磁换向阀通过阀芯与阀体之间的相对运动改变液体的流向，控制液压缸前进和后退。3 双作用单活塞杆缸将液压能转换成机械能，实现往复直线运动。4 节流阀控制油路中流量大小。5 单向定量液压泵将液压油从油缸引入液压油路中，将机械能转化为液压能。6 溢流阀保持系统压力恒定，在系统压力大于或等于其调定压力时开启，流对系统起过载保护作用。7 油箱为系统存储液压油名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 18 页 -8 四、得失电状态表 1、得失电状态或顺序表，如表（2）所示工序号工序名称发信元件执行元件输入及检测元件JC1 JC2 YA1 YA2 YA3 YA4 YA5 YA6 ST0 ST1 ST2 ST3 ST4 1 启动泵SB1 1 2 主轴启动SB2 1 3 急停SB3 手动选X/Y轴SB4-X 轴SB4+Y 轴前进SO1+X 轴1 SO1-Y 轴1 后退SO3+X 轴1 SO2+Y 轴1 自动单循环触发SB7 1 1 1 1 4 X 轴快进ST0；ST3 1 1 1 5 X 轴工进ST1 1 1 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 18 页 -9 6 X 轴工进停ST2 1 1 1 7 Y 轴工进ST2 1 1 8 X 轴工退Plc 中间变量1 9 X 轴工退停ST1 1 1 10 Y 轴工进ST1 1 1 11 循环12 Y轴快退回原点ST4 1 1 1 13 X轴快退回原点1 1 14 原点停ST0；1 1 表（2）五、电气原理图 1、电气原理图如图（4）所示名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 18 页 -10 图（4）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 18 页 -11 如图（4）所示是控制XY 轴十字滑台的主电路和控制电路图。由于所涉及的电机只要求启停，所以主电路图中只含有一个开关KM1。在电机的机壳上装有FR 热继电器，当电机过度发热时，开关将会自动断开，起到保护的作用。控制电路采用的是台达 PLC DVP32EH00R2-L,其输出线圈采用 24V 电压。其输入端含有4 个接近开关，分别是原点，XY 轴的限位开关。从 X1X7 是手动开关的输入端口。PLC DVP32EH00R2-L具体信息为：工作电压220（V）输出频率50（kHz）产品认证CE UL 3C 台达 PLC DVP32EH00R2-L是 16DI/16DO(继电器)，能满足实验要求。六、I/O 端口分配I/O 端口分配，如表（3）所示输入输出输入设备接口继电器地址输出设备接口输出设备选择手动/自动 SO0 X0 泵启动按钮SB1 X 1 Y1 KM1 主轴启动按钮SB2 X2 Y2 KM 2 急停按钮SB3 X3 Y3 YA1 选择轴按钮SB4 X4 Y4 YA5 单触发启动按钮SB8 X5 Y5 YA3 旋钮开关SO1（手动正向进给）X6 Y6 YA2 自动按钮SB7 X7 Y7 YA4 接近开关ST0 X10 Y10 YA6 接近开关ST4 X11 Y11 YA2 接近开关ST1 X12 Y12 YA5 接近开关ST2 X13 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 18 页 -12 接近开关ST3 X14 手动进给旋钮SO2 X15 手动快退旋钮SO3 X16 表（3）七、程序设计与系统流程图 1、系统流程图如图（5）和图（6）所示系统总程序开始泵电机启动主轴电机启动自动Y单周期触发N选X/Y 轴Y工退工进X工进工退END图（5）系统控制流程总图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 18 页 -13 单周期触发子程序启动接近开关ST0、ST3X 轴快进Y接近开关ST1NYX 轴工进接近开关ST2NYX 轴工进停/Y轴工进Y 轴工进停/X轴工退接近开关ST1NYX 轴工退停/Y轴工进接近开关ST4YY 轴快退接近开关ST3NYY 轴快退停/X轴快退接近开关ST0NY停止图（6）单周期触发子程序控制流程图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 18 页 -14 2、程序设计与解释程序的手动与自动模式选择，并完成于下面程序的互锁。程序实现了单循环启动和循环启动，并与手动模式完成了互锁，本身完成了自锁，为保护液压元件及电气设备选择了延时。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 18 页 -15 以上程序实现了X 方向的工进和Y 单侧的工进和延时，其中包换了并行程序的编写，也实现了各自的自锁以及两轴之间互锁。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 18 页 -16 实现了单循环的所有动作，也完成了延时和自锁互锁以及并行序列的编程！详细程序请见程序清单。八、自我总结作为一个组长我尽 力的为 这 次张老 师 分给我们的任务，认真落实到位。想再回忆起，真不敢想象自己是怎么度过这几天的.第一天，我犯了个错误，为了逃避思考我们百度、谷歌、图书馆找资料，找到了几乎符合要求的报告，可是我们几乎抹杀了这次锻炼的机会，谢谢老师的细心教诲，让我从心里敬佩这个教学严谨的老师，一个对学生家长负责人的老师，一个对得起自己良心的老师，谢谢您张老师！第二天，大体方案的确定和分组，经过讨论和老师的指导，我们初步预定了方案，铣削平面的液压控制系统的PLC 设计，我把任务具体到人：1、梁俊负责液压元件（符号，作用以及原理）；2、徐炬鑫和吴俊负责液压油路机械图绘制；3、姚子良、唐明江和我负责编程第三天.第四天.第五天，和前两天一样，我们白天完成不了的任务继续留给晚上，晚上尽力搞定，很不想把任务留给明天，我们都想对得起这次的实验！对于编程，以及整个任务的系统贯通和理解，以及部分资料的整理，我尤其觉得变成很难，让我觉得自己还很小很年轻或者说自己觉得自己很无知！很羡慕老师的逻辑思维以及对程序处理的数量程度，我感到望城莫及！尤其涉及到PLC 的理解以及梯形图的编写技巧，如 1)串联触点较多的电路编在梯形图上方，如图4-25 所示。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 18 页 -17 a）电路安排不当b）电路安排得当图 4-25 梯形图程序2)并联触点多的电路应放在左边，如图4-26 所示。图4-26 b）比 a）省去了0RS 和 ANS 指令。若有几个并联电路相串联时，应将触点最多的并联电路放在最左边。a）电路安排不当b）电路安排得当图 4-26 梯形图程序3)对复杂电路的处理桥式电路的编程图 4-22 所示的梯形图是一个桥式电路，不能直接对它编程，必须重画为图4-27 所示的电路才可进行编程。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 18 页 -18 图 4-27 梯形图程序我不得不一面学习一面消化，一面困惑，一面赞叹老师的厉害！还有涉及到梯形图序列的处理即处理顺序序列、选择序列、并行序列，我也是有点困难！不过，通过这次学习，通过老师的这次指导，我渐渐的有了更多的对PLC编程和液压的领悟，这在我以后的毕业工作涉及到这方面的知识会有很大作用。同时，作为一个组长，对这次试验的的负责和安排，以及同学之间的协调也是种锻炼和学习，我也收拾匪浅！谢谢，谢谢同学们，更感谢您，老师，您辛苦了！九、程序清单详细的 plc 程序，见程序附表。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 18 页 -