雙頭鉆床plc控制系統(tǒng) 課程設計

1、<p><b>　　PLC課程設計</b></p><p>　　專 業(yè)： 自動化 </p><p>　　設計題目： 雙頭鉆床PLC控制系統(tǒng) </p><p>　　班級：0943學生姓名： 學號： </p><p>　　指導教師 <

2、/p><p>　　分院院長： </p><p>　　教研室主任： </p><p><b>　　電氣工程學院</b></p><p>　　一、課程設計任務書 </p><p><b>　　1.課程題目</b></p>

3、<p>　　雙頭鉆床PLC控制系統(tǒng)</p><p><b>　　2.設計內(nèi)容</b></p><p>　　圖1 雙頭鉆床的工作示意圖</p><p>　　設計一個用PLC控制的雙頭鉆床控制系統(tǒng)。其控制要求如下：</p><p>　　1）雙頭鉆床用來加工圓盤狀零件上均勻分布的6個孔如圖1所示。操作人員將工件放

4、好后，按下起動按鈕，工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器為ON，此時兩個鉆頭同時開始向下進給。大鉆頭鉆到設定的深度(SQ1)時，鉆頭上升，升到設定的起始位置(SQ2)時，停止上升；小鉆頭鉆到設定的深度(SQ3)時，鉆頭上升，升到設定的起始位置(SQ4)時，停止上升。兩個都到位后，工件旋轉(zhuǎn)120°，旋轉(zhuǎn)到位時SQ5為ON，然后又開始鉆第二對孔。3對孔都鉆完后，工件松開，松開到位時，限位開關(guān)SQ6為ON，系統(tǒng)返回初始位置。</p&g

5、t;<p>　　2）具有手動和自動運行功能。</p><p>　　3）具有上電和急停斷電功能。</p><p>　　4）大鉆頭、小鉆頭由兩臺三相異步電動機帶動。電機的正反轉(zhuǎn)完成上升、下降的功能；旋轉(zhuǎn)由第三臺電機帶動。上升、下降及旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)均為霍爾接近開關(guān)；夾緊、放松均由電磁閥帶動。</p><p>　　3. 課程設計報告要求

6、 </p><p>　?。?）畫工藝流程圖，分析I/O性質(zhì)，計算I/O點數(shù)、存儲容量，PLC選型；</p><p>　　（2）編寫程序（在PC機上編程并下載到PLC中）；</p><p>　　（3）運行并調(diào)試程序，運行調(diào)試記錄，在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，解決辦法等；</p><p>　　（4）畫PLC控制系統(tǒng)外部接

7、線圖（含主電路及供電圖）；</p><p>　?。?）課程設計總結(jié)。包括本次課程設計過程中的收獲、體會，以及對該課程設計的意見、建議等；</p><p>　?。?）參考文獻列表；</p><p>　?。?）報告使用B5紙打印，全文不少于2000字。</p><p><b>　　4. 參考資料</b></p>

8、<p>　　[1] 史國生主編.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京:化學工業(yè)出版社.2004</p><p>　　[2] 王永華.現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù).北京:北京航空航天大學出版社.2002</p><p>　　[3] 徐世許.可編程序控制器原理應用網(wǎng)絡.合肥:中國科學技術(shù)大學出版社.2001</p><p>　　5. 設計進度（2012年11月19日

9、至11月30日）</p><p>　　6. 課程設計時間及地點</p><p>　　2012年11月19日～2012年11月30日</p><p>　　上午8：00～11：00；下午13：00~16：00</p><p>　　綜合自動化實驗室（新實驗樓308）</p><p><b>　　PLC課程設計報告&

10、lt;/b></p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p><b>　　指導教師： </b></p><p><b>　　撰寫日期： </b></p&

11、gt;<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 課程設計內(nèi)容與要求分析1</p><p>　　1.1課程設計內(nèi)容1</p><p>　　1.2課程設計要求分析3</p><p>　　1.2.1系統(tǒng)單元電路組成3</p><p>　　第二章PLC程序設計

12、5</p><p>　　PLC課程設計總結(jié)8</p><p><b>　　參考文獻9</b></p><p><b>　　附錄10</b></p><p>　　第一章 課程設計內(nèi)容與要求分析</p><p><b>　　課程設計內(nèi)容</b><

13、;/p><p>　　圖1 雙頭鉆床的工作示意圖</p><p>　　設計一個用PLC控制的雙頭鉆床控制系統(tǒng)。其控制要求如下：</p><p>　?。?）雙頭鉆床用來加工圓盤狀零件上均勻分布的6個孔如圖1所示。操作人員將工件放好后，按下起動按鈕，工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器為ON，此時兩個鉆頭同時開始向下進給。大鉆頭鉆到設定的深度(SQ1)時，鉆頭上升，升到設定的起始位置

14、(SQ2)時，停止上升；小鉆頭鉆到設定的深度(SQ3)時，鉆頭上升，升到設定的起始位置(SQ4)時，停止上升。兩個都到位后，工件旋轉(zhuǎn)120°，旋轉(zhuǎn)到位時SQ5為ON，然后又開始鉆第二對孔。3對孔都鉆完后，工件松開，松開到位時，限位開關(guān)SQ6為ON，系統(tǒng)返回初始位置。</p><p>　?。?）具有手動和自動運行功能。</p><p>　?。?）具有上電和急停斷電功能。</p

15、><p>　?。?）大鉆頭、小鉆頭由兩臺三相異步電動機帶動。電機的正反轉(zhuǎn)完成上升、下降的功能；旋轉(zhuǎn)由第三臺電機帶動。上升、下降及旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)均為霍爾接近開關(guān)；夾緊、放松均由電磁閥帶動。</p><p>　　1.2課程設計要求分析</p><p>　　1.2.1系統(tǒng)單元電路組成</p><p>　　一、選擇性分支與匯合及其編程</p>

16、<p>　　1．選擇性分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖</p><p>　?、購?個流程中選擇執(zhí)行哪一個流程由轉(zhuǎn)移條件X1、X4決定。</p><p>　　②分支轉(zhuǎn)移條件X1、X4不能同時接通，哪個接通，就執(zhí)行哪條分支。</p><p>　　③當S21已動作時，一旦X0接通，程序就向S22轉(zhuǎn)移，則S21復位。因此，即使以后X4接通，S24也不會動作。</p>

17、<p>　?、軈R合狀態(tài)S26可由S23，S25中任意一個驅(qū)動。</p><p>　　2．選擇性分支的編程</p><p>　　選擇性分支的編程與一般狀態(tài)的編程一樣，先進行驅(qū)動處理，然后進行轉(zhuǎn)移處理，所有的轉(zhuǎn)移處理按順序執(zhí)行，簡稱先驅(qū)動后轉(zhuǎn)移。因此，首先對S21進行驅(qū)動處理(OUT Y1)，然后按S22、S24的順序進行轉(zhuǎn)移處理。選擇性分支的梯形圖和指令表程序圖2-3-2如下：

18、</p><p>　　3．選擇性匯合的編程</p><p>　　選擇性匯合的編程是先進行匯合前狀態(tài)的驅(qū)動處理，然后按順序向匯合狀態(tài)進行轉(zhuǎn)移處理。因此，首先對第一分支(S22和S23)、第二分支(S24和S25)進行驅(qū)動處理，然后按S23、S25的順序向S26轉(zhuǎn)移。選擇性匯合的梯形圖和指令表程序如圖2-3-3所示：</p><p>　　二、并行性分支與匯合及其編程&l

19、t;/p><p>　　1．并行性分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點</p><p>　　由兩個及以上的分支流程組成的，但必須同時執(zhí)行各分支程序，稱為并行性流程程序。圖2-3-4所示是具有2個支路的并行性狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，其特點如下。</p><p>　　圖2-3-4 并行性流程程序的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　（1）若S21已動作，則只要分支轉(zhuǎn)移條件X1成立，2個

20、流程(S22、S23；S24、 S25)同時并列執(zhí)行，沒有先后之分。</p><p>　　（2）當各流程的動作全部結(jié)束時(先執(zhí)行完的流程要等待全部流程動作完成)，一旦X4為ON，則匯合狀態(tài)S26動作，S23、S25全部復位。若其中一個流程沒執(zhí)行完，則S26就不可能動作。另外，并行性流程程序在同一時間可能有兩個及兩個以上的狀態(tài)處于“激活”狀態(tài)。</p><p><b>　　并行

21、性分支的編程</b></p><p>　　并行性分支的編程與選擇性分支的編程一樣，先進行驅(qū)動處理，然后</p><p>　　行轉(zhuǎn)移處理，所有的轉(zhuǎn)移處理按順序執(zhí)行。根據(jù)并行性分支的編程方法，首先對S21進行驅(qū)動處理(OUT Y1)，然后按第一分支(S22、S23)，第二分支(S24、S25)的順序進行轉(zhuǎn)移處理。并行性分支的程序如圖2-3-5下：</p><p&

22、gt;　　3．并行性匯合的編程</p><p>　　并行性匯合的編程與選擇性匯合的編程一樣，也是先進行匯合前狀態(tài)的驅(qū)動處理，然后按順序向匯合狀態(tài)進行轉(zhuǎn)移處理。根據(jù)并行性匯合的編程方法，首先對S22、S23；S24、S25進行驅(qū)動處理，然后按S23、S25的順序向S26轉(zhuǎn)移。并行性匯合的程序如圖2-3-6下：</p><p><b>　　三．控制流程</b></p

23、><p>　　根據(jù)控制要求，可繪出狀態(tài)流程圖如入9-7 所示。按下起動按鈕SB時，工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器為ON，此時兩個鉆頭同時開始向下進給。大鉆頭鉆到設定的深度(SQ1)時，鉆頭上升，升到設定的起始位置(SQ2)時，停止上升；小鉆頭鉆到設定的深度(SQ3)時，鉆頭上升，升到設定的起始位置(SQ4)時，停止上升。兩個都到位后，工件旋轉(zhuǎn)120°，旋轉(zhuǎn)到位時SQ5為ON，然后又開始鉆第二對孔。3對孔都鉆完

24、后，工件松開，松開到位時，限位開關(guān)SQ6為ON，系統(tǒng)返回初始位置。</p><p>　　圖2-3-7 控制系統(tǒng)狀態(tài)流程圖</p><p><b>　　四．機型選擇</b></p><p>　　從圖2-3-7控制系統(tǒng)狀態(tài)流程圖可知，輸入信號有12號，均為開關(guān)量信號，其中啟動按鈕1個，停止1個，行程開關(guān)5個，手動、自動按鈕各一個。輸出信號有6個，

25、其中5個用于電機控制，1個用于壓力繼電器控制。因此，控制系統(tǒng)選用FX2N-32MR可編程控制器即可滿足控制要求。</p><p><b>　　五．I/O地址編號</b></p><p>　　將輸入信號按各自的功能類型分好，并將狀態(tài)流程圖中的14個步序用輔助繼電器一一對應，編排好地址。列出外部信號與PLC的I/O口地址編號對照表，如下表2-3-8所示：</p>

26、;<p>　　表2-3-8 外部信號與PLC的I/O口地址編號對照表</p><p><b>　　六．硬件連接圖</b></p><p>　　由上面的I/0輸入輸出關(guān)系可畫出其硬件連接圖如下圖2-3-9所示：</p><p>　　圖 2-3-9 雙頭鉆床I/O電氣接口圖</p><p><b>　

27、　七．性能測試與分析</b></p><p>　　根據(jù)以上說明，連接好線路并向PLC中下載相應程序，初始化狀態(tài)下所有燈不亮，按下啟動按鈕X0后，工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器為ON，對應的燈L1亮，此時兩個鉆頭同時開始向下進給，燈L2、L3亮。大鉆頭鉆到設定的深度(SQ1)時，鉆頭上升，對應燈L4亮，升到設定的起始位置(SQ2)時，停止上升；小鉆頭鉆到設定的深度(SQ3)時，鉆頭上升，對應燈L5亮，升到

28、設定的起始位置(SQ4)時，停止上升。兩個都到位后，工件旋轉(zhuǎn)120°，對應燈L6亮，旋轉(zhuǎn)到位時SQ5為ON，然后又開始鉆第二對孔。3對孔都鉆完后，工件松開，松開到位時，限位開關(guān)SQ6為ON，系統(tǒng)返回初始位置。</p><p>　　第二章 PLC程序設計</p><p>　　雙頭鉆床的PLC控制程序包括手動操作和自動操作兩部分，整個PLC控制程序如下圖所示：</p>

29、<p><b>　　手動操作</b></p><p>　　手動操作有大小鉆頭的上升、下降，工件的旋轉(zhuǎn)及夾緊與放松。手動操作如圖所示：</p><p><b>　　自動操作</b></p><p>　　由圖2-3-7雙頭鉆床的工作狀態(tài)流程圖可看出，其工作過程是典型的順序控制，采用步進順控指令的編程方式，其自動控制程

30、序如下圖所示：</p><p>　　圖 2-3-10雙頭鉆床梯形圖</p><p><b>　　PLC課程設計總結(jié)</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，PLC在現(xiàn)代工業(yè)控制中得到越來越廣泛的應用。因此，學好PLC具有重要的實踐應用價值。本次課程設計，讓我很好的鍛煉了理論和實際運用能力，既讓我們懂得了怎樣把理論應用于實際，又讓我們

31、懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。雖然本次設計較為簡單，但是可以實現(xiàn)的設計方案卻有很多，正如方案論證中所說的鉆頭自動工作和手動工作，均可以實現(xiàn)鉆床預期的工作目的。課設中，我們小組成員一起到圖書館和上網(wǎng)查找相關(guān)資料，結(jié)合工業(yè)實際情況，逐個分析優(yōu)劣，確定了最后方案。在本次的課程設計也遇到了不少的問題，但都是些關(guān)于基本知識的小毛病，在我們的努力下，這些問題都被我們一一查出并改正過來。這說明我們在PLC課程學習當中還不夠仔細認真，在以后

32、的學習中，我們會更加努力的學習PLC技術(shù)，為以后的就業(yè)打下良好的基礎。 </p><p>　　實訓讓我了解了PLC梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解也讓我更加了解了關(guān)于PLC設計原理。有很多設計理念來源于實際從中找出最適合的設計方法。本次實訓脫離不了集體的力量遇到問題和同學互相討論交流。多和同學討論。我們在做實訓項目的過程中要不停的討論問題，這樣我們組員可以盡可能的統(tǒng)一思想。這樣就不會使在做的

33、過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后設計和在一起。討論不僅是一些思想的問題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題，這樣可以使自己的處理問題要快一些，少走彎路。</p><p>　　通過團隊協(xié)作，我們的合作意識得到加強，合作能力得到提高。在設計的過程中，我們用了分工與合作的方式，每個人互責一定的部分，同時在一定的階段共同討論，以解決分工中個人不能解決的問題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見，同時我們還向別的同學請教

34、。在此過程中，每個人都想自己的方案得到實現(xiàn)，積極向同學說明自己的想法。能過比較選出最好的方案。在這過程也提高了我們的表過能力。</p><p><b>　　總結(jié)人 </b></p><p>　　2012.12.02</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 史國生主編

35、. 電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京:化學工業(yè)出版社.2004</p><p>　　[2] 王永華.現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù). 北京:北京航空航天大學出版社.2002</p><p>　　[3] 鄧則名.電器與可編程控制器應用技術(shù).北京:機械工業(yè)出版社.1997</p><p>　　[4] 徐世許.可編程序控制器原理應用網(wǎng)絡.合肥:中國科學技術(shù)大學出版社.2001&