水泥彩瓦成型機的PLC設(shè)計【基于plc控制優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含8張CAD圖紙+帶任務(wù)書】-jxsj58
水泥彩瓦成型機的PLC設(shè)計【基于plc控制】
摘 要
彩瓦成型機是水泥彩瓦的主要設(shè)備,工序較復(fù)雜,用常規(guī)控制較難實現(xiàn),采用了PLC進行控制,實現(xiàn)了系統(tǒng)自動、手動控制功能。系統(tǒng)共有26點入,13點出,還有2路壓力信號(模擬量)需要采集,采用了南京冠德公司的嘉華JH-120H系列PLC,由于系統(tǒng)工藝的復(fù)雜性、工藝的特殊性,而且條件的限制,所以采用了先畫電器圖,再畫梯形圖的方法來完成整個程序的編寫過程的。本書介紹了整個設(shè)計的電氣控制圖,梯形圖,時序圖,接線圖,流程圖和PLC程序,該設(shè)計運用了燈泡來實現(xiàn)整個實驗的模擬過程,在設(shè)計過程中,做了許多相關(guān)的實驗,例如:單按起停電路的PLC設(shè)計,十字路口紅綠燈的PLC設(shè)計。
關(guān)鍵詞: 彩瓦成型機 PLC 電氣控制
Abstract
The tile shaping machine of color is a capital equipment of the color tile of cement, the process is relatively complicated, it is more difficult to realize to control with the routine, having adopted PLC to control, the implementation system controls the function automatically, manually. The system has 26 o'clock in all to enter , 13 is pointed out, No. 2 pressure signal (analog quantity) needs gathering , preceded in good China JH-120H series PLC of Germany company after adopting Nanjing, because of the complexity of the craft of the system, particularity of the craft, and restriction of condition, adopt and draw electric apparatus picture first , draw ladder-shaped method of picture come and finish to write course whole procedure and then. Book this introduce design entirely electric to control and pursue, ladder-shaped picture, chronological chart, wiring diagram, flow chart and PLC procedure, should design and use bulb come and realize whole simulation course of experiment, in the course of designing, have done a lot of relevant experiments , for example: Only according to get up and park PLC of circuit design, crossway lipstick PLC of green light design.
Keyword: Modelling machine of coler tile PLC Control of electricity
目錄
摘 要 1
Abstract 2
0 引言 4
1 彩瓦成型機的基本工作原理和工作流程 6
2 控制系統(tǒng)設(shè)計 9
2.1 控制方案 9
2.2 PLC原理的簡單介紹 9
2.3 PLC的選擇 11
2.4彩瓦成型機PLC系統(tǒng)的可靠性設(shè)計 14
3.彩瓦成型機PLC設(shè)計的測試、調(diào)試 18
結(jié) 論 20
致 謝 22
參 考 文 獻 23
【詳情如下】【需要咨詢購買全套設(shè)計請加QQ1459919609】
A0-供料裝置簡圖.dwg
A1-B9912022-梯形圖.dwg
A1-彩瓦成型機電氣控制線路圖.dwg
A2-彩瓦成型機時序圖.dwg
A2-彩瓦成型機模擬電路布局圖.dwg
A2-流程圖.dwg
A3-彩瓦成型機簡圖.dwg
A3-接線圖.dwg
DSC01449.JPG
任務(wù)書.doc
任務(wù)書封面-2.doc
封面.doc
摘要.doc
文件清單.txt
正文.doc
水泥彩瓦成型機的PLC設(shè)計說明書正文【基于plc控制】.doc
程序清單.doc
設(shè)計封面.doc
1 摘 要 彩瓦成型機是水泥彩瓦的主要設(shè)備 ,工序較復(fù)雜 ,用常規(guī)控制較難實現(xiàn) ,采用了PLC進行控制 ,實現(xiàn)了系統(tǒng)自動、手動控制功能。系統(tǒng)共有 26點入 ,13點出 ,還有 2路壓力信號 (模擬量 )需要采集 ,采用了南京冠德公司的嘉華 列PLC ,由于系統(tǒng)工藝的復(fù)雜性、工藝的特殊性 ,而且條件的限制,所以采用了先畫電器圖,再畫梯形圖的方法來完成整個程序的編寫過程的。本書介紹了整個設(shè)計的電氣控制圖,梯形圖,時序圖,接線圖,流程圖和 序,該設(shè)計運用了燈泡來實現(xiàn)整個實驗的模擬過程,在設(shè)計過程中,做了許多相關(guān)的 實驗,例如:單按起停電路的 字路口紅綠燈的 計。 關(guān)鍵詞: 彩瓦成型機 PLC 電氣控制 彩瓦成型機的 計 2 he of is a of of is it is to to LC to 6 o'in to 13 is 2 in LC of of of of of of to to LC of in of a of to up LC of LC of of of 3 目錄 摘 要 ....................................................................................................................................................... 1 ..................................................................................................................................................... 2 0 引言 ....................................................................................................................................................... 4 1 彩瓦成型機的基本工作原理和工作流程 .......................................................................................... 6 2 控制系統(tǒng)設(shè)計 ................................................................................................................................... 9 控制方案 .................................................................................................................................. 9 理的簡單介紹 .............................................................................................................. 9 選擇 ............................................................................................................................... 11 瓦成型機 統(tǒng)的可靠性設(shè)計 ...................................................................................... 14 3.彩瓦成型機 計的測試、調(diào)試 .............................................................................................. 18 結(jié) 論 ....................................................................................................................................................... 20 致 謝 ....................................................................................................................................................... 22 參 考 文 獻 ........................................................................................................................................... 23 彩瓦成型機的 計 4 0 引言 課題是對現(xiàn)有的水泥彩瓦成型機進行改造,采用 制技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制。 制具有高效 、 節(jié)能 、 性能穩(wěn)定等特點,可大大改善設(shè)備性能。生產(chǎn)的水泥彩瓦,不僅徹底改變了傳統(tǒng)的擠壓式成型水泥瓦粗糙、強度底、雨水逆流滲漏 、抗凍隔熱差的現(xiàn)象,且可以代替粘土瓦,節(jié)省粘土資源,保護土地環(huán)境,符合國家墻改政策。開發(fā)的這種建材機械填補了國內(nèi)空白,達到了國外同類產(chǎn)品先進水平。 ( 1) 采用液壓比例控制,適合各種水泥瓦生產(chǎn)工藝要求。 ( 2) 采用 控系統(tǒng)實現(xiàn)全自動控制,性能穩(wěn)定可靠,生產(chǎn)效率高。 ( 3) 采用模壓成型,生產(chǎn)瓦型品種多,質(zhì)量高。 ( 4) 該機檔次高、投資少、性能優(yōu)。 ( 5) 生產(chǎn)產(chǎn)品適應(yīng)國家墻體改革政策、保護土地資源、保護環(huán)境,銷售前景好。 可編程序控制器(簡稱 微電子技術(shù)與自動控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它的應(yīng)用非常廣泛,能方便的直接用于機械制造,也可直 接用于新產(chǎn)品開發(fā)和機電一體化,近年來,可編程序控制器的發(fā)展非???。這不僅表現(xiàn)在普及非???,而且表現(xiàn)在新產(chǎn)品的開發(fā)速度非常快。 目前 ,國外PLC的年生產(chǎn)增長率大致保持在 30%~ 40%的水平。在我國 ,PLC廣泛應(yīng)用于機械、冶金、化工、輕工、電力、汽車等行業(yè)。尤其是在機械行業(yè)中 ,PLC是實現(xiàn)機電一體化技術(shù)的首選產(chǎn)品。在一些發(fā)達國家里 ,傳統(tǒng)的繼電器 — 接觸器控制已基本由PLC控制所取代。PLC的應(yīng)用 ,使其所控制的設(shè)備、系統(tǒng)的工作可靠性 ,相對單純的繼電器 — 接觸器控制系統(tǒng)大大提高。就PLC本身而言 ,平均無故障工作時間一般都 達到幾萬個小時 ,象三菱的F 1、F 2、FX系列 ,據(jù)稱其平均無故障工作時間可達三十萬個小時。因此 ,PLC控制系統(tǒng)的可靠性 ,主要取決于PLC的外圍設(shè)備 ,如按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、撥碼盤等輸入器件和接觸器、電磁閥等執(zhí)行器件。一項統(tǒng)計表明 , PLC控制系統(tǒng)的故障有 75%是因輸入、輸出設(shè)備工作不可靠引起的。此外 ,軟件程序的編制對可靠性提高也有一定影響。針對這一問題 ,本文就如何提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性進行探討。 可編程序控制器是一種面向生產(chǎn)過程控制的數(shù)字電子裝置,它具有控制能力強操作方便靈活 、 價格便宜 、 可靠性高等特點 。它不僅可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng),還可構(gòu) 、 成復(fù)雜的工業(yè)過程控制網(wǎng)絡(luò)是一種適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的新型控制器。是采用微機技術(shù)的工業(yè)自動化裝置。由于其通用性強、靈活性好、硬件配套齊全、編程方法簡單易學(xué)及可靠性高 ,PLC越來越廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。尤其是在順序控制方面更顯其身手。所以設(shè)計經(jīng)濟而實用的PLC控制系統(tǒng)是廣大用戶所期望的。下文從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩方面討論PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計技巧具有很強的實用性 ,旨在降低系統(tǒng)的成本 ,提高系統(tǒng)的靈活性和可靠性。 5 彩瓦成型機是生產(chǎn)水泥彩瓦的設(shè)備,它是將水泥加壓,用一定的模型把水 泥料壓制成瓦形,整個過程基本上是靠 制液壓系統(tǒng)和電機系統(tǒng)來實現(xiàn)的,生產(chǎn)的水泥瓦在現(xiàn)代建筑業(yè)中的運用是很流行的。彩瓦成型機生產(chǎn)的瓦型可以根據(jù)瓦模的變化而變化,所以這對于彩瓦產(chǎn)品的多樣性生產(chǎn)是很有利的 在現(xiàn)在看來,國內(nèi)外開發(fā)水泥彩瓦成型機的種類是很有限的,在國內(nèi)外有很大的市場潛力,而且中國現(xiàn)在在突飛猛進的發(fā)展中,人們的生活水平必然也是跨越式的發(fā)展,它的走勢是很看好的。 彩瓦成型機運用 制可以說是彩瓦成型機自動化發(fā)展的必然, 引入,使得彩瓦成型機的生產(chǎn)效率大大的提高了。整個彩瓦成型機的運作不象以 前由電氣控制的那樣復(fù)雜,既美觀又節(jié)省空間,減少了廠房的成本(一般投資中廠房的成本占總比例的很大一部分),而且電氣的維修費用比較高,使用壽命短, 制器體積小,工作穩(wěn)定,控制的時間可以隨時改變,另外還具有擴展功能。而且彩瓦成型機 制的情況下,它的輸出信號是低壓電,所以很安全。 彩瓦成型機的 究的是怎樣是彩瓦成型機在現(xiàn)有條件下發(fā)揮出它的最高的效率,整個系統(tǒng)的 序是根據(jù)它所要完成的工作過程來確定的,是把整個運動有機的連接起來,達到彩瓦生產(chǎn)的要求,生產(chǎn)的產(chǎn)品要求達到很高的質(zhì)量,所以對所有動作的 時間把握是很重要的。 在進行一定的市場調(diào)查的基礎(chǔ)上,對我們產(chǎn)品進行經(jīng)濟分析和社會效益分析。我們設(shè)計的雙工位液壓彩色水泥瓦成型機的成本只比原來單工位的成本提高了 40%左右,但是我們的班產(chǎn)量提高了一倍。所以我們的產(chǎn)品將取得令人滿意的經(jīng)濟效益和社會效益。 目前的彩色水泥瓦模壓成型機均采用單工位雙工步形式 ,即瓦的成型以及脫模操作都在一個工位上 ,將壓制與出模分別設(shè)置為兩個工步。這種兩個工步集中在一個工位上操作 ,機頭的實際利用率只有一半 ,每班的產(chǎn)量只能達到 2000~ 2500 片瓦。因此 ,提高模壓成型機的生產(chǎn)效率已經(jīng)成為彩色 水泥瓦成型機研究的熱點 ,也將成為現(xiàn)行模壓成型機的更新?lián)Q代產(chǎn)品。本設(shè)計在分析現(xiàn)行彩色水泥瓦模壓成型機 計的基礎(chǔ)上 ,結(jié)合單工位模壓成型機 ,針對整個動作過程,對單工位的部分機構(gòu)作優(yōu)化設(shè)計,在滿足性能的前提下以經(jīng)濟性為原則。設(shè)計出性能最好的程序。 彩瓦成型機的 計 6 1 彩瓦成型機的基本工作原理和工作流程 彩瓦成型機的基本工作原理是將 水泥、砂子、粉煤灰、水等經(jīng)過充分的拌和后送入定量攪拌機 ,定量攪拌機將定量的混凝土送入模腔內(nèi) ,經(jīng)上模壓頭與下模的壓制后形成濕狀水泥瓦 ,采用托架機構(gòu)取出上模中的瓦片后 ,進行干燥處理和上漆工 藝即變?yōu)槌善吠?。并且整個過程是由是由 制的一臺機器。 這里著重介紹 彩瓦成型機的 計。下面介紹一下整個彩瓦成型機的工作流程:首先要打開油泵電機和攪拌電機,然后工作臺要向左運行,中間有噴射一和噴射二兩個動作,然后定量供料,供料的過程中有兩次抖動,然后是工作臺向右,中間有壓頭壓下,然后托架上升,脫模架上升,上升到一定的極限后有行程開關(guān)動作后,壓頭上升,脫模架下降,托架由于自重下降,制品送出。具體見附圖:彩瓦成型機 開關(guān)的流程控制: 手動 :按各個點動按鈕可運行各部件。 自動循環(huán) : ( 1) 首先啟動油泵電機,按-SB2,-KM1合上。電機運轉(zhuǎn)。 ( 2) 啟動攪拌電機按鈕-SB4,-KM2合上,電機運轉(zhuǎn)。 ( 3) 按總動按鈕將工作臺運行至-SQ2位(右限);將壓頭運行至-SQ5位(上限);將脫模架運行至-SQ4位(下限)。 ( 4) 按循環(huán)工作按鈕-SB6,工作臺此時應(yīng)向左,開始工作。 ( 5) 工作臺向左:按循環(huán)工作-SB6、-SB5、-SB6、-KM1、-KM2、-KA1接通,-KA1吸合。-KA1、SQ2、-SQ4、-SQ5、-SQ1、-KA2接通,-KA2吸合,-YC1得電,工作臺向左,同時,噴射一、二在-KT1、-K T2電路下得電工作,噴射一、二電磁閥工作。工作臺左行至-SQ1位時,-KA2失電,工作臺停止。 ( 6) 工作臺向右:在初始位-SQ2、-KA3不能吸合,雖-SQ7在初始位置時閉合,但-SQ2開路,并且工作臺向左,-KA2吸合,-KA3無 7 法吸合,只有工作臺在-SQ1位,托架上升后再下降使-SQ7閉合,-KA1、-SQ7、―KA2 C 常閉,-SQ7、-SQ2、-KA3接通,-KA3吸合,-YC4得電,工作臺向右,右行至-SQ2停止。 ( 7) 拖架上升: 工作臺左行至-SQ1時,-KA1、-SQ1、-SQ3、-KA4吸合,-YC 5得電 ( 8) 托架下降: 模架上升至-SQ3時,-KA4失電,-YC5失電,托架下降。工作臺雖仍在-SQ1位,-SQ1動閉,但脫模架仍上升在-SQ3位,-SQ3開路,-KA4無法得電。 ( 9) 脫模架上升:當(dāng)托架上升至上限-SP1時,-KA1、-SP1、-SQ1、-SQ4、-KA5,-KA5吸合,脫模架上升,上升至-SQ3時,上升停止。 ( 10) 脫模架下降:當(dāng)工作臺開始向右時,脫模架同時下降,-KA3、-SQ4、-KA6接通,-KA6吸合,-YC6-2得電,脫模架下降,下降至-SQ(原位)時停止,-YC6-2失電。 ( 11) 壓頭下降: 工作臺開始向右 ,- 合 ,-KA1、-KT3、-KA3、-KA8、-KA7接通,-KA7吸合,當(dāng)工作臺行至右限-SQ2時,-YC7得電,-KA1、-KT3、-KA7、-SQ2、-KA7、-SQ6、-YC7接通,壓頭開始下降,下降至-SQ6,-KT3得電,延時2秒后-KT3失電,下降停止。 ( 12) 壓頭上升: KT3得電延時2秒后,-KA8得電,-KA1、-KT3、-SQ5、-KA8接通,-KA8吸合,-YC8得電工作,壓頭上升,上升至-SQ5停止,并開始向下循環(huán)。 ( 13) 定量供料: 工作臺左行至-SQ1時,-KA4、 -SQ7、-KA5、-SQ2、-SP2、-KA9接通,-KA9吸合,-YC9得電工作,定量供料前進,上升至-SP2壓力值時,-YC9失電,汽缸返回,當(dāng)托架上升到-SP1壓力值時,-KA4、-SQ7、-KT5、-SP1、-KT4、-KT4線圈接通,-KT4延時打開動閉觸頭接通-KA9,-YC9短時工作,到時后(0.3秒)-KT4線圈斷電,-KA9也失電,因-KT5也同時得電延時工作,-KT4再次得電,-KA9再次吸合,短時間后(0 -KT4再次失電,-KA9同樣失電,延時電路斷開,定量供料結(jié)束。 彩瓦成型機的 計 8 ( 14) 制品 送出: 右行至-SQ2位時,壓頭開始下降,同時制品送出,壓頭下降,延時時間繼電器-KT3工作時,-KA1、-KT3、-SQ8、-KA10接通,-KA10吸合,-YC10得電工作,行至-SQ8停止。 根據(jù)以上各種要求,設(shè)計出彩瓦成型機PLC的電器控制土,在畫出梯形圖,然后根據(jù)梯型圖計出程序 9 2 控制系統(tǒng)設(shè)計 控制方案 根據(jù)PLC的功能和模塊的組合,有以下幾種控制功能的方式: 替普通繼電器的順序控制 行定時器的時序控制 據(jù)模擬輸入輸出信號進行控制 數(shù)據(jù)指令進行數(shù)值處理參數(shù)控制等 理的簡單介紹 ,為 8 點輸入 /4 點輸出。輸入點 /輸出點定義號可通過跳線進行選擇。通常緊靠 塊安裝的 I/O 模塊輸入點定義號固定為I/O 模塊輸入 /輸出點定義號的跳線在出廠時已排好,如需更改可參考模塊上的說明選擇跳線。 列的標(biāo)準(zhǔn)輸入模塊為 12 點輸入,標(biāo)準(zhǔn)輸出模塊為 8 點輸出。輸入及輸出點定義號可通過模塊上的跳線進行選擇,緊 靠 塊安裝的輸入模塊輸入點固定的,另外 4 點輸入定義號可通過跳線選擇。輸入模塊和輸出模塊的輸入 /輸出點定義號的跳線在出廠時已排好,如需更改可參考模塊上的說明選擇跳線。 輸入每點均有光電隔離、濾波等抗干擾措施, 定義號為 8 點輸入濾波時間常數(shù)可在 0間由程序設(shè)定,其他輸入定義號的濾波時間常數(shù)為 1027V/1A、直流 30V/2 列的標(biāo)準(zhǔn)輸出模塊的輸出適用于交流 240V/5A、直流 24V/5A 以下。 輸入 /輸出接口電路用來連接 機與外部設(shè)備。為了提高抗干擾能力,一般的輸入 /輸出接口都應(yīng)有光電隔離裝置。輸入端口總共有 26 個,輸出端口有 13 個。 定運行方式 該系統(tǒng)的運行方式本因是自動的,但限于條件和水平,所以采用半自動的方法來控制整個動作過程的。并且是有一臺裝有 000 的計算機來控制程序的輸入和輸出的。 彩瓦成型機的 計 10 圍電路設(shè)計 外圍電路的設(shè)計首先根據(jù)確定的各個元氣件的位置來定位的,然后按節(jié)省原則用最短的線接出最美觀的電路。這樣的設(shè)計理念 是未來工業(yè)發(fā)展的必然,也是為環(huán)保、為節(jié)省國家資源作出了貢獻。 ,并且按鈕要再燈泡的正下方。 定存儲器容量 存儲器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。 存儲器包括系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。所謂系統(tǒng)程序,是指控制和完成 制造廠家用微機的指令系統(tǒng)編寫的,并固化到只讀存儲器( ;所謂用戶程序,就是使用者根據(jù)工程現(xiàn)場的生產(chǎn)過程和工藝要求編寫的控制程序。用戶程序由使用者通過編程器輸入到只讀存儲器( ,允許修改,由用戶啟動運行。 儲器只能一個程序,最多是一千行程序。 擇外部設(shè)備 產(chǎn)廠家為用戶提供的外部設(shè)備主要如下。 基本構(gòu)成如圖所示 : 印機 打印機在用戶程序編制階段用來打印帶注釋的梯形圖程序或指令語句表程序,這些程序?qū)τ脩舻木S修及系統(tǒng)的改造是非常有價值的。在系統(tǒng)的實時運行過程中,打印機用來提供運行過程中報警的時間和類型等。這對于分析事故原因和系統(tǒng)改進是非常 重要的。 外存儲器 塊內(nèi)的半導(dǎo)體存儲器稱為內(nèi)存,可用來存放系統(tǒng)程序和用戶程序。有時將用戶程序存儲在磁盤驅(qū)動器上的磁盤中,作為備份或改變生產(chǎn)工藝流程時調(diào)用。 入器 入器用于將用戶程序?qū)懭氲?去,它提供了一個非易失 11 性的用戶程序的保存方法。同一 統(tǒng)的各種不同場合的用戶程序可以分別寫入到幾片 ,在改變系統(tǒng)的工作方式時,只需要更換 片即可。 選擇 I/O 模塊 I/O 模塊是隨機附帶的,它有擴展 功能。 I/O 擴展接口 用于擴展輸入、輸出點數(shù),當(dāng)用戶的 制系統(tǒng)所需的輸入、輸出點數(shù)超過主機的輸入、輸出點數(shù)時,就要通過 I/O 擴展接口將主機與 I/O 擴展單元連接起來。 能 I/O 接口 它是帶有獨立的微處理器和控制軟件的特殊 I/O 接口 ,可以獨立地工作。在眾多的智能I/O接口中,常見的有滿足位置控制需要的位置閉環(huán)控制接口模塊;有快速PID調(diào)節(jié)器的閉環(huán)控制接口模塊;有滿足計數(shù)頻率高達 100高速計數(shù)器接口模塊等。 訊接口 通訊接口是專用于數(shù)據(jù)通訊的一種 智能模塊,主要用于人――機對話或機――機對話。通訊接口有串行接口和并行接口兩種,它們都在專用系統(tǒng)軟件的控制下,遵循國際上多種規(guī)范的通訊協(xié)議來工作。用戶根據(jù)不同的設(shè)備要求選擇相應(yīng)的通訊方式,并配置合適的通訊接口。 制回路設(shè)計 設(shè)計是在要求實現(xiàn)的各個步驟的前提下,首先產(chǎn)生一個雛形,要考慮整個回路有幾個輸入接口(JH-120H系列的輸入繼電器定義號如下:400-413、500-513)、輸出接口(JH-120H系列的輸出繼電器定義號如下:430-437、530-537),然后再確定它們的公共點有幾個 、外部電源要怎么接等等。然后不斷的實驗,不斷的完善成熟,而產(chǎn)生的控制回路(即彩瓦成型機的PLC接線圖)。 選擇 列和 列可編程序控制器是適用于小型工業(yè)過程自動控制理想的控制裝置。 列 主要特點是以 8 入 4 出構(gòu)成單元模塊,可嵌接出最大為 108 點( 72 入 36 出)的 用于交流 127V/1A、直流 30V/2A 以下輸出狀態(tài)的控制場合。 列 主要特點是由標(biāo)準(zhǔn)的 12 路輸入模塊及標(biāo)準(zhǔn)的 8路輸出模塊構(gòu)成,可嵌接出最大為 120 點( 72 入 48 出)的 用于交流 240V/5A、直流 24V/5A 以下輸出狀態(tài)的控制場合。 列輸入端接線示意圖 彩瓦成型機的 計 12 列輸入端接線示意圖 塊功能圖 由控制規(guī)模,控制內(nèi)容和控制系統(tǒng)可靠性要求等因素,決定控制系統(tǒng)組態(tài)類型 。 13 一般技術(shù)指標(biāo) 電源電壓 30V+10% 500壓波動范圍 電源可瞬間失效 80度 ( 40%凝露 溫度 +55℃ 環(huán)境 無腐蝕性氣體、無導(dǎo)電粉塵和微粒 耐壓 1 分鐘(電源 絕緣阻抗 > 200耐振動 振幅 3 方向各 30 分鐘 耐沖擊 準(zhǔn), 10G 耐噪聲 13926, 11μ s 脈沖 安全規(guī)范 功能技術(shù)指標(biāo) 控制方式 存儲程序,循環(huán)掃描 編程語言 梯形圖,語句表 程序容量 1000 步 程序存儲器 電池失電保護, (平均 ) 定時器 32 點: 4 點; 8 點 計數(shù)器 30 點: 1計數(shù) 輔助繼電器 192 點(其中 64 點斷電保持) 狀態(tài)寄存器 40 點(斷電保持) 特殊繼電器 16 點 高速計數(shù)器 1 點: 1減計數(shù), 2診斷 程序檢查(語法檢查、電路檢查) 警戒監(jiān)視(電源電壓、鋰電池電壓) 指令 基本指令 20 條,步進指令 2 條,功能指令 96條 輸入技術(shù)指標(biāo) 輸入方式 無源觸點,光電耦合方式 輸入電壓 機內(nèi)電源 4V 工作 斷→通 最小 流 通→斷 最大 應(yīng)時間 斷→通、通→斷:約 10作指示 輸入接通時, 亮 400— 407 響應(yīng)時間 0— 60件設(shè)定 輸出技術(shù)指標(biāo) 彩瓦成型機的 計 14 輸出方式 繼電器輸出,無漏電流 單點電流 5A/點(電阻負(fù)載 H 型) 外負(fù)載電源 < 50V/0V 響應(yīng)時間 斷→通,通→斷:約 10作指示 繼電器通電時, 亮 注:晶體管或可控硅輸出型訂貨時說明 特殊單元技術(shù)指標(biāo) A/D 轉(zhuǎn)換單元 0— 5V 輸入, 4 路, 8 位分辨率 D/A 輸出單元 0— 5V 輸出, 2 路, 8 位分辨率 撥盤輸入單元Ⅰ 12 路雙位 盤(共 24 只 盤) 撥盤輸入單元Ⅱ 32 路雙位 盤(共 64 只 盤) 測溫單元 4 路熱電阻 100, 8 位分辨率 整個彩瓦成型機 統(tǒng)有 臺,燈泡 13 只、按鈕開關(guān) 26 只、電線若干和一塊塑膠板。根據(jù)彩瓦成型機的工作原理及生產(chǎn)流程要求 ,采用嘉華JH120 PLC 系列作 為控制核心 ,其本身有28個輸入點和16個輸出點 ,由于該設(shè)備通過置換不同模具可生產(chǎn)出彩瓦混凝土制品 ,故一些計數(shù)、時間等過程參數(shù)隨不同制品的生產(chǎn)而需要變更 ,因此需擴展一臺WINDOWS2000系統(tǒng)。它直接與PLC的PPI口連接 ,可顯示來自CPU的信息 ,并能修改和設(shè)定控制程序中的過程參數(shù)值 ,以實現(xiàn)人機對話功能。同時系統(tǒng)還設(shè)置一個控制操作臺 ,其上的控制按鈕開關(guān)用來對燈泡的熄亮進行手動 /自動現(xiàn)場控制。具體由PLC對這些輸入信號進行響應(yīng)處理 ,然后輸出相應(yīng)控制信號 ,控制這些燈泡的運行 ,并通過信號指示燈顯示狀態(tài)。 瓦成型機 統(tǒng)的可靠性設(shè)計 制方式 本實驗儀器本來應(yīng)該有16個按鈕開關(guān)和8個限位開關(guān),以及2個壓力開關(guān)構(gòu)成,但限于水平和現(xiàn)有條件,所以采用了26個按鈕開關(guān)來實現(xiàn)大部分過程。本模擬實驗品是有一臺 制的,首先必須輸入程序(在 000系統(tǒng)的計算機下輸入),有軟件的界面來選擇運行的方式,一般都是輸入最大量。 由于PLC是直接用于工業(yè)控制的,必須在惡劣的環(huán)境下可靠的工作,故而應(yīng)考慮溫度、濕度、震動和沖擊、電源、環(huán)境諸方面因素。 針對工作環(huán)境對PLC系統(tǒng)的各種影響 ,可以采取以下相應(yīng) 措施以保證系統(tǒng)的可靠性。 15 屏體選用屏蔽性能良好的結(jié)構(gòu) ,以保證外部電磁干擾不在屏內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流。開入端選用光電隔離端子。 外部開入信號的電壓等級為DC 220V ,增強抗干擾性能 ;內(nèi)部因為沒有什么強電磁干擾 ,開入信號電壓仍選DC 24V工作。光電隔離端子輸入側(cè)和輸出側(cè)的絕緣電阻很高 ,一般為 1012~ 1013Ω ,而分布電容值很小 ,一般僅為 pF ,從而輸入側(cè)的干擾很難通過 ;光電隔離端子中信息的傳送介質(zhì)為光 ,而信息的轉(zhuǎn)換與傳送過程是在不透明的密閉環(huán)境中進行的 ,從而不 受通常的電磁信號和外界光的干擾。光電隔離端子不僅增加抗干擾性能 ,還能避免由開入端來的強干擾損壞屏內(nèi)元器件。 開出選用開關(guān)量輸出端子。為避免開出端的干擾對PLC造成沖擊 ,甚至對PLC系統(tǒng)造成損壞 ,應(yīng)使用出口繼電器 ,并選用開出量專用端子。PLC輸出模塊內(nèi)的小型繼電器的觸點很小 ,斷弧能力很差 ,用外部繼電器的觸點驅(qū)動DC 220V的負(fù)載。PLC系統(tǒng)只通過出口繼電器的空接點對電站控制回路進行操作。對于屏內(nèi)的信號燈、光字牌等工作電壓為DC 24V的負(fù)載可以用PLC輸出模塊內(nèi)的小型繼電器直接驅(qū)動。 對于通訊部分 ,為提高其抗干擾性能 ,選用適合強干擾的工業(yè)環(huán)境的現(xiàn)場總線方式 ,通信介質(zhì)選用屏蔽電纜。在實際應(yīng)用中我們選用CAN總線方式。CAN采用短幀結(jié)構(gòu)傳輸 ,每幀有效字節(jié)為 8 個 ,傳輸時間短 ,受干擾的概率低。而且每幀信息都有CRC校驗和其他檢錯措施 ,保證數(shù)據(jù)出錯率極低。當(dāng)節(jié)點嚴(yán)重錯誤時 ,具有自動關(guān)閉功能 ,使總線上其他節(jié)點不受影響。CAN總線是最適合水電站等強干擾工業(yè)環(huán)境。實際運行證明CAN是水電站PLC通信的上佳選擇。 境技術(shù)條件設(shè)計 該系統(tǒng)在比較惡劣的生產(chǎn)條件下工作,主要是用水泥壓制 成瓦型,而且在各種溫度、濕度的變化范圍比較大,所以必須具有良好的抗?jié)裥?,防止漏電,防止PLC在高溫下被破壞,所以要有良好的防水性、抗高溫的能力? 能安裝在過分惡劣的環(huán)境中,如過分潮濕、灰塵過多、高溫、有腐蝕性氣體、有振動或機械沖擊的環(huán)境, 能安裝在高壓電源線或其他類似的電氣設(shè)備附近,環(huán)境溫度應(yīng)在 -+55℃之間。不要將機器安裝在地板上、天花板上或墻壁上。為了有良好的散熱環(huán)境, 圍應(yīng)留有 50空間。 彩瓦成型機的 計 16 冗余條件 為保證可靠性,除選用可靠性高的PLC外,冗余條件設(shè)計是保證 可靠性的有效措施。 必須遠(yuǎn)離工作現(xiàn)場。至少不靠近工作臺 最好放在振動比較小或沒有震動的地方,防止接線頭的松開或脫落 PLC放置的地方通風(fēng)效果要比較好,防止PLC溫度過高,而燒壞產(chǎn)生不必要的損失 電系統(tǒng)設(shè)計 供電系統(tǒng)的設(shè)計直接影響控制系統(tǒng)的可靠性,因此供電時應(yīng)考慮:輸入電源電壓應(yīng)在允許范圍內(nèi)變化,根據(jù)現(xiàn)有條件選擇24V的電壓,是經(jīng)過變壓器把220V的交流電轉(zhuǎn)換而來,當(dāng) 交流電斷電時,應(yīng)考慮不破壞控制器程序和數(shù)據(jù);在控制系統(tǒng)不允許斷電的場合, 要考慮供電電源的冗余,當(dāng)外部設(shè)備電源斷開時,應(yīng)不影響控制器的供電,要考慮抗干擾的措施。 在干擾較強或可靠性要求很高的場合,可以加接帶屏蔽層的隔離變壓器,還可以串接 波電路。同時,在安裝時還要注意以下問題: ( 1) 動力部分、控制部分、 I/O 電源應(yīng)分別配線。隔離變壓器與 與 I/ ( 2) 系統(tǒng)的動力線應(yīng)足夠粗,以降低大容量設(shè)備啟動時的線路壓降。 ( 3) 外部輸入電路用的外接直流電源最好是穩(wěn)壓電源。那種僅將交流 電壓整流濾波的電源含有較強的紋波,可能使 收錯誤信息。 制系統(tǒng)的布線要求 I/O 線與控制線應(yīng)分開走線,并保持一定距離。如不得已要在同一線槽中布線,最好使用屏蔽電纜。 交流線與直流線、輸入線與輸出線最好分開走線。開關(guān)量、模擬量 I/O 線最好分開,模擬量 I/O 線最好用屏蔽線。 傳送模擬信號的屏蔽線的屏蔽層應(yīng)一端接地。為了泄放高頻干擾,數(shù)字信號線的屏蔽層應(yīng)并聯(lián)電位均衡線,其電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的 1/10,并將屏蔽層兩端接地。如果無法 設(shè)置電位均衡線,或只考慮抑制低頻干擾 $也可 17 一端接地。 基本單元與擴展單元之間的電纜傳送的信號低、頻率高、很容易受到干擾,不能與別的線敷設(shè)在同一管道內(nèi)。 輸入、輸出配線時應(yīng)注意的問題 輸入端或輸出端接有感應(yīng)元件時,應(yīng)在它們兩端并聯(lián)續(xù)流二極管(對于直流電路)或阻容電路(對于交流電路),以抑制電路斷開時產(chǎn)生的電弧對 阻可以取 50~120 歐姆,電容取 容的額定電壓應(yīng)大于電源峰值電壓 A 的管子 ,其額定電壓 應(yīng)大于電源電壓的 3 倍。 如果輸入信號由晶體管提供 ,其截止電阻應(yīng)大于 10千歐,導(dǎo)通電阻應(yīng)小于 800歐姆。 當(dāng)接近開關(guān)、光電開關(guān)這一類兩線式傳感器的漏電流較大時,可能出現(xiàn)錯誤的輸入信號。可以在輸入端并聯(lián)旁路電阻,以減少輸入電路漏電流。 彩瓦成型機的 計 18 3.彩瓦成型機 計的測試、調(diào)試 當(dāng)對某一復(fù)雜的PLC控制系統(tǒng)進行編程時 ,由于有很多的自鎖和互鎖關(guān)系在里面 ,因此檢查的難度也要大得多?;具壿嫹ū软樞蚩刂品ㄐ枰ㄙM更多的時間、編寫更多的指令 ,加上系統(tǒng)中的互鎖關(guān)系很難理清 ,因此后者常常被說成最佳的編程方法。 (1)順序控制法 ,。先畫出控制系統(tǒng)時序圖與狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 ,再畫步進梯形圖 ,然后編寫指令程序。 (2)基本邏輯法 ,先畫出繼電接觸控制電氣原理圖 ,再畫“梯形圖” ,然后編寫指令程序。 但是 ,如果被控制對象是一個比較簡單的PLC控制系統(tǒng)的話 ,情況卻正好相反 ,即用順序控制法編程比基本邏輯法花費更多的時間、編寫更多的指令 ,其原因是順序控制法的程序中 ,一條簡單的STL /RET步進指令常常需要 6 條以上的指令 ,而這條步進指令的多次使用必然造成指令數(shù)量急增。另外 ,由于使用了S指令 ,因某些特殊原因 ,要求在操作過程中的任意時刻必須將控制系統(tǒng)斷開的話 ,由于狀態(tài)繼電器“S ”具有斷電保護功能 ,則必須使用功能指令。但有時需要從初始狀態(tài)開始執(zhí)行動作 ,這時就需要復(fù)位所有的狀態(tài) , ,所以反而沒有基本邏輯法方便。采用邏輯設(shè)計法設(shè)計程序一般分四步 : 第一步 : 決定執(zhí)行元件與檢測元件 ,分配I /O點 ,并作出執(zhí)行元件節(jié)拍表及檢測元件狀態(tài)表。 第二步 : 確定必要的中間線圈的開關(guān)邊界線 ,并據(jù)此設(shè)置中間線圈。 第三步 : 列寫中間線圈及執(zhí)行元件邏輯函數(shù)式 ,并畫出梯形圖。 第四步 : 進一步檢查和修改梯形圖 ,使其符合PL C的特殊規(guī)定和要求。 當(dāng)整個彩瓦成型機的模擬電路都組裝好以后,就必須測試和調(diào)試整個模擬電路的可行性,調(diào)試首先要編寫整個電路的 序(見程序清單),調(diào)試和測試主要分以下幾步: ( 1) 檢查整個電路是否有短路或斷路; ( 2) 檢查電路是否有漏電,要注意安全; ( 3) 把寫好的程序用計算機編入 制器中; ( 4) 運行程序(如果錯誤指示燈閃的話,那么程序就有錯誤,應(yīng)該檢查程序中的錯誤,并改正錯誤); 19 ( 5) 程序沒有錯誤并不表示每一步都能實現(xiàn),所以要進一步調(diào)試; 程序的調(diào)試是一個很重要的過程,直接影響整個彩瓦成型機工作效率,在彩瓦成型機的生產(chǎn)中 如果寫入的是錯誤的程序,直接投入生產(chǎn)的話就會產(chǎn)生不可估量的損失,嚴(yán)重的時候有可能會把機器損壞。那樣的后果就更加不堪設(shè)想。 PLC作為一種方便、功能強大的工業(yè)控制設(shè)備已經(jīng)廣泛運用于工業(yè)監(jiān)控的許多領(lǐng)域 ,PLC的程序設(shè)計是實現(xiàn)其控制功能的靈魂 在工業(yè)化進程日益加速的今天 ,有理由也有辦法尋求一種安全可靠并且簡便的工業(yè)化的程序設(shè)計方法 ,以推進PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)方面的運用 ,提高工業(yè)監(jiān)控整體的自動化水平 PLC的程序設(shè)計同其他設(shè)計一樣 ,整個過程可以分為需求分析、功能設(shè)置、程序?qū)崿F(xiàn)、調(diào)試運行和系統(tǒng)維護及功能擴展這些階段 所不同的是PLC通用的程序設(shè)計語言是梯形圖 ,并且偏重于邏輯設(shè)計 現(xiàn)在的PLC程序設(shè)計中由于每個人設(shè)計的習(xí)慣不同 ,個人特色的印記很濃 ,使得程序的可讀性差 ,這為以后的系統(tǒng)維護和功能擴展帶來很大麻煩 所以 ,我們可以借鑒已經(jīng)成功應(yīng)用于其他程序設(shè)計語言的面向?qū)ο蟮姆椒?,使PLC的程序設(shè)計在提高質(zhì)量的同時 ,能夠向工業(yè)化的設(shè)計方法靠擾 ,為大型PLC程序集體開發(fā)的可靠性提供保障彩瓦成型機程控系統(tǒng)采用 彩瓦成型機的 計 20 結(jié) 論 經(jīng)過兩個多月的畢業(yè)設(shè)計,可謂是有得也有失 ,主要成果是一臺用燈泡代替整個動作過程的PLC工作線路板,但由于是國產(chǎn)軟件,有的功能并不齊全,所以要用子程序來代替這個功能,這樣一來整個程序顯得很冗長。 雖然如此,卻讓我領(lǐng)悟到其中的許多小訣竅,在以后的工作中是很有用處的,例如:JH-120系列的PLC就沒有時鐘脈沖器,就需要自己編一段小程序來實現(xiàn)它,而且編出的程序的脈沖時間可以隨意的調(diào)節(jié);又如:時間繼電器允許的時間可以是小數(shù)的,但是如果不仔細(xì)的發(fā)現(xiàn)的話,紅綠燈的實驗就很難實現(xiàn)。畢業(yè)設(shè)計是為以后的工作打基礎(chǔ)的,所以一直以來都很重視它。在這次畢業(yè)設(shè)計中我學(xué)到了 很多東西。 這次畢業(yè)設(shè)計最大的體會是學(xué)到了以前書本上沒有學(xué)到的知識,才深刻體會到書不能讀死這句話的深刻含義,有很多事情要經(jīng)過自己動手之后才會發(fā)現(xiàn)原來就這么簡單的原理那么難,而那么難的原理竟然那么簡單。有的數(shù)據(jù)是要在實驗過程中反復(fù)論證的,不是隨隨便便就能得出結(jié)論的,這個缺點正是現(xiàn)代年輕人容易犯的錯誤,理論和實踐是有差距的,所以說“一分耕耘,一分收獲”。 彩瓦成型機是目前應(yīng)用于建筑行業(yè)比較多的一種機器。 彩瓦特別適用于現(xiàn)代建筑行業(yè),本設(shè)計是一臺全自動(由PLC控制)的機器,它是用P L C 控制以前的電氣控制,其優(yōu) 點有: ( 1) 編程簡單,可以方便的在現(xiàn)場修改程序。 ( 2) 維護方便,可采用插件式結(jié)構(gòu)。 ( 3) 可靠性高于繼電器控制柜,體積小于繼電器控制柜。 ( 4) 成本低于繼電器控制柜。 ( 5) 可以用低壓電源,能直接驅(qū)動電磁閥,交流接觸器等。 ( 6) 可用語計算機聯(lián)網(wǎng)。 ( 7) 通用性強,擴展方便。 彩瓦成型機的特色是:本設(shè)計是一臺PLC控制一臺機器運行。簡單易行,節(jié)約成本。突破了以往的電氣控制柜,節(jié)約了空間,并且可以隨時改變程序,并且采用了國產(chǎn)的軟件。 該設(shè)計是用燈泡的亮或不亮來展示整個過程的,可以說是通俗易懂,比較直觀的一種展示方法。并且能夠完成各個所需的過程 ,可以說這樣是成功的,根據(jù)其需 21 要,有的步驟的工作時間是可以隨時改變的,很方便機器的維護和提高機器的生產(chǎn)效率。但現(xiàn)在的問題是以燈泡代替整個過程,有的并不能真的動作,所以有8個縣委開關(guān),用的是按鈕開關(guān),所以有的步驟只能靠手動來完成,自動化的程度大大的降低了,這是該設(shè)計的一個遺憾。 總的來說,整個設(shè)計是在現(xiàn)有條件下,最大的發(fā)揮出了它的優(yōu)勢,但以后的的發(fā)展是誰也不能預(yù)料的,科學(xué)的發(fā)展也是飛快的,而整個過程的時間安排有很大的缺陷,所以以后的方向是怎樣確定好時間,才能提高整個機器的的效率。 彩瓦成型機的 計 22 致 謝 通過此次畢業(yè)設(shè)計,讓我感受到師生之情是多么的珍貴,以后踏入社會就很難有這種師徒情誼,社會上的師傅總是要留一手的,他怕徒弟超過自己,而老師就不同了,他希望他的學(xué)生青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。這是很重要的一點,一種是無私的,一種是有目的的,比較之下,這份情誼更是值得珍惜。 大學(xué)四年,光陰似劍,就在眨眼之間一閃而過,期間有很多老師的栽培和教導(dǎo),而在這兩個多月的畢業(yè)設(shè)計過程中,馬老師作為我們的指導(dǎo)老師 ,兢兢業(yè)業(yè),一絲不茍,而且此次畢業(yè)設(shè)計中遇到很多困難,雖然老師有很多課程,但是還是在百忙中抽出時間為我們輔導(dǎo)和 加油,在老師的幫助下解決了許多難點和疑點,可以說這次畢業(yè)設(shè)計的完成指導(dǎo)老師的作用是功不可沒的,在此,我要深深的謝謝老師的關(guān)懷與指導(dǎo)。 23 參 考 文 獻 1. 弭洪疇 、 孫德輝,可編程控制器( 理及應(yīng)用,中國水利水電出版社, . 李舫 、 李裕華、孫明,自裝可編程控制器( 西安交通大學(xué)出版社, . 汪曉光,可編程控制器原理及應(yīng)用(上冊),機械工業(yè)出版社, . 汪曉光,可編程控制器原理及應(yīng)用(下冊),機械工業(yè)出版社, . 徐惠民,單片微機 原理 接口 應(yīng)用,北京郵電出版社 6. 楊素行,微型計算機系統(tǒng)原理及應(yīng)用,清華大學(xué)出版社 7. 陸鑫盛,氣動自動化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計,上??茖W(xué)技術(shù)文獻出版社 8. 俞光明,計算機控制技術(shù),電子工業(yè)出版社 9. 許杏根,簡明機械設(shè)計手冊,機械工業(yè)出版社 10. 成大先,機械設(shè)計圖冊,化學(xué)工業(yè)出版社 11. 王兆義,小型可編程控制器實用技術(shù),機械工業(yè)出版社, 瓦成型機的 計 24 附件清單 1.彩瓦成型機的 計電氣圖 1 一張 2.彩瓦成型機的 計梯形圖 3 一張 3.彩瓦成型機的 計時序圖 3 一張 4.彩瓦成型機的 計接線圖 2 一張 5.彩瓦成型機的 計流程圖 2 一張 6. 彩瓦成型機模擬電路布局圖 2 一張 7. 彩瓦成型機簡圖 3 一張 8. 供料裝置簡圖 4 一張 9. 彩瓦成型機模擬電路板 一份 一份