PLC实训报告书.doc

PLC实训报告班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 成 绩： 机械工程实验教学中心目录第1章 实验目的要求内容1.1实验目的.21.2实验器材21.3实验要求. 21.4实验内容.2第2章 系统工艺设计2.1总体方案设计32.2画出零件图32.3加工工艺示意图以及动作循环图.42.3.1零件加工工艺过程及其位置控制.42.3.2动作循环图5第3章系统液压油路设计3.1液压回路设计.63.2液压回路得电顺序表.7第4章 PLC控制系统设计4.1系统功能设计.84.2 PLC的选型设计. 94.3 I/O口的点数及地址分配.94.4画出电气原理回路设计.104.5流程图.124.6 PLC程序设计.13第5章 PLC系统程序调5.1理论上的PLC输出对应如上表所示. 165.2实际遇到的问题.16结论.19自我总结.20第1章 实验目的要求内容1.1实验目的1、 能熟悉基于PLC控制的液压系统开发流程，并设计一个具体的液压系统。2、 熟悉并掌握各种液压元件的技术参数和使用方法。3、 熟练掌握相关PLC软件及编程方法。4、 能熟练使用梯形图编写液压系统的控制软件。5、 搭建具体硬件（含油、电路）连接，并完成软硬件的联调。1.2实验器材计算机、液压泵、各种液压阀、油管、液压接头、PLC实验板、导线若干1.3实验要求目前零件的批量生产加工多采用生产线加工，在本次实验中我们选取某零件生产线中的阶梯轴铣削加工工序，本实验要求采用液压系统作为动力部件，设计动作循环及系统油路、PLC控制电路原理图、PLC编程，其中零件的进、出油口要求定形定位尺寸精度。本实验要求详细说明本实验设计思路、方案，画出动作循环、系统油路、电磁阀的得电顺序表、系统功能设计（手动自动控制模式操作）、PLC选型及控制电路原理图设计，并文字说明。1.4实验内容1熟悉实验目的、实验器材、实验要求；2系统设计：1）、设计产品的加工工艺过程，画出零件图、加工示意图以及动作循环图；2）、根据加工工艺过程设计液压回路；3）系统功能设计4）、I/O口的点数确定，根据点数进行PLC的选型设计，进行I/O口地址分配；5）、画出电气原理图；6）、程序设计。3.系统调试4.结论5.自我总结 第2章 系统工艺设计2.1总体方案设计设计产品的加工工艺过程，首先设计一个具体产品的加工，画出零件图，根据零件图及其加工工艺要求，编制加工工艺过程。2.2画出零件图根据实际情况，加工一个如下图的阶梯轴类零件，具体如下图1所示：工艺要求：1、零件需要粗加工、精加工，以确保加工精度； 2、图示退刀槽不作尺寸要求（约5mm即可）；图1 阶梯轴零件图2.3加工工艺示意图以及动作循环图2.3.1零件加工工艺过程及其位置控制说明：液压缸A控制X方向的运动； 液压缸B控制Y方向的运动；图2 加工工艺示意图零件加工工艺过程及其位置控制 A粗加工工艺过程：1 原位传感器ST0、SQ0检测到位，Y快进2 Y快进到位，传感器ST1测到信号，Y工进3 Y工进到位，传感器ST3检测到信号，Y快退4 Y快退到位，传感器ST2检测到信号，X工进5 X工进到位，传感器SQ1检测到信号，Y快退6 Y快退到位，传感器ST1检测到信号，X工进7 X工进到位，传感器SQ2检测到信号，Y快退8 Y快退到位，传感器ST0检测到信号，X快退9 X快退到原位，传感器SQ0检测到信号，系统换刀B精加工艺工过程：9 原位传感器ST0、SQ0检测到位，Y快进10 快进到位，传感器ST2检测到信号，X工进11 工进到位，传感器SQ3检测到信号，Y工进12 系统采用延时程序，控制Y工进时间，到时间快退13 快退到位，传感器ST1动作，X工进14 X工进到位，传感器SQ2动作，Y工进15 Y工进到位，传感器ST3动作，Y快退16 X快退到位，传感器ST0动作，X快退17 Y快退到位，SQ0传感器动作，程序结束。2.3.2动作循环图根据加工工艺过程设计，画出动作循环图如下：图3 动作循环图第3章 系统液压油路设计3.1液压回路设计根据加工工艺过程设计液压回路；1YA6YA5YA3YA2YA4YAA液压缸XB液压缸Y图4 液压原理图3.2液压回路得电顺序表根据本次系统的要求，按照电磁阀的得电情况所制定的得电顺序表。如得电顺序表所示，各液压缸的动作随着各电磁阀的得电情况运动以及液压棒主轴电机、换刀系统的得电情况。粗加工液压回路得电顺序表得电元件液压泵YA1YA2YA3YA4YA5YA6换刀系统主 轴电 机工序号工序名称输 出端 口Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y101启动泵SB1+2Y轴快进St0、sq0+3Y轴工进Sq3+4Y轴快退St1+5X轴工进Sq3+6Y轴快退St0+7X轴快退Sq0+8Y轴工进St1+9X轴工进Sq1+10Y轴快退St0+11X轴快进Sq2+12Y轴工进St1+13X轴工进Sq3+14Y轴快退St0+15换刀Sq0+精加工液压回路得电顺序表得电元件液压泵YA1YA2YA3YA4YA5YA6换刀系统主轴电 机工序号工序名称输 出端 口Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y1016Y轴快进St0、sq0+17Y轴工进St1+18X轴工进St2+19Y轴快退Sq1+20X轴工进St1+21Y轴工进Sq2+22X轴工进St2+23Y轴快退St0+24X轴快退Sq0+图5 得电顺序表第4章 PLC控制系统设计4.1系统功能设计根据要加工阶梯轴零件图及其加工工艺过程分析，系统功能有：1、泵启动；2、停止；3、急停；4；主轴启动；5、停止；6、急停；7、换刀程序的启动；8、液压缸的选择：液压缸A、液压缸B、9、零件的粗加工；10、零件的精加工；4.2 PLC的选型设计本方案根据实验室条件，选用型号为MC100-2416BRA 的麦格米特PLC。4.3 I/O口的点数及地址分配输入输出输入设备接口继电器地址输出设备接口输出设备传感器St0X0Y0液压泵KM1传感器St1X1Y1电磁阀YA1传感器St2X2Y2电磁阀YA2传感器St3X3Y3电磁阀YA3传感器Sq0X4Y4电磁阀YA4传感器Sq1X5Y5电磁阀YA5传感器Sq2X6Y6电磁阀YA6启动开关SB1X7Y7换刀系统KM2急停开关SB2X10Y10主轴电机KM3图6 I/O口地址分配图（即：PLC程序全局变量表）4.4画出电气原理回路设计根据实验中PLC输入输出、I/O口的点数及地址分配等绘制电气连接图，如下：说明：1、 St0、St1、St2、St3、Sq0、Sq1、Sq2为传感器；2、 SB1为常开触点开关、SB2为常闭触点开关；3、 实验所用总电源为380V三相交流电；4、 电动机M1为液压泵，电动机M2为主轴电机；5、 YA1-YA6为实验对应的6个电磁阀；6、 KM1-KM3依次为控制液压泵、换到系统、主轴电机的接触器。图7 电气原理回路设计图4.5流程图图8 程序控制流程图4.6 PLC程序设计程序梯形图第5章 PLC系统程序调5.1理论上的PLC输出对应如下表所示。 操作输出功能电磁阀得电灯亮粗加工 X7(开关SB1)主轴电机启动主轴旋转的动力来源Y10液压泵棒启动液压缸的动力来源Y0 Y10X0、X4(传感器St0 Sq0)Y快进液压缸B快速推进YA4Y0 Y4 Y10X1 (传感器St1)Y工进液压缸B匀速推进YA4 YA6Y0 Y4 Y6 Y10X3（传感器St3）Y快退液压缸B快速退回YA5Y0 Y5 Y10X2（传感器St2）X工进液压缸A匀速推进YA1 YA3Y0 Y1 Y3 Y10X5（传感器Sq1）Y快退液压缸B快速退回YA5Y0 Y5 Y10X1（传感器St1）X工进液压缸A匀速推进YA1 YA3Y0 Y1 Y3 Y10X6（传感器Sq2）Y快退液压缸B快速退回YA5Y0 Y5 Y10X0（传感器St0）X快退液压缸A快速退回YA2Y0 Y2 Y10X4（传感器Sq0）换刀换到系统运行Y0 Y7 Y10精加工X0、X4(传感器St0 Sq0)Y快进液压缸B快速推进YA4Y0 Y4 Y10X2（传感器St2）X工进液压缸A匀速推进YA1 YA3Y0 Y1 Y3 Y10X5（传感器Sq1）Y工进10S后Y快退液压缸B匀速推进YA4 YA6Y0 Y4 Y6 Y10液压缸B快速退回YA5Y0 Y5 Y10X1（传感器St1）X工进液压缸A匀速推进YA1 YA3Y0 Y1 Y3 Y10X6（传感器Sq2）Y工进液压缸B匀速推进YA4 YA6Y0 Y4 Y6 Y10X3（传感器St3）Y快退液压缸B快速退回YA5Y0 Y5 Y10X0（传感器St0）X快退液压缸A快速退回YA2Y0 Y2 Y10X4（传感器Sq0）程序停止5.2实际遇到的问题程序的初步编制看似非常简单，只需要按照运动流程一步一快的编制出来，但是后面的修改和调试就非常的难了，要考虑到程序间的联动、互锁、误操作引发的安全问题考虑、程序运行及延时条件等，我们小组一开始就将程序调试成功但我们的程序不够简洁例如这段X工进的程序，我们最初的设计就是这样传感器St2检测到信号，X2闭合线圈M1启动，M1启动后又启动M3， M1输出Y1M3输出Y3。虽然我们这样做也能达到效果但在和老师的交流沟通中认为我们这段程序不够简洁化，我们通过小组讨论分析，也认为我们这段程序的确不简洁，于是我们就见这段程序改为M1同时输出Y1 Y3 这样我们的这段程序就达到了最简化。在这个程序段中我们用此类方法让6处程序达到最简化，让这个程序更简洁。在这个程序设计中有一个问题也是在我们调试阶段得到完善的，也就是程序的执行必须依次化也就是下一段命令的执行前一段程序是先决条件，通过小组讨论我们是这样解决的我们让上一个线圈也就是例如M2的常开与X4串联接入M7的启动线路中，这样只有M2启动后X4闭合M7才能启动，同理当M6启动后闭合X3 才能启动M5，这样设计后就达到了依次控制的效果，而不受其他的影响。在整个程序设计中精加工中这段程序让我们思考了一段时间最后通过小组讨论我们最终通过这段程序达到了效果，调试也很成功。总得来说我们小组的调试还是蛮成功的，同时在调试过程中我们也对我们的程序进行的完善和改进让我们获益良多。结论通过本次实验，完成了系统方案确定、零件图绘制、加工工艺编制、动作循环图绘制、液压回路设计、PLC系统设计选型、IO点数确定以及地址分配、程序调试等一系列的工作。编制的程序基本完成了我们所设计的工艺流程，但还有一些问题，比如说该程序只能顺序执行，在某些外界因素的干扰下程序可能失效。通过实验掌握了PLC控制的液压系统开发流程。熟悉并掌握各种液压元件的技术参数和使用方法。掌握相关PLC软件及编程方法，能熟练使用梯形图编写液压系统的控制软件，搭建具体硬件（含油、电路）连接，并完成软硬件的联调。自我总结 我们本次实训主要完成的是加工一个如下图的阶梯轴类零件而我们的主要任务是设计产品的加工工艺过程，画出其零件图、加工示意图以及动作循环图，根据加工工艺过程设计液压回路以及系统功能设计，然后在对所用PLC进行选型设计以及其I/O口的点数的确定，并进行I/O口地址分配，画出相应电气原理图，然后根据流程写出程序的梯形图，最后应用相关软件对程序进行调试，很庆幸的是我们小组的调试很成功。 实训的第一天老师将实训任务分发给我们后，我们主要对本次实训目的、要求、内容以及原理进行了了解，特别是原理，通过第一天的了解学习让我对于本次实训及本次项目有了充分的了解，也明白了我们将要做些什么为后面的进一步完成任务打下了坚实的基础，同时对于很多不明白的地方也通过向老师请教的方式让我豁然开朗。并对于实训任务书上出现的诸多错误页进行了修改，为下一步做好了充分的准备。 实训第二天，我们主要完成了电气原理主回路的设计，控制回路的设计，以及PLC接线图的设计和I/O的地址分配。由于我们进度比较快，所以我们提前完成了程序梯形图的编写（粗加工）。 实训第三天，由于我们昨天将程序梯形图提前编写完成（粗加工）所有今天我们就开始调试，在调试过程中我们遇到了一些问题，比如程序上的不严谨，还有一个就是可能是平没注意PLC的端口分配是8进制，我最初的I/O地址分配输入端急停设计的是X8输入，当调试的时候才发现没有X8，所有我们立即更改为X10，同时原先设计的Y8输出也调为Y10输出。最终我们的调试还是很成功的，由于我们的进度很快，所有老师原本打算只让我们做粗加工的设计不做精加工的设计，现在老师又给我们重新分配了任务，将精加工的部分也设计出来，没办法我们只能奉命行事，同时在调试过程中我们也确定了型号为MC100-2416BRA 的麦格米特PLC为我们本次设计的PLC。 实训第四天，昨天我们将程序设计粗加工部分做了出来，回到寝室晚上我们小组成员聚在了一起将精加工部分的程序也设计了出来，所有今天我们将进行全部程序的调试（粗加工和精加工一起），调试很成功。但是很快老师就发现我们的程序不够简洁，我们也对程序进行反复核查，将6处程序内容进行了修改，最终得到了我们最后的程序，简洁、明了、清新。在进行了三次调试，没有问题，调试成功。 实训第五天，今天是实训的最后一天我们小组对于我们的设计方案对老师进行了答辩，最后我们的方