雙頭鉆床plc控制系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　PLC課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　專 業(yè)： 自動(dòng)化 </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 雙頭鉆床PLC控制系統(tǒng) </p><p>　　班級(jí)：0943學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師 <

2、/p><p>　　分院院長(zhǎng)： </p><p>　　教研室主任： </p><p><b>　　電氣工程學(xué)院</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) </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(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　圖1 雙頭鉆床的工作示意圖</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)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(lái)加工圓盤(pán)狀零件上均勻分布的6個(gè)孔如圖1所示。操作人員將工件放

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

5、t;<p>　　2）具有手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)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(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)完成上升、下降的功能；旋轉(zhuǎn)由第三臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)。上升、下降及旋轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)均為霍爾接近開(kāi)關(guān)；夾緊、放松均由電磁閥帶動(dòng)。</p><p>　　3. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求

6、 </p><p>　?。?）畫(huà)工藝流程圖，分析I/O性質(zhì)，計(jì)算I/O點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)容量，PLC選型；</p><p>　?。?）編寫(xiě)程序（在PC機(jī)上編程并下載到PLC中）；</p><p>　?。?）運(yùn)行并調(diào)試程序，運(yùn)行調(diào)試記錄，在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，解決辦法等；</p><p>　?。?）畫(huà)PLC控制系統(tǒng)外部接

7、線圖（含主電路及供電圖）；</p><p>　　（5）課程設(shè)計(jì)總結(jié)。包括本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中的收獲、體會(huì)，以及對(duì)該課程設(shè)計(jì)的意見(jiàn)、建議等；</p><p>　?。?）參考文獻(xiàn)列表；</p><p>　　（7）報(bào)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(guó)生主編.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京:化學(xué)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(xué)出版社.2002</p><p>　　[3] 徐世許.可編程序控制器原理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò).合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.2001</p><p>　　5. 設(shè)計(jì)進(jìn)度（2012年11月19日

9、至11月30日）</p><p>　　6. 課程設(shè)計(jì)時(shí)間及地點(diǎn)</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(dòng)化實(shí)驗(yàn)室（新實(shí)驗(yàn)樓308）</p><p><b>　　PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告&

10、lt;/b></p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p><b>　　撰寫(xiě)日期： </b></p&

11、gt;<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求分析1</p><p>　　1.1課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)

12、5</p><p>　　PLC課程設(shè)計(jì)總結(jié)8</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)9</b></p><p><b>　　附錄10</b></p><p>　　第一章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求分析</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)內(nèi)容</b><

13、;/p><p>　　圖1 雙頭鉆床的工作示意圖</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)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(lái)加工圓盤(pán)狀零件上均勻分布的6個(gè)孔如圖1所示。操作人員將工件放好后，按下起動(dòng)按鈕，工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器為ON，此時(shí)兩個(gè)鉆頭同時(shí)開(kāi)始向下進(jìn)給。大鉆頭鉆到設(shè)定的深度(SQ1)時(shí)，鉆頭上升，升到設(shè)定的起始位置

14、(SQ2)時(shí)，停止上升；小鉆頭鉆到設(shè)定的深度(SQ3)時(shí)，鉆頭上升，升到設(shè)定的起始位置(SQ4)時(shí)，停止上升。兩個(gè)都到位后，工件旋轉(zhuǎn)120°，旋轉(zhuǎn)到位時(shí)SQ5為ON，然后又開(kāi)始鉆第二對(duì)孔。3對(duì)孔都鉆完后，工件松開(kāi)，松開(kāi)到位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ6為ON，系統(tǒng)返回初始位置。</p><p>　?。?）具有手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)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(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)完成上升、下降的功能；旋轉(zhuǎn)由第三臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)。上升、下降及旋轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)均為霍爾接近開(kāi)關(guān)；夾緊、放松均由電磁閥帶動(dòng)。</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)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>　?、?gòu)?個(gè)流程中選擇執(zhí)行哪一個(gè)流程由轉(zhuǎn)移條件X1、X4決定。</p><p>　?、诜种мD(zhuǎn)移條件X1、X4不能同時(shí)接通，哪個(gè)接通，就執(zhí)行哪條分支。</p><p>　?、郛?dāng)S21已動(dòng)作時(shí)，一旦X0接通，程序就向S22轉(zhuǎn)移，則S21復(fù)位。因此，即使以后X4接通，S24也不會(huì)動(dòng)作。</p>

17、<p>　?、軈R合狀態(tài)S26可由S23，S25中任意一個(gè)驅(qū)動(dòng)。</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(jìn)行驅(qū)動(dòng)處理，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理，所有的轉(zhuǎn)移處理按順序執(zhí)行，簡(jiǎn)稱先驅(qū)動(dòng)后轉(zhuǎn)移。因此，首先對(duì)S21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)處理(OUT Y1)，然后按S22、S24的順序進(jìn)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(jìn)行匯合前狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理，然后按順序向匯合狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。因此，首先對(duì)第一分支(S22和S23)、第二分支(S24和S25)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)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(diǎn)</p><p>　　由兩個(gè)及以上的分支流程組成的，但必須同時(shí)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(gè)支路的并行性狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，其特點(diǎn)如下。</p><p>　　圖2-3-4 并行性流程程序的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　?。?）若S21已動(dòng)作，則只要分支轉(zhuǎn)移條件X1成立，2個(gè)

20、流程(S22、S23；S24、 S25)同時(shí)并列執(zhí)行，沒(méi)有先后之分。</p><p>　?。?）當(dāng)各流程的動(dòng)作全部結(jié)束時(shí)(先執(zhí)行完的流程要等待全部流程動(dòng)作完成)，一旦X4為ON，則匯合狀態(tài)S26動(dòng)作，S23、S25全部復(fù)位。若其中一個(gè)流程沒(méi)執(zhí)行完，則S26就不可能動(dòng)作。另外，并行性流程程序在同一時(shí)間可能有兩個(gè)及兩個(gè)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(jìn)行驅(qū)動(dòng)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(duì)S21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)處理(OUT Y1)，然后按第一分支(S22、S23)，第二分支(S24、S25)的順序進(jìn)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(jìn)行匯合前狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理，然后按順序向匯合狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。根據(jù)并行性匯合的編程方法，首先對(duì)S22、S23；S24、S25進(jìn)行驅(qū)動(dòng)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(dòng)按鈕SB時(shí)，工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器為ON，此時(shí)兩個(gè)鉆頭同時(shí)開(kāi)始向下進(jìn)給。大鉆頭鉆到設(shè)定的深度(SQ1)時(shí)，鉆頭上升，升到設(shè)定的起始位置(SQ2)時(shí)，停止上升；小鉆頭鉆到設(shè)定的深度(SQ3)時(shí)，鉆頭上升，升到設(shè)定的起始位置(SQ4)時(shí)，停止上升。兩個(gè)都到位后，工件旋轉(zhuǎn)120°，旋轉(zhuǎn)到位時(shí)SQ5為ON，然后又開(kāi)始鉆第二對(duì)孔。3對(duì)孔都鉆完

24、后，工件松開(kāi)，松開(kāi)到位時(shí)，限位開(kāi)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(jī)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(hào)有12號(hào)，均為開(kāi)關(guān)量信號(hào)，其中啟動(dòng)按鈕1個(gè)，停止1個(gè)，行程開(kāi)關(guān)5個(gè)，手動(dòng)、自動(dòng)按鈕各一個(gè)。輸出信號(hào)有6個(gè)，

25、其中5個(gè)用于電機(jī)控制，1個(gè)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(hào)</b></p><p>　　將輸入信號(hào)按各自的功能類型分好，并將狀態(tài)流程圖中的14個(gè)步序用輔助繼電器一一對(duì)應(yīng)，編排好地址。列出外部信號(hào)與PLC的I/O口地址編號(hào)對(duì)照表，如下表2-3-8所示：</p>

26、;<p>　　表2-3-8 外部信號(hào)與PLC的I/O口地址編號(hào)對(duì)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(huà)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(cè)試與分析</b></p><p>　　根據(jù)以上說(shuō)明，連接好線路并向PLC中下載相應(yīng)程序，初始化狀態(tài)下所有燈不亮，按下啟動(dòng)按鈕X0后，工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器為ON，對(duì)應(yīng)的燈L1亮，此時(shí)兩個(gè)鉆頭同時(shí)開(kāi)始向下進(jìn)給，燈L2、L3亮。大鉆頭鉆到設(shè)定的深度(SQ1)時(shí)，鉆頭上升，對(duì)應(yīng)燈L4亮，升到設(shè)定的起始位置(SQ2)時(shí)，停止上升；小鉆頭鉆到設(shè)定的深度(SQ3)時(shí)，鉆頭上升，對(duì)應(yīng)燈L5亮，升到

28、設(shè)定的起始位置(SQ4)時(shí)，停止上升。兩個(gè)都到位后，工件旋轉(zhuǎn)120°，對(duì)應(yīng)燈L6亮，旋轉(zhuǎn)到位時(shí)SQ5為ON，然后又開(kāi)始鉆第二對(duì)孔。3對(duì)孔都鉆完后，工件松開(kāi)，松開(kāi)到位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ6為ON，系統(tǒng)返回初始位置。</p><p>　　第二章 PLC程序設(shè)計(jì)</p><p>　　雙頭鉆床的PLC控制程序包括手動(dòng)操作和自動(dòng)操作兩部分，整個(gè)PLC控制程序如下圖所示：</p>

29、<p><b>　　手動(dòng)操作</b></p><p>　　手動(dòng)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(dòng)操作如圖所示：</p><p><b>　　自動(dòng)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(guò)程是典型的順序控制，采用步進(jìn)順控指令的編程方式，其自動(dòng)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(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC在現(xiàn)代工業(yè)控制中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此，學(xué)好PLC具有重要的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。本次課程設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論和實(shí)際運(yùn)用能力，既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們

31、懂得了在實(shí)踐中遇到的問(wèn)題怎樣用理論去解決。雖然本次設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，但是可以實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案卻有很多，正如方案論證中所說(shuō)的鉆頭自動(dòng)工作和手動(dòng)工作，均可以實(shí)現(xiàn)鉆床預(yù)期的工作目的。課設(shè)中，我們小組成員一起到圖書(shū)館和上網(wǎng)查找相關(guān)資料，結(jié)合工業(yè)實(shí)際情況，逐個(gè)分析優(yōu)劣，確定了最后方案。在本次的課程設(shè)計(jì)也遇到了不少的問(wèn)題，但都是些關(guān)于基本知識(shí)的小毛病，在我們的努力下，這些問(wèn)題都被我們一一查出并改正過(guò)來(lái)。這說(shuō)明我們?cè)赑LC課程學(xué)習(xí)當(dāng)中還不夠仔細(xì)認(rèn)真，在以后

32、的學(xué)習(xí)中，我們會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)PLC技術(shù)，為以后的就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。 </p><p>　　實(shí)訓(xùn)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(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來(lái)源于實(shí)際從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。本次實(shí)訓(xùn)脫離不了集體的力量遇到問(wèn)題和同學(xué)互相討論交流。多和同學(xué)討論。我們?cè)谧鰧?shí)訓(xùn)項(xiàng)目的過(guò)程中要不停的討論問(wèn)題，這樣我們組員可以盡可能的統(tǒng)一思想。這樣就不會(huì)使在做的

33、過(guò)程中沒(méi)有方向，并且這樣也是為了方便最后設(shè)計(jì)和在一起。討論不僅是一些思想的問(wèn)題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問(wèn)題，這樣可以使自己的處理問(wèn)題要快一些，少走彎路。</p><p>　　通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)，合作能力得到提高。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們用了分工與合作的方式，每個(gè)人互責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問(wèn)題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見(jiàn)，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請(qǐng)教

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

35、. 電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京:化學(xué)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(xué)出版社.2002</p><p>　　[3] 鄧則名.電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1997</p><p>　　[4] 徐世許.可編程序控制器原理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò).合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.2001&