內(nèi)燃機(jī)部件定位清洗機(jī)控制系統(tǒng)

1、1 課題的基本控制要求第八組 題目：內(nèi)燃機(jī)部件定位清洗機(jī)控制系統(tǒng)清洗機(jī)主要由步進(jìn)式液壓輸送機(jī)構(gòu)、清洗泵及清洗液過濾循環(huán)系統(tǒng)、水位控制裝置、油水分離裝置、排屑裝置、集中潤滑系統(tǒng)、異常顯示和事故報(bào)警系統(tǒng)等組成。自動(dòng)運(yùn)行循環(huán)流程圖。如圖1.1所示。圖1.1 清洗機(jī)流程圖2 總體設(shè)計(jì)2.1 PLC選型(1) PLC主機(jī)：選擇西門子S7-200系列。PLC作為內(nèi)燃機(jī)部件定位清晰系統(tǒng)的工作主機(jī)。根據(jù)I/0點(diǎn)數(shù)來確定PLC型號，為滿足控制要求該系統(tǒng)需要有34個(gè)輸入點(diǎn)，18個(gè)輸出點(diǎn)。因此采用S7-200 CPU 226 AC/DA/繼電器型工作主機(jī)。其基本參數(shù)如下:本機(jī)數(shù)字輸入：24路數(shù)字量輸入本機(jī)數(shù)字輸出：

2、16路數(shù)字量輸出內(nèi)部存儲器位：256位定時(shí)器總數(shù)：256定時(shí)器計(jì)數(shù)器總數(shù)：256計(jì)數(shù)器電源電壓允許范圍：AC 85264V輸入電流僅CPU/最大負(fù)載：40/160mA,AC 240V典雅范圍：DC 20.428.8V電流限制：約1.5A由于該系統(tǒng)要求34個(gè)輸入點(diǎn)，18個(gè)輸出點(diǎn)S7-200 CPU 226 不能滿足點(diǎn)數(shù)要求，因此采用EM223 DI16/DO16×DC24輸入輸出擴(kuò)展模塊增加輸入點(diǎn)數(shù)。增加輸入點(diǎn)16個(gè)，輸出點(diǎn)16個(gè)，所以滿足設(shè)計(jì)要求。(2)傳感器：用于判讀內(nèi)燃機(jī)部件定位清洗系統(tǒng)是否有藥清洗的部件。(3)啟動(dòng)按鈕I0.0：用于內(nèi)燃機(jī)部件定位清洗系統(tǒng)工作的開始。停止按鈕I0

3、.1：用于內(nèi)燃機(jī)部件定位清洗系統(tǒng)工作的結(jié)束。(4)轉(zhuǎn)換開關(guān)：用于手動(dòng)、單周期、連續(xù)的工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換選擇。(5)換向閥：用于A、B位的分別清洗。(6)輸送桿的上升與下降、前進(jìn)與后退，噴嘴盒的上升與下降。采用電機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。2.2 I/O點(diǎn)及地址分配表2.1 I/O分配表輸入輸出功能地址功能地址啟動(dòng)I0.0擋板門開啟Q0.0停止I0.1輸送桿上升Q0.1有工件I0.2第一組吹氣Q0.2擋板門開啟限位I0.3輸送桿前進(jìn)Q0.3輸送桿上限位I0.4第二組吹氣Q0.4輸送桿進(jìn)限位I0.5輸送桿下降Q0.5輸送桿下限位I0.6擋板門閉合Q0.6擋板門閉合限位I0.7噴嘴盒下降Q0.7噴嘴盒下限位I1.0

4、A位噴洗Q1.0換向閥關(guān)閉限位I1.1B位噴洗Q1.1噴嘴盒上限位I1.2換向閥關(guān)閉Q1.2輸送桿退限位I1.3噴嘴盒上升Q1.3擋板門開啟I1.4輸送桿后退Q1.4輸送桿上升I1.5聲報(bào)警Q1.5第一組吹氣I1.6光報(bào)警Q1.6輸送桿前進(jìn)I1.7換向閥開啟Q1.7第二組吹氣I2.0換向閥到A位Q2.0輸送桿下降I2.1換向閥到B位Q2.1擋板門閉合I2.2噴嘴盒下降I2.3換向閥到A位I2.4換向閥到B位I2.5A位噴洗I2.6B位噴洗I2.7換向閥關(guān)閉I3.0噴嘴盒上升I3.1輸送桿后退I3.2A限位I3.3B限位I3.4換向閥打開I3.5換向閥開啟限位I3.6手動(dòng)I3.7單周期I4.0連

5、續(xù)I4.12.3 PLC端子接線圖圖2.1 PLC端子分配圖3 PLC程序設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)思想(1)工作過程的控制：在系統(tǒng)第一次運(yùn)行時(shí)利用SM0.1給系統(tǒng)提供初始化脈沖。如果是連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)則采用正跳變 EU提供初始化脈沖。當(dāng)輸送桿在最下端時(shí)，輸送桿在后退限位，擋板門閉合時(shí)。說明該系統(tǒng)在初始位，這時(shí)如果傳感器檢測到要清洗的工件，按下啟動(dòng)按鈕系統(tǒng)開始運(yùn)行。這里采用的傳感器位接近開關(guān)也可采用其他傳感器。該系統(tǒng)的運(yùn)功部分有擋板門的開啟和閉合輸送桿的上升與下降，輸送桿的前進(jìn)與后退噴嘴盒的上升與下降。以上運(yùn)動(dòng)部分均采用電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)行程控制原則控制。(2)鼓風(fēng)機(jī)的控制：該系統(tǒng)有兩組鼓風(fēng)機(jī)采用延時(shí)1秒控制。

6、(3)AB位噴洗控制：AB位的換向器噴洗采用換向閥控制。(4)工作狀態(tài)的選擇：采用轉(zhuǎn)化開關(guān)對手動(dòng)單周期與連續(xù)工作狀態(tài)的選擇控制。(5)停止：根據(jù)控制要求按下啟動(dòng)按鈕后須執(zhí)行本次循環(huán)后才結(jié)束，所以要在掃描周期的最后判讀是否按下停止按鈕。如果按下則回到初始狀態(tài)。(6)工作情況設(shè)置：根據(jù)題目要求三種工作方式（手動(dòng)、單周期、連續(xù)）設(shè)計(jì)。選擇控制方案的時(shí)候，可用子程序和自動(dòng)順序控制，我選擇了自動(dòng)順序控制，在設(shè)計(jì)過程中，最開始的思想是用單獨(dú)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)程序來控制單周期和連續(xù)，但是在設(shè)計(jì)過程中，不斷的發(fā)現(xiàn)，最終改用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)程序來控制單周期和連續(xù)。(7)在這個(gè)課題中，有多種不同的工況，對本課題要求的機(jī)械手控制要

7、求我按以下幾種工況設(shè)置：手動(dòng)工作：利用按鈕清洗機(jī)循環(huán)單獨(dú)進(jìn)行控制。例如，按“擋板門開啟”按鈕，擋板門由閉合狀態(tài)改為開啟；按“輸送桿上升”按鈕，驅(qū)動(dòng)輸送桿上升。單周期工作：按下啟動(dòng)按鈕，從原點(diǎn)開始，機(jī)械手按工序自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作，返回原點(diǎn)后停止。連續(xù)工作：按下啟動(dòng)按鈕，清洗機(jī)從原點(diǎn)開始按照工作順序自動(dòng)反復(fù)連續(xù)循環(huán)工作，直到按下停止按鈕或者自動(dòng)循環(huán)5次聲光報(bào)警結(jié)束。所以在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了一個(gè)“啟保停回路”來判斷有沒有按停止按鈕。3.2 內(nèi)燃機(jī)部件定位清洗機(jī)控制系統(tǒng)順序功能圖圖3.1 順序功能圖3.3 PLC梯形圖主程序圖3.2 主程序梯形圖公共程序圖3.3 公共程序梯形圖手動(dòng)程序圖3.4 手動(dòng)程

8、序梯形圖自動(dòng)程序圖3.5 自動(dòng)程序梯形圖3.4 按鈕操作面板圖3.6 控制面板4 程序調(diào)試說明4.1初始狀態(tài)清洗系統(tǒng)通電初始化，輸送桿在最低端即輸送桿下降限位I0.6有效，輸送桿在后退到位即輸送桿退限位I1.3有效，擋板門閉合狀態(tài)即擋板門閉合限位I0.7有效時(shí)。當(dāng)傳感器檢測到有工件時(shí)該系統(tǒng)處于初始位。4.2自動(dòng)過程按下啟動(dòng)按鈕I0.0，選擇連續(xù)模式，該系統(tǒng)按以下步驟連續(xù)運(yùn)行。(1)延時(shí)2秒后，擋板門開啟。(2)擋板門開啟到位后，輸送桿上升。(3)輸送桿上升到位后，驅(qū)動(dòng)第一組鼓風(fēng)機(jī)吹氣，延時(shí)1秒。(4)1秒延時(shí)結(jié)束后，驅(qū)動(dòng)輸送桿前進(jìn)，自動(dòng)關(guān)閉第一組鼓風(fēng)機(jī)。(5)輸送桿前進(jìn)，前進(jìn)到位后，驅(qū)動(dòng)第二組

9、鼓風(fēng)機(jī)吹氣，延時(shí)1秒。(6)1秒延時(shí)后，輸送桿下降。(7)輸送桿下降到位后，驅(qū)動(dòng)擋板門閉合。(8)擋板門閉合到位后，驅(qū)動(dòng)噴嘴盒下降。(9)噴嘴盒下降到位后，換向閥開啟。(10)開啟后，換向閥轉(zhuǎn)到A位，噴洗，延時(shí)7秒。(11)7秒延時(shí)結(jié)束后，驅(qū)動(dòng)換向閥到B位，噴洗。延時(shí)7秒。(12)7秒延時(shí)結(jié)束后，再執(zhí)行一次(10)(11)步驟。(13)當(dāng)(10)(11)步驟執(zhí)行兩次后，驅(qū)動(dòng)換向閥關(guān)閉。(14)換向閥關(guān)閉到位后，驅(qū)動(dòng)噴嘴盒上升。(15)噴嘴盒上升到位后，驅(qū)動(dòng)輸送桿后退。(16)輸送桿后退到位后，連續(xù)運(yùn)行模式下，有工件的情況下則循環(huán)執(zhí)行步驟(1)。如果選擇單周期模式，則系統(tǒng)運(yùn)行一遍后返回到初始步。

10、4.3停止過程按下停止按鈕I0.1后需要執(zhí)行完本周期后回到初始步（初始狀態(tài)）。若不按停止按鈕，則循環(huán)執(zhí)行5次之后聲光報(bào)警，自動(dòng)回到初始步。4.4手動(dòng)過程按照清洗機(jī)的流程可以手動(dòng)執(zhí)行每一步。按鈕由開始啟動(dòng)I0.0，按照控制面板上的按鈕順序，可依步執(zhí)行。結(jié)束語為期兩周的課程設(shè)計(jì)就這樣結(jié)束了，這一次讓我收獲了不少。本次課設(shè)的題目為：內(nèi)燃機(jī)部件定位清洗及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過本次設(shè)計(jì)讓我學(xué)會了如何合理正確的選用PLC和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用到的軟件，對我今后的學(xué)習(xí)起到了很大的作用。通過這次的課設(shè)使我學(xué)到了很多，同時(shí)也讓我意識到我還需要學(xué)習(xí)更多的知識來豐富自己。從程序的設(shè)計(jì)到編寫、畫圖、調(diào)試、修改、完善、以及現(xiàn)在的任務(wù)

11、說明書，每個(gè)人都付出了時(shí)間和精力來做好一切，盡量做到盡善盡美。這次的課設(shè)讓我更深一步的對自己的專業(yè)，對自己的能力，以及對自己所學(xué)的知識有了正確的認(rèn)識，并且能在以后的學(xué)習(xí)工作中不斷提高和完善自己。總的來說，這次課設(shè)還是比較成功的，無論是知識掌握還是對于未知的探索以及在圖書館里翻閱自己能找到的盡可能多的資料，給了我很好的鍛煉。這次課設(shè)過程中，老師也交給我們很多的簡單實(shí)用的技巧。我們也學(xué)習(xí)到做好一個(gè)項(xiàng)目確實(shí)很重要，但是美觀得體也是必不可少的，無論是從參觀者的角度還是自己看的角度都很重要。經(jīng)過這次兩周的課設(shè)過程，我不僅學(xué)習(xí)了不少與自己專業(yè)相關(guān)的知識，而且也通過與同學(xué)的探討，研究，知道了集體的力量，并且讓自己更相信一分努力，一分收獲，積極的學(xué)習(xí)態(tài)度在以后的學(xué)習(xí)工作中更是永遠(yuǎn)不可或缺的。通過這次課設(shè)讓我對本科課程有了更深的認(rèn)識和了解，也更加熟練的運(yùn)用軟件，對我今后的工作非常重要，經(jīng)過這次設(shè)計(jì)讓我知道了作為一名出色的設(shè)計(jì)師應(yīng)該有多么高的要求，使自己更加有動(dòng)力和信心學(xué)好本門課程，日后可以熟練的運(yùn)用自己的所學(xué)知識為自己創(chuàng)造財(cái)富，這次也讓我知道了現(xiàn)代化機(jī)電行業(yè)是多么的重要，自己也應(yīng)該好好的學(xué)好，現(xiàn)在為以后要走向社會做準(zhǔn)備，現(xiàn)在社會競爭激烈，自己也應(yīng)該把自己所學(xué)到的好好的應(yīng)用，這才不會被社會所