内燃机部件定位清洗机控制系统

No沈阳理工大学课程设计专用纸目录 前言 1.课程设计的要求与任务.1 1.1 课程设计任务.1 1.2 课程设计的基本要求.1 2.总体设计.3 2.1 PLC 型号的选择.3 2.2 I/O 点及地址分配.3 2.3 控制面板设计.5 2.4 PLC 端子接线.6 3.PLC 程序设计.7 3.1 设计思想.7 3.2 顺序功能图.8 3.3 PLC 梯形图.9 4.程序调试说明 .18 5.结束语.19 6.参考文献.20沈阳理工大学No沈阳理工大学课程设计专用纸前言在现代化的生产中，生产机械的自动化程度反映了工业生产发展的水平。现代化的生产设备与系统已不再是传统意义上单纯的机械系统，而是机电一体化的综合系统，电气传动与控制系统已经成为现代生产机械的重要组成部分。机与电、传动与控制已经成为不可分割的整体。 所谓机电传动，是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称，它的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。 在现代工业中，为了实现生产过程自动化的要求，机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机，而且包含控制电动机的一整套控制系统，也就是说，现代机电传动是和由各种控制元件组成的自动控制系统紧密地联系在一起的。 机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间，甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，则指通过控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数量的增加，质量的提高，生产成本的降低，工人劳动条件的改善以及能量的合理利用。随着生产工艺的发展，对机电传动控制系统提出了越来越高的要求。例如，一些精密机床要求加工精度达百分之几毫米，甚至几微米，重型镗床为保证加工精度和粗糙度达到要求，就要在极慢的稳速下进给，即要求在很宽的范围内调速；轧钢车间的可逆式轧机及其辅助机械，操作频繁，要求在不到1秒的时间内完成从正转到反转的过程，即要求能迅速地启动、制动和反转；对于电梯和提升机则要求启动与制动平稳，并能准确地停止在给定的位置上；为了提高效率，由数台或数十台设备组成的生产自动线，要求统一控制和管理。诸如此类的要求都是靠电动机及其控制系统和机械传动装置来实现的。- 19 -No沈阳理工大学课程设计专用纸1.课程设计的要求与任务 1.1课程设计任务 内燃机部件定位清洗机控制系统设计 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 图1清洗机流程图1.2课程设计的基本要求 1.初始状态清洗系统通电初始化，输送杆在最后端即输送杆后退限位I1.3有效时，当传感器检测到有工件时系统处于初始位。2.工作过程1） 按下启动I0.0按钮2） 延时2S后挡板门开启3） 挡板门开启到位后，输送杆开始上升4） 输送杆上升到位后，开始第一组吹气5） 延时1S后，输送杆开始前进6） 前进到位后，开始第二组吹气7） 延时1S后，输送杆开始下降8） 下降到位后，挡板门开始闭合9） 闭合到位后，喷嘴盒开始下降10） 下降到位后，换向阀A位开始喷洗11） 延时7S后，换向阀B位开始喷洗12） 延时7秒后再次循环一次（10）（11）步骤13） 换向阀开始关闭14） 关闭到位后，延时10S15） 喷嘴盒上升16） 上升到位后，输送杆后退17） 后退到位后，如果选择的是单周期，则回到初始步。如果选择连续，且在有工件的情况下执行步骤（2）3.停止过程按下停止按钮I0.1后执行完本周期后回到初始状态。2.总体设计2.1 PLC型号选择PLC产品的种类、型号很多，他们的功能、价格、使用条件各不相同。选用时，除输入、输出点数外，一般还应考虑PLC的功能、输入接口模块、输出接口模块。另外，还要考虑其可靠性、价格、可扩充性、软件开发的难易、是否便于维修等问题。FXN2系列编程器运行速度快、功能强、适用于要求较高的中小型控制系统。这种小型PLC符合程序的要求且指令丰富、功能强大、可靠性高、适应性好、结构紧凑、便于扩展、性价比高。PLC主机：选择德国西门子S7-200系列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28输入点，13个输出点。因此采用S7-200 CPU 226 AC/DC/继电器型工作主机。由于该系统有28个输入，S7-200 CPU226不能满足要求，所以需要添加一个模块EM223(4I/4Q)。2.2 I/O点及地址分配 输入输出功能地址功能地址启动按钮SB0I0.0挡板门开启Q0.0停止按钮SB1I0.1输送杆上升Q0.1传感器I0.2第一组吹气Q0.2挡板门开启限位SQ0I0.3输送杆前进Q0.3输送杆上限位SQ1I0.4第二组吹气Q0.4输送杆右位SQ2I0.5输送杆下降Q0.5输送杆下限位SQ3I0.6挡板门闭合Q0.6挡板门闭合限位SQ4I0.7喷嘴盒下降Q0.7喷嘴盒下限位SQ5I1.0换向阀换位清洗Q1.0换向阀关闭限位SQ6I1.1换向阀换位清洗Q1.1喷嘴盒上限位SQ7I1.2换向阀关闭Q1.2输送杆左限位SQ8I1.3喷嘴盒上升Q1.3挡板门开启SB2I1.4输送杆后退Q1.4输送杆上升SB3I1.5第一组吹气SB4I1.6输送杆前进SB5I1.7第二组吹气SB6I2.0输送杆下降SB7I2.1挡板门闭合SB8I2.2喷嘴盒下降SB9I2.3位清洗SB10I2.4位清洗SB11I2.5换向阀关闭SB12I2.6喷嘴盒上升SB13I2.7输送杆后退SB14I3.0手动I3.1单周期I3.2连续I3.32.3 控制面板设计根据要实现的功能设计好操作控制面板，采用旋钮对手动，单周期，连续选择。手动操作，采用按钮进行启动和停止 图2控制面板2.4PLC端子接线 3.PLC程序设计3.1.设计思想工作过程的控制：当挡板门关闭，输送杆在最后面时。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3.3 PLC梯形图采用子程序调用的方法。子程序可以把整个用户程序按照功能进行结构化的组织。一个“好”的程序总是把全部的控制功能分为几个符合工艺控制规律的子功能块，每个子功能块可以由一个或多个子程序组成。这样的结构也非常有利于分步调试，以免许多功能综合在一起无法判断问题的所在；而且，几个类似的项目也只需要对同一个程序作不多的修改就能适用。子程序的规则： 1.子程序在调用时会保持当前的逻辑运算结果，但是不保存累加器（ACx）的内容 。 2.子程序在执行到末尾时自动返回，不必加返回指令；在子程序中间也可以使用条件返回指令 。 3.子程序不能使用跳转语句跳入、跳出 。 4.子程序返回时，回到调用子程序的指令后面，继续执行上一级程序 5.西门子S7-200 CPU最多可以调用64个子程序（CPU226为128个） 。 6.子程序可以嵌套调用，即子程序中再调用子程序，一共可以嵌套8层 。 7.在中断服务程序中不能欠套调用子程序，被中断服务程序调用的。 8.子程序中不能再出现子程序调用 。 9.子程序可以带参数调用，在子程序的局部变量表中设置参数的类型；一共可以带16个参数（形式参数） 。 公用程序用于处理各种工作方式都要执行的任务，以及处理不同工作方式之间的相互切换4.程序调试说明首先，将设计好的程序写入PLC后，逐条检查，看是否有书写错误。其次，用S7-200自带的功能调试一下后，导出程序。然后用S7-200仿真软件进行仿真，全程监视程序的执行情况。根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。对于顺序控制程序，调试程序的主要任务是检查程序的运行是否符合功能表图的规定，即在某一转换条件实现时，是否发生步的活动状态的正确变化，即该转换所有的前级步是否变为不活动步，所有的后续步是否变为活动步，以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。 在调试时应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。 程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。 在程序调试过程中出现了只能单周期运行，而不能循环运行，经过程序运行监控，一步一步检查，最后解决了问题。 5. 结束语 这次课程设计基本上涵盖了我们所学习的PLC程序的大部分知识点，课程设计题目要求不仅要求对课本知识有较深刻的了解，同时要求程序设计者由较强的思维能力和操作动手能力。这次课程设计使我对PLC程序的编程、程序的录入、以及在上机操作调试有了很大的提高。大部分同学只关心程序运行的结果，而对程序的创新丝毫不在意。这是非常不可取的，因为往往在动脑思考创新中我们会有更多收获，学到更多的知识。做课程设计不仅让我们修补了以前学习的漏洞，也让我明白了一个道理：学习好PLC这门技术，需要自己对它有兴趣，而且要自己肯于动手操作实验。通过这两个周的学习，还是学到了不少的知识！不仅纠正了课程学习过程中出现的许多错误，还在试验中验证了自己的一些猜想。在学习的过程中有失败，当然也有困惑，有成功，当然就有喜悦。虽然只是课程设计，但我拿出了自己的全部精力去对待，能学到知识固然值得骄傲，能认识到自己的过错和不足不也是一件