机电传动课程设计说明书
课程设计(论文)
题目:卷烟厂风力送丝 设备控制系统设计
设计名称:机电传动控制
班级学号:
学生姓名:
指导教师: 李 岩
2011年12月24日
“机电传动控制”课程设计任务书
第一组
1.设计题目:卷烟厂风力送丝设备控制系统设计 2.设计内容:
1)完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。 2)要求可以同时控制两台烟丝装料机。 3)按停止按钮,完成当前循环后再停。 4)要求可以实现手动、单周期、连续控制。 3.设计要求:
(1)完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。 (2)要求可以同时控制两台烟丝装料机。 (3)按停止按钮,完成当前循环后再停。
(4)要求可以实现手动、单周期、连续控制4.进度安排:
1)理解题目要求,查阅资料,确定设计方案 1天 2)PLC 梯形图设计与调试 3天 3)说明书撰写 0.5天 4)答辩 0.5天
指导教师:
专业负责人:
主管院长: 年 月 日
目录
0. 前言 ............................................................................................................................................................. 3 1. 课程设计的任务和要求 . ........................................................................................................................... 4 1.1. 课程设计的任务............................................................................................................................... 4
1.1.1设计内容.............................................................................................................................. 4 1. 1.2.设计要求............................................................................................................................... 4 1.2.课程设计的基本要求 . .................................................................................................................... 5
1.2.1.控制要求 . .......................................................................................................................... 5
2.总体设计 .................................................................................................................................................. 7 2.1.PLC 选型 ......................................................................................................................................... 7 2.2.PLC 端子接线图 . ............................................................................................................................. 8 3.PLC 程序设计 ......................................................................................................................................... 10 3.1.设计思想 ...................................................................................................................................... 10 3.2.PLC 顺序功能图 . ............................................................................................................................11 4. 程序调试说明 ........................................................................................................................................... 18 5. 结束语 ....................................................................................................................................................... 19 6. 参考文献 .................................................................................................................................................. 20
0. 前言
上世纪九十年代走向实用化的现场总线控制系统,正以迅猛的势头快速发展,是目前世界上最新型的控制系统。现场总线控制系统是目前自动化技术中的一个热点,正受到国内外自动化设备制造商与用户越来越强烈的关注。现场总线控制系统的出现,将给自动化领域带来又一次革命,其深度和广度将超过历史的任何一次,从而开创自动化的新纪元。
第一代过程控制体系是基于5-13psi 的气动信号标准(气动控制系统PCS ,Pneumatic Control System)室的概念。
第二代过程控制体系(模拟式或ACS,Analog Control System)是基于0-10mA 或4-20mA 的电流模拟信号,这一明显的进步,在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。它表征了电气自动控制时代的到来。
第三代过程控制体系(CCS ,Computer Control System).70年代开始了数字计算机的应用,产生了巨大的技术优势,人们在测量,模拟和逻辑控制领域率先使用,从而产生了第三代过程控制体系(CCS ,Computer Control System)。
第四代过程控制体系(DCS ,Distributed Control System 分布式控制系统):随着半导体制造技术的飞速发展,微处理器的普遍使用,计算机技术可靠性的大幅度增加,目前普遍使用的是第四代过程控制体系(DCS ,或分布式数字控制系统),它主要特点是整个控制系统不再是仅仅具有一台计算机,而是由几台计算机和一些智能仪表和智能部件构成一个了控制系统。
第五代过程控制体系(FCS ,Fieldbus Control System现场总线控制系统):FCS 是从DCS 发展而来,就象DCS 从CCS 发展过来一样,有了质的飞跃。
1. 课程设计的任务和要求
1.1. 课程设计的任务
1.1.1设计内容
1)完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。 2)要求可以同时控制两台烟丝装料机。 3)按停止按钮,完成当前循环后再停。 4)要求可以实现手动、单周期、连续控制。 1. 1.2.设计要求
(1)完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。 (2)要求可以同时控制两台烟丝装料机。 (3)按停止按钮,完成当前循环后再停。
(4)要求可以实现手动、单周期、连续控制4.进度安排:
1)理解题目要求,查阅资料,确定设计方案 1天 2)PLC 梯形图设计与调试 3天 3)说明书撰写 0.5天 4)答辩 0.5天
1.2.课程设计的基本要求
1.2.1.控制要求
1. 启动后,风机工作,给烟丝管道送风
2. 当落料器内料低于下落料器时,启动回风电磁阀打开风门,将烟丝吸进落料器;当落料器内料高于上落料器时,回风电磁阀关闭风门。 3. 若两个落料器同时需要进料时,则按时间分配轮流装料。
4. 当料仓烟丝低于料仓下光电开关时,翻板门电磁阀动作进料;当料仓烟丝高于料仓上光电开关时,翻板门电磁阀关闭。
5. 下班关机前,将所有落料器的烟丝全部放入各个料仓。
图1.1 送丝设备工作示意图
2.总体设计
2.1.PLC 选型
本课设需要22个输入口,5个输出。所以PLC 的控制主机选择西门子S7-200系列PLC 作为此装料机装料过程控制系统的控制主机。我们使用的是24个输入16个输出共40个数字量的I/O点的S7-200CPU226 AC/DC/继电器。 1. 本机的数字输入:22路数字量输入 2. 本机的数字输出:5路数字量输出 3. 最大的数字量I\O:256
4. 最大的模拟量I\O:32AI\32AO 5. 扩展模块数量:0个模块 6. 内部存储器位:256位 7. 定时器总数:256定时器 8. 电源电压允许范围:AC85~264V
9. 输入电流仅CPU/最大负载:35/100 mA,AC 240V 10. 电压范围:DC20.4~28.8V 11. 电流限制:约1.5A
2.2.PLC 端子接线图
启动停止
低1
低2高1
高2手动单周期连续控制
风机回风电磁
阀2回风电磁
阀1翻板门电磁阀2翻板门电磁阀
清料开关
图2.1 I/O端口分配图
图2.2 I/O端口接线图
3.PLC 程序设计
3.1.设计思想
PLC应用系统是时,首先是进行功能设计,即根据被控对象的功能和工节要求,明确系统必须要做的工作和必备的条件,然后是进行PLC 的系统功能分析,即通过分析系统功能,提出PLC 控制系统的结构形式,控制信号的类别,数量,系统的及配置。其控制系统的设计思想及步骤如下:
1. 深入了解和分析被控对象的工艺条件和被控要求,如控制的基本反方式,操作方式。
2. 个悲剧被控对象对PLC 控制系统的功能要求和所需的输入输出的信号点数等,选择合适类型的PLC
3. 根据控制要求所需的用户输入输出设备,确定PLC 的I\O点数,并设计I\O端口接线图。
4. 根据生产工艺要求,画出系统的工作循环图表。 5. 根据系统工作循环图表设计出梯形图。
3.2.PLC 顺序功能图
图3.1 顺序功能图
3.3.PLC 梯形图
图3.2 梯形图
4. 程序调试说明
1.初始状态
风机通电开始,给烟丝管道送风,KM 线圈通电。 2.进料及送料过程
按下启动按钮SB1,装料机按以下规律循环工作:
a.1#装料机下落料器光电开关SQ2接通,1#装料机回风电磁阀YV1用于装料机的1打开,1#装料机开始进料,当料位达到上落料器光电开关SQ1位置时,1#装料机回风电磁阀YV1关闭。
b. 2#装料机下落料器光电开关SQ6接通,2#装料机回风电磁阀YV3打开,2#装料机开始进料,当料位达到上落料器光电开关SQ5位置时,2#装料机回风电磁阀YV3关闭。 c.1#装料机下料仓光电开关SQ4接通时,1#装料机翻板门电磁阀YV2打开,1#装料机料仓进料,当料仓料位达到上料仓光电开关SQ3位置时1#装料机翻板门电磁阀YV2关闭。 d. 2#装料机下料仓光电开关SQ8接通时,2#装料机翻板门电磁阀YV4打开,2#装料机料仓进料,当料仓料位达到上料仓光电开关SQ7位置时1#装料机翻板门电磁阀YV4关闭。 3. 复位
按动复位按钮SB8,分别将1#装料机和2#装料机落料器中的烟丝送入料仓中。 4. 停止
按下停止按钮SB2,须在完成本次循环后才停止工作(停在初始状态)。
5. 结束语
在现代控制设备中,机-电、液-电、气-电配合得越来越密切,虽然生产机械的种类繁多,其电气控制设备也各不相同,但电气控制系统的设计原则和设计方法基本相同。 在最大限度满足生产设备和生产工艺对电气控制系统要求的前提下,力求运行安全、可靠,动作准确,结果简单、经济,电动机及电气元件选用合理,操作、安装、调试和维修方便。
要完成好电气控制系统的设计系统,除要求我们掌握必要的电气设计基础知识外,还要求我们必须经过反复实践,深入生产现场,将我们所学的理论知识和积累的经验技术应用到设计中来。本次课程设计正是本着这一目的而着手实施的实践性环节,它是一项初步的模拟工程训练。
通过这次对卷烟厂风力送丝设备控制系统设计的PLC 控制,让我了解了PLC 梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解,也让我了解了关于PLC 设计原理。有很多设计理念来源于实际,从中找出最适合的设计方法.
课程设计是要求自己独立完成,但是,彼此还是脱离不了集体的力量,遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题,这样,我们可以尽可能的统一思想,这样就不会使自己在做的过程中没有方向,并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题,还可以深入的讨论一些技术上的问题.
沈阳理工大学课程设计专用纸 No
6. 参考文献
[1] 陈白宁. 机电传动控制基础. 沈阳:东北大学出版社,2008
[2] 林小峰
1994
[3] 田瑞庭
1994
[4] 张万忠. 可编程控制器应用技术
. 2001.12
[5] 于庆广. 可编程控制器原理及系统设计. 北京:清华大学出版社.2004
沈阳理工大学 20