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过程控制课程设计报告

《过程控制工程》

课程设计报告

题目：

切割系统PLC程序设计

物联网工程学院自动化专业

学号

学生姓名

指导教师

二〇一五年七月

目录

一、切割控制系统---------------------------------------3

1、切割机控制内容----------------------------------3

2、切割机工序顺序--------------------------------3二、控制电路设计---------------------------------------4

1、PLC控制原理图4

2、控制系统电路图-----------------------------------4

3、PLC的I/O端口分配--------------------------------5

三、控制系统软件设计------------------------------------8

1、程序主要构成-------------------------------------8

2、控制程序流程图-----------------------------------8

3、自动手动切换程序---------------------------------9

4、手动程序设计-------------------------------------9

5、自动程序设计-----------------------------------10

四、总结与展望-----------------------------------------19

1、切割控制系统

1、切割机控制内容

切割机是按照所需要的规格对胚体进行去皮，横切，竖切，即包括以下三点。

①预切割：

切除气砖毛边

②水平切割：

利用静止的钢丝进行水平切割

③纵向切割：

利用凸轮系统从下至上将气砖切成多个小块

2、切割机工序顺序

控制机柜一台，安装在切割机原操作台旁边。

控制柜内安装PLC可编程控制器一套，输入模块为开关量输入，输出模块采用开关量输出。

胚体放到小车后，一次进车（同时开启渣浆泵）先去皮，横切，小车到切割位，启动液压泵，启动切割震动机，进行下切，下切到下限位后，延时一段时间，进行上切，切割机提到中限位后，开启风机，提到上限位后，停止切割震动机，停止液压泵，进行二次进车，停止风机，停止渣浆泵，小车进到终点位后，等待吊车将胚体吊走，然后小车返回。

切割过程完毕。

当某一道工序出现故障时，将程序控制系统切换开关放至人工操作档，然后再根据实际情况进行人工操作。

二、控制电路设计

1、PLC控制原理图

PLC实际应用当中，外部总和输入模块和输出模块相连接。

设备或者按钮的动作信号通过输入模块传入到PLC，PLC根据输入的信号来执行程序，执行程序的运算结果输出到输出模块，输出模块再操作工作设备，PLC工作原理图见图。

2、控制系统电路图

利用可编程控制器PLC同时实现了机械凸轮和电子凸轮的控制，系统结构框图如图所示。

3、PLC的I/O端口分配

表1输入端口表切割操作系统

输入元件

I点

输入元件

I点

小车1接近开关

（返回减速）

I0.0

小车1接近开关

（返回到位）

I0.1

小车1接近开关

（横切减速）

I0.2

小车1接近开关

（纵切到位）

I0.3

小车2接近开关

（返回减速）

I0.4

小车2接近开关

（返回到位）

I0.5

小车2接近开关

（纵切减速）

I0.6

小车2接近开关

（纵切到位）

I0.7

升降电机上升

I1.0

升降电机下降

I1.1

风机

I1.3

顶升电机上升

I1.4

顶升电机下降

I1.5

浮球高位

I1.7

接近开关（下定位）

I2.1

接近开关（上定位）

I2.0

浮球低位

I1.6

表2输入端口表切割后翻转系统

输入元件

I点

输入元件

I点

大车电机行程开关2

I2.5

大车电机接近开关

I2.3

提升电机接近开关1

I2.7

大车电机行程开关1

I2.4

提升电机行程开关1

I3.1

提升电机接近开关2

I3.0

液压定位电机接近开关1

I2.6

提升电机行程开关2

I3.2

液压油泵电机接近开关2

I3.4

液压油泵电机接近开关1

I3.3

液压油泵电机接近开关6

I4.0

液压油泵电机接近开关3

I3.5

液压油泵电机接近开关7

I4.1

液压油泵电机接近开关4

I3.6

液压油泵电机接近开关8

I4.2

液压油泵电机接近开关5

I3.7

底板移动电机接近开关2

I6.6

底板移动电机接近开关1

I6.5

底板移动电机接近开关4

I7.0

底板移动电机接近开关3

I6.7

底板移动电机行程开关2

I7.2

底板移动电机行程开关1

I7.1

底板移动电机行程开关4

I7.4

底板移动电机行程开关3

I7.3

表3输入端口表侧板返回辊道

输入元件

I点

输入元件

I点

控制站点信号1

I4.3

控制站点信号2

I4.4

光电开关1

I4.5

光电开关2

I4.6

光电开关3

I4.7

光电开关

I5.0

表4输入端口表底板返回辊道

输入元件

I点

输入元件

I点

提升电机接近开关1

I5.3

提升电机接近开关2

I5.4

提升电机行程开关1

I5.5

提升电机行程开关2

I5.6

光电开关1

I9.0

光电开关2

I9.1

光电开关3

I9.2

光电开关4

I9.3

光电开关5

I9.4

光电开关6

I9.5

光电开关7

I9.6

光电开关8

I9.7

行程开关

I6.3

光电开关9

I8.1

光电开关10

I8.2

光电开关11

I8.3

光电开关12

I8.4

液压系统启动信号1

I8.5

液压系统启动信号2

I8.6

液压系统停止信号1

I8.7

液压系统停止信号2

I6.4

表5输入端口表故障信号

输入元件

I点

输入元件

I点

总启动信号

I0.0

总故障信号

I10.7

小车1故障信号

I10.1

小车2故障信号

I10.2

摆动电机故障信号

I10.3

升降电机故障信号

I10.4

顶升电机故障信号

I10.5

风机故障信号

I10.6

废浆池泵故障信号

I11.0

搅拌机故障信号

I11.1

液压油泵故障信号

I11.2

提升电机故障（侧板）

I11.3

大车电机故障（侧板）

I11.4

牵引机故障（侧板）

I11,.5

提升电机故障（底板）

I11.6

牵引机故障（底板）

I11.7

底板移动电机1故障

I12.0

底板移动电机2故障

I12.1

表1输出端口表切割操作系统

输出元件

输出点

输出元件

输出点

小车1正转

Q0.0

小车1减速

Q0.1

小车1运行

Q0.2

小车1反转

Q0.3

小车1加速

Q8.1

小车2减速

Q0.6

小车2正转

Q0.5

小车2反转

Q1.0

小车2运行

Q0.7

升降电机正转

Q1.2

摆动电机

Q1.1

风机转动

Q1.4

升降电机反转

Q1.3

顶升电机反转

Q1.6

顶升电机正转

Q1.5

搅拌机

Q2.0

废浆池液泵

Q1.7

表2输出端口表侧板返回辊道

输出元件

输出点

输出元件

输出点

牵引机正转

Q3.2

牵引机反转

Q3.3

摩擦轮1

Q3.4

摩擦轮2

Q3.5

表3输出端口表切割后翻转系统

输出元件

输出点

输出元件

输出点

大车电机正转

Q2.5

大车电机反转

Q2.6

大车电机运行

Q2.7

大车电机减速

Q3.0

提升电机正转

Q2.1

提升电机反转

Q2.2

提升电机加速

Q2.3

提升电机减速

Q2.4

液压定位电机

Q3.1

液压油泵电机

Q3.0

底板电机1正转

Q6.7

底板电机1反转

Q7.0

底板电机1减速

Q7.1

底板电机1加速

Q7.2

底板电机2正转

Q7.3

底板电机2反转

Q7.4

底板电机2减速

Q7.5

底板电机2加速

Q7.6

表4输出端口表底板返回辊道

输出元件

输出点

输出元件

输出点

提升电机正转

Q4.3

提升电机反转

Q4.4

提升电机加速

Q4.5

提升电机减速

Q4.6

提升电机运行

Q4.7

摩擦轮1

Q5.2

摩擦轮2

Q5.3

摩擦轮3

Q5.4

摩擦轮4

Q5.5

摩擦轮5

Q5.6

摩擦轮6

Q5.7

摩擦轮7

Q6.0

牵引电机正转

Q6.1

牵引电机反转

Q6.2

液压系统上升

Q7.7

液压系统下降

Q8.0

摩擦轮1

Q6.4

摩擦轮2

Q6.6

三、控制系统软件设计

1、程序主要构成

结合生产线过程控制要求,设计了生产线的控制软件,整个生产线控制系统软件由如下程序构成:

①初始化程序：

对控制元件复位及相关参数进行初始化；

②检查程序：

操作人员维修设备专用,此时各单元操作分别独立,连

锁条件解除,利于设备故障判断和维修；

③手动程序：

各单元操作由人工操作,但各连锁条件保留,以防误操

作和确保设备和人身安全；

④自动程序：

PLC自动管理切割机的生产工艺流程及各单元的运行；⑥停机程序：

PLC根据生产状态按步骤自动关闭有关设备；

2、

控制程序流程图

3、自动手动切换程序

具有多种工作方式的控制系统的梯形图总体结构如图所示。

选择手动工作方式时手动开关X1为ON，将跳过自动程序，执行公用程序和手动程序。

选择自动工作方式时X1为OFF，将跳过手动程序，执行公用程序和自动程序。

其中公用程序为程序的初始化及相关的检查程序。

4、手动程序设计

5、自动程序设计

翻转脱模行车向切割控制站发出信号，切割小车开始移动，小车行进中先切掉加气砖两边的毛边，进行加气砖的横切；同时将厂标印在加气砖上。

小车1到达纵切位置后，暂时停止运行，顶升电机将侧板及侧板上的加气砖一起抬起；下部的小车返回接收加气砖的位置。

纵切工作开始，纵切装置下降，钢丝对加气砖进行切割。

纵切结束，切割装置在向上移动的时候，风机启动，在砖的上部形成真空把最上层的毛边吸住。

小车2返回到翻转台的位置时风机停止，吸住的毛边自由落下，被工艺水冲到切割废浆池。

4、总结与展望

通过此次基于加气砖自动化生产线的过程控制课程设计，打破了我仅局限于书本概念的知识体系，初次接触到过程控制用于生产实践的实际应用。

对深化理解过程控制知识，深入了解过程控制自动化生产线的设计方法以及深入掌握先进的PLC控制技术结合过程控制工程的应用手段，起到了启蒙先驱的作用。

此次课程设计收获颇丰，但也存在着许多问题与不足，我将在今后的学习中，继续改进，打破传统书本表面知识的概念，将书本知识与实际应用想结合从而加深对书本知识的理解。

最后谢谢老师一个学期以来的悉心教导，我将在以后的学习中继续努力。