機(jī)械滑臺(tái)工藝流程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院實(shí)訓(xùn)評(píng)分表課程名稱(chēng)：PLC控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)題目：機(jī)械滑臺(tái)工藝流程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)〔A〕班級(jí)：1605112學(xué)號(hào)：160511209姓名：工程評(píng)分比例得分實(shí)訓(xùn)平時(shí)表現(xiàn)30%實(shí)訓(xùn)辯論50%實(shí)訓(xùn)報(bào)告20%實(shí)訓(xùn)總成績(jī)指導(dǎo)老師：年月日常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院《PLC控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)》題目：機(jī)械滑臺(tái)工藝流程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)〔A〕姓名：學(xué)號(hào)：160511209班級(jí)：1605112指導(dǎo)教師：?jiǎn)伍L(zhǎng)考起止日期：—目錄1．任務(wù)書(shū)12．根底實(shí)訓(xùn)工程一2一：由外接的電位器控制2二：由PLC的模擬量輸出控制43．根底實(shí)訓(xùn)工程二6一：整體方案6二：流程圖6三：程序6四：調(diào)試步驟與結(jié)果74．綜合型自主實(shí)訓(xùn)工程8一：整體方案8二：IO分配8三：流程圖8四：變頻器參數(shù)設(shè)置9五：程序9六：調(diào)試步驟與結(jié)果165．收獲、體會(huì)176．參考文獻(xiàn)181．任務(wù)書(shū)《PLC控制技術(shù)》實(shí)訓(xùn)任務(wù)書(shū)〔四〕題目：機(jī)械滑臺(tái)工藝流程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)〔A〕實(shí)訓(xùn)學(xué)生需要完成2個(gè)根底實(shí)訓(xùn)工程和1個(gè)綜合型自主實(shí)訓(xùn)工程的訓(xùn)練。一、根底實(shí)訓(xùn)工程一：變頻器對(duì)電機(jī)的運(yùn)行控制一〕實(shí)訓(xùn)目的1、進(jìn)一步穩(wěn)固掌握PLC根本指令功能的及其運(yùn)用方法；2、根據(jù)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，熟練掌握PLC的外圍I/O設(shè)備接線方法；3、掌握異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理，熟悉變頻器的用法。二)實(shí)訓(xùn)設(shè)備PLC主機(jī)單元模塊、電位器、MM440(或MM420)變頻器、個(gè)人計(jì)算機(jī)PC、PC/PPI編程電纜。三)工藝控制要求使用變頻器實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的可逆調(diào)速控制，即可以電動(dòng)機(jī)可正反向運(yùn)行、調(diào)速和點(diǎn)動(dòng)功能。參考電氣原理圖見(jiàn)教材p85，速度控制有兩種方式：〔1〕由外接的電位器控制，〔2〕由PLC的模擬量輸出通道控制。四)實(shí)訓(xùn)步驟1、進(jìn)行PLC的I/O地址分配，并畫(huà)出變頻器對(duì)電機(jī)控制的PLC控制系統(tǒng)的接線圖。2、設(shè)計(jì)由PLC控制的梯形圖程序。3、輸入自編程序，上機(jī)調(diào)試、運(yùn)行直至符合動(dòng)作要求。二、根底實(shí)訓(xùn)工程二：模擬量采集與數(shù)據(jù)處理的綜合應(yīng)用一〕實(shí)訓(xùn)目的1、掌握PLC中模擬量輸入、輸出的根本工作原理；2、掌握數(shù)據(jù)處理指令的運(yùn)用方法；3、熟悉組態(tài)王與PLC的連接使用。二〕實(shí)訓(xùn)設(shè)備PLC主機(jī)單元模塊、電位器、萬(wàn)用表、個(gè)人計(jì)算機(jī)PC、PC/PPI編程電纜。三〕實(shí)訓(xùn)工程原理與要求1、用擴(kuò)展模塊中的電位器模擬溫度測(cè)量變送器，假設(shè)當(dāng)溫度是0℃時(shí)，對(duì)應(yīng)電位器輸出0V電壓，假設(shè)當(dāng)溫度是100℃時(shí)，對(duì)應(yīng)電位器輸出電壓10V。用CPU224XP的模擬量輸入通道采集電位器電壓，進(jìn)行標(biāo)度變換，將轉(zhuǎn)換后的溫度值存儲(chǔ)在變量存儲(chǔ)器中2、用PLC模擬量輸出通道控制電動(dòng)執(zhí)行器，執(zhí)行器開(kāi)度設(shè)置為0%時(shí)，輸出電壓為0V，執(zhí)行器開(kāi)度為100%時(shí)，輸出電壓10V。執(zhí)行器開(kāi)度控制量的多少采用組態(tài)王軟件輸入，觀察模擬量輸出的數(shù)值，并用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓值。四〕實(shí)訓(xùn)工程的步驟1、根據(jù)工程要求擬定I/O地址分配表，畫(huà)出外部接線圖，并進(jìn)行接線圖線路連接。2、設(shè)計(jì)梯形圖程序，調(diào)試并記錄數(shù)據(jù)。輸入輸出電壓AIW溫度值〔℃〕執(zhí)行器開(kāi)度AQW電壓〔V〕0V04V40%6V60%8V80%10V100%三、綜合型自主實(shí)訓(xùn)工程：機(jī)械滑臺(tái)工藝流程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一〕實(shí)訓(xùn)工程工藝要求：本課題要求：采用S7-200系列PLC和圓工作臺(tái)-旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)驗(yàn)?zāi)K完成控制任務(wù)。圓工作臺(tái)模擬機(jī)械滑臺(tái)，圓工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)由PLC通過(guò)控制變頻器拖動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)。工作臺(tái)的工藝流程由任課老師指定。SQ1~SQ4為接近開(kāi)關(guān)?？刂埔螅簣A工作臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)分為三種方式：手動(dòng)、單周期和自動(dòng)循環(huán)三種控制方式。其中，運(yùn)行方式由旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA選擇。運(yùn)行方式切換時(shí)，滑臺(tái)應(yīng)立即停止運(yùn)行。PLC正常運(yùn)行時(shí)用燈HLX指示其工作正常。要啟動(dòng)滑臺(tái)運(yùn)行，必須先按啟動(dòng)按鈕SB1，啟動(dòng)潤(rùn)滑泵運(yùn)行〔用燈HLS指示〕。然后才能控制滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)。按急停按鈕停止滑臺(tái)的全部運(yùn)行。手動(dòng)控制：〔點(diǎn)動(dòng)〕手動(dòng)控制指示燈亮，按住SBS，工作臺(tái)前進(jìn)〔圓工作臺(tái)順時(shí)針轉(zhuǎn)〕；按住SBX，工作臺(tái)后退〔逆時(shí)針〕。〔松開(kāi)按鈕立即停止〕單周期運(yùn)行：?jiǎn)沃芷谥甘緹袅?，滑臺(tái)位于初始原點(diǎn)，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SBQ，按工藝流程自動(dòng)運(yùn)行一周后停在初始原點(diǎn)。按停止按鈕SB2，立即停止運(yùn)行。自動(dòng)循環(huán)控制：自動(dòng)循環(huán)燈亮，滑臺(tái)位于初始原點(diǎn)，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SBQ，按工藝流程自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行，運(yùn)行一周后回到原點(diǎn)后暫停5秒后再接著運(yùn)行，按停止按鈕SB2，立即停止運(yùn)行。工藝流程中暫停延時(shí)需要用指示燈以1HZ的頻率閃爍指示。二〕目的通過(guò)本次實(shí)訓(xùn)使學(xué)生掌握：1〕Step7－Micro/Win32編程軟件的使用方法和梯形圖、SFC圖編程語(yǔ)言的運(yùn)用；2〕實(shí)際程序的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法；3〕程序的調(diào)試和運(yùn)行操作技術(shù)。從而提高學(xué)生對(duì)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試能力。三〕內(nèi)容與要求1、通過(guò)根本簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)熟悉與本設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)模塊；2、機(jī)械滑臺(tái)工藝流程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；3、硬件接線圖、程序清單；4、采用順序功能圖〔SFC圖〕進(jìn)行設(shè)計(jì)或經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法；5、設(shè)計(jì)組態(tài)王上位機(jī)監(jiān)控畫(huà)面，對(duì)工作過(guò)程進(jìn)行顯示；6、工藝流程為：〔此處放置指導(dǎo)老師指定的工藝流程〕四、實(shí)訓(xùn)報(bào)告要求報(bào)告應(yīng)采用統(tǒng)一的報(bào)告紙書(shū)寫(xiě)，應(yīng)包括評(píng)分表、封面、目錄、正文、收獲、參考文獻(xiàn)〔并按此順序裝訂〕。報(bào)告中提供如下內(nèi)容：1、目錄2、正文〔1〕實(shí)訓(xùn)任務(wù)書(shū)；〔2〕實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，三個(gè)任務(wù)分別寫(xiě)a、每個(gè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)的總體設(shè)計(jì)方案〔應(yīng)有PLC的選型及依據(jù)〕b、I/O分配表，PLC外部接線圖，程序中使用的元件及功能表；c、程序控制的SFC圖、梯形圖或指令表清單，注釋說(shuō)明；d、調(diào)試、運(yùn)行及其結(jié)果；3、收獲、體會(huì)4、參考文獻(xiàn)〔注意實(shí)訓(xùn)報(bào)告原那么上手寫(xiě)，允許打印，但雷同者的零分處理〕五、實(shí)訓(xùn)進(jìn)度安排周次工作日工作內(nèi)容第一周1布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)，查找相關(guān)資料，熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)。2完成兩個(gè)根底實(shí)訓(xùn)工程。3根據(jù)綜合型實(shí)訓(xùn)任務(wù)，完成總體設(shè)計(jì)方案〔硬件選型、分配IO點(diǎn)等〕4完成硬件接線，編寫(xiě)程序并調(diào)試5編寫(xiě)程序并調(diào)試第二周1編寫(xiě)程序并調(diào)試2編寫(xiě)程序并調(diào)試3編寫(xiě)程序并調(diào)試及準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)報(bào)告4完成報(bào)告并于下午兩點(diǎn)之前上交5辯論本實(shí)訓(xùn)共需兩周時(shí)間六、實(shí)訓(xùn)考核方法本實(shí)訓(xùn)總分值為100分，其中實(shí)訓(xùn)平時(shí)表現(xiàn)〔含2個(gè)根底實(shí)訓(xùn)工程完成情況〕30%、綜合型實(shí)訓(xùn)工程辯論50%，實(shí)訓(xùn)報(bào)告20%。2．根底實(shí)訓(xùn)工程一一：由外接的電位器控制1.按要求接線〔1〕PLC與變頻器的接線圖如下列圖所示〔2〕變頻器的模擬量輸入端口接線圖如下列圖所示2．參數(shù)設(shè)置〔1〕設(shè)定P0010＝30和P0970＝1，按下P鍵，開(kāi)始復(fù)位，復(fù)位過(guò)程大約3min，這樣就可保證變頻器的參數(shù)回復(fù)到工廠默認(rèn)值?！?〕設(shè)置電動(dòng)機(jī)參數(shù)，為了使電動(dòng)機(jī)與變頻器相匹配，需要設(shè)置電動(dòng)機(jī)參數(shù)。電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置見(jiàn)下表。電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)定完成后，設(shè)P0010=0，變頻器當(dāng)前處于準(zhǔn)備狀態(tài)，可正常運(yùn)行。參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說(shuō)明P000311設(shè)定用戶訪問(wèn)級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P001001快速調(diào)試P010000功率以KW表示，頻率為50HzP0304230380電動(dòng)機(jī)額定電壓〔V〕P03053.251.05電動(dòng)機(jī)額定電流〔A〕P03070.750.37電動(dòng)機(jī)額定功率〔KW〕P03105050電動(dòng)機(jī)額定頻率〔Hz〕P031101400電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速〔r/min〕〔3〕設(shè)置面板操作控制參數(shù)參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說(shuō)明P000311設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P001000正確地進(jìn)行運(yùn)行命令的初始化P000407命令和數(shù)字I/OP070021由鍵盤(pán)輸入設(shè)定值〔選擇命令源〕P000311設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P0004010設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器P100021由鍵盤(pán)〔電動(dòng)電位計(jì)〕輸入設(shè)定值P108000電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最低頻率(Hz)P10825050電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最高頻率(Hz)P000312設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為擴(kuò)展級(jí)P0004010設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器P1040520設(shè)定鍵盤(pán)控制的頻率值(Hz)P1058510正向點(diǎn)動(dòng)頻率(Hz)P1059510反向點(diǎn)動(dòng)頻率(Hz)P1060105點(diǎn)動(dòng)斜坡上升時(shí)間〔s〕P1061105點(diǎn)動(dòng)斜坡下降時(shí)間〔s〕3．變頻器運(yùn)行操作〔1〕變頻器啟動(dòng)：在變頻器的前操作面板上按運(yùn)行鍵。〔2〕正反轉(zhuǎn)：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速〔運(yùn)行頻率〕及旋轉(zhuǎn)方向可直接通過(guò)按前操作面板上的鍵∕減少鍵〔▲/▼〕來(lái)改變?！?〕速度調(diào)節(jié)：由外接的滑動(dòng)變阻器控制?！?〕點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行：由變頻器前操作面板上的點(diǎn)動(dòng)鍵控制?！?〕電動(dòng)機(jī)停車(chē)：由變頻器的前操作面板上按停止鍵控制。二：由PLC的模擬量輸出控制MM440變頻器的“1”、“2MM440變頻器為用戶提供了模擬輸入端口，即端口“3”、“4”，通過(guò)設(shè)置P0701的參數(shù)值，使數(shù)字輸入“5”端口據(jù)有正轉(zhuǎn)控制功能；通過(guò)設(shè)置P0702的參數(shù)值，使數(shù)字輸入“6”端口具有反轉(zhuǎn)控制功能；模擬輸入“3”、“1.操作方法和步驟〔1〕按要求接線變頻器模擬信號(hào)控制接線如下圖。2.參數(shù)設(shè)置設(shè)置模擬信號(hào)操作控制參數(shù)，模擬信號(hào)操作控制參數(shù)設(shè)置見(jiàn)下表參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說(shuō)明P000311設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P000407命令和數(shù)字I/OP070022命令源選擇由端子排輸入P000312設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為擴(kuò)展級(jí)P000407命令和數(shù)字I/OP070111ON接通正轉(zhuǎn)，OFF停止P070212ON接通反轉(zhuǎn)，OFF停止P000311設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P0004010設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器P100022頻率設(shè)定值選擇為模擬輸入P108000電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最低頻率〔HZ〕P10825050電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最高頻率〔HZ〕3.變頻器速度由PLC的模擬量輸出通道控制將變頻器上的AIN+、AIN-端與PLC模擬量輸出通道的V和AQM端相連，用MOVW指令將0~32000的數(shù)字量送入AQW0，相當(dāng)于在AIN+、AIN-之間所加的模擬電壓信號(hào)在0~10V之間變化，從而控制變頻器的頻率在0~50Hz之間變化。4.梯形圖3．根底實(shí)訓(xùn)工程二一：整體方案1.用擴(kuò)展模塊中的電位器模擬溫度測(cè)量變送器，假設(shè)當(dāng)溫度是0℃時(shí)，對(duì)應(yīng)電位器輸出0V電壓，假設(shè)當(dāng)溫度是1002.用PLC模擬量輸出通道控制電動(dòng)執(zhí)行器，執(zhí)行器開(kāi)度設(shè)置為0%時(shí)，輸出電壓為0V，執(zhí)行器開(kāi)度為100%時(shí)，輸出電壓10V。觀察模擬量輸出的數(shù)值，并用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓值。二：流程圖三：程序四：調(diào)試步驟與結(jié)果輸入輸出電壓AIW0溫度值〔℃〕執(zhí)行器開(kāi)度AQW0電壓〔V〕0V+20800004V+128964040%+128003.976V+192006060%+192005.978V+256168080%+256007.9610V+3172899100%+320009.954．綜合型自主實(shí)訓(xùn)工程一：整體方案采用S7-200系列PLC和圓工作臺(tái)-旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)驗(yàn)?zāi)K完成控制任務(wù)。圓工作臺(tái)模擬機(jī)械滑臺(tái)，圓工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)由PLC通過(guò)控制變頻器拖動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)。二：IO分配輸入設(shè)備輸出設(shè)備序號(hào)名稱(chēng)代號(hào)地址序號(hào)名稱(chēng)代號(hào)地址1啟動(dòng)開(kāi)關(guān)SB1I0.01電機(jī)正轉(zhuǎn)DIN1Q0.02停止開(kāi)關(guān)SB2I0.12電機(jī)反轉(zhuǎn)DIN2Q0.13手動(dòng)模式開(kāi)關(guān)SA0I0.53手動(dòng)指示燈D0Q0.54單周期模式開(kāi)關(guān)SA1I0.64單周期指示燈D1Q0.65循環(huán)模式開(kāi)關(guān)SA2I0.75循環(huán)指示燈D2Q0.77限位開(kāi)關(guān)1SQ1I1.17暫停指示燈D3Q1.08限位開(kāi)關(guān)2SQ2I1.28運(yùn)行指示燈HLSQ0.49限位開(kāi)關(guān)3SQ3I1.3910限位開(kāi)關(guān)4SQ4I1.41011手動(dòng)前進(jìn)SBSI0.212手動(dòng)后退SBXI0.313單周期循環(huán)模式啟動(dòng)SBQI0.4三：流程圖四：變頻器參數(shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說(shuō)明P000311設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P000407命令和數(shù)字I/OP070022命令源選擇由端子排輸入P000312設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為擴(kuò)展級(jí)P000407命令和數(shù)字I/OP070111ON接通正轉(zhuǎn)，OFF停止P070212ON接通反轉(zhuǎn)，OFF停止P000311設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P0004010設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器P100022頻率設(shè)定值選擇為模擬輸入P108000電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最低頻率〔HZ〕P10825050電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最高頻率〔HZ〕P1120100斜坡上升時(shí)間〔s〕P1121100斜坡下降時(shí)間〔s〕五：程序六：調(diào)試步驟與結(jié)果按照電路圖接線，接通電源，下載PLC程序。〔2〕運(yùn)行方式由旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA選擇?！?〕按啟動(dòng)按鈕SB1。按急停按鈕停止滑臺(tái)的全部運(yùn)行?！?〕手動(dòng)控制：SA選擇手動(dòng)控制，按住SBS，工作臺(tái)前進(jìn)〔圓工作臺(tái)順時(shí)針轉(zhuǎn)〕；按住SBX，工作臺(tái)后退〔逆時(shí)針〕?！菜砷_(kāi)按鈕立即停止〕〔5〕單周期運(yùn)行：SA選擇單周期運(yùn)行，滑臺(tái)位于初始原點(diǎn)(假設(shè)不在原點(diǎn)，可由手動(dòng)控制調(diào)到原點(diǎn))，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SBQ，按工藝流程自動(dòng)運(yùn)行一周后停在初始原點(diǎn)。按停止按鈕SB2，立即停止運(yùn)行?！?〕自動(dòng)循環(huán)控制：SA選擇自動(dòng)循環(huán)控制，滑臺(tái)位于初始原點(diǎn)(假設(shè)不在原點(diǎn)，可由手動(dòng)控制調(diào)到原點(diǎn))，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SBQ，按工藝流程自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行，運(yùn)行一周后回到原點(diǎn)后暫停5秒后再接著運(yùn)行，按停止按鈕SB2，立即停止運(yùn)行。5．收獲、體會(huì)這一次的PLC課程設(shè)計(jì)是在大學(xué)里非常認(rèn)真做的幾個(gè)程序之一，是自己在查閱了一局部資料后自己做出來(lái)的，一周的時(shí)間從一開(kāi)始的構(gòu)思到后期的編程調(diào)試，當(dāng)中遇到了許多問(wèn)題，能解決的，不能解決的，都在老師同學(xué)的幫助下克服了。轉(zhuǎn)眼就要到大四了，快要到找工作的時(shí)候了，只有不斷地增加自己的實(shí)踐，不斷地提高自己，才能為今后的工作打下良好的根底。我們?cè)诖髮W(xué)里最應(yīng)該學(xué)會(huì)的就是快速學(xué)習(xí)的能力，當(dāng)你遇到一個(gè)問(wèn)題是要用最短的時(shí)間，最簡(jiǎn)單可行有效地方法去解決它這才是企業(yè)所想要看到的，過(guò)程其實(shí)并不是那么重要了。遇到困難，不