关 键 词：

机械毕业设计论文

资源描述：

毕业设计112大电机星形与三角形起动运行设计,机械毕业设计论文

内容简介：

湖南机电职业技术学院 - 1 - 第一章 大电机星形 /三角形起动运行 第 一 节 任务书 1.1.1 实习题目： 大电机星形 /三角形起动运行 1.1.2 学习目的： 1、用 PLC 控制器控制电动机星形 /三角形起动运行； 2、掌握 PLC 外部输入、输出电路的设计和连接方法； 3、掌握应用软件的编程方法； 4、通过实训提高分析问题、解决问题的能力。 通过电动机星形、三角形 PLC 的编程，掌握星形、三角形起动运行控制关系，了解系统设计的思路及流程，解决生产过程中电动机起动的实际问题。 1.1.3 内容及要求： 1、电动机 M 能实现正 、反向星形、三角形起动。 2、电气操作流程说明： 按动正向启动按钮 SB1，过 5 秒后 KM1 和 KM2 闭合（星形起动），经 5S 后， KM2 断开， KM4 闭合，实现正向三角形运行；按动反向启动按钮 SB2， KM1 和 KM4 立即停止，过 5 秒后 KM2 和 KM3闭合（星形起动），经 5S 后， KM2 断开， KM4 闭合，实现反向三角形运行，按停车按钮开关 SB3，电动机 M 停止运行。 1.1.4 设计内容： 1、根据电动机星形三角形起动要求，设计 PLC 外部电路； 2、连接 PLC 外部（输入、输出）电路，编写用户程序； 3、输入、编辑、编译、下载、 调试用户程序； 4、运行用户程序，观察程序运行结果。 5、编制材料元件表。 nts 湖南机电职业技术学院 - 2 - 第 二 节 绪 论 1.2.1 可编程序控制器 ： 可编程序控制器是以软件手段来实现各种控制功能的革命性控制装置，把计算机的功能完备、通用性和灵活性好等优点和继电接触式控制系统的操作方便、简单易懂、价格低廉等优点结合起来，他是一种适应于工业环境的通用控制装置。 现在的可编程序控制器和原来的控制系统相比，增加了算术运算、数据转换、过程控制、数据通信等功能，已可以完成大型而复杂的控制任务。可编程序控制器作为工业自动化的技术之一，在工业 领域占有十分重要的地位。 1.2.2 正反运转星 /三降压启动： 电动机的正反运转在工业应用中到处可见，起到了非常重要的作用，对它的了解和学习是不可少的。现在很多场合都是使用的大功率电动机，对于功率较大的电动机，我们不能直接启动，直接启动时，电流为其标准额定电流的 4 8 倍，启动电流较大 ，会对电网产生巨大冲击，一般采用降压方式来启动，本实训采用的是星 /三角形降压启动，星 /三角形降压启动的优点在于，星形启动电流只是原来三角形接法直接启动的 1/3，启动额定电流为电动机额定电流的 2倍左右，启动电流特性好、结构简单、价 格低。缺点是启动转距也相应下降为原来三角形的直接启动时的 1/3。因而本线路适用于电动机空载或轻载启动的场合。 第 三 节 系统设计 1.3.1 工作原理： 按动正向启动按钮 SB1，过 5 秒后 KM1 和 KM2 闭合（星形起动），经 5S 后， KM2 断开， KM4 闭合，实现正向三角形运行；按动反向启动按钮 SB2， KM1 和 KM4 立即停止，过 5 秒后 KM2 和 KM3nts 湖南机电职业技术学院 - 3 - 闭合（星形起动），经 5S 后， KM2 断开， KM4 闭合，实现反向三角形运行，按停车按钮开关 SB3，电动机 M 停止运行。 1.3.2 主电路和控制电路如下： QSF U 1K M 1 K M 2F R 1M3 K M 3K M 4UVWU V WF U 2 FRS B 1S B 2K M 1K M 2 K M 3K M 4K M 1 K M 2K M 3K M 1K M 2K M 2K M 3K M 4K M 1 KTKTKTS B 3L1L2L31.3.3 PLC 的 I/O 地址分配，符号表及注释参考： 输入端： I0.0 SB2 星 /三角形 正转开关 常开 I0.1 SB3 星 /三角形 反转开关 常开 输出端： Q0.1 KM1 正转交流接触器线圈 Q0.2 KM2 反转交流接触器线圈 nts 湖南机电职业技术学院 - 4 - Q0.3 KM3 三角形运转接触器线圈 Q0.4 KM4 星形启动接触器线圈 1.3.4 星形 /三角形启动运行的程序设计： 梯形图： nts 湖南机电职业技术学院 - 5 - 语句表； 1.3.5 PLC 外部接线 图； ACL1N1LQI1M 2M2LM L+0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 1 .5 1 .6+0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5N-L+N-L+K M 1 K M 2 K M 3 K M 4S B 1S B 2 S B 3电源2 4 V D C 传感器电源输出S i e m e n s P L C C P U 2 2 61.3.6 元件清单 熔断器 3 个 交流接触器 4 个 热继电器 1 个 电动机 1 台 按纽开关 1 个 组合开关 1 个 nts 湖南机电职业技术学院 - 6 - S7 200PLC 1 个 导线 若干 第二章 自动送料装车系统 第一节 任务书 2.1.1 实习题目： 自动送料装车系统 2.1.2 实训目的： （ 1）了解工业生产过程中 PLC的控制方法； （ 2）学会熟练使用 PLC提高分析问题能力、解决问题。 2.1.3 实训设备： （ 1） 计算机； （ 2） PLC实验装置； （ 3）电动机三台（ 11KW） （ 4）导线若干 （ 5）接触器 3只 2.1.4 自动送料装车系统的控制要求： 1初始状态：绿灯（ L1）亮，红灯（ L2）灭，表示允许汽车开进装料，此时，进料阀门（ K1），料斗阀门（ K2），电动机（ M1、 M2、 M3）皆为 OOF状态。 2当汽车到来时，检测开关 S3接通，红色信号灯 L2亮，绿色 L1灭，传送带驱动电动机 M3 运行； 2S 后，电动机 M2 运行再经过 2S 后 M1 运行，依次顺序起动送料系统。 3、 电动机 M3 运行后，进料阀门 K1 打开料斗进料，料斗装满时 ，检测开关S1=1 接通，进料阀门 K1关闭（设 1 料斗物料足够装满 1 车）；料斗出料阀门 K2在 M1运行及料满（ S1=1）后，打开放料，物料通过传送带的传送，装入汽车。 4、 当装满汽车后，称重开关 S2 动作，料斗出料阀门 K2 关闭，同时电动机M3 断电停止， 2S 后 M2 停止，再过 2S 后 M1 停止， L1 亮， L2 灭，表示汽车可以开走。 2.1.4 实验内容及要求 （ 1）根据 自动送料装车系统 运行要求 ，设计 PLC 外部电路（按电机选择接触nts 湖南机电职业技术学院 - 7 - 器、主导线、中间继电器等）； （ 2）连接 PLC外部电路； （ 3）编写用户程序； （ 4）输入、编辑、 编译、下载调试用户程序； （ 5）运行用户程序，观察程序运行结果； （ 6）编制材料元件表。 2.1.5 思考 （ 1）在原实训的基础上，增加每日装车次数统计功能。 （ 2）结合实训过程和结果写出实验报告。 第二节 绪 论 2.2.1 可编程序控制器 可编程序控制器是以软件手段来实现各种控制功能的革命性控制装置，把计算机的功能完备、通用性和灵活性好等优点和继电接触式控制系统的操作方便、简单易懂、价格低廉等优点结合起来，他是一种适应于工业环境的通用控制装置。现在的可编程序控制器和原来的控制系统相比，增加了算术运 算、数据转换、过程控制、数据通信等功能，已可以完成大型而复杂的控制任务。可编程序控制器作为工业自动化的技术之一，在工业领域占有十分重要的地位。 2.2.2 自动送料装车系统 送料装车 是工业生产中不可缺少的工业操作， 自动送料装车系统 的模拟装置 ,可以模拟实际的 自动送料装车系统 的工作状况 ,为实际控制系统的设计 和模拟运行带来方便和经济性 .它以 Simens S7-200 PLC 和模拟控制模板构成模拟运行系统 ,通过其 CPU226 完成 I/O 分配 。 第三节 系统设计 2.3.1 自动送料装车系统工作原理： nts 湖南机电职业技术学院 - 8 - 1初始状态：绿灯（ L1）亮，红灯（ L2）灭，表示允许汽车开进装料，此时，进料阀门（ K1），料斗阀门（ K2），电动机（ M1、 M2、 M3）皆为 OOF状态。 2当汽车到来时，检测开关 S3接通，红色信号灯 L2亮，绿色 L1灭，传送带驱动电动机 M3 运行； 2S 后，电动机 M2 运行再经过 2S 后 M1 运行，依次顺序起动送料系统。 3、 电动机 M3 运行后，进料阀门 K1 打开料斗进料，料斗装满时，检测开关S1=1 接通，进料阀门 K1关闭（设 1 料斗物料足够装满 1 车）；料斗出料阀门 K2在 M1运行及料满（ S1=1）后，打开放料，物料通过传送带的传送，装入汽车。 4、 当装满汽车后，称重开关 S2 动作，料斗出料阀门 K2 关闭，同时电动机M3 断电停止， 2S 后 M2 停止，再过 2S 后 M1 停止， L1 亮， L2 灭，表示汽车可以开走。 nts 湖南机电职业技术学院 - 9 - 2.3.2 控制系统的 I/O 地址分配 系统输入、输出点及其对应的 PLC 地址 分配表 类别 元件 端子号 作用 输 入 SB1 I0.0 启动按钮 SB2 I0.1 停止按钮 SQ2（ S3） I0.2 检测开关接通， 汽车开进 SQ1（ S2） I0.3 称重开关 SQ （ S1） I0.4 检测开关接通，进料阀门 K1 关闭 输 出 L1 Q0.0 指示灯 绿灯 L2 Q0.1 指示灯 红灯 KM1 Q1.1 电动机 M1 输出接触器 KM2 Q1.2 电动机 M2 输出接触器 KM3 Q1.3 电动机 M3 输出接触器 YV1（ D4） K1 Q0.2 进料阀门电磁阀 YV2（ D3） Q0.4 料满 阀门电磁阀 YV3（ D2） K2 Q0.3 出料阀门电磁阀 YV4（ D1） Q0.5 称重指示 nts 湖南机电职业技术学院 - 10 - 2.3.3 软件设计 控制电路 梯形图 设计 nts 湖南机电职业技术学院 - 11 - nts 湖南机电职业技术学院 - 12 - 语句表设计 nts 湖南机电职业技术学院 - 13 - nts 湖南机电职业技术学院 - 14 - 2.3.4 PLC 外围接线图 L1 L2 D1D2 D3D4ACL1N1LQI1M 2M2LM L+0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 1 .5 1 .60 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5N-L+N-L+K M 1 K M 2 K M 3电源2 4 V D C 传感器电源输出3L 1 .1 1 .2 1 .3N-L+S B 1 S B 2 S1S2S30 .4+S i e m e n s P L C C P U 2 2 62.3.5 元件清单 S7-200/CPU226 可编程序控制器 1 个 交流接触器 3 个 指示灯 2 个 按钮开关 5 个 电磁阀 4 个 熔断器 3 个 导线 若干 控制板 nts 湖南机电职业技术学院 - 15 - 第三章 多种液体自动混合 第一节 任务书 3.1.1 实习题目： 多种液体自动混合 3.1.2 实训目的： （ 1）结合多种液体自动混合系统，应用 PLC技术对化工生产过程实施控制； （ 2）学会熟练使用 PLC提高分析问题能力、解决问题。 3.1.3 实训设备： （ 1）计算机； （ 2） PLC实验装置； （ 3）导线若干 （ 4）模拟板 3.1.4 多种液体自动混合系统的控制要求： 1多种液体自动混合的初始状态 ： 在初始状态下，容器为空，电磁阀 Y1、 Y2、 Y3、 Y4 和搅拌机 M 以及加热元件 R均为 OFF，液面传感器 L1、 L2、 L3和温度检测 T均为 OFF。 2、液体混合操作过程： 按动起动按钮，电磁阀 Y1 闭合（ Y1 为 ON），开始注入液体 A，当液面高度达到 L3 时（ L3 为 ON），关闭电磁阀 Y1（ Y1 为 OFF），液体 A 停止注入，同时，开启电磁阀门 Y2（ Y2为 ON）注入液体 B，当液面升至 L2时（ L2为 ON），关闭电磁阀 Y2（ Y2 为 OFF），液体 B 停止注入，同时，开启 电磁阀门 Y3（ Y3 为 ON）注入液体 C 当液面升至 L1 时（ L1 为 ON），关闭电磁阀 Y3（ Y3 为 OFF），液体 C 停止注入，然后开启搅拌电机 M，搅拌 10 秒，停止搅拌，加热（起动电炉 R）， I当温度（检测器 T 动作）达到设定值时，停止加热（ R为 OFF），并放出混合液体（ Y4 为 ON），至液面高度降为 L3 后，再经 5 秒延时，液体可完全放完，停止放出（ Y4为 OFF）。液体混合过程结束。按停止按钮，液体混合操作停止。 3.1.5 实验内容及要求 （ 1）根据 多种液体自动混合 系统 运行要求 ，设计 PLC 外部电路（按电机选择接触器、主导线、 中间继电器等）； （ 2）连接 PLC外部电路； （ 3）编写用户程序； （ 4）输入、编辑、编译、下载调试用户程序； nts 湖南机电职业技术学院 - 16 - （ 5）运行用户程序，观察程序运行结果； 3.1.6 思考 （ 1）简述液位传感器的工作原理及实训时操作方法？ （ 2）结合实训过程和结果写出实验报告。 第二节 绪 论 3.2.1 可编程序控制器 可编程控制液体混合系统现状和发展 主要介绍其系统的目的和意义，目前我国的液体混合系统，根据社会发展的需要必须要进行技术改造，可编程控制器的广泛应用，随着技术的发展，其优越性越来越多，以后将朝大容量、小 体积、高性能、易操作、寿命高、可靠性强、无公害化发展，从而可以看出可编程控制液体混合系统的广泛前景；同时介绍了该液体混合起关键作用的自动混合技术和 PLC 的应用以及其特点。 3.2.2 多种液体自动混合 多种液体自动混合是工业中经常遇到的一个工艺流程。它一般要求多种液体在不同时刻向容器中流入不同的量，所需要的液体都注入完毕，再搅拌一段时间使多种液体混合均匀，并且往往还会对混合液体进行加热。液体向容器中流入的量可以采用液面传感器进行控制。即当某种液体向容器中注入时，容器中的液面会不断上升，当液面接触到液面传 感器时，液面传感器会向 PLC 提供一个输入， PLC 经过程序运算会产生一个使此种液体停止注入的输出。混合液体可以用电动机带动的搅拌机进行搅拌混合。混合液体可以通过加热器对其进行加热，其加热温度通过温度传感器控制。即当混合液体的温度上升到温度传感器设定的温度时，温度传感器会向 PLC 提供一个输入， PLC 经过程序运算会产生一个使加热器停止加热的输出。最后把混合好的液体经过出口排出到下一道工序。 nts 湖南机电职业技术学院 - 17 - 第三节 系统设计 3.3.1 多种液体自动混合工作原理： 按动起动按钮，电磁阀 Y1 闭合（ Y1 为 ON），开始注入液体 A，当液面 高度达到 L3 时（ L3 为 ON），关闭电磁阀 Y1（ Y1 为 OFF），液体 A 停止注入，同时，开启电磁阀门 Y2（ Y2 为 ON）注入液体 B，当液面升至 L2 时（ L2 为 ON），关闭电磁阀 Y2（ Y2 为 OFF），液体 B 停止注入，同时，开启电磁阀门 Y3（ Y3 为 ON）注入液体 C 当液面升至L1 时（ L1 为 ON），关闭电磁阀 Y3（ Y3 为 OFF），液体 C 停止注入，然后开启搅拌电机 M，搅拌 10 秒，停止搅拌，加热（起动电炉 R）， I当温度（检测器 T 动作）达到设定值时，停止加热（ R 为 OFF），并放出混合液体（ Y4 为 ON），至液面高度降为 L3 后，再经 5 秒延时，液体可完全放完，停止放出（ Y4 为 OFF）。液体混合过程结束。按停止按钮，液体混合操作停止。 多种液体自动混合 Y 4M电炉HT温度传感器L 3L 2L 1液面传感器液体 A液体 B液体 CY 1Y 2Y 3nts 湖南机电职业技术学院 - 18 - 3.3.2 控制系统的 I/O 地址分配 系统输入、输出点及其对应的 PLC 地址 分配表 类别 元件 端子号 作用 输 入 SB1 I0.0 启动按钮 SB2 I0.1 停止按钮 SB3（ L3） I0.2 A 液体满感应开关 SB4（ L2） I0.3 B 液体满感应开关 SB5（ L1） I0.4 C 液体满感应开关 输 出 YV1 Q0.0 A 料电磁阀开关 YV2 Q0.1 B 料电磁阀 开关 YV3 Q0.2 C 料电磁阀开关 KM1 Q0.3 M 搅拌机输出 YV4 Q0.4 电炉 R 电磁阀开关 YV5 Q0.5 混合料放液电磁阀开关 3.3.3 软件设计 梯形图设计 nts 湖南机电职业技术学院 - 19 - nts 湖南机电职业技术学院 - 20 - nts 湖南机电职业技术学院 - 21 - 语句表设计 nts 湖南机电职业技术学院 - 22 - nts 湖南机电职业技术学院 - 23 - 工作过程分析： 启动操作：按下启动按钮 SB1， I0.0 的动合触点闭合， M10.0 产生启动脉冲， M10.0 的动合触点闭合，使 Q0.0 保持接通，液体 A 电磁阀YV1 打开，液体 A 流入容器。当液面上升到 SL3 时，虽然 I0.4 动合触点接通，但 没有引起输出动作。当液面上升到 SL2 位置时， SL2 接通， I0.3 的动合触点接通， M10.3 产生脉冲， M10.3 的动合触点接通一个扫描周期，复位指令 R Q0.0 使 Q0.0 线圈断开， YV1 电磁阀关闭，液体 A 停止流入；与此同时， M10.3 的动合触点接通一个扫描周期，保持操作指令 S Q0.1 使 Q0.1 线圈接通，液体 B 电磁阀 YV2 打开，液体 B 流入。 当液面上升到 SL1 时， SL1 接通， M10.2 产生脉冲， M10.2 动合触点闭合，使 Q0.1 线圈断开， YV2 关闭，液体 B 停止注入， M10.2 动合触点闭合， Q0.3 线圈接通 ，搅匀电机工作，开始搅动。搅动电机工作时， Q0.3 的动合触点闭合，启动定时器 T37，过了 6 秒， T37 动合触点闭合， Q0.3 线圈断开，电机停止搅动。当搅匀电机由接通变为断开时，使 M11.2 产生一个扫描周期的脉冲， M11.2 的动合触点闭合，Q0.2 线圈接通，混合液电磁阀 YV3 打开，开始放混合液。 液面下降到 SL3，液面传感器 SL3 由接通变为断开，使 M11.0 动合触点接通一个扫描周期， M20.1 线圈接通， T1 开始工作， 2 秒后混合液流完， T1 动合触点闭合， Q0.2 线圈断开，电磁阀 YV3 关闭。同时 T1 的动合触点闭合， Q0.0 线圈接通， YV1 打开，液体 A 流入，开始下一循环。 停止操作：按下停止按钮 SB2， I0.1 的动合触点接通， M10.1 产生停止脉冲，使 M20.0 线圈复位断开， M20.0 动合触点断开，在当前的混合操作处理完毕后，使 Q0.0 不能再接通，即停止操作。 nts 湖南机电职业技术学院 - 24 - 3.3.4 PLC 外围接线图 YV1 YV2 YV4 YV5ACL1N1LQI1M 2M2LM L+0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 1 .5 1 .60 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5N-L+K M 1电源2 4 V D C 传感器电源输出3L 1 .1 1 .2 1 .3N-L+S B 1 S B 2 S B 5S B 4S B 30 .4+S i e m e n s P LC C P U 2 2 6YV3R3.3.7 元件清单 S7-200/CPU226 可编程序控制器 1 个 交流接触器 3 个 按钮开关 5 个 电磁阀 5 个 熔断器 3 个 导线 若干 控制板 nts 湖南机电职业技术学院 - 25 - 第四章 全自动洗衣机控制系统设计 第一节 任务书 4.1.1 实现题目 全自动洗衣机控制系统设计 4.1.2 实训目的： （ 1）结合 全自动洗衣机控制系统设计 ，应用 PLC技术对家用电器实施控制； （ 2）学会熟练使用 PLC提高分析问题能力、解决问题。 4.1.3 实训设备： （ 1）计算机； （ 2） PLC实验装置； （ 3）导线若干 （ 4）模拟板 4.1.4 全自动洗衣机控制系统设计 的控制要求： 全自洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一心安放的，内 桶可以旋转，作为脱水用。内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，控制系统将离合器合上，由 洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位控制开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。 控制要求： 按下启动按钮后，洗衣机开始进水。水满时（即水位到达高水位，高水位开关由 OFF 变为 ON）， PLC 停止进水，并开始洗涤正转，正转洗涤 15S 后暂停，暂停 3S 后开始洗涤、反转。反 洗 15S 后暂停。暂停 3S 后，若正、反洗未满 3次，则返回从正洗开始的动作；若正、反洗满 3次时，则开始排水。水位下降到nts 湖南机电职业技术学院 - 26 - 低水位时（低水位开关由 ON 变为 OFF）开始脱水并继续排水。脱水 10S 即完成一次从进水到脱水的大循环过程。若未完成三次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了三次大循环，则进行洗完报警。报警 10S后结束全部过程，自动停机。 此外，还要求可以按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。 4.1.5 实验内容及要求 （ 1）根据 全自动洗衣机控制 系统 运行要求 ，设计 PLC 外部电路（按电机选择接触器、主导线、中间继电器等）； （ 2）连接 PLC外部电路； （ 3）编写用户程序； （ 4）输入、编辑、编译、下载调 试用户程序； （ 5）运行用户程序，观察程序运行结果； 4.1.6 方案提示 （ 1）用基本指令、定时指令和计数器指令组合起来设计编写程序。 （ 2）用步控指令实现程序 （ 2）结合实训过程和结果写出实验报告。 第二节 绪论 4.2.1 可编程序控制器 在洗衣机上的应用 根据全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器 PLC 实现控制，说明了 PLC 控制的原理方法，特点及控制洗衣机的特色。通过本系统的设计，对 西门子 S7 200 系列 PLC 的特点有了深入的理解。全自动洗衣机控制系统利用了 西门子 S7 200 系列 PLC 的特 点，对按钮，电磁阀，开关等其它一些输入 /输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化，并实现了多台控制。由于每遍的洗涤，排水，脱水的时间由 PLC 内计数器控制，所以只要改变计数器参数就可以改变时间。可以把上面设定的程序时间定下来，作为固定程序使用，nts 湖南机电职业技术学院 - 27 - 也可以根据衣物的质地，数量及脏污的程度来编程。只要稍作改变，就可以设计出诸如要多洗多甩的牛仔类衣物，轻洗轻甩的羊毛类衣物以及通用的标准洗涤程序，充分表现现代家电用品的个性。 4.2.2 全自动洗衣机 介绍 全自洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一心安放的，内 桶可以旋转，作为脱水用。内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位控制开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现 手动排水。 高水位开关 洗涤电机 低水位开关 排水口 控制器 排水按钮 停止按钮 启动按钮 进水口 内桶 外桶 波盘 nts 湖南机电职业技术学院 - 28 - 第三节 系统设计 4.3.1 全自洗衣机的工作原理 按下启动按钮后，洗衣机开始进水。水满时（即水位到达高水位，高水位开关由 OFF 变为 ON）， PLC 停止进水，并开始洗涤正转，正转洗涤 15S 后暂停，暂停 3S 后开始洗涤、反转。反洗 15S 后暂停。暂停 3S 后，若正、反洗未满 3 次，则返回从正洗开始的动作；若正、反洗满 3 次时，则开始排水。水位下降到低水位时（低水位开关由ON 变为 OFF）开始脱水并继续排水。脱水 10S 即完成一次从进水到脱水的大循环过程。若 未完成三次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了三次大循环，则进行洗完报警。报警 10S 后结束全部过程，自动停机。 4.3.2 控制系统的 I/O 地址分配 系统输入、输出点及其对应的 PLC 地址 分配表 类别 元件 端子号 作用 输 入 SB1 I0.0 手动排水按纽 SB2 I0.1 启动按纽 SB3 I0.2 高水位开关 SB4 I0.3 低水位开关 SB5 I0.4 停止按纽 输 出 YV1 Q0.1 进水阀门电磁阀 YV2 Q0.2 排水阀门电磁阀 YV3 Q0.5 报警器开关 YV4 Q0.6 离合器开关 KM1 Q0.3 正洗涤接触器 KM2 Q0.4 反洗涤接触器 KM3 Q0.7 脱水接触器 nts 湖南机电职业技术学院 - 29 - 4.3.3 软件设计 梯形图设计 nts 湖南机电职业技术学院 - 30 - nts 湖南机电职业技术学院 - 31 - nts 湖南机电职业技术学院 - 32 - nts 湖南机电职业技术学院 - 33 - nts 湖南机电职业技术学院 - 34 - nts 湖南机电职业技术学院 - 35 - nts 湖南机电职业技术学院 - 36 - 语句表设计： nts 湖南机电职业技术学院 - 37 - nts 湖南机电职业技术学院 - 38 - nts 湖南机电职业技术学院 - 39 - nts 湖南机电职业技术学院 - 40 - nts 湖南机电职业技术学院 - 41 - 4.3.4 PLC 外围接线图 YV1 YV2 K M 2 YV4ACL1N1LQI1M 2M2LM L+0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 1 .5 1 .60 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5N-L+K M 1电源2 4 V D C 传感器电源输出3L 1 .10 .70 .6N-L+S B 1 S B 2 S B 5S B 4S B 30 .4+S i e m e n s P LC C P U 2 2 6YV3 K M 3nts 湖南机电职业技术学院 - 42 - 4.3.4 元件清单 S7-200/CPU226 可编程序控制器 1 个 交流接触器 2 个 按钮开关 5 个 电磁阀 5 个 熔断器 3 个 导线 若干 控制板 nts 湖南机电职业技术学院 - 43 - 第五章 机械手搬物控制系统 第一节 任务书 5.1.1 实习题目； 机械手搬物控制系统 5.1.2 实训目的： （ 1）了解工业生产过程中 PLC的控制方法； （ 2）学会熟练使用 PLC提高分析问题能力、解决问题。 5.1.3 实训设备： （ 1）计算机； （ 2） PLC实验装置； （ 3）电动机三台（ 11KW） （ 4）导线若干 （ 5）接触器 5只 5.1.4 自动送料装车系统的控制要求： 设备概况和控制要求： 工作任务是将工件从 A工作台搬运至 B 工作台。机械手总停于原位，每次动作 都从原位开始，顺序为：下降 -夹紧工件 -上升 -右移 -下降 -松开工件上升 -左移回原位。 上升 夹紧 松开 A工作台 B工作台 下降 右移 工件 机械手结构示意图 nts 湖南机电职业技术学院 - 44 - 控制方式 : 1.自动方式 : (1)连续操作 系统一旦启动 ,机械手的动 作将自动连续不断地周期性循环 ,直到系统收到停运信号 ,运行到原位后停机 . (2)单周期操作 按下启动按钮后 ,机械手从原位开始自动完成一个周期的动作后停止 .在工作过程中 ,若按停止按钮 ,则机械手停在该工序上 ,再次启动后 ,从该工序继续工作 ,最后停在原位上 。 (3) 步进操作台 每按一次启动按钮 ,机械手向前执行一步动作后停止 . 2.手动操作 : (1)单一操作 用相应的按钮开关接通或断开各负载 . (2)返回原位 按下返回原位按钮开关时 ,机械手自动返回到它的原始位置 5.1.5 实验内容及要求 （ 1）根据 机械手搬物控制系 统 运行要求 ，设计 PLC外部电路； （ 2）连接 PLC外部电路； （ 3）编写用户程序； （ 4）输入、编辑、编译、下载调试用户程序； （ 5）运行用户程序，观察程序运行结果； 5.1.6 建议 （ 1）用多种方法实现？ （ 2）结合实训过程和结果写出实验报告。 nts 湖南机电职业技术学院 - 45 - 第二节 绪 论 5.2.1 可编程序控制器的介绍 可编程序控制器是以软件手段来实现各种控制功能的革命性控制装置，把计算机的功能完备、通用性和灵活性好等优点和继电接触式控制系统的操作方便、简单易懂、价格低廉等优点结合起来，他是一种适应于工业环境的通用控 制装置。现在的可编程序控制器和原来的控制系统相比，增加了算术运算、数据转换、过程控制、数据通信等功能，已可以完成大型而复杂的控制任务。可编程序控制器作为工业自动化的技术之一，在工业领域占有十分重要的地位。 5.2.1 机械手搬物控制系统 机械手搬物控制系统为一个将工件由 A 处传送到 B 处的机械手，上升 /下降和左移 /右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止 。另外，夹紧 /放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为： 原位 下降 夹紧 上升 右移 左移 上升 放松 下降 nts 湖南机电职业技术学院 - 46 - 第三节 系统设计 5.3.1 机械手搬物控制系统的工作原理； 工作任务是将工件从 A 工作台搬运至 B 工作台。机械手总停于原位，每次动作 都从原位开始，顺序为： 下降 -夹紧工件 -上升 -右移 -下降 -松开工件上升 -左移回原位。 如下图； 系统一旦启动 ,机械手的动作将自动连续不断地周期性循环 ,直到系统收到停运信号 ,运行到原位后停机 . 5.3.2 控制系统的 I/O 地址分配 系统输入、输出点及其对应的 PLC 地址 分配表 类别 元件 端子号 作用 输 入 SB1 I0.0 启动按钮 SB2 I0.1 停止按钮 SQ2 I0.2 上限位开关 SQ1 I0.3 下限位开关 SQ4 I0.4 左限位开关 nts 湖南机电职业技术学院 - 47 - SQ5 I0.5 右限位开关 输 出 HL Q0.0 原始位置指示灯 KM1（ YV1） Q0.1 下行接触器 KM2（ YV3） Q0.3 上行接触器 KM3（ YV4） Q0.4 右行接触器 KM4（ YV5） Q0.5 左行接触器 KM5（ YV2） Q0.2 加紧接触器 5.3.3 软件设计 ： 梯形图设计 （ 系统一旦启动 ,机械手的动作将自动连续不断地周期性循环 ,直到系统收到停运信号 ,运行到原位后停机 .） nts 湖南机电职业技术学院 - 48 - nts 湖南机电职业技术学院 - 49 - 语句表设计 nts 湖南机电职业技术学院 - 50 - 5.3.4 PLC 外围接线图 K M 1 K M 4K M 3ACL1N1LQI1M 2M2LM L+0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 1 .50 .50 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5N-L+K M 2电源2 4 V D C 传感器电源输出3L 1 .1 1 .2 1 .3N-L+S B 1 S B 2 S Q 4S Q 1S Q 20 .4+S i e m e n s P LC C P U 2 2 6K M 5S Q 3HLnts 湖南机电职业技术学院 - 51 - 5.3.5 元件清单 S7-200/CPU226 可编程序控制器 1 个 交流接触器 6 个 按钮开关 2 个 行程开关 4 个 电磁阀 5 个 熔断器 3 个 导线 若干 控制板 nts 湖南机电职业技术学院 - 52 - 实习小结 通过这五周对可编程序控制器的实习，使我对可编程 序控制器（ PLC）的应用有了更多的了解，知道了 PLC 在实际生活中是怎样利用的，也使我更清楚的 知道了怎么样去使用 PLC。 本次实习的内容有五个实习课题，分别是 ： 1.大 电动机 的 正反向星 /三角形启动运 行； 2.自动送料装车系统； 3.多种液体自动混合； 4.全自动洗衣机控制系统；5.机械手抓物控制系统。 这五个课题难易程度不一样，在做到最后的实验时，有很多地方都弄不懂，可能是有些指令还没学吧，做起来比较困难，但还是老师和