電氣自動(dòng)化基于plc的電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低加工成本。 單周程序可實(shí)現(xiàn)電鍍行車控制對(duì)象對(duì)單批零件的自動(dòng)電鍍，在電鍍完單批零件后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車。因此這部分程序主要用于電鍍行車控制對(duì)象及其 PLC控制系統(tǒng)在組 裝或檢修完成后投入生產(chǎn)前的試車，以及工人交接班時(shí)對(duì)行車的檢查。 手動(dòng)程序主要用來檢查和調(diào)整電鍍行車每一步的運(yùn)行狀態(tài)。具體來說，就是要實(shí)現(xiàn)單步控制，即按下某一步的起動(dòng)按鈕，該步就運(yùn)行直到這一步完成。 信號(hào)顯示及故障報(bào)警程序用來顯示電鍍行車控制對(duì)象中各電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)、電鍍行車控制對(duì)象的工作方式和運(yùn)行過程，用來在電鍍行車控制對(duì)象啟動(dòng)的所有初始條件都已具備且已按下預(yù)開按鈕時(shí)發(fā)出音響預(yù)告信號(hào)，或在各電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)動(dòng)作時(shí)發(fā)出音響故障警告信號(hào)。 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 公用程序單周/ 連續(xù)工作方式程序手動(dòng)工作方式程序CJ P0CJ P1X3X1X2信號(hào)顯示與故障報(bào)警程序P0P1圖4 . 1 P L C 梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)圖.. PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu) 在第二章中 ， 對(duì)電鍍行車控制對(duì)象工 作方式選擇的設(shè)計(jì)要求中，還提出了如下的要求： （ 1）應(yīng)具有對(duì)上述三種工作方式的自由選擇功能。 （ 2）為了避免程序混亂和發(fā)生機(jī)械碰撞事故，應(yīng)能避免在同一時(shí)間內(nèi)電鍍行車控制系統(tǒng)有兩種或兩種以上的工作方式運(yùn)行。 圖 PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu) 圖 為滿足上述要求，從程序的總體結(jié)構(gòu)上來說，應(yīng)采用跳步法設(shè)計(jì)基于 PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的用戶程序，即將手動(dòng)程序、單周程序和連續(xù)程序分隔在不同的跳步區(qū)，同時(shí)應(yīng)能保證在同一時(shí)間內(nèi)，所有跳步區(qū)中只有一個(gè)跳步區(qū)的跳步條件滿足，其余跳步區(qū)的跳步條件都 不滿足，而各跳步區(qū)的跳步條件的滿足與否，則應(yīng)能由工作方式選擇開關(guān) SA2自由選擇，這樣才能滿足上述要求。據(jù)此，可將 PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成圖 。 公用程序設(shè)計(jì) 公用程序采用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì) ， 可將其梯形圖設(shè)計(jì)成如圖 。 由圖 1邏輯行并結(jié)合 PLC輸入 /輸出接線圖可知，在電鍍行車的小車西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 X0 X 3 3 X 4 4M 1 5 1M 8 0 0 2 M 1 5 1X3 M 1 5 1X2M 1 5 0X1 M0X4X5M 1 5 1X2Y 1 7M 1 5 0S E T M0R S T M0Z R S T M1 M 2 3Z R S T Y0 Y 4 2預(yù)開電鈴響預(yù)停單周連續(xù)循環(huán)使初始步置位手動(dòng)圖4 . 2 公用程序梯形圖處于傳送帶 A的 1號(hào)位時(shí)（初始狀態(tài)）和未按預(yù)停按鈕的情況下，輔助繼電器的線圈回路中 X33和 X44的觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)， X2觸點(diǎn)均處于閉和狀態(tài)。此時(shí) ， 按下預(yù)開按鈕 SB11(X0)， 可使繼電器 M151和 Y17通電動(dòng)作。 M151動(dòng)作可為電鍍行車起動(dòng)作好準(zhǔn)備 ， Y17動(dòng)作可接通電鈴 BE的電源，向人們發(fā)出電鍍行車將要開車的音響預(yù)告信號(hào)。在按下起動(dòng)按鈕 SB12（ X1）以前，若想取消預(yù)開命令，只要按下預(yù)停按鈕 SB13（ X2），使 M151斷電即可。 在圖 2邏輯行中，電鍍行車的預(yù)停信號(hào)由輔助繼電器 M150發(fā)出。當(dāng)按預(yù)停按鈕 SB13 (X2)，應(yīng)能使預(yù)停回路 M150通電，以向電鍍行車發(fā)出預(yù)停信號(hào)；當(dāng)按啟動(dòng)按鈕 SB12（ X1）或電鍍行車回到初始步 M0時(shí)，應(yīng)能使預(yù)停回路 M150斷電，否則，電鍍行車將無法在連續(xù) 工作方式下再次啟動(dòng)運(yùn)行。據(jù)此，應(yīng)將預(yù)停按鈕 X和初始步的狀態(tài)寄存器 M0的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)起來，去控制輔助繼電器M150的線圈回路，以得到所需的預(yù)停回路。 圖 公用程序梯形圖 在圖 4邏輯行中，當(dāng) M151和 M8002滿足同時(shí)動(dòng)作時(shí)，可使初始步 M0西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 置位。系統(tǒng)選擇手動(dòng)工作方式運(yùn)行時(shí)， X3的常開觸點(diǎn)接通，用區(qū)間復(fù)位指令 ZRST使 M1～ M23復(fù)位，同時(shí)初始步 M0復(fù)位，為以后由手動(dòng)轉(zhuǎn)到單周或連續(xù)作好準(zhǔn)備。如果此時(shí)不對(duì)所有的狀態(tài)復(fù)位，回到單周或連續(xù)狀態(tài)后有可能出現(xiàn)兩個(gè)狀態(tài) 同時(shí)為 ON的異常現(xiàn)象。 在圖 5邏輯行中，系統(tǒng)選擇單周或連續(xù)工作方式工作時(shí)， X4或 X5的常開觸點(diǎn)接通，且必須是由一個(gè)上升沿脈沖才能使觸點(diǎn)動(dòng)作，同時(shí)使用 ZRST指令使 Y0～ Y42復(fù)位，防止由手動(dòng)轉(zhuǎn)到單周或連續(xù)時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)輸出狀態(tài)同時(shí)為 ON的異常現(xiàn)象。 單周 /連續(xù)程序設(shè)計(jì) 單周 /連續(xù)工作方式的順序功能圖設(shè)計(jì) 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，本控制系統(tǒng)應(yīng)具備單周 /連續(xù)工作方式，即在單周 /連續(xù)工作方式下，控制系統(tǒng)控制的電鍍行車在按下啟動(dòng)按鈕后，將按照設(shè)計(jì)的程序連續(xù)不間斷的運(yùn)行，在完成一個(gè)循環(huán)后又進(jìn)入 下一個(gè)循環(huán)，直到循環(huán)次數(shù)達(dá)到預(yù)定值或操作人員停止電鍍行車的運(yùn)行。據(jù)此，可設(shè)計(jì)出單周 /連續(xù)工作方式程序的順序功能圖，如附錄 A中的圖 。 單周 /連續(xù)工作方式的程序設(shè)計(jì) 根據(jù)圖 /連續(xù)工作方式程序的順序功能圖，以及順序功能圖與梯形圖之間的對(duì)映關(guān)系，可設(shè)計(jì)出電鍍行車控制系統(tǒng)單周 /連續(xù)工作方式程序的梯形圖，如附錄 A中的圖 。 手動(dòng)程序設(shè)計(jì) 手動(dòng)操作主要用于設(shè)備的檢修和調(diào)試，以及調(diào)整元件位置和改進(jìn)接線等。手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，各種操作可獨(dú)立運(yùn)行，但同時(shí)只能執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作，一步運(yùn)行時(shí) ，按其它步的運(yùn)行按鈕不能使這一步停止運(yùn)行，并且所按的步也不能運(yùn)行。各種操作之間的互鎖是分別串聯(lián)其它輸出線圈的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。據(jù)此，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，可設(shè)計(jì)出手動(dòng)工作方式程序的梯形圖，如附錄 A中的圖 。 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 信號(hào)顯示及故障報(bào)警程序設(shè)計(jì) 對(duì)信號(hào)顯示及故障報(bào)警程序的設(shè)計(jì)要求是 ： （ 1） 在任何工作方式下，信號(hào)顯示系統(tǒng)都能顯示電鍍行車運(yùn)行的過程。 （ 2） 信號(hào)顯示系統(tǒng)應(yīng)能顯示控制系統(tǒng)的電源的工作狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。 （ 3） 在單周 /連續(xù)工作方式下，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)的初始條件都具備時(shí)，按下預(yù)開按鈕后，信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)能發(fā) 出音響預(yù)開信號(hào)。 （ 4） 在連續(xù)工作方式下，當(dāng)控制系統(tǒng)的實(shí)際工作循環(huán)次數(shù)累計(jì)達(dá)到設(shè)定的次數(shù)時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出音響預(yù)停信號(hào)。 （ 5） 當(dāng)任何一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)動(dòng)作時(shí)，信號(hào)顯示系統(tǒng)應(yīng)能顯示發(fā)生過載故障的電動(dòng)機(jī)，故障報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出音響故障信號(hào)。 據(jù)此，結(jié)合附圖 PLC I/O接線圖，可設(shè)計(jì)出電鍍行車的信號(hào)顯示及故障報(bào)警程序，如 附錄 A中的圖 。 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 總 結(jié) 在電鍍行車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)目的：（ 1）對(duì)我們即將進(jìn)入社會(huì)的畢業(yè)生進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)工程師的綜合訓(xùn)練 ， 著重訓(xùn)練我們查閱資料的能力、工 程制圖的能力、計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力 、 元件選擇能力、軟件開發(fā)使用能力以及文字表達(dá)的能力。同時(shí) ， 讓我們回顧已學(xué)過的電氣控制與 PLC的知識(shí) ， 并對(duì)知識(shí)重新組合、靈活運(yùn)用。使我們能夠通過畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)電氣控制與 PLC應(yīng)用技術(shù)的了解更加深刻 ； 也為我們今后從事工業(yè)自動(dòng)化及自動(dòng)線方面的設(shè)計(jì)工作提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。（ 2）成功地實(shí)現(xiàn)使控制系統(tǒng)滿足工藝流程要求以及設(shè)計(jì)任務(wù)書上提出的所有控制、保護(hù)和顯示要求，并且力圖使所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)做到了工作穩(wěn)定可靠、技術(shù)性能先進(jìn)、操作靈活方便。 通過順序功能圖的循環(huán)，重點(diǎn)解決了連續(xù)工作方式的順序功能圖的設(shè) 計(jì)過程中遇到的各種復(fù)雜問題。畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期目的。 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 參 考 文 獻(xiàn) ［ 1］ 《可編程控制器技術(shù)》 . 齊蓉、肖維榮主編 . 電子工業(yè)出版社 . ［ 2］ 《 PLC 應(yīng)用實(shí)例與程序解說》 . 張公源主編 . 電子工業(yè)出版社 . ［ 3］ 《電氣控制與 PLC 技術(shù)應(yīng)用》 . 劉曉春主編 . 電子工業(yè)出版社 . ［ 4］ 《 PLC 應(yīng)用開發(fā)》 . 高欽和編著 . 人民郵電出版社 . 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 附錄 A 基于 PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙 L1 L2 L3QF11 2 3456QS202122U5V5W5M53~KM9FR5KM10吊鉤電機(jī)89U1V1W1M13~KM1FR1KM2傳送帶A電機(jī)111213U2V2W2M23~KM3FR2KM4傳送帶B電機(jī)141516U3V3W3M33~KM5FR3大車電機(jī)171819U4V4W4M43~FR4KM8小車電機(jī)KM7KM6IKM11KM12KM13YB1YB2YB3N710KI1KI2KI3TCFU1QF2HLD25DC24V2928直 流 穩(wěn) 壓 電 源2723去PLC電源26GD去PLC負(fù)載電源24R1 R2R3PAPV31323334380/220VACII 圖 電動(dòng)機(jī)主電路原理圖 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 FX 12 8M RAC 22 0VKMSB 15SB 14傳送帶A前 進(jìn)接觸器KM 1KMSA 1DC 24 VKM預(yù)開電鈴BE故障蜂鳴器BU手動(dòng)CO MLN單周連續(xù)傳送帶A前 進(jìn)按鈕SB 1傳送帶A后 退按鈕SB 2傳送帶B前 進(jìn)按鈕SB 3傳送帶B后 退按鈕SB 4大車前進(jìn)按鈕SB 5大車后退按鈕SB 6小車右行按鈕SB 7小車左行按鈕SB 8吊鉤上升按鈕SB 9吊鉤下降按鈕SB 1 0傳送帶A的 1號(hào) 位光電開關(guān)SP 1傳送帶A的 5號(hào) 位光電開關(guān)SP 2傳送帶B的 5號(hào) 位光電開關(guān)SP 3導(dǎo)軌右限位開關(guān)S Q 1導(dǎo)軌左限位開關(guān)S Q 2導(dǎo)軌上對(duì)應(yīng)傳送帶A 行程開關(guān)S Q 3導(dǎo)軌上對(duì)應(yīng)傳送帶B 行程開關(guān)S Q 4導(dǎo)軌上對(duì)應(yīng)1號(hào) 槽行程開關(guān)SQ 5導(dǎo)軌上對(duì)應(yīng)2號(hào) 槽行程開關(guān)SQ 6導(dǎo)軌上對(duì)應(yīng)3號(hào) 槽行程開關(guān)SQ 7導(dǎo)軌上對(duì)應(yīng)4號(hào) 槽行程開關(guān)SQ 8導(dǎo)軌上對(duì)應(yīng)5號(hào) 槽行程開關(guān)SQ 9小車右限位開關(guān)S Q 10小車左限位開關(guān)S Q 11小車對(duì)應(yīng)1號(hào) 槽開關(guān)SQ 1 2小車對(duì)應(yīng)2號(hào) 槽開關(guān)SQ 1 3小車對(duì)應(yīng)3號(hào) 槽開關(guān)SQ 1 4小車上應(yīng)4號(hào) 槽開關(guān)SQ 1 5小車對(duì)應(yīng)5號(hào) 槽開關(guān)SQ 1 6小車上吊鉤定位行程開關(guān)S Q 17吊鉤上升和下降行程開關(guān)S Q 18傳送帶A熱 繼電器FR 1傳送帶B熱 繼電器FR 2大車電機(jī)熱繼電器F R 3小車電機(jī)熱繼電器F R 4吊鉤電機(jī)熱繼電器F R 5傳送帶A后 退接觸器KM 2傳送帶B前 進(jìn)接觸器KM 3傳送帶B后 退接觸器KM 4大車前進(jìn)接觸器K M 5大車后退接觸器K M 6小車右行接觸器K M 7小車左行接觸器K M 8吊鉤上升接觸器K M 9吊鉤下降接觸器K M 10大車電磁抱閘閥Y B 1小車電磁抱閘閥Y B 2吊鉤電磁抱閘閥Y B 3吊鉤電機(jī)欠電流接觸器K M 11吊鉤電機(jī)欠電流接觸器K M 12吊鉤電機(jī)欠電流接觸器K M 13SA 2傳送帶A前 進(jìn)顯示傳送帶A后 退顯示傳送帶B前 進(jìn)顯示大車前進(jìn)顯示大車后退顯示小車前進(jìn)顯示小車后退顯示吊鉤上升顯示吊鉤下降顯示吊鉤電機(jī)過載顯示傳送帶A電 機(jī)過載顯示傳送帶B電 機(jī)過載顯示大車電機(jī)過載顯示小車電機(jī)過載顯示吊鉤電機(jī)欠電流繼電器K I 1吊鉤電機(jī)欠電流繼電器K I 2吊鉤電機(jī)欠電流繼電器K I 3吊鉤電機(jī)中間繼電器K ACO M1CO M2CO M3CO M4CO M5CO M6CO M7CO M8KM 2KM 2KM 1KM 1FR 1KM 4KM 4KM 3KM 3FR 2KM 6KM 6KM 5KM 5FR 3KM 6KM 5 YB 1KM 8KM 8KM 7KM 7FR 4KM 8KM 7 YB 2KM 10KM 10 KM 9KM 9FR 5KM 9KM 10KAKAKI 1KI 2KI 3KM 11KM 12KM 13KM 10KM 9YB 323 N373839 40CO M937 38X0X1X2X3X4X5X