机电传动控制0901014106半精镗专用机床控制系统.doc

沈阳理工大学课程设计专用纸 No课程设计（论文）题目： 设计名称：机电传动控制班级学号：0901014106学生姓名：葛健指导教师： 李 岩2011年12月24日 机电传动控制课程设计任务书 第六组1.设计题目：半精镗专用机床控制系统设计2.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，完成当前循环后停止。3）连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。4）要求可以实现手动、但周期、连续控制。3.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。4.进度安排：1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 2天2）PLC顺序功能图与梯形图设计 5天3)说明书撰写 2天4）答辩 1天 指导老师：专业负责人：主管院长： 年 月 日 目录0. 前 言31. 设计题目 专用钻床控制程序设计31.1控制过程41.2 课程设计基本要求52. 总体设计52.1 PLC选型52.2 PLC端子接线图63. PLC程序设计63.1 设计思想63.2 顺序功能图83.3 PLC梯形图94. 程序调试的说明155. 结束语156. 参考文献15 0. 前 言在PLC发明之前，在工业控制的顺序控制领域内，常常采用诸如继电器、鼓式开关、纸带阅读器等机械、电气式器件作为控制元件，尤其是控制继电器，在离散制造过程控制领域内，成为“开关控制系统”中最广泛使用的器件。但是，随着工业现代化的发展，生产规模越来越大，劳动生产率及产品质量的要求在不断提高，对于控制系统的可靠性也提出了更高的要求，原有“继电器控制系统”已不适应需要，究其原因是： 动作缓慢；寿命短、可靠性差；体积大、耗电多；设计制造周期长、程序修改费时；不能实现与计算机对话。到20世纪60年代，由于美国汽车工业需要进行大规模的技术改造和设备更新，由传统的继电器控制装置来进行控制，不仅体积庞大、故障率高、柔性差、不灵活、耗能，而且调试困难，可靠性也差。虽然小型计算机已日趋完善，应用领域也在不断扩大，但小型计算机用于开关控制系统，又显然存在着“大马拉小车”的情况，这是由于小型计算机的特点决定的：编程复杂，要求有较高水平的编程人员和操作人员； 需要配套非标准的外部接口，对环境和现场条件的要求过高； 功能过剩，机器资源未能充分利用；造价高昂。需要与可能性，促使人们寻求新的出路，PLC应运而生。PLC技术代表了当今电气程序控制的最先进水平。通过PLC与各种单元自动化装置（如智能仪表、数字化传单装置、智能的液压和气动阀组等）以及现场总线、计算机网络系统，构成了车间和工厂自动化的完整体系。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。1. 设计题目 专用钻床控制程序设计 1.1 控制过程 图1 控制过程图1.2 课程设计基本要求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 2. 总体设计2.1 PLC选型PLC的主机：选择西门子S7-200系列作为半精镗专用机床控制系统的控制系统。设计的系统有20个输入量，12个输出量采用S7-200 CPU 226 AC/DC/继电器型工作主机。CPU226的特点，其基本参数如下：本机数字输入：20路数字量输入本机数字输出：12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1.5A2.2 PLC端子接线图 图2 端子分配图3. PLC程序设计3.1 设计思想 首先按照要求把具体的输入与输出的端口相应的点数配合设计出来，好为下步的工作做铺垫，然后根据找出的端口数相应的选出PLC的型号和具体的端口，在根据题中的具体要求把每个步的动作过程用顺序功能图表示出来，再根据顺序功能图把相应的梯形图设计好。再设计梯形图时，应注意以下几项：(1) 设计可编程控制器时，安全性是第一重要的，应避免程序故障的出现，应设置如下几中安全电路：紧急停止电路，保护电路等操作的连锁电路，定位的上限位/下限位等连锁电路等，以防止误操作产生故障。 (2) 编程要理论联系实践。从最简单的做起，循序渐进。最开始可以先编写些只包括数字量的，然后再考虑模拟量的，另外像计时器、计数器也经常使用等。(3) 在一段程序里不可有同样的两个输出存在。比如说前段程序有1个输出Q0.0存在，后面就不要再有了。(4)用步进指令设计梯形图时，要注意PLC初始状态继电器的设置。状态继电器可用于步进顺序控制，也可作为辅助继电器使用。(5) 使用梯形图编程时，应把串联多的电路块尽量放在最上边，把并联多的电路块尽量放在最左边，这样即节省指令，又美观。在同一程序中，同一编号的线圈使用两次及两次以上称为双线圈，双圈非常容易引起误动作，应避免使用。触点应画在水平线上，不包含触点的分支线条应放在垂直方向，不要放在水平方向，以便于读图和图形的美观。线圈和指令线圈一般不能直接连接在左边的母线上，如需要的话可通过特殊的继电器完成。3.2 顺序功能图图3 顺序功能图3.3 PLC梯形图（1）自动（2）手动梯形图4. 程序调试的说明本次设计程序调试通过模拟的方式进行。模拟的软件为S7_200仿真软件。需要特别说明的是，因为S7_200仿真软件没有感应器（限位开关），所以需要手动进行调置。在调试过程中，线圈得电，输出端小灯亮，说明此活动步没有问题，可进行下步，依次全部调试通过，否则，对照顺序功能图修改梯形图，直到通过。5. 结束语 PLC实训即课程设计，很快结束了，在这短暂的实训时间里，经过老师、同学的指导，我获益非浅，学习了不少关于自己专业方面的知识。经过此次的实训，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！ 此次实训主要是完成半精镗专用控制系统的设计，在完成这个项目期间还学习了画图等一些与自己专业有关的软件应用。这门课程的灵活性很强，充分发挥自己的潜力；在设计的开始遇到了很多困难，如I、O端口的准确分配。 通过这次的实训，让我受益匪浅。通过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。第二，通过这次的实践操作，我认识到了自己的不足，更感觉到了自己与别人的差距。为了明年的工作实习而做准备，从各方面充实自己，使自己适应这个社会。 总之，这次的实训给予了我不同的学习方法和体验，让我深切的认识到实践的重要性。在以后的学习过程中，我会更加注重自己的操作能力和应变能力，多与这个社会进行接触，让自己更早适应这个陌生的环境，相信在不久的将来，可以打造一片属于自己的天地。 最后诚挚的感谢我们的指导老师李老师。6. 参考文献（1） 华玉洁.起重机械与吊装.第一版.化学工业出版社.2005.8；179-204（2） 机械设计手册.机械设计手册编写组.第一版.机械工业出版社.1981；325-447（3） 张燕宾.SPWM变频调速应用技术.第一版.机械工业出版社2002.5；（4）陈白宁，段智敏，刘文波. 机电传动控制