课程设计（论文）-内燃机部件定位清洗机控制系统.doc

沈阳理工大学课程设计专用纸 No课程设计（论文）题目：内燃机部件定位清洗机 控制系统设计设计名称：机电传动控制班级学号：1001011108学生姓名：指导教师： 2012年12月24日成 绩 评 定 表学生姓名班级学号1001011108专 业机械设计制造其自动化课程设计题目内燃机部件定位清洗机控制系统设计评语组长签字：成绩日期201 年 月 日课程设计任务书学 院机械工程学院专 业机械设计制造及其自动化学生姓名 付成开班级学号1001011108课程设计题目内燃机部件定位清洗机控制系统设计实践教学要求与任务: 设计内容： 1）完成课程设计指导书所要求的控制循环。 2）按停止按钮，完成当前循环后再停。3）要求可以实现手动、单周期、连续控制。设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图3）设计说明书工作计划与进度安排:进度安排：1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天2）PLC梯形图设计与调试 3天3）说明书撰写 0.5天4）答辩 0.5天指导教师：李岩任晓虹 2012年11月27 日专业负责人：陈白宁2012 年11 月 27 日学院教学副院长：201 年 月 日目 录0.前言41.课程设计的任务和要求51.1 课程设计的任务51.2 课程设计的基本要求62.总体设计72.1 PLC选型72.2 PLC端子接线113.PLC程序设计123.1 设计思想123.2 顺序功能图133.3 PLC梯形图144.程序调试说明245.结束语256.参考文献26 0.前言可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC,plc自1966年出现，美国，日本，德国的可编程控制器质量优良，功能强大。企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得生产物的输送成为生产物流系统中的一个重要环节。运料小车自动控制正是用来实现输送生产物的控制系统，随着PLC的发展，国外生产线上的运输控制系统非常广泛的采用该控制系统，而且有些制造厂还开发研制了出了专用的逻辑处理控制芯片，我国的大部分工控企业的运料小车自动控制系统都是从国外引进的，成本高，为了满足现代化生产流通的需要，让PLC技术与自动化技术相结合，充分的利用到我国的工控企业生产线上，让该系统在各种环境下都能够工作，而且成本低，易控制，安全可靠，效率高。通过本次课程设计可以让我们更加的了解PLC的各项应用，对以后的学习和工作会有很大的帮助。1.课程设计的任务和要求1.1 课程设计的任务第八组 题目：内燃机部件定位清洗机控制系统清洗机主要由步进式液压输送机构、清洗泵及清洗液过滤循环系统、水位控制装置、油水分离装置、排屑装置、集中润滑系统、异常显示和事故报警系统等组成。自动运行循环流程图如图所示。要求：1完成图示的工作循环。2要求有三种工作方式：手动、单周期、连续。3连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。图1.清洗机流程图1.2 课程设计的基本要求1初始状态挡板门关闭位I0.6，输送杆在最左端即输送杆左限位I1.2有效。当传感器检测到有元件时该系统处于初始位。2工作过程1）启动按钮I0.0，该系统按照以下顺序运行。2）2秒后，挡板门开启。3)开启到位后，驱动输送杆上升。4)杆上升到位后，驱动第一组鼓风机吹气，延时1秒。5)延时结束后，驱动输送杆前进，关闭第一组鼓风机。6)杆前进到位后，驱动第二组鼓风机吹气，延时1秒。7)延时结束后，驱动输送杆下降。8)杆下降到位后，驱动挡板门闭合。9)门闭合到位后，驱动喷嘴盒下降。10)降到位后，驱动换向阀到位清洗，延时1秒。11)时结束后，驱动换向阀到位清洗，延时7秒。12)时结束后，再次执行第9第10两步骤。13)10步骤执行两次后，驱动换向阀时期关闭。14)阀关闭到位后，驱动喷嘴盒上升。15)盒上升到位后，驱动输送杆后退。16)杆后退到位后，如果选择单周期运行则返回到初始步。如果选择连 续运行则返回第1步。5次后声光警。3停止过程按下停止按钮I3.0后执行完本周期后回到初始状态。2.总体设计2.1 PLC选型 2.1.1PLC型号及内燃机部件定位清洗系统主要元器件的选择1）PLC主机：选择西门子S7-200列PLC作为内燃机部件定位清洗系统的工作主机。根据I/O点数来确定PLC型号，为满足控制要求该系统需要有35输入点，18个输出点。因此采用S7-200 CPU 226 AC/DC/继电器型工作主机。其基本参数如下：本机数字输入：24路数字量输入本机数字输出：16路数字量输出内部存储器位：256位定时器总数：256定时器计数器总数：256计数器电源电压允许范围：AC85264V输入电流仅CPU/最大负载：40/160 mA,AC240V电压范围：DC20.428.8V电流限制：约1.5A由于该系统要求28个输入点S7-200 CPU226不能满足点数要求，因此采用EM223输入扩展模块增加输入点数。CPU总I/O点数为72点，系统要求的I/O总点为53点。CPU总I/O点数=（1.11.3）系统要求的I/O总点数，所以满足设计要求。2）传感器：用于判读内燃机部件定位清洗系统是否有要清洗的部件。3)启动按钮I0.0：用于内燃机部件定位清洗系统工作的开始。停止按钮I3.0：用于内燃机部件定位清洗系统工作的结束。4)转换开关：用于手动单周期连续的工作状态转换选择。5)三位四通换向阀：中位机能为型，用于、位的分别清洗。6)输送杆的上升与下降、前进与后退，喷嘴盒的上升与下降。采用电机正反转进行控制。2.1.2 I/O点及地址分配 表1 I/O口分配输入输出功能地址功能地址启动按钮I0.0挡板门开启Q0.0停止按钮I3.0输送杆上升Q0.1传感器I0.1第一组吹气Q0.2挡板门开启限位I0.2输送杆前进Q0.3输送杆上限位I0.3第二组吹气Q0.4输送杆右位I0.4输送杆下降Q0.5输送杆下限位I0.5挡板门闭合Q0.6挡板门闭合限位I0.6喷嘴盒下降Q0.7喷嘴盒下限位I0.7换向阀换位清洗Q1.0换向阀关闭限位I1.0换向阀换位清洗Q1.1喷嘴盒上限位I1.1换向阀关闭Q1.2输送杆左限位I1.2喷嘴盒上升Q1.3挡板门开启I1.3输送杆后退Q1.4输送杆上升I1.4声报警Q1.5第一组吹气I1.5光报警Q1.6输送杆前进I1.6换向阀开启Q1.7第二组吹气I1.7换向阀到A Q2.0输送杆下降I2.0换向阀到BQ2.1挡板门闭合I2.1喷嘴盒下降I2.2位清洗I2.3位清洗I2.4换向阀关闭I2.5喷嘴盒上升I2.6输送杆后退I2.7手动I3.1单周期I3.2连续I3.3回原点I3.4换向阀开启到位I3.5换向阀开启I3.6A喷头限位I3.7喷头限位I4.0换向阀到AI4.1换向阀到BI4.22.1.3电机原理图. 输送杆的前进、后退；输送杆的上升与下降；挡板门的开启与关闭；喷嘴盒的上升与下降；换向阀到A点与B点均可以由一号电机实现。为了使电动机能够正反转，应使接到电动机定子绕组上的三根电源线中的任意两根对调。KM1线圈得电，KM1 主触点闭合，电机正向启动，当KM1线圈失电，KM2线圈得电，KM2主触点闭合，三相电源两相对调，从而使电机反转。电机及电气元件的选择：按照工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y132M-6型，额定功率4KW，同步转速为1000r/min,满载转速为960r/min，额定电流9.4A。接触器型号CJX2-32,额定电流32A。热继电器型号JR20-63,32-47A热继电器。熔断器型号RT14-32,适用与交流50HZ，额定电压交流380V，额定电流至32A的配电线路中，作过载和短路保护. 图2.正反转电动机 图3.直接启动电动机2.2 PLC端子接线图4.PLC端子接线图3.PLC程序设计3.1 设计思想1.工作过程的控制：在系统第一次运行时利用SM0.1给系统提供初始化脉冲。如果是连续运行状态则采用正跳变EU提供初始化脉冲。当挡板门关闭，输送杆在最左端时。说明该系统在初始位，这时如果传感器检测到要清洗的工件按下启动按钮系统开始运行。这里采用的传感器位接近开关液可采用其他传感器。该系统的运动部分有挡板门的开启与闭合输送杆的上升与下降输送杆的前进与后退喷嘴盒的上升与下降。以上运动部分均采用电机正反转驱动行程控制原则控制。2.鼓风机的控制：该系统有两组鼓风机采用延时1秒控制。3.AB位喷洗控制：AB位的换向喷洗采用换向阀控制。4.工作状态的选择：采用转换开关对手动单周期与连续工作状态的选择控制。5.停止：根据控制要求按下启动按钮后须执行本次循环后才结束所以要在扫描周期的最后判读是否按下停止按钮。如果按下则回到初始化状态。如果没有按下待执行条件都满足的情况下继续循环执行。3.2 顺序功能图图5.顺序功能图3.3 PLC梯形图图6梯形图4.程序调试说明在设计声光报警过程中，出项错误，报警结束后直接进行下一工位，而不停止。后来请教同学在初始步M0.0前加一个常闭触点C1。当C1计数5次警后，初始步C1线圈常闭触点断开，M0.0失电，停止。图7.举例图5.结束语本次课程设计的题目为：内燃机部件定位清洗机控制系统设计，通过本次设计让我学会了如何合理正确的选用和设计的应用到的软件，对我今后的学习起到了非常大的作用。通过这次的实训使我们学到了很多，同时也让我们意识到我们要学的更多。从程序的设计到编写、画图、调试、修改、完善、到最后的实训报告，每个人都付出了时间和精力去做好自己的任务帮助队友，所以团队的合作和队友之间的相互协助非常重要。通过实训让我们更深一步的对自己的专业，对自己的能力，对自己所学的有正确的认识，并且能在以后的学习工作中不断提高和完善自己。总的来说，这次实训还是比较成功的，无论是个人动手能力还是团队协作能力都得到了很好的锻炼。在实训过程中老师也交给我们很多简单实用的技巧。我们也学到了，做好做对一个项目固然重要，同时美观程度也是必不可少的，无论是从参观者的角度还是自己看的角度都很重要。经过此次两周的实训，我不仅学习了不少与自己专业相关的知识，而且还懂得了团队的力量，并且让自己更相信一分努力一分收获，积极的学习态度在以后的学习、工作中是永远缺少不了的。通过这次的课程设计让我对本门课程有了更加的认知和了解，也更加熟练地运用软件,对我今后的工作非常的重要，通过本次的设计让我知道了作为一名出色的设计者应该要有多么高的要求，使自己更加有动力和信心学好本门课程，日后可以熟练地应用自己所学的知识，为自己创造财富，通过本次设计也让我知道了现代化机电行业是多么的重要，自己也应该好好的学好所学知道为以后走向社会做准备，现在社会竞争激烈自己也应