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目录
第一章引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(3)
?1-1课题背景„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(3)
?1-2控制任务和要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(5)
?1-3设计方案提示„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(5)第二章控制方案的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(6)第三章I/O分配表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(8)第四章PLC硬件接线图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(10)第五章编写系统控制流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(11)第六章编程过程说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(12)第七章程序调试说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(12)
?7-1设计调试过程中的错误„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(12)
?7-2控制面板的操作说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(12)结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(13)参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(13)附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(14)
附录一编程梯形图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(14)
附录二编程指令„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(19)
附录三控制面板„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(21)
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第一章引言
随着微电子技术的发展,可编程序控制器(简称PC或PLC)以微处理器为核心,适用于开关量、模拟量和数字量的控制,它已进入过程控制和位置控制等领域,成为一种多功能、高可靠性、应用场合最多的工业控制微型计算机。
本次机电传动控制课程设计着重于实用性,要求作出的控制程序能够正确运行,而且实用性要强。这次课程设计是对前段时间我们学****的《机电传动控制》中的PLC部分的实践和
,为以后的PLC设计工作打下良好的基础。掌握机电传动控制技术的基本工作原理和方应用
法后,为使学生更进一步加深对机电传动控制技术应用特点理解和提高应用技术水平,结合生产工艺和机械设备的要求,通过课程设计教学环节进行初步的工程训练。
课程设计以培养工程应用能力为主,在独立完成设计任务的同时,还要进行多方面能力的培养和提高,如:独立工作能力、文献信息检索能力、知识综合运用能力、写作及表达能力、创新能力。为毕业设计以及毕业后的工作能力打下良好的基础。
在本次机电传动控制的课程设计中我们要通过对某个自动化生产设备、某条自动化生产线、某些工艺过程的调查研究,从而明确生产工艺对电气控制提出的各项要求。根据这些要求,进行系统的原理设计、工艺设计和操作设计,在课程设计的全过程中,我们应进一步明确设计任务中的各项要求,建立机电系统设计工作的整体概念,从工程环境、实现手段和操作方式的各个环节入手来设计控制系统,通过不断的调试和完善软硬件设计,最终能够满足这些要求。
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1。2课题背景
在冶金企业中,有大量的工业用水用于冷却,为此每天消耗大量的水资源,由于用过的冷却水含有氧化铁杂质,不宜多次循环使用。为保护环境、节约用水,需要对含有氧化铁杂质的污水进行净化处理。(应再详细些~)
1(系统组成
为简单起见,本系统由两台磁滤器、10只电磁阀和连接管道组成的两台机组组成。系统组成示意图如图1所示。
图1污水净化处理系统组成示意图
2(工艺流程
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污水净化处理可分为两道工序,以1号机组为例,其工艺流程图如图2所示。
图2污水净化处理工艺流程图
(1)滤水工艺——打开进水阀和出水阀,污水流经磁滤器时,如果磁滤器的线圈一直
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通电,则污水中的氧化铁杂质会附着在磁滤器的磁铁上,使水箱中流出的是净化水。
(2)反洗工艺——滤水一段时间后,必须清洗附着在磁铁上的氧化铁杂质。这时只要切断磁滤器线圈的电源,关闭进水阀和出水阀,打开排污阀和空气压缩阀,让压缩空气强行把水箱中的水打入磁滤器中,冲洗磁铁,去掉附着的氧化铁杂质,使冲洗后的污水流入污水池,进行二次处理。
1(两台机组的滤水工序可单独进行,也可同时进行。而反洗工序只允许单台机组进行工作,一台机组反洗时,另一台必须等待。两台机组同时要求反洗时,1号机组优先。
2(为保证滤水工艺的正常进行,在每台机组的管道上均安装了压差检测仪表,只要出现了“管压差高”信号,则应立即停止滤水工序,自动进入反洗工序。
3(为增强系统的可靠性,将每台机组的磁滤器及各个电磁阀线圈的接通信号反馈到PLC输入端,一旦某一输出信号不正常,要立即停止系统工作,这样可避免发生事故。
4(接触器输出故障检测报警。
1(两台机组的滤水工序可单独进行,要求有独立的启动、停止按钮。
2(“管压差高”检测和反洗铃在每台机组上均单独配置。
3(将每台机组的磁滤器及各个电磁阀线圈的接通信号反馈到PLC的输入端,是考虑到
图3建议参考PLC接线图
由接触器控制这些线圈,当接触器线圈通电时,其动合触电应当闭合,动断触电应当断
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开;反之亦然。如果接触器线圈通电时,其动合触点不能闭合,或者动断触点不能断开,可能发生事故。体现在顺序控制部分,如图3所示。
第二章控制方案的选择
从工程实际出发,在制定控制系统的方案时,充分考虑功能的组成及实现,主要从机械部件的动作顺序、动作条件、必要的保护和联锁,系统的工作方式(如手动、自动、半自动)安全保护措施及紧急情况处理着手设计。从而总结了以下几点在梯形图设计过程中的主要和
思路。
(1)为了避免系统工序的切换所造成的冲击,阀门和磁滤器开启和关闭采用延时顺序动作。(2)1号机组和2号机组的反洗工序的调度算法:如果1号机组和2号机组同时进入反洗工序,,故1号机组优先执行;如果不同时进入反洗工序,由于1号机组和2号机组反洗工序有互锁功能,则哪个机组先进入反洗工序,另一机组只能等待。
(3)故障诊断子程序:
()故障诊断子程序的作用:
相对于PLC而言,外部输出器件如电磁阀、磁滤器容易出现故障。如果电磁阀和磁滤器出现故障而不能及时处理,容易造成系统工作不正常,甚至会损坏系统。处理的方法是:外部主要输出器件如果出现故障,必须停机并
且报警,提醒工作人员维修。
()故障诊断子程序的设计:
本控制系统共有8个故障诊断子程序,
它们的故障诊断算法都是类似的。具体的算法
是:如果某个线圈通电,对应的常开辅助触点
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应该闭和;如果没有闭和,判断该器件损坏。如果某个线圈断电,对应的常闭触点应该闭和;如果没有闭和,判断该器件损坏。右图是一故障诊断子程序的梯形图。它用顺序功能的逻辑语言解释如下:,滤水工序,如果磁滤器或者出水阀或者进水阀没有打开、或者排污阀或者压缩空气阀打开了,则报警并且进入停机状态。
(4)磁滤器的压差保护:如果磁滤器的入口和出口压差大于设定压差,则滤水工序无条件结束,顺序进入反洗工序。
根据以上所列出的编程着手点,可选用调用子程序来完成编程任务,具体顺序功能图见第五章的控制系统流程图。
第三章I/O分配表
根据课程设计任务书以及控制方案选择的着手点作出控制系统的I/O分配表如下:
表1、1#机组的输入、输出地址分配表
编程元件电路元件作用
SB11号净水器启动按钮
输SB21号净水器停止按钮
入Y221号净水器压差检测仪表,压差过高开关信号
继SB3系统急停按钮
M11号磁滤器的辅助触点,用于M1的故障诊断电
M21号出水阀的辅助触点,用于M2的故障诊断器
M31号进水阀的辅助触点,用于M3的故障诊断
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M41号排污阀的辅助触点,用于M4的故障诊断
M51号压缩空气阀的雇主触点,用于M5的故障诊断
M11号磁滤器线圈
M21号出水阀线圈输
M31号进水阀线圈
出
M41号排污阀线圈
继
M51号压缩空气阀线圈电Y30反洗铃
器Y31故障指示灯
Y32故障报警铃
表2、2#机组的输入、输出地址分配表
编程元件电路元件作用
SB42号净水器启动按钮
SB52号净水器停止按钮输Y332号净水器压差检测仪表,压差过高开关信号入SB6系统急停按钮
M6继2号磁滤器的辅助触点,用于M6的故障诊断
M72号出水阀的辅助触点,用于M7的故障诊断电
M82号进水阀的辅助触点,用于M8的故障诊断器
M92号排污阀的辅助触点,用于M9的故障诊断
M102号压缩空气阀的雇主触点,用于M10的故障诊
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断
M62号磁滤器线圈
M72号出水阀线圈输
M82号进水阀线圈出
M92号排污阀线圈继
M102号压缩空气阀线圈电Y40反洗铃器Y41故障指示灯
Y42故障报警铃
第四章PLC硬件接线图
根据程序设计要求以及所选的工作元件,由输入/输出地址分配表设计出如图硬件接线
图。
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图5PLC硬件接线图
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第五章编写系统控制流程图
根据系统需求,以及方案选择的过程将每个机组做成一个程序,最后将两个机组的程序作为子程序用一个主程序调用,其顺序功能图如下:
图6净水机组的控制系统顺序功能图
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第六章编程过程说明