机电控制技术课程设计指导书

机电控制技术课程设计指导书第一节，课程设计的目的和要求机电控制技术课程是高等学校机械电子工程学的专业基础课，可编程控制器应用技术、单片机应用技术是机电控制技术的重要组成部分，也是工程技术人员实现各种控制功能的常用方法。 结合机电控制技术课程，开始设计这门课程的目的是加强实践的一环，让学生通过系统设计、编程、调试从生产实践中精心提取的典型有意义的课题，让学生如何设计PLC和单片机的应用系统， 在对是否开发有一定的感性认识的同时，培养学生解决工程问题的能力，使其能够启发学生的创造性思维，因此，如果改变以前学生面临的面宽稍大、复杂度稍大的机电耦合型测量系统的课题，就能进入角色通过本课程设计，学生要综合利用本课程的基础知识，进行灵活的独立思考，在规定的时间内完成指定的设计任务。第二节，汽车连杆半镗削专用机床PLC控制系统的设计1 .设计任务设计了汽车连杆半精镗削专用机床的PLC控制系统，用编程箱调整、开发该系统的硬件和软件。2 .控制系统设计要求汽车链路半镗孔专用机床由左滑台、右滑台、左动态头、右动态头、工件定位夹具、液压站构成。 图2是机床的概略轮廓。 机床的左、右滑台的动作和工件的定位夹具通过液压供给动力。汽车连杆的加工过程需要在一面定位两根销，同时安装两张卡，同时加工两张卡。 机床在原始状态下，人工识别两个销，销完成后，首先同时按下SB7、SB8开始循环，然后同时按下SB1、SB2按钮，夹紧工件(继电器YV5、YV7、YV9得到电)。 如果夹紧力上升(夹紧压力继电器SP0得到电)，则进行拔出销(YV11继电器得到电)。 拔出引脚后，SQ2继电器发出了指示信号。 然后，右动力头随着右滑动台快进(继电器YV1得到电)，同时右主轴起动(接触器KM1得到电)，右滑动台快进距离，与工件碰撞后，液压系统内的压力上升(右滑动台) 右滑台通过油压行程的调速自动转移到工程上，同时对工件的两个大孔和两个小孔进行钻孔，孔到达终点，与右滑台的终点行程开关SQ3碰撞时，右滑台后退(继电器YV2使电右滑台碰到原位置行程开关SQ4时，右主轴停止(KM1关闭)，并且左滑台快进左功率头(继电器YV3接通)，并且左主轴启动(左主轴接触件KM2接通)。 左滑台快进工件时，液压系统的压力上升(左滑台压力继电器SP2得到电力)，左滑台通过液压行程阀自动调整为工进，加工左孔，接触左滑台终点行程开关SQ5 在左滑台返回原来的位置，接触到行程开关SQ6后，左主轴停止(KM2断开)，接着闩锁(YV12接通)，工件释放(YV6、YV8、YV10接通，YV5、YV7、YV9断开)。 这样就完成了整个加工过程，机床恢复到原来的状态。 可以取下工件，进行以下加工。3 .设计提示为了防止工作中误动作，开始周期需要同时按下SB7/SB8这两个按钮，同样地夹紧工件也需要同时按下SB1/SB2这两个按钮，其馀的步骤PLC自动完成。 整个操作流程是：insitu开始夹紧拔销右快进右快进左快进左快进左快退闩锁释放电磁阀的动作如表2所示：电磁阀PK 1YV2YV3YV4PS 5YV6PK 7PR 8PK 9YV10YV11YV12SP0SP1SP2钳子拔掉别针（）（）（）（）右快进（）（）（）右工进行（）（）（）（）向右下降（）（）（）左快进（）（）（）左工进行（）（）（）（）向左下降（）（）（）插销（）（）（）（）解开为了明确地指示机床是否位于原位置，可以设置另外的原位置指示灯4 .设计步骤见教科书第四章第一节5、课程设计完成后应提交的资料1、设计说明书：包括过程控制要求的分析、PLC的输入、输出点数和I/O点数的分配情况、PLC的选择依据。2 .外部I/O电路接线图和操作面板加工图3 .控制程序4 .系统设备清单(产品形式、制造商和价格)5 .参考文献六、组成员分工情况第三节，自动排渣分油机控制系统的设计1 .设计任务油分离机是工业油材料净化和加工的重要设备，图3是日本MITSUBISHI (三菱) SJ-700型自动排出机油分离机的系统和配管连接图。 该产品的控制系统中，各配备了一个马达启动箱和一个油分自动控制箱。 马达启动盒只用于启动油分离机马达，马达使分离筒高速旋转。 分油自动控制箱按照手动分油顺序的操作过程，按预定的设计顺序自动控制高低压自来水的进水，控制供油阀、清洗水和水封水阀的开闭，自动完成分油机的分油、排渣、再分油等一系列操作。 在以往的方法中，采用凸轮时，控制器和接触器实现了上述控制。本设计的课题是采用小型PLC来代替以往系统的自动控制箱的功能。2 .控制系统设计要求要求设计的PLC控制系统需要以下主要功能更换l油分离机马达后，按下油分离机自动控制柜的“自动开始”按钮，控制系统进入自动运行模式。 控制油分离机首先打开低压水阀V2，输送低压水，抬起可动低盘，关闭炉渣孔。 经过5秒的动作间隔时间后，打开清洗水和水封水阀V3，向分离罐输送清洗水，排出罐内的剩馀油，输送清洗水的时间设定为25秒。 接下来的动作是，打开高压水阀V1，输送高压水，抵抗低压水对可动盘的支承力，按下可动盘，使渣孔露出，用离心力排出渣孔。 15秒的炉渣循环结束后，经过间隔时间，可动盘复原，炉渣孔关闭，进入送水封水阶段，打开阀V3确立水封。 之后，经过间隔时间后，打开供油阀V4，向分离筒供油，可以进行离心分离。 经过120分钟的油分后，关闭供油阀，返回清洗排渣阶段，进行排渣。 分油循环着。如果在用l自动运转方式分油的期间按下“淤泥实验”按钮，就能马上中止分油阶段，事先进行清洗水、输送淤泥的操作，然后按正常的顺序继续循环。l运行中按下“自动停止”按钮，或油分离机系统运行，或分离筒关闭，发生作业水箱的低水位等故障时，系统进入自动停止或故障运行方式。 在这个运转方式中，系统中止油分-淤泥-再油分的循环过程，马上自动地进行淤泥的清洗工作，然后，自动地停止油分马达，命令停止系统的工作。l报警功能在发生运行于系统上的油、关闭不良、作业水箱的低水位等故障时，会显示蜂鸣器声音和与故障指示灯相对应的闪烁报警信号。 故障消除后，按下“报警复位”按钮，关闭故障指示灯的报警光。3 .设计提示本系统采用三菱公司的FX2可编程控制器作为控制单元，占用8个输入通道、10个输出通道。 系统中输入输出通道和外部机器的连接状况如表3所示输入频道连接的外部设备功能的说明000接点88X电动机起动箱中的接触器88X的常开接点在电动机接通时闭合001自动开始按钮常开按钮002自动停止按钮常开按钮005报警复位按钮。常开按钮006报警响应按钮常开按钮007炉渣排放实验按钮常开按钮011油传感器WFR接点常开，行驶油发生故障时关闭013分离筒关闭不良传感器SD常开接点关闭不良故障时关闭015工作水箱低水位传感器RYI接点常时打开触点，在发生低水位时关闭输出频道020高压水电磁阀V1021低压水电磁阀V2022清洗水和水封水阀V3023供油电磁阀V4025自动停止油分离电动机继电器线圈请参照注1026“跑油”故障指示灯红色027警报蜂鸣器030“关闭不良”指示灯红色031“低水位”指示灯红色032“自动运转”指示灯绿色顺序各步骤编号01234567各个进步。打开开始事零件请参照程序第7行、可编程控制器复位信号(160=1)程序中的自动运行位置(032=1)和自动运行方式(032=1)和条零件时间间间隔时间结束T600=1清洗水时间结束T601=1炉渣排出时间结束T602=1间隔时间结束T603=1水封时间结束T604=1间隔时间结束T605=1油分时间结束C607=1高压水阀V1(020 )低压水阀V2(021 )清洗水和水封水阀V3(022 )加油阀V4(023 )顺序步骤名称间隔冲洗掉排出垃圾间隔水封间隔分油循环复位注1自动停车继电器是根据PLC输出在原系统的油分离机马达启动箱中增设的中间继电器。 该继电器的常闭触点列为油分离机马达通电接触器控制回路，线圈通电时，常闭触点打开，使油分离机马达停止。4 .设计步骤见教科书第四章第一节5、课程设计完成后应提交的资料1、设计说明书：包括过程控制要求的分析、PLC的输入、输出点数和I/O点数的分配情况、PLC的选择依据。2 .外部I/O电路接线图和操作面板加工图3 .控制程序4 .系统设备清单(产品形式、制造商和价格)5 .参考文献六、组成员分工情况第四节，温度巡回检测仪1 .设计任务本设计要求学生设计以8031单片机为核心的8路温度巡回检测仪，用AEDK51T仿真器调整和开发该系统的硬件和软件。2 .设计要求温度巡回检查机的具体设计要求如下l系统通电且未按键时，LED显示实时时钟(小时、分钟、秒)l系统可以和各种热电阻、热电偶组合起来l 8点温度通道，用户可以根据需要选择几个通道进行检测每l点要求8次温度样品，用算术平均过滤后，发送到LED显示。 温度显示形式如下频道号温度值。3 .设计提示由8031单片机构成的温度循环检查机需要以下部分l该系统可以根据用户的需要检测18点的温度，所以为了用户输入检测温度的通道编号，显示被测量温度值，需要配备简易键盘和显示器。l由于该系统接收到的信号是温度传感器的输出信号，通常不是0-5V的信号，所以信号被前置放大器放大，经过A/D转换后才能用单片机处理数字量的信号，最终用LED显示温度值。系统的硬件结构如图4所示图44 .设计步骤见教科书第六章第三节5、课程设计完成后应提交的资料1、设计说明书：具体内容包括课题背景、设计方案分析和确定、硬件设计、软件功能设计、结论。2 .系统硬件结构电路图3 .系统应用程序4 .系统设备清单(产品形式、制造商和价格)5 .参考文献六、组成员分工情况第五节，人工环境实验箱单片机控制系统1 .设计任务人工环境实验箱是试验机电产品，老化的装置，其功能模式图如下图所示。 工作过程分为两部分。 首先，根据实验要求从键盘将各级温度的规定值和湿度的规定值输入系统，控制系统的动作，若系统的实测温度T1小于规定值，则控制系统，使加热器接通来使其升温，反之，使冷冻机接通来使其降温。 实验箱的实测湿度低于规定值时，打开喷雾器，加水加湿，相反打开冷冻机。 这样，循环到产品测试时间结束为止。 本设计要求学生设计以8031单片机为核心的人工环境实验箱控制系统，用AEDK51T仿真器调试、开发该系统的硬件和软件。2 .设计要求人工环境实验箱控制系统的具体设计要求如下l系统通电后，LED显示以下三个数据(1)显示提示1，显示实时时钟(时、分、秒)(2)显示提示2，显示规定温度值(2位)和实测温度值(2位)(3)显示提示3，显示规定湿度% (第2位)和实测湿度% (第2位)上述三组的数据可以通过显示键切换，选择任一组的数据显示。l系统可以适应各种热电阻l按点对温度、湿度进行16次采样，进行算术平均滤波后发送给LED显示。3 .设计提示该系统必须配备简单键盘和显示器，以输入温度和湿度的指定值，并显示温度和湿度值。l该系统接收到的信号是温度、湿度传感器的输出信号，但是由于通常不是0-5V的信号，所以信号被前置放大器放大，进行A/D转换后才通过单片机处理数字量的信号，最终用LED显示。在l单片机和各种驱动器之间，需要用于驱动冷冻机、加热器、喷雾器的功率放大、驱动电路。4 .设计步骤见教材第六章第三节5、课程设计完成后应提交的资料1、设计说明书：具体内容包括课题背景、设计方案分