双头钻床PLC课程设计报告书

./PLC课程设计专业：自动化设计题目：双头钻床PLC控制系统班级：0943学生：学号：指导教师分院院长：教研室主任：电气工程学院一、课程设计任务书1.课程题目双头钻床PLC控制系统2.设计容图1双头钻床的工作示意图设计一个用PLC控制的双头钻床控制系统。其控制要求如下：1双头钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔如图1所示。操作人员将工件放好后,按下起动按钮,工件被夹紧,夹紧后压力继电器为ON,此时两个钻头同时开始向下进给。大钻头钻到设定的深度<SQ1>时,钻头上升,升到设定的起始位置<SQ2>时,停止上升；小钻头钻到设定的深度<SQ3>时,钻头上升,升到设定的起始位置<SQ4>时,停止上升。两个都到位后,工件旋转120°,旋转到位时SQ5为ON,然后又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后,工件松开,松开到位时,限位开关SQ6为ON,系统返回初始位置。2具有手动和自动运行功能。3具有上电和急停断电功能。4大钻头、小钻头由两台三相异步电动机带动。电机的正反转完成上升、下降的功能；旋转由第三台电机带动。上升、下降及旋转限位开关均为霍尔接近开关；夹紧、放松均由电磁阀带动。3.课程设计报告要求〔1画工艺流程图,分析I/O性质,计算I/O点数、存储容量,PLC选型；〔2编写程序〔在PC机上编程并下载到PLC中；〔3运行并调试程序,运行调试记录,在调试过程中出现的问题,解决办法等；〔4画PLC控制系统外部接线图〔含主电路及供电图；〔5课程设计总结。包括本次课程设计过程中的收获、体会,以及对该课程设计的意见、建议等；〔6参考文献列表；〔7报告使用B5纸打印,全文不少于2000字。4.参考资料[1]史国生主编.电气控制与可编程控制器技术.:化学工业.2004[2]王永华.现代电气及可编程控制技术.:航空航天大学.2002[3]徐世许.可编程序控制器原理应用网络.:中国科学技术大学.20015.设计进度〔20XX11月19日至11月30日时间设计容11月19日布置设计任务、查阅资料11月20日-11月21日方案论证及总体设计11月22日-11月29日系统调试及整理课程设计报告11月30日课程设计答辩6.课程设计时间及地点20XX11月19日～20XX11月30日上午8：00～11：00；下午13：00~16：00综合自动化实验室〔新实验楼308二、评语及成绩考核考核容评估标准等级完成情况〔50方案设计〔15优：设计方案合理,容正确,有独立见解或创造性；良：方案正确,有一定见解；中：设计方案及容基本正确,分析问题基本正确,无原则性错误；及：设计方案及容基本合理,分析问题能力较差,但无原则性错误；不及：设计方案不合理,有严重的原则性错误；□优□良□中□及□不及技术指标〔20优：各项指标均完全达到良：各项指标基本达到,只有一项指标有微小差距中：有一项指标没有达到及：有两项指标没有达到不及：有三项指标以上没有达到□优□良□中□及□不及设计报告〔15优：设计报告容正确,完整,规,图面质量好,且符合国家制图标准；良：设计报告容正确,较完整,规,图面质量较好,且符合国家制图标准；中：设计报告容有个别错误,较完整,较规,图面质量一般；及：设计报告容基本正确完整,较规,有多个错误；不及：设计报告容中不加消化,照搬照抄；□优□良□中□及□不及综合能力〔30设计实施能力〔15优：能够自行利用现有设备,对设计方案进行合理检验,接线正确规,程序设计合理,工具软件使用熟练；良：在教师指导下能够利用现有设备,对设计方案进行合理检验,接线正确规,程序设计合理,工具软件使用熟练；中：在教师指导下能够利用现有设备,对设计方案进行检验,接线较正确规,程序设计较合理,工具软件使用较熟练；及：教师指导参与过多,才能够利用现有设备,对设□优□良□中□及□不及考核项目考核容评估标准等级综合能力〔30设计实施能力〔15计方案进行检验,接线较正确规,程序设计较合理,工具软件使用较熟练；不及：不能在教师指导下完成规定的设计方案检验。故障处理能力〔15优：能够自行对硬件和程序出现的问题,进行合理、高效的解决；良：在教师指导下能够较好处理硬件和程序出现的问题,并能够消化吸收；中：在教师指导下能够基本处理硬件和程序出现的问题,有一定的分析能力；及：教师指导参与过多,才能够完成硬件和程序出现的问题；不及：不能在教师指导下完成故障的处理。□优□良□中□及□不及基本素质〔20安全文明操作〔10优：没有发生任何安全事故和设备、元器件损坏,使用材料无浪费,设计现场整齐规；良：没有发生任何安全事故和设备、元器件损坏,设计现场较整齐规；中：没有发生任何安全事故和设备、元器件损坏,设计现场欠整齐；及：没有发生安全事故,或有元器件损坏,现场长期脏、乱差,或造成材料浪费；不及：发生安全事故,或有元器件损坏,或现场长期脏、乱差,或造成材料浪费。□优□良□中□及□不及劳动纪律〔10优：能完全遵守课程设计管理制度和作息制度,无违纪行为；良：能遵守课程设计管理制度和无旷工行为,迟到/早退1次；中：能遵守课程设计管理制度和无旷工行为,迟到/早退2次；及：违反守课程设计管理制度,或有1次旷工、或迟到/早退3次；不及：劳动纪律出现重大问题,取消成绩。□优□良□中□及□不及总成绩：指导教师:等级评分标准：优=90上,良=89~80,中=79~70,及=69~60,不及=60下PLC课程设计报告班级：姓名：学号：指导教师：撰写日期：.目录第一章课程设计容与要求分析11.1课程设计容11.2课程设计要求分析3系统单元电路组成3第二章PLC程序设计5PLC课程设计总结8参考文献9附录10.第一章课程设计容与要求分析课程设计容图1双头钻床的工作示意图设计一个用PLC控制的双头钻床控制系统。其控制要求如下：〔1双头钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔如图1所示。操作人员将工件放好后,按下起动按钮,工件被夹紧,夹紧后压力继电器为ON,此时两个钻头同时开始向下进给。大钻头钻到设定的深度<SQ1>时,钻头上升,升到设定的起始位置<SQ2>时,停止上升；小钻头钻到设定的深度<SQ3>时,钻头上升,升到设定的起始位置<SQ4>时,停止上升。两个都到位后,工件旋转120°,旋转到位时SQ5为ON,然后又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后,工件松开,松开到位时,限位开关SQ6为ON,系统返回初始位置。〔2具有手动和自动运行功能。〔3具有上电和急停断电功能。〔4大钻头、小钻头由两台三相异步电动机带动。电机的正反转完成上升、下降的功能；旋转由第三台电机带动。上升、下降及旋转限位开关均为霍尔接近开关；夹紧、放松均由电磁阀带动。1.2课程设计要求分析1.2.1系统单元电路组成一、选择性分支与汇合及其编程1．选择性分支状态转移图①从2个流程中选择执行哪一个流程由转移条件X1、X4决定。②分支转移条件X1、X4不能同时接通,哪个接通,就执行哪条分支。③当S21已动作时,一旦X0接通,程序就向S22转移,则S21复位。因此,即使以后X4接通,S24也不会动作。④汇合状态S26可由S23,S25中任意一个驱动。2．选择性分支的编程选择性分支的编程与一般状态的编程一样,先进行驱动处理,然后进行转移处理,所有的转移处理按顺序执行,简称先驱动后转移。因此,首先对S21进行驱动处理<OUTY1>,然后按S22、S24的顺序进行转移处理。选择性分支的梯形图和指令表程序图2-3-2如下：3．选择性汇合的编程 选择性汇合的编程是先进行汇合前状态的驱动处理,然后按顺序向汇合状态进行转移处理。因此,首先对第一分支<S22和S23>、第二分支<S24和S25>进行驱动处理,然后按S23、S25的顺序向S26转移。选择性汇合的梯形图和指令表程序如图2-3-3所示：二、并行性分支与汇合及其编程1．并行性分支状态转移图的特点由两个及以上的分支流程组成的,但必须同时执行各分支程序,称为并行性流程程序。图2-3-4所示是具有2个支路的并行性状态转移图,其特点如下。图2-3-4并行性流程程序的结构形式〔1若S21已动作,则只要分支转移条件X1成立,2个流程<S22、S23；S24、S25>同时并列执行,没有先后之分。〔2当各流程的动作全部结束时<先执行完的流程要等待全部流程动作完成>,一旦X4为ON,则汇合状态S26动作,S23、S25全部复位。若其中一个流程没执行完,则S26就不可能动作。另外,并行性流程程序在同一时间可能有两个及两个以上的状态处于"激活"状态。并行性分支的编程并行性分支的编程与选择性分支的编程一样,先进行驱动处理,然后行转移处理,所有的转移处理按顺序执行。根据并行性分支的编程方法,首先对S21进行驱动处理<OUTY1>,然后按第一分支<S22、S23>,第二分支<S24、S25>的顺序进行转移处理。并行性分支的程序如图2-3-5下：3．并行性汇合的编程并行性汇合的编程与选择性汇合的编程一样,也是先进行汇合前状态的驱动处理,然后按顺序向汇合状态进行转移处理。根据并行性汇合的编程方法,首先对S22、S23；S24、S25进行驱动处理,然后按S23、S25的顺序向S26转移。并行性汇合的程序如图2-3-6下：三．控制流程根据控制要求,可绘出状态流程图如入9-7所示。按下起动按钮SB时,工件被夹紧,夹紧后压力继电器为ON,此时两个钻头同时开始向下进给。大钻头钻到设定的深度<SQ1>时,钻头上升,升到设定的起始位置<SQ2>时,停止上升；小钻头钻到设定的深度<SQ3>时,钻头上升,升到设定的起始位置<SQ4>时,停止上升。两个都到位后,工件旋转120°,旋转到位时SQ5为ON,然后又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后,工件松开,松开到位时,限位开关SQ6为ON,系统返回初始位置。图2-3-7控制系统状态流程图四．机型选择从图2-3-7控制系统状态流程图可知,输入信号有12号,均为开关量信号,其中启动按钮1个,停止1个,行程开关5个,手动、自动按钮各一个。输出信号有6个,其中5个用于电机控制,1个用于压力继电器控制。因此,控制系统选用FX2N-32MR可编程控制器即可满足控制要求。五．I/O地址编号将输入信号按各自的功能类型分好,并将状态流程图中的14个步序用辅助继电器一一对应,编排好地址。列出外部信号与PLC的I/O口地址编号对照表,如下表2-3-8所示：表2-3-8外部信号与PLC的I/O口地址编号对照表输入信号输出信号名称功能编号名称功能编号SB1启动X000KM0压力继电器Y0SQ1大钻上限X001KM1计数器C0SQ2大钻下限X002KM2大钻上升Y3SQ3小钻上限X003KM3大钻下降Y2SQ4小钻下限X004KM4小钻上升Y5SQ5霍尔接近开关X005KM5小钻下降Y4SQ6松开到位限X006KM6工件旋转Y6SB2停止X007SB3上升X010SB4下降X011SB5旋转X012SA1手动X013SA2自动X014六．硬件连接图由上面的I/0输入输出关系可画出其硬件连接图如下图2-3-9所示：图2-3-9双头钻床I/O电气接口图七．性能测试与分析根据以上说明,连接好线路并向PLC中下载相应程序,初始化状态下所有灯不亮,按下启动按钮X0后,工件被夹紧,夹紧后压力继电器为ON,对应的灯L1亮,此时两个钻头同时开始向下进给,灯L2、L3亮。大钻头钻到设定的深度<SQ1>时,钻头上升,对应灯L4亮,升到设定的起始位置<SQ2>时,停止上升；小钻头钻到设定的深度<SQ3>时,钻头上升,对应灯L5亮,升到设定的起始位置<SQ4>时,停止上升。两个都到位后,工件旋转120°,对应灯L6亮,旋转到位时SQ5为ON,然后又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后,工件松开,松开到位时,限位开关SQ6为ON,系统返回初始位置。.第二章PLC程序设计双头钻床的PLC控制程序包括手动操作和自动操作两部分,整个PLC控制程序如下图所示：手动操作手动操作有大小钻头的上升、下降,工件的旋转及夹紧与放松。手动操作如图所示：自动操作由图2-3-7双头钻床的工作状态流程图可看出,其工作过程是典型的顺序控制,采用步进顺控指令的编程方式,其自动控制程序如下图所示：图2-3-10双头钻床梯形图.PLC课程设计总结随着现代科学技术的发展,PLC在现代工业控制中得到越来越广泛的应用。因此,学好PLC具有重要的实践应用价值。本次课程设计,让我很好的锻炼了理论和实际运用能力,既让我们懂得了怎样把理论应用于实际,又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。虽然本次设计较为简单,但是可以实现的设计方案却有很多,正如方案论证中所说的钻头自动工作和手动工作,均可以实现钻床预期的工作目的。课设中,我们小组成员一起到图书馆和上网查找相关资料,结合工业实际情况,逐个分析优劣,确定了最后方案。在本次的课程设计也遇到了不少的问题,但都是些关于基本知识的小毛病,在我们的努力下,这些问题都被我们一一查出并改正过来。这说明我们在PLC课程学习当中还不够仔细认真,在以后的学习中,我们会更加努力的学习PLC技术,为以后的