机械滑台工艺流程控制系统设计

电气与自动化工程学院实训评分表课程名称：PLC控制技术实训实训题目：机械滑台工艺流程控制系统设计〔A〕班级：1605112学号：160511209姓名：工程评分比例得分实训平时表现30%实训辩论50%实训报告20%实训总成绩指导老师：年月日常熟理工学院电气与自动化工程学院《PLC控制技术实训》题目：机械滑台工艺流程控制系统设计〔A〕姓名：学号：160511209班级：1605112指导教师：单长考起止日期：—目录1．任务书12．根底实训工程一2一：由外接的电位器控制2二：由PLC的模拟量输出控制43．根底实训工程二6一：整体方案6二：流程图6三：程序6四：调试步骤与结果74．综合型自主实训工程8一：整体方案8二：IO分配8三：流程图8四：变频器参数设置9五：程序9六：调试步骤与结果165．收获、体会176．参考文献181．任务书《PLC控制技术》实训任务书〔四〕题目：机械滑台工艺流程控制系统设计〔A〕实训学生需要完成2个根底实训工程和1个综合型自主实训工程的训练。一、根底实训工程一：变频器对电机的运行控制一〕实训目的1、进一步稳固掌握PLC根本指令功能的及其运用方法；2、根据实训设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法；3、掌握异步电动机变频调速原理，熟悉变频器的用法。二)实训设备PLC主机单元模块、电位器、MM440(或MM420)变频器、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。三)工艺控制要求使用变频器实现异步电动机的可逆调速控制，即可以电动机可正反向运行、调速和点动功能。参考电气原理图见教材p85，速度控制有两种方式：〔1〕由外接的电位器控制，〔2〕由PLC的模拟量输出通道控制。四)实训步骤1、进行PLC的I/O地址分配，并画出变频器对电机控制的PLC控制系统的接线图。2、设计由PLC控制的梯形图程序。3、输入自编程序，上机调试、运行直至符合动作要求。二、根底实训工程二：模拟量采集与数据处理的综合应用一〕实训目的1、掌握PLC中模拟量输入、输出的根本工作原理；2、掌握数据处理指令的运用方法；3、熟悉组态王与PLC的连接使用。二〕实训设备PLC主机单元模块、电位器、万用表、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。三〕实训工程原理与要求1、用扩展模块中的电位器模拟温度测量变送器，假设当温度是0℃时，对应电位器输出0V电压，假设当温度是100℃时，对应电位器输出电压10V。用CPU224XP的模拟量输入通道采集电位器电压，进行标度变换，将转换后的温度值存储在变量存储器中2、用PLC模拟量输出通道控制电动执行器，执行器开度设置为0%时，输出电压为0V，执行器开度为100%时，输出电压10V。执行器开度控制量的多少采用组态王软件输入，观察模拟量输出的数值，并用万用表测量输出电压值。四〕实训工程的步骤1、根据工程要求拟定I/O地址分配表，画出外部接线图，并进行接线图线路连接。2、设计梯形图程序，调试并记录数据。输入输出电压AIW温度值〔℃〕执行器开度AQW电压〔V〕0V04V40%6V60%8V80%10V100%三、综合型自主实训工程：机械滑台工艺流程控制系统设计一〕实训工程工艺要求：本课题要求：采用S7-200系列PLC和圆工作台-旋转编码器实验模块完成控制任务。圆工作台模拟机械滑台，圆工作台运动由PLC通过控制变频器拖动三相异步电动机实现。工作台的工艺流程由任课老师指定。SQ1~SQ4为接近开关。控制要求：圆工作台运行状态分为三种方式：手动、单周期和自动循环三种控制方式。其中，运行方式由旋转开关SA选择。运行方式切换时，滑台应立即停止运行。PLC正常运行时用灯HLX指示其工作正常。要启动滑台运行，必须先按启动按钮SB1，启动润滑泵运行〔用灯HLS指示〕。然后才能控制滑台运动。按急停按钮停止滑台的全部运行。手动控制：〔点动〕手动控制指示灯亮，按住SBS，工作台前进〔圆工作台顺时针转〕；按住SBX，工作台后退〔逆时针〕。〔松开按钮立即停止〕单周期运行：单周期指示灯亮，滑台位于初始原点，按动启动按钮SBQ，按工艺流程自动运行一周后停在初始原点。按停止按钮SB2，立即停止运行。自动循环控制：自动循环灯亮，滑台位于初始原点，按动启动按钮SBQ，按工艺流程自动循环运行，运行一周后回到原点后暂停5秒后再接着运行，按停止按钮SB2，立即停止运行。工艺流程中暂停延时需要用指示灯以1HZ的频率闪烁指示。二〕目的通过本次实训使学生掌握：1〕Step7－Micro/Win32编程软件的使用方法和梯形图、SFC图编程语言的运用；2〕实际程序的设计及实现方法；3〕程序的调试和运行操作技术。从而提高学生对PLC控制系统的设计和调试能力。三〕内容与要求1、通过根本简单实验熟悉与本设计相关的实验台模块；2、机械滑台工艺流程控制系统设计；3、硬件接线图、程序清单；4、采用顺序功能图〔SFC图〕进行设计或经验设计法；5、设计组态王上位机监控画面，对工作过程进行显示；6、工艺流程为：〔此处放置指导老师指定的工艺流程〕四、实训报告要求报告应采用统一的报告纸书写，应包括评分表、封面、目录、正文、收获、参考文献〔并按此顺序装订〕。报告中提供如下内容：1、目录2、正文〔1〕实训任务书；〔2〕实训内容，三个任务分别写a、每个实训任务的总体设计方案〔应有PLC的选型及依据〕b、I/O分配表，PLC外部接线图，程序中使用的元件及功能表；c、程序控制的SFC图、梯形图或指令表清单，注释说明；d、调试、运行及其结果；3、收获、体会4、参考文献〔注意实训报告原那么上手写，允许打印，但雷同者的零分处理〕五、实训进度安排周次工作日工作内容第一周1布置实训任务，查找相关资料，熟悉实验台。2完成两个根底实训工程。3根据综合型实训任务，完成总体设计方案〔硬件选型、分配IO点等〕4完成硬件接线，编写程序并调试5编写程序并调试第二周1编写程序并调试2编写程序并调试3编写程序并调试及准备实训报告4完成报告并于下午两点之前上交5辩论本实训共需两周时间六、实训考核方法本实训总分值为100分，其中实训平时表现〔含2个根底实训工程完成情况〕30%、综合型实训工程辩论50%，实训报告20%。2．根底实训工程一一：由外接的电位器控制1.按要求接线〔1〕PLC与变频器的接线图如下列图所示〔2〕变频器的模拟量输入端口接线图如下列图所示2．参数设置〔1〕设定P0010＝30和P0970＝1，按下P键，开始复位，复位过程大约3min，这样就可保证变频器的参数回复到工厂默认值。〔2〕设置电动机参数，为了使电动机与变频器相匹配，需要设置电动机参数。电动机参数设置见下表。电动机参数设定完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行。参数号出厂值设置值说明P000311设定用户访问级为标准级P001001快速调试P010000功率以KW表示，频率为50HzP0304230380电动机额定电压〔V〕P03053.251.05电动机额定电流〔A〕P03070.750.37电动机额定功率〔KW〕P03105050电动机额定频率〔Hz〕P031101400电动机额定转速〔r/min〕〔3〕设置面板操作控制参数参数号出厂值设置值说明P000311设用户访问级为标准级P001000正确地进行运行命令的初始化P000407命令和数字I/OP070021由键盘输入设定值〔选择命令源〕P000311设用户访问级为标准级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100021由键盘〔电动电位计〕输入设定值P108000电动机运行的最低频率(Hz)P10825050电动机运行的最高频率(Hz)P000312设用户访问级为扩展级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P1040520设定键盘控制的频率值(Hz)P1058510正向点动频率(Hz)P1059510反向点动频率(Hz)P1060105点动斜坡上升时间〔s〕P1061105点动斜坡下降时间〔s〕3．变频器运行操作〔1〕变频器启动：在变频器的前操作面板上按运行键。〔2〕正反转：电动机的转速〔运行频率〕及旋转方向可直接通过按前操作面板上的键∕减少键〔▲/▼〕来改变。〔3〕速度调节：由外接的滑动变阻器控制。〔4〕点动运行：由变频器前操作面板上的点动键控制。〔5〕电动机停车：由变频器的前操作面板上按停止键控制。二：由PLC的模拟量输出控制MM440变频器的“1”、“2MM440变频器为用户提供了模拟输入端口，即端口“3”、“4”，通过设置P0701的参数值，使数字输入“5”端口据有正转控制功能；通过设置P0702的参数值，使数字输入“6”端口具有反转控制功能；模拟输入“3”、“1.操作方法和步骤〔1〕按要求接线变频器模拟信号控制接线如下图。2.参数设置设置模拟信号操作控制参数，模拟信号操作控制参数设置见下表参数号出厂值设置值说明P000311设用户访问级为标准级P000407命令和数字I/OP070022命令源选择由端子排输入P000312设用户访问级为扩展级P000407命令和数字I/OP070111ON接通正转，OFF停止P070212ON接通反转，OFF停止P000311设用户访问级为标准级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100022频率设定值选择为模拟输入P108000电动机运行的最低频率〔HZ〕P10825050电动机运行的最高频率〔HZ〕3.变频器速度由PLC的模拟量输出通道控制将变频器上的AIN+、AIN-端与PLC模拟量输出通道的V和AQM端相连，用MOVW指令将0~32000的数字量送入AQW0，相当于在AIN+、AIN-之间所加的模拟电压信号在0~10V之间变化，从而控制变频器的频率在0~50Hz之间变化。4.梯形图3．根底实训工程二一：整体方案1.用扩展模块中的电位器模拟温度测量变送器，假设当温度是0℃时，对应电位器输出0V电压，假设当温度是1002.用PLC模拟量输出通道控制电动执行器，执行器开度设置为0%时，输出电压为0V，执行器开度为100%时，输出电压10V。观察模拟量输出的数值，并用万用表测量输出电压值。二：流程图三：程序四：调试步骤与结果输入输出电压AIW0温度值〔℃〕执行器开度AQW0电压〔V〕0V+20800004V+128964040%+128003.976V+192006060%+192005.978V+256168080%+256007.9610V+3172899100%+320009.954．综合型自主实训工程一：整体方案采用S7-200系列PLC和圆工作台-旋转编码器实验模块完成控制任务。圆工作台模拟机械滑台，圆工作台运动由PLC通过控制变频器拖动三相异步电动机实现。二：IO分配输入设备输出设备序号名称代号地址序号名称代号地址1启动开关SB1I0.01电机正转DIN1Q0.02停止开关SB2I0.12电机反转DIN2Q0.13手动模式开关SA0I0.53手动指示灯D0Q0.54单周期模式开关SA1I0.64单周期指示灯D1Q0.65循环模式开关SA2I0.75循环指示灯D2Q0.77限位开关1SQ1I1.17暂停指示灯D3Q1.08限位开关2SQ2I1.28运行指示灯HLSQ0.49限位开关3SQ3I1.3910限位开关4SQ4I1.41011手动前进SBSI0.212手动后退SBXI0.313单周期循环模式启动SBQI0.4三：流程图四：变频器参数设置参数号出厂值设置值说明P000311设用户访问级为标准级P000407命令和数字I/OP070022命令源选择由端子排输入P000312设用户访问级为扩展级P000407命令和数字I/OP070111ON接通正转，OFF停止P070212ON接通反转，OFF停止P000311设用户访问级为标准级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100022频率设定值选择为模拟输入P108000电动机运行的最低频率〔HZ〕P10825050电动机运行的最高频率〔HZ〕P1120100斜坡上升时间〔s〕P1121100斜坡下降时间〔s〕五：程序六：调试步骤与结果按照电路图接线，接通电源，下载PLC程序。〔2〕运行方式由旋转开关SA选择。〔3〕按启动按钮SB1。按急停按钮停止滑台的全部运行。〔4〕手动控制：SA选择手动控制，按住SBS，工作台前进〔圆工作台顺时针转〕；按住SBX，工作台后退〔逆时针〕。〔松开按钮立即停止〕〔5〕单周期运行：SA选择单周期运行，滑台位于初始原点(假设不在原点，可由手动控制调到原点)，按动启动按钮SBQ，按工艺流程自动运行一周后停在初始原点。按停止按钮SB2，立即停止运行。〔6〕自动循环控制：SA选择自动循环控制，滑台位于初始原点(假设不在原点，可由手动控制调到原点)，按动启动按钮SBQ，按工艺流程自动循环运行，运行一周后回到原点后暂停5秒后再接着运行，按停止按钮SB2，立即停止运行。5．收获、体会这一次的PLC课程设计是在大学里非常认真做的几个程序之一，是自己在查阅了一局部资料后自己做出来的，一周的时间从一开始的构思到后期的编程调试，当中遇到了许多问题，能解决的，不能解决的，都在老师同学的帮助下克服了。转眼就要到大四了，快要到找工作的时候了，只有不断地增加自己的实践，不断地提高自己，才能为今后的工作打下良好的根底。我们在大学里最应该学会的就是快速学习的能力，当你遇到一个问题是要用最短的时间，最简单可行有效地方法去解决它这才是企业所想要看到的，过程其实并不是那么重要了。遇到困难，不