机械滑台工艺流程控制系统设计(B)(DOC40页)16077.doc

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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.电气与自自动化工工程学院院实训评评分表课程名称称： PPLC控制技技术实训训 实训题目目： 机械滑滑台工艺艺流程控控制系统统设计（B） 班 级级：学 号：姓 名：项目评分比例例得分平 时 表 现30%综合型项项目答辩辩50%实 训 报 告20%总 成 绩指导老师师： 220155年07月10日常 熟 理 工 学 院电气与自自动化工工程学院院PLCC控制技技术实实训题目： 机械滑滑台工艺艺流程控控制系统统设计（B） 姓 名：学 号：班 级：指导教师师：起止日期

2、期： 20115.006.229 20015.07.10 目 录录一、任务务书二、基础础实训项项目一2.1 由外接接的电位位器控制制052.2 由PLC的模拟拟量输出出控制007三、基础础实训项项目二3.1 整体方方案1003.2 流程图103.3 程序1113.4 调试步步骤与结结果111四、综合合型自主主实训项项目4.1 整体方方案1224.2 系统变变量定义义及分配配表1124.3 工艺流流程1334.4 流程图144.5 变频器器参数设设置1144.6 PLCC的选型1154.7 PLC的外部部接线图图154.8 梯形图图及组态态王上位位机监控控画面164.9 调试步步骤与结结果355

3、五、收获获、体会会六、参考考文献机械滑台工艺流程控制系统设计（B）一、PPLC控制技技术实实训任务务书（五五）题目：机机械滑台台工艺流流程控制制系统设设计（B）实训学生生需要完完成2个基础础实训项项目和1个综合合型自主主实训项项目的训训练。一、基础础实训项项目一：变频器器对电机机的运行行控制一）实训训目的1、进一一步巩固固掌握PLC基本指指令功能能的及其其运用方方法；2、根据据实训设设备，熟熟练掌握握PLC的外围I/O设备接接线方法法；3、掌握握异步电电动机变变频调速速原理，熟熟悉变频频器的用用法。二)实训训设备PLC主主机单元元模块、电电位器、MM4440(或MM4420)变频器器、个人人计

4、算机机 PCC、PC/PPPI 编程电电缆。三)工艺艺控制要要求使用变频频器实现现异步电电动机的的可逆调调速控制制，即可可以电动动机可正正反向运运行、调调速和点点动功能能。参考考电气原原理图见见教材p85，速度度控制有有两种方方式：（1）由外外接的电电位器控控制，（2）由PLC的模拟拟量输出出通道控控制。四)实训训步骤1、进行行PLC的I/OO地址分分配，并并画出变变频器对对电机控控制的PLC控制系系统的接接线图。2、设计计由PLLC 控控制的梯梯形图程程序。3、输入入自编程程序，上上机调试试、运行行直至符符合动作作要求。二、基础础实训项项目二：模拟量量采集与与数据处处理的综综合应用用一）实训

5、训目的1、掌握握PLC中模拟拟量输入入、输出出的基本本工作原原理；2、掌握握数据处处理指令令的运用用方法；3、熟悉悉组态王王与PLC的连接接使用。二）实训训设备PLC主主机单元元模块、电电位器、万万用表、个个人计算算机 PPC、PC/PPPI 编程电电缆。三）实训训项目原原理与要要求1、用扩扩展模块块中的电电位器模模拟温度度测量变变送器，假假设当温温度是0时，对对应电位位器输出出0V电压，假假设当温温度是100时，对对应电位位器输出出电压10V。用CPUU 2224XPP的模拟拟量输入入通道采采集电位位器电压压，进行行标度变变换，将将转换后后的温度度值存储储在变量量存储器器中，并并在组态态界面

6、上上显示出出具体温温度。2、用PPLC模拟量量输出通通道控制制电动执执行器，执执行器开开度设置置为0%时，输输出电压压为0V，执行行器开度度为1000%时，输输出电压压10V。执行行器开度度控制量量的多少少采用组组态王软软件输入入，观察察模拟量量输出的的数值，并并用万用用表测量量输出电电压值。 四）实实训项目目的步骤骤1、根据据项目要要求拟定定I/O地址分分配表，画画出外部部接线图图，并进进行接线线图线路路连接。2、设计计梯形图图程序，调调试并记记录数据据。输 入入输 出出电压AIW温度值（）执行器开开度AQW电压（VV）0V04V40%6V60%8V80%10V100%三、综合合型自主主实训

7、项项目：机机械滑台台工艺流流程控制制系统设设计一）实训训项目工工艺要求求：本课题要要求：采用S7-2000系列PLC和圆工工作台-旋转编编码器实实验模块块完成控控制任务务。圆工工作台模模拟机械械滑台，圆圆工作台台运动由由PLC通过控控制变频频器拖动动三相异异步电动动机实现现。工作作台的工工艺流程程由任课课老师指指定。SQ11SQQ4为接近近开关。控制要求求：圆工工作台运运行状态态分为三三种方式式：手动动、单步步和自动动循环三三种控制制方式。其其中，运运行方式式由旋转转开关SA选择。运运行方式式切换时时，滑台台应立即即停止运运行。PLC正常运运行时用用灯HLX指示其其工作正正常。要启动滑滑台运行

8、行，必须须先按启启动按钮钮SB1，启动动润滑泵泵运行（用用灯HLS指示）。然然后才能能控制滑滑台运动动。按急急停按钮钮停止滑滑台的全全部运行行。手动控制制：（点点动）手手动控制制指示灯灯亮，按按住SBS，工作作台前进进（圆工工作台顺顺时针转转）；按按住SBX，工作作台后退退（逆时时针）。（松松开按钮钮立即停停止）单步运行行：单步步运行指指示灯亮亮，滑台台位于初初始原点点，按下下启动按按钮SBQ，系统统转换到到下一步步，完成成该步的的任务后后，自动动停止工工作并停停留在该该步，再再按一下下启动按按钮，又又往前走走一步。按按停止按按钮SB2，立即即停止运运行。（流流程中出出现的暂暂停也应应算一步步

9、）自动循环环控制：自动循循环灯亮亮，滑台台位于初初始原点点，按动动启动按按钮SBQ，按工工艺流程程自动循循环运行行，运行行一周后后回到原原点后暂暂停5秒后再再接着运运行，按按停止按按钮SB2，立即即停止运运行。工艺流程程中暂停停延时需需要用指指示灯以以1HZ的频率率闪烁指指示。二）目的的通过本次次实训使使学生掌掌握：11）Steep7Miccro/Winn32编程软软件的使使用方法法和梯形形图、SFC图编程程语言的的运用；2）实际际程序的的设计及及实现方方法；3）程序的的调试和和运行操操作技术术。从而而提高学学生对PLC控制系系统的设设计和调调试能力力。三）内容容与要求求 1、通过过基本简简单

10、实验验熟悉与与本设计计相关的的实验台台模块； 2、机械械滑台工工艺流程程控制系系统设计计； 3、硬件件接线图图、程序序清单；4、采用用顺序功功能图（SFC图）进进行设计计或经验验设计法法；5、设计计组态王王上位机机监控画画面，对对工作过过程进行行显示；6、工艺艺流程为为：（此此处放置置指导老老师指定定的工艺艺流程）四、实训训报告要要求报告应采采用统一一的报告告纸书写写，应包包括评分分表、封封面、目目录、正正文、收收获、参参考文献献（并按按此顺序序装订）。报报告中提提供如下下内容：1、目录录2、正文文（1）实实训任务务书；（2）实实训内容容，三个个任务分分别写a、每个个实训任任务的总总体设计计方

11、案（应应有PLC的选型型及依据据）b、I/O分配表表，PLC外部接接线图，程程序中使使用的元元件及功功能表；c、程序序控制的的SFC图、梯梯形图或或指令表表清单，注注释说明明； d、调试试、运行行及其结结果； 33、收获获、体会会 44、参考考文献（注意实实训报告告原则上上手写，允允许打印印，但雷雷同者的的零分处处理）五、实训训进度安安排周次工作日工作内容容第一周1布置实训训任务，查查找相关关资料，熟熟悉实验验台。2完成两个个基础实实训项目目。3根据综合合型实训训任务，完完成总体体设计方方案（硬硬件选型型、分配配IO点等）4完成硬件件接线，编编写程序序并调试试5编写程序序并调试试第二周1编写程

12、序序并调试试2编写程序序并调试试3编写程序序并调试试及准备备实训报报告4完成报告告并于下下午两点点之前上上交5答辩本实训共共需两周周时间六、实训训考核办办法本实训满满分为100分，其其中实训训平时表表现（含含2个基础础实训项项目完成成情况）30%、综合合型实训训项目答答辩50%，实训训报告20%。二、变频频器对电电机的运运行控制制2.1 由外接接的电位位器控制制2.1.1 MMM4440变频器器的数字字输入端端口MM4440变频器器有3个数字字输入端端口，具具体如图图2-1所示：图2-11 MMM4400变频器器的数字字输入端端口2.1.2 PPLC与变频频器的接接线图，具具体如图图2-2所示

13、：图2-22 PLLC与变频频器的接接线图2.1.3 变频器器的模拟拟量输入入端口接接线图，具具体如图图2-3所示：图2-33变频器器的模拟拟量输入入端口接接线图2.1.4参数设设置（1）、设设定P0001030和P099701，按下P键，开开始复位位，复位位过程大大约3miin，这样样就可保保证变频频器的参参数回复复到工厂厂默认值值。（2)、设设置电动动机参数数，为了了使电动动机与变变频器相相匹配，需需要设置置电动机机参数。电电动机参参数设置置见下表表。电动动机参数数设定完完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行。参数号出厂值设置值说明P0000311设定用户户访问级级为

14、标准准级P0011001快速调试试P0100000功率以KKW表示，频频率为50HHzP03004230380电动机额额定电压压（V）P030053.2551.055电动机额额定电流流（A）P030070.7550.377电动机额额定功率率（KW）P031105050电动机额额定频率率（Hz）P03111014000电动机额额定转速速（r/mmin）2.1.5 设置面面板操作作控制参参数参数号出厂值设置值说明P0000311设用户访访问级为为标准级级P0011000正确地进进行运行行命令的的初始化化P0000407命令和数数字I/OOP0700021由键盘输输入设定定值（选选择命令令源）P00

15、00311设用户访访问级为为标准级级P00004010设定值通通道和斜斜坡函数数发生器器P1000021由键盘（电电动电位位计）输输入设定定值P1088000电动机运运行的最最低频率率(Hz)P108825050电动机运运行的最最高频率率(Hz)P0000312设用户访访问级为为扩展级级P00004010设定值通通道和斜斜坡函数数发生器器P10440520设定键盘盘控制的的频率值值(Hz)P10558510正向点动动频率(Hz)P10559510反向点动动频率(Hz)P10660105点动斜坡坡上升时时间（s）P10661105点动斜坡坡下降时时间（s）2.1.6 变频器器运行操操作（1）变变

16、频器启启动：在在变频器器的前操操作面板板上按运运行键。（2）正正反转：电动机机的转速速（运行行频率）及及旋转方方向可直直接通过过按前操操作面板板上的键键减少键键（/）来改改变。（3）速速度调节节：由外外接的滑滑动变阻阻器控制制。（4）点点动运行行：由变变频器前前操作面面板上的的点动键键控制。（5）电电动机停停车：由由变频器器的前操操作面板板上按停停止键控控制。2.2 由PLC的模拟拟量输出出控制MM4440变频器器的“1”、“2”输出端端为用户户的给定定单元提提供了一一个高精精度的+100V直流稳稳压电源源。可利利用转速速调节电电位器串串联在电电路中,调节电电位器, 改变输输入端口口AINN1

17、+给定的的模拟输输入电压压,变频器器的输入入量将紧紧紧跟踪踪给定量量的变化化,从而平平滑无极极地调节节电动机机转速的的大小。MM4440变频器器为用户户提供了了模拟输输入端口口，即端端口“3”、“4”，通过过设置P07701的参数数值，使使数字输输入“5”端口据据有正转转控制功功能；通通过设置置P07702的参数数值，使使数字输输入“6”端口具具有反转转控制功功能；模模拟输入入“3”、“4”端口外外接电位位器，通通过“3”端口输输入大小小可调的的模拟电电压信号号，控制制电动机机转速的的大小。即即由数字字输入端端控制电电动机转转速的方方向，由由模拟输输入端控控制转速速的大小小。2.2.1 变频器

18、器模拟信信号控制制接线图图，具体体如图2-4所示：图2-44变频器器模拟信信号控制制接线图图2.2.2 参数设设置设置模拟拟信号操操作控制制参数，模模拟信号号操作控控制参数数设置见见下表：参数号出厂值设置值说明P0000311设用户访访问级为为标准级级P0000407命令和数数字I/OOP0700022命令源选选择由端端子排输输入P0000312设用户访访问级为为扩展级级P0000407命令和数数字I/OOP0700111ON接通通正转，OFF停止P0700212ON接通通反转，OFF停止P0000311设用户访访问级为为标准级级P00004010设定值通通道和斜斜坡函数数发生器器P10000

19、22频率设定定值选择择为模拟拟输入P1088000电动机运运行的最最低频率率（HZ）P108825050电动机运运行的最最高频率率（HZ）2.2.3 变频器器速度由由PLC的模拟拟量输出出通道控控制将变频器器上的AINN+、AINN- 端与PLC模拟量量输出通通道的V和AQM端相连连，用MOVVW指令将03320000的数字字量送入入AQWW0，相当当于在AINN+、AINN- 之间所所加的模模拟电压压信号在在0110V之间变变化，从从而控制制变频器器的频率率在0550Hzz之间变变化。2.2.4 梯形图图第36页三、模拟拟量采集集与数据据处理的的综合应应用3.1 整体方方案（1）、用用扩展模

20、模块中的的电位器器模拟温温度测量量变送器器，假设设当温度度是0时，对对应电位位器输出出0V电压，假假设当温温度是100时，对对应电位位器输出出电压10V。用CPUU 2224XPP的模拟拟量输入入通道采采集电位位器电压压，进行行标度变变换，将将转换后后的温度度值存储储在变量量存储器器中。（2）、用PLC模拟量量输出通通道控制制电动执执行器，执执行器开开度设置置为0%时，输输出电压压为0V，执行行器开度度为1000%时，输输出电压压10V。观察察模拟量量输出的的数值，并并用万用用表测量量输出电电压值。3.2 流程图图3.3 程序图3.4 调试步步骤与结结果输 入入输 出出电压AIW 0 温度值（

21、）执行器开开度AQW 0 电压（VV）0V4800004V1280004040%12800046V1923316060%1920005.9888V2579928080%2560007.97710V318008100100%3200009.988四、综合合型自主主实训项项目4.1 整体方方案采用S77-2000系列PLC和圆工工作台-旋转编编码器实实验模块块完成控控制任务务。圆工工作台模模拟机械械滑台，圆圆工作台台运动由由PLC通过控控制变频频器拖动动三相异异步电动动机实现现。4.2 系统变变量定义义及分配配表4.2.1 系统变变量定义义I为输入入继电器器，输入入继电器器位于PLC的输入入过程映

22、映像寄存存器区其其外部有有一对物物理的输输入端子子与之对对应，该该触点用用于接受受并存储储外部输输入的开开关信号号（在此此程序中中有限位位开关、按按钮），当当外部的的开关信信号闭合合，则输输入继电电器的线线圈得电电，在程程序中其其常开触触点闭合合，常闭闭触点断断开。常常开和常常闭软触触点可以以在编程程中任意意使用，次次数不受受限制。Q为输出出继电器器，输出出继电器器位于PLC的输处处过程映映像寄存存器区其其外部有有一对物物理的输输出端子子与之对对应。它它的作用用是具有有一常开开触点用用于向外外部负载载发送信信号，每每一输出出继电器器的常开开硬触点点与可编编程控制制器的一一个输出出点相连连直接驱

23、驱动负载载，它也也提供了了无数的的常开和和常闭软软触点用用于编程程。在此此程序中中转盘的的正转、反反转和手手动、单单步、循循环等指指示灯均均由输出出继电器器控制。M为通用用辅助继继电器（或或中间继继电器），它它位于PLC存储器器的位存存储区，它它是由软软件来实实现的，用用于状态态暂存，移移位辅助助运算及及赋予特特殊功能能的一类类编程元元件，其其作用类类似于继继电接触触控制系系统中的的中间继继电器，它它在PLC中没有有外部的的输入端端子或输输出端子子与之对对应，因因此不受受外部信信号的直直接控制制其触点点也不能能直接驱驱动外部部负载。绝绝大多数数的继电电器线圈圈由用户户程序驱驱动。T为定时时器，

24、定定时器是是可编程程序控制制器中的的重要的的编程软软件，是是累计时时间增量量的内部部器件。使使用时要要提前输输入时间间设定值值，当定定时器的的输入条条件满足足时开始始计时，当当前值按按一定的的时间单单位从0开始增增加，当当定时器器的当前前值达到到设定值值则触点点动作。利利用定时时器的触触点就可可以完成成所需要要的定时时控制任任务。4.2.2 IIO分配输入设备备输出设备备序号名称代号地址序号名称代号地址1启动开关关SB1I1.001电机正转转DIN11Q0.332停止开关关SB2I1.112电机反转转DIN22Q0.443单步模式式开关SA0I0.003手动指示示灯D0Q0.554手动模式式开

25、关SA1I0.114单步指示示灯D1Q0.665循环模式式开关SA2I0.225循环指示示灯D2Q0.776限位开关关1SQ1I0.336暂停指示示灯D3Q1.007限位开关关2SQ2I0.448限位开关关3SQ3I0.669限位开关关4SQ4I0.7710手动前进进PB0I1.2211手动后退退PB1I1.334.3 工艺流流程4.4 流程图图4.5 变频器器参数设设置参数号出厂值设置值说明P0000311设用户访访问级为为标准级级P0000407命令和数数字I/OOP0700022命令源选选择由端端子排输输入P0000312设用户访访问级为为扩展级级P0000407命令和数数字I/OOP0

26、700111ON接通通正转，OFF停止P0700212ON接通通反转，OFF停止P0000311设用户访访问级为为标准级级P00004010设定值通通道和斜斜坡函数数发生器器P1000022频率设定定值选择择为模拟拟输入P1088000电动机运运行的最最低频率率（HZ）P108825050电动机运运行的最最高频率率（HZ）P11220100斜坡上升升时间（s）P11221100斜坡下降降时间（s）4.6 PLCC的选型型在选择PPLC机型，主主要考虑虑以下几几个方面面：（1）、功功能的选选择：I/O点数的的确定，统统计被控控系统的的开关量量、模拟拟量的I/O点数，并并考虑以以后的扩扩充（一一般

27、加上上10%-200%的备用用量），从从而选择择PLC的I/O点数和和输出规规格。（2）、内内存的估估算：存存储容量量=开关量量输入点点x100+开关量量输出点点x8+模拟通通道x1000+定时器/计数器器数量x2+通信接接口数x3000+备用量量，所用用到输入入点数10个，输输出点数数17个；在在对上述述系统功功能进行行综合分分析后，考考虑输入入输出端端子决定定采用西西门子S7-2000并且采采用CPUU 2224 XXP便能满满足要求求。4.7 PLCC的外部部接线图图模式0I0.0 Q0.5I0.1 Q0.6I0.2 Q0.7I0.3 Q1.0I0.4I0.6 Q0.3I0.7 Q0.4

28、I1.0 Q0.0I1.1 Q0.2I1.2I1.3 +24V 模式1变频器SQ1模式2PLCS7-200 DIN1DIN2DIN3DIN4SQ2SQ3启动SQ4停止点动正转QL+点动反转4.8 梯形图图及组态态王上位位机监控控画面4.8.1梯形图图4.8.2 单步运运行4.8.3 循环运运行4.9调调试步骤骤与结果果（1）、按按电路图图接线，接接通电源源，下载载PLC程序。（2）、旋旋钮开关关选择运运行模式式（3）、按按启动按按钮SB1，按停停止按钮钮SB2停止运运行。（4）、手手动控制制：选择择手动模模式，手手动控制制指示灯灯亮。按按住PB0，工作作台前进进（圆工工作台顺顺时针转转）；按按

29、住PB1，工作作台后退退（逆时时针），松松开按钮钮立即停停止。（5）、单单步运行行：选择择单步运运行模式式，按SB1圆台回回起始位位置，之之后按一一次PB0，系统统转换到到下一步步。（6）、循循环控制制：选择择循环模模式，按按动启动动按钮SBQ，按工工艺流程程自动循循环运行行，运行行一周后后回到原原点后暂暂停5秒后再再接着运运行，按按停止按按钮SB2，立即即停止运运行。（7）、关关闭电源源，结束束调试。五、收获获、体会会实训总结结这个学期期开设了了电气控控制与PLC实训的的课程，跟跟以前所所有开设设的课程程有很大大的区别别，这门门课程的的灵活性性很强，充充分发挥挥自己的的潜力；其实学学习的过过

30、程当中中并不一一定要学学到多少少东西，个个人觉得得开散思思维怎样样去学习习，这才才是最重重要的，而而这门课课程恰好好体现了了这一点点。这次的实实训从程程序上面面看起来来很复杂杂，我们们组进行行了任务务的分工工，一下下子就变变得简单单化了。原原来以为为自己负负责编程程序任务务是最轻轻的，没没有想到到是最为为复杂的的，需要要的资料料很多。而而给予我我们的时时间有限限，不得得不在其其他的时时间进行行补充和和修改。实训让我我了解了了plcc梯形图图、指令令表、外外部接线线图有了了更好的的了解，也也让我更更加了解解了关于于PLCC设计原原理。有有很多设设计理念念来源于于实际，从从中找出出最适合合的设计计

31、方法。本本次实训训脱离不不了集体体的力量量，遇到到问题和和同学互互相讨论论交流。多多和同学学讨论。我我们在做做实训项项目的过过程中要要不停的的讨论问问题，这这样，我我们组员员可以尽尽可能的的统一思思想，这这样就不不会使在在做的过过程中没没有方向向，并且且这样也也是为了了方便最最后设计计和在一一起。讨讨论不仅仅是一些些思想的的问题，还还可以深深入的讨讨论一些些技术上上的问题题，这样样可以使使自己的的处理问问题要快快一些，少少走弯路路。多改改变自己己设计的的方法，在在设计的的过程中中最好要要不停的的改善自自己解决决问题的的方法，这这样可以以方便自自己解决决问题。通过这次次的实训训，让我我受益匪匪浅

32、。认认识了团团队合作作的力量量，要完完成一个个项目不不是一个个人的事事情，当当中我们们有过分分歧但最最终达成成共识，不不管结果果怎样，至至少我们们曾经在在一起努努力过，体体验其中中的过程程才是真真正的收收获。同同时，我我也认识识到了自自己的不不足，更更感觉到到了自己己与别人人的差距距。为了了明年的的毕业而而做准备备，从各各方面充充实自己己，使自自己适应应这个社社会。六、参考考文献1廖廖常初. PPLC编程集集应用M.北京：机机械工业业出版社社，200082明.电气控控制与PLC应用MM.北京：电子工工业出版版社，200033李李刀夫.可编程程控制器器原理、应应用、实实验M. 北京:中国轻轻工业出出版社，200024刘刘美兰. PPLC控制教教学实验验系统的的设计J实验室室研究与与探索, 2200445用用ACCCESSS扩展组组态王的的功能J.化工自自动化及及仪表，2002年04期6于于庆广.可编程程控制器器原理及及系统设设计M.北京：清华大大学出版版社，20005