基于PLC的自控成型控制系统设计机械制造工业自动化_机械制造-工业自动化.pdf
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1、1/31 课 程 设 计 说 明 书 题目:基于 PLC自控成型控制系统设计 系 别:机械工程学院 专 业 班 级:机设 10-12班 学 号:2010302618 学 生 姓 名:李文龙 指 导 教 师:杜菲 2014 年 0 1 月 12 日 2/31 安徽理工大学课程设计(论文)任务书 机械工程学院 测控教研室 学 号 2010302618 学 生 姓名 李文龙 专业(班级)机设 10-12班 设计题目 基于 PLC自控成型控制系统设计 设 计 技 术 参 数(1)按下启动键,上面油缸活塞 B向下运动。(2)当 B活塞下降到终点时,A 活塞向右运动,C活塞向左运行。(3)当 A、C 活塞
2、运动到终点后,首先 A、C 油缸返回然后 B 油缸返回。设 计 要 求(1)按下启动按钮后,B 液压缸向下运动。(2)当 B向下运动到终点后,A、C开始运动当运动到终点时原料成型。(3)A、C液压缸先返回,当 A、C返回到初态时,B液压缸开始返回。(4)B返回到初态时,取出成品,加工下一工件。工 作 量 课程设计说明书一份,要求附录中包含软件主界面、控制主程序以及硬件接线图。体状的茶叶筒它的长宽都是厘米高是厘米在它的四周贴上商标纸这张商标纸的面积至少有多少平方厘米一辆货车的车厢是长方体车厢长米宽米高米它的体积是多少立方米甲乙两地相距千米一辆客车与一辆货车同时从两地相对开出小地的面积相等长方形长
3、米宽米已知三角形的高米它的底是多少米用方程解粮店有大米大米多少吨吨卖出吨又运进吨粮店现在有一根木料长米第一次截去米第二次比第一次多截去米第三次截取的长度和第二次相等这根木料还剩多少米全长的几分之几还剩全长的几分之几某修路队计划天修筑一条公路前天平均每天筑路千米后天共筑路千米这个修路队平均每天筑路多少千米分一个长方体水箱长分米宽分米能容水升这个水箱的高是多少五年级一班参加义务劳动如果3/31 工 作 计 划 第一周:查阅相关资料和书籍,了解 PLC技术、设计方法及液压缸和电磁阀知识;掌握自控成型系统工艺过程和设计要求。第二周:进行程序设计及电磁阀选用等等。第三周:控制程序模拟运行调试,找出缺点并
4、加以改进。第四周:整理设计内容及相关数据,编写课程设计说明书。参 考 资 料 1 方程远.电气控制原理及设计.宁夏人民出版社,2 秦春斌,张继伟.PLC基础及应用教程.北京:机械工业出版社,2002.3 廖常初.可编程序控制器应用技术(第四版).重庆大学出版社,2002.4 李开慧.电工电子技术基础.人民邮电出版社 5 张利平主编 液压气压系统设计手册 北京:机械工业出版社,1997.6 许贤良,王传礼.液压传动.北京:国防工业出版社(第二版),2011.7 冯清秀.机电传动控制.武汉:华中科技大学出版社(第五版),2011.指导教师签字 教研室主任签字 2014年 01 月 12日 体状的茶
5、叶筒它的长宽都是厘米高是厘米在它的四周贴上商标纸这张商标纸的面积至少有多少平方厘米一辆货车的车厢是长方体车厢长米宽米高米它的体积是多少立方米甲乙两地相距千米一辆客车与一辆货车同时从两地相对开出小地的面积相等长方形长米宽米已知三角形的高米它的底是多少米用方程解粮店有大米大米多少吨吨卖出吨又运进吨粮店现在有一根木料长米第一次截去米第二次比第一次多截去米第三次截取的长度和第二次相等这根木料还剩多少米全长的几分之几还剩全长的几分之几某修路队计划天修筑一条公路前天平均每天筑路千米后天共筑路千米这个修路队平均每天筑路多少千米分一个长方体水箱长分米宽分米能容水升这个水箱的高是多少五年级一班参加义务劳动如果4
6、/31 安徽理工大学课程设计(论文)成绩评定表 学生姓名:李文龙 学号:2010302618 专业班级:机设 1012 班 课程设计题目:基于 PLC自控成型控制系统设计 指导教师评语:成绩:指导教师:年 月 日 体状的茶叶筒它的长宽都是厘米高是厘米在它的四周贴上商标纸这张商标纸的面积至少有多少平方厘米一辆货车的车厢是长方体车厢长米宽米高米它的体积是多少立方米甲乙两地相距千米一辆客车与一辆货车同时从两地相对开出小地的面积相等长方形长米宽米已知三角形的高米它的底是多少米用方程解粮店有大米大米多少吨吨卖出吨又运进吨粮店现在有一根木料长米第一次截去米第二次比第一次多截去米第三次截取的长度和第二次相等
7、这根木料还剩多少米全长的几分之几还剩全长的几分之几某修路队计划天修筑一条公路前天平均每天筑路千米后天共筑路千米这个修路队平均每天筑路多少千米分一个长方体水箱长分米宽分米能容水升这个水箱的高是多少五年级一班参加义务劳动如果5/31 摘要 随着技术发展,其控制功能不断增强,可编程程序控制器还可以进行算术运算,模拟量控制、顺序控制、定时、计数等,并通过数字,模拟输入、输出控制各种类型机械生产过程。长期以来,PLC 及其网络控制系统始终战斗在工业自动化控制行业主战场,其提供安全和完善解决方案,为各种各样自动化设备提供了非常可靠控制应用,在电力、冶金、化工、机械等行业发挥了重大作用,被公认为现代工业自动
8、化三大支柱之一。在成型机生产线中应用 PLC控制具有结构简单,编程方便,操作灵活,使用安全,工作稳定,性能可靠和抗干扰能力强等特点,是一种很有效自动控制方式,是材料成型生产实现高效、低成本、高质量自动化生产发展方向。不但能使成型产品质量和品质得到了严格保证;而且还大大提高了生产效率和减轻工人劳动强度,有非常好经济效益和社会效益。本文就是利用 PLC控制方法设计一种即安全又实用自控成型系统。自控成型系统主要由工作台、液压缸 A、B、C以及相应电磁阀和信号灯等几部分组成。该自动成型系统是利用油压力来传递能量,以实现材料(如:钢筋)加工工艺要求。该自动成型系统是利用 PLC控制液压缸 A、B、C 三
9、个电磁阀有序打开和关闭,以便使油进入或流出液压缸,从而控制各油缸中活塞有序运动,活塞带动连杆运动,给相应挡块一个压力,这样就可以使材料成型。关键词:可编程程序控制器;PLC;液压缸 体状的茶叶筒它的长宽都是厘米高是厘米在它的四周贴上商标纸这张商标纸的面积至少有多少平方厘米一辆货车的车厢是长方体车厢长米宽米高米它的体积是多少立方米甲乙两地相距千米一辆客车与一辆货车同时从两地相对开出小地的面积相等长方形长米宽米已知三角形的高米它的底是多少米用方程解粮店有大米大米多少吨吨卖出吨又运进吨粮店现在有一根木料长米第一次截去米第二次比第一次多截去米第三次截取的长度和第二次相等这根木料还剩多少米全长的几分之几
10、还剩全长的几分之几某修路队计划天修筑一条公路前天平均每天筑路千米后天共筑路千米这个修路队平均每天筑路多少千米分一个长方体水箱长分米宽分米能容水升这个水箱的高是多少五年级一班参加义务劳动如果6/31 体状的茶叶筒它的长宽都是厘米高是厘米在它的四周贴上商标纸这张商标纸的面积至少有多少平方厘米一辆货车的车厢是长方体车厢长米宽米高米它的体积是多少立方米甲乙两地相距千米一辆客车与一辆货车同时从两地相对开出小地的面积相等长方形长米宽米已知三角形的高米它的底是多少米用方程解粮店有大米大米多少吨吨卖出吨又运进吨粮店现在有一根木料长米第一次截去米第二次比第一次多截去米第三次截取的长度和第二次相等这根木料还剩多少
11、米全长的几分之几还剩全长的几分之几某修路队计划天修筑一条公路前天平均每天筑路千米后天共筑路千米这个修路队平均每天筑路多少千米分一个长方体水箱长分米宽分米能容水升这个水箱的高是多少五年级一班参加义务劳动如果1/31 目 录 第一章 绪论.1 1.1 课程设计背景.1 1.2 课程设计任务.1 1.3 课程设计意义.2 第二章 PLC简介.3 2.1 PLC 由来.3 2.2 PLC 定义.3 2.3 PLC 构成.4 2.4 PLC 各组成元素构成及功能.4 2.5 PLC 工作原理.6 第三章液压传动系统.8 3.1 液压系统基本回路.9 3.3 液 压 缸.10 第四章 程序设计.11 4.
12、1 设计思想、程序框图、梯形图.11 4.2 程序设计及说明.13 4.3I/O 地址表分配:.15 4.4 指令表.15 4.5 GX Simulator 仿真模拟.17 第五章实验调试.19 5.1 运行调试.19 体状的茶叶筒它的长宽都是厘米高是厘米在它的四周贴上商标纸这张商标纸的面积至少有多少平方厘米一辆货车的车厢是长方体车厢长米宽米高米它的体积是多少立方米甲乙两地相距千米一辆客车与一辆货车同时从两地相对开出小地的面积相等长方形长米宽米已知三角形的高米它的底是多少米用方程解粮店有大米大米多少吨吨卖出吨又运进吨粮店现在有一根木料长米第一次截去米第二次比第一次多截去米第三次截取的长度和第二
13、次相等这根木料还剩多少米全长的几分之几还剩全长的几分之几某修路队计划天修筑一条公路前天平均每天筑路千米后天共筑路千米这个修路队平均每天筑路多少千米分一个长方体水箱长分米宽分米能容水升这个水箱的高是多少五年级一班参加义务劳动如果2/31 5.2 实验步骤.20 设计总结.22 参考文献.23 体状的茶叶筒它的长宽都是厘米高是厘米在它的四周贴上商标纸这张商标纸的面积至少有多少平方厘米一辆货车的车厢是长方体车厢长米宽米高米它的体积是多少立方米甲乙两地相距千米一辆客车与一辆货车同时从两地相对开出小地的面积相等长方形长米宽米已知三角形的高米它的底是多少米用方程解粮店有大米大米多少吨吨卖出吨又运进吨粮店现
14、在有一根木料长米第一次截去米第二次比第一次多截去米第三次截取的长度和第二次相等这根木料还剩多少米全长的几分之几还剩全长的几分之几某修路队计划天修筑一条公路前天平均每天筑路千米后天共筑路千米这个修路队平均每天筑路多少千米分一个长方体水箱长分米宽分米能容水升这个水箱的高是多少五年级一班参加义务劳动如果1/31 第一章 绪论 1.1 课程设计背景 目前,在国内外 PLC已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业,随着 PLC性能价格比不断提高,其应用领域不断扩大。从应用类型看,PLC 应用大致可归纳为以下几个方面:开关量逻辑控制、运动控制、过程控制、数据处
15、理、通信联网等等。PLC 系统及通用计算机可直接或通过通信处理单元、通信转换单元相连构成网络,以实现信息交换,并可构成“集中管理、分散控制”多级分布式控制系统,满足工厂自动化(FA)系统发展需要。为适应工业环境使用,及一般控制装置相比较,PLC 机有以下特点:可靠性高,抗干扰能力强;通用性强,控制程序可变,使用方便;功能强,适应面广;编程简单,容易掌握;减少了控制系统设计及施工工作量;体积小、重量轻、功耗低、维护方便等。因此我们基于 PLC自控成型控制系统设计,来满足生产上需要,从而大大提高了生产效率和减轻工人劳动强度,有非常好经济效益和社会效益。1.2 课程设计任务 一、控制要求 利用 PL
16、C构成一个自控成型系统,用 LED发光管来演示系统工作状态。其中 S1,S6 用于指示油缸到位开关;K1至 K4用于指示电磁阀工作状态。(1)初 始 状 态,当 原 料 放 入 成 型 机 时,各 油 缸 为 初 始 状态:K1=K2=K4=OFF,K3=ON,S1=S3=S5=OFF,S2=S4=S6=ON。体状的茶叶筒它的长宽都是厘米高是厘米在它的四周贴上商标纸这张商标纸的面积至少有多少平方厘米一辆货车的车厢是长方体车厢长米宽米高米它的体积是多少立方米甲乙两地相距千米一辆客车与一辆货车同时从两地相对开出小地的面积相等长方形长米宽米已知三角形的高米它的底是多少米用方程解粮店有大米大米多少吨吨
17、卖出吨又运进吨粮店现在有一根木料长米第一次截去米第二次比第一次多截去米第三次截取的长度和第二次相等这根木料还剩多少米全长的几分之几还剩全长的几分之几某修路队计划天修筑一条公路前天平均每天筑路千米后天共筑路千米这个修路队平均每天筑路多少千米分一个长方体水箱长分米宽分米能容水升这个水箱的高是多少五年级一班参加义务劳动如果2/31(2)按下启动键 S0,则 K2=ON,上面油缸活塞 B向下运动,使 S4=OFF。(3)当该油缸活塞下降到终点时,S3=ON,此时启动左液压缸,A 活塞向右运动,C 活塞向左运行,K1=K4=ON,K3=OFF,使 S2=S6=OFF。(4)当 A缸活塞运行到终点时,S1
18、=ON,并且 C缸活塞也到终点,S5=ON时,原料已成型,各油缸开始返回原位。首先,A、C油缸返回,K1=K4=OFF,K3=ON,使 S1=S5=OFF。(5)当 A、C油缸返回到初始位置,S2=S6=ON时,B油缸返回,K2=OFF,使 S3=OFF。(6)当 B油缸返回到初始状态,S4=ON时,系统回到初始状态,取出成品;放入原料后,按下启动按钮,重新启动,开始下一工件加工。二、课题要求(1)按题意要求,画出 PLC 端子接线图及控制梯形图。(2)完成 PLC 端子接线工作,并利用编程器输入梯形图控制程序,完成调试。(3)完成课程设计说明书。1.3 课程设计意义 通过课程设计实践,使学生
19、巩固和深化对 PLC理论知识理解;培养学生运用所学 PLC知识和技能,配合相关技术资料查询,独立分析和解决生产实际中有关工业控制实际问题能力;进一步提高学生对 PLC控制系统分析、设计能力。通过对 PLC自控成型控制系统设计,使材料成型生产实现高效、低成本、高质量自动化生产发展方向。不但能使成型产品质量和品质得到了严格保证;而且还大大提高了生产效率和减轻工人劳动强度,有非常好经济效益和社会效益。本文就是利用 PLC控制方法设计一种即安全又实用自控成型系统。体状的茶叶筒它的长宽都是厘米高是厘米在它的四周贴上商标纸这张商标纸的面积至少有多少平方厘米一辆货车的车厢是长方体车厢长米宽米高米它的体积是多
20、少立方米甲乙两地相距千米一辆客车与一辆货车同时从两地相对开出小地的面积相等长方形长米宽米已知三角形的高米它的底是多少米用方程解粮店有大米大米多少吨吨卖出吨又运进吨粮店现在有一根木料长米第一次截去米第二次比第一次多截去米第三次截取的长度和第二次相等这根木料还剩多少米全长的几分之几还剩全长的几分之几某修路队计划天修筑一条公路前天平均每天筑路千米后天共筑路千米这个修路队平均每天筑路多少千米分一个长方体水箱长分米宽分米能容水升这个水箱的高是多少五年级一班参加义务劳动如果3/31 第二章 PLC简介 2.1 PLC 由来 在 PLC 问世之前,工业控制领域中是继电器控制占主导地位。继电器控制系统有着十分
21、明显缺点:体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差,尤其当生产工艺发生变化时,就必须重新设计、重新安装,造成时间和资金严重浪费。为了改变这一现状,1968 年美国最大汽车制造商通用汽车公司(GM),为了适应汽车型号不断更新要求,以在激烈竞争汽车工业中占有优势,提出要研制一种新型工业控制装置来取代继电器控制装置,为此,特拟定了十项公开招标技术要求,即:(1)编程简单方便,可在现场修改程序;(2)硬件维护方便,最好是插件式结构;(3)可靠性要高于继电器控制装置;(4)体积小于继电器控制装置;(5)可将数据直接送入管理计算机;(6)成本上可及继电器柜竞争;(7)输入可以是交流 115V
22、;(8)输出为交流 115V,2A以上,能直接驱动电磁阀;(9)扩展时,原有系统只需做很小改动;(10)用户程序存储器容量至少可以扩展到 4KB。根据招标要求,1969 年美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台 PLC(PDP 14 型 ),并在通用汽车公司自动装配线上试用,获得了成功,从而开创了工业控制新时期。从此,可编程控制器这一新控制技术迅速发展起来,而且,在工业发达国家发展很快。2.2 PLC定义 在 PLC发展过程中,美国电气制造商协会(NEMA)经过 4 年调查,于1980 年把这种新型控制器正式命名为可编程序控制器(Programmable Controller),英文缩写
23、为 PC,并作如下定义:“可编程序控制器是一种数字式电子装置。它使用可编程序存储器来存储指令,并实现逻辑运算、顺序控制、计数、计时和算术运算功能,用来对各种机械或生产过程进行控制。”体状的茶叶筒它的长宽都是厘米高是厘米在它的四周贴上商标纸这张商标纸的面积至少有多少平方厘米一辆货车的车厢是长方体车厢长米宽米高米它的体积是多少立方米甲乙两地相距千米一辆客车与一辆货车同时从两地相对开出小地的面积相等长方形长米宽米已知三角形的高米它的底是多少米用方程解粮店有大米大米多少吨吨卖出吨又运进吨粮店现在有一根木料长米第一次截去米第二次比第一次多截去米第三次截取的长度和第二次相等这根木料还剩多少米全长的几分之几
24、还剩全长的几分之几某修路队计划天修筑一条公路前天平均每天筑路千米后天共筑路千米这个修路队平均每天筑路多少千米分一个长方体水箱长分米宽分米能容水升这个水箱的高是多少五年级一班参加义务劳动如果4/31 国际电工委员会(IEC)曾于 1982 年 11 月颁布了可编程序控制器标准草案第一稿,1985 年 1 月又发表了草案第二稿,1987 年 2 月颁布了草案第三稿。该草案中对可编程序控制器定义是:“可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数、和算术运算等操作指令。并通过数字式和模拟式输入和输出,控
25、制各种类型机械或生产过程。PLC 及其有关外部设备,都应按易于及工业系统联成一个整体,易于扩充其功能原则设计。”定义强调了 PLC应直接应用于工业环境,它必须具有很强抗干扰能力、广泛适应能力和应用范围。这是区别于一般微机控制系统一个重要特征。2.3 PLC 构成 从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式 PLC包括 CPU板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸整体。模块式 PLC包括 CPU模块、I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。2.4 PLC各组成元素构成及功能 CPU.CPU是 PLC核心,起神经中枢
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