彩灯的PLC控制系统设计与调试.docx
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彩灯的PLC控制系统设计与调试
江海职业技术学院
PLC课程设计
课程设计题目:
彩灯的PLC控制系统设计与调试
姓名学号:
班级:
机电082
指导教师:
杨青
完成日期:
20101218
一、彩灯的控制方式及控制要求
二、电器元件、设备的选择
三梯形图设计
四、设计小结
五、参考文献
1、彩灯的控制方式及控制要求
彩灯自动闪烁程序的编写。
设有4个彩灯分别接与输出端Y0,Y1,Y2,Y3.当接通X0时,各彩灯每隔1妙依次点亮,反复循环。
二、电器元件、设备的选择
1PLC机型的选择
根据被控对象对PLC控制系统的功能要求,可进行PLC型号的选定。
进行PLC选型时,基本原则是满足控制系统的功能需要,同时要兼顾维修、备件的通用性。
对开关量控制的系统,当控制速度要求不高时,一般的PLC都可以满足要求,如对接触器的控制,电磁阀的转换控制等。
当控制速度要求不高,一般采用继电器形式输出。
2输入/输出的点数:
I/O点数可以衡量PLC规模的大小。
准确统计被控对象的输入信号和输出信号的总点数并考虑今后系统的调整和扩充,在实际统计I/O点数基础上,一般应加上10%-20%的备用点数。
多数小型PLC为整体式,具有体积小、价格便宜等优点,适于工艺过程比较稳定,控制要求比较简单的系统。
模块式结构的PLC采用主机模块与输入模块、功能模式块组合使用的方法,比整体式方便灵活,维修更换模块、判断与处理故障快速方便,适用于工艺变化较多、控制要求复杂的系统。
此外,还应考虑用户储存器的容量、PLC的处理速度是否能满足实时控制的要求、编程器与外围设备的选择等。
本设备控制的对象是一个开关量控制的系统,同时利用脉冲控制步进店动机的运转,故应采用继电器式的输出。
三菱FX系列小型PLC具有性价比高、功能完善、指令丰富等优点,能满足本对象各项控制性能要求,因此,本系统采用三菱FX系列的FX2N——48MR作为基本模块,对继电器及电磁进行控制。
3电源模块的选择:
采用Dm150系列开关电源。
其特点是输出功率大,体积小,重量轻,可靠性高,适应宽范围的输入电压波动,具有完备的过电压、过电流保护功能。
主要参数:
输入交流电压:
110~220V/50Hz、60Hz
输出直流电压:
24V/6.5A
最大功率:
156W
工作环境:
-10~40度
4.电动机的选择:
采用Y系列三相异步电动机,一般用途的全封闭自扇冷式三相异步电动机。
安装尺寸和功率等级符合IEC标准,外壳防护等级为IP44,冷却方式为IC411,连续工作制(SI),采用B级绝缘,额定电压为380V,额定频率为50HZ。
功率3kw及以下为Y接法,其它功率均为△接法。
Y系列电动机高效、节能、起动转矩高、噪声低、振动小,运行安全可靠。
适用于驱动无特殊要求的机械设备,如机床、泵、风机等。
型号:
YR132S1——4。
-
5.4控制系统的软、硬件设计
5.4.1控制系统硬件设计
PLC硬件设计是指PLC外部设备的设计。
在硬件设计重要进行输入设备的选择(如控制按钮、开关及计量保护装置的输入信号等),还有执行元件的选择以及控制台、柜的设计等。
硬件设计还包括PLC输入/输出通道的分配,为便于程序设计和阅读,常作出I/O通道分配表,表中包括有I/O编号、设备代号、名称及功能等。
彩灯控制系统电器原理图。
可编程序控制器采用三菱FX系列的FX2N——48MR
5.4.2控制系统的软件设计
软件设计主要是指编写工艺流程图,即将整个流程分解为若干步,确定每步的控制要求及转换条件,配合定时、计数、分支、循环、跳转及某些特殊功能指令便可完成梯形图的设计。
I/O地址分配一览表
输入
输出
X0
启动按钮开关
Y0
第一个灯亮
Y1
第二个灯亮
Y2
第三个灯亮
Y3
第四个灯亮
(1).确定输入输出接点的总数
输入接点:
启动按钮SB,一共1个.
输出接点:
Y0—Y3总共4个
(2).估算PC内存总数
选取PC类型,PC内存总数取决于程序指令总条数。
PC内存总数又是选取PC类型的重要依据,为此依据下面的经验公式对指令总条数进行估算。
指令总条数=(10——20)*(输入点数+输出点数)
。
(3).输入输出点分配
如下图是彩灯输入和输出信号与PC输入输出端子的分配图。
(4).方案选择
考虑到彩灯在工作时间时可能发生误动作行程开关而引起的不安全动作,各个输入开关信号只能在规定的状态发生作用。
三梯形图设计
彩灯的控制属顺序控制,采用步进指令,根据说明机器工作状态转换的图形,很容易进行程序设计。
图.1.彩灯往复运行梯形图
根据上图1.所示的功能表图,可设计出自动操作时的梯形图,如下图所示。
图.2.彩灯往复运行梯形图
图3指令图
这三种编程方法比较SFC图最简洁,每一个过程一看就清清楚楚,一目了然。
用指令编的程序读懂就有些费力,梯形图也较容易,但是梯形图法不能直接编程,它没有状态符号
这是这个程序的美中不足的地方。
梯形图只能通过指令列表或SFC转换而来。
在初学阶段会碰到状态图程序不会编,有时出现状态所对应的梯形图输不进(提示有问题)。
四、设计小结
经过一周的努力,终于完成了设计和制作。
在此中包含了老师的教导和自己的汗水。
在完成课题的过程中,我们的动手实践能力增强了许多,学到了不少东西,而且在理论上也有了更深刻的认识。
尤其在调试方面,弥补了平时少动手的空缺,加深了从理论到实践的认识。
虽然制作成功了,但是在许多方面还存在不足,比如接线交叉太多,工艺比较差,图画显示时有的点不是很清楚
我系统的分析和设计是一项既复杂又辛苦的工作,同时也是一个充满乐趣的过程,在设计过程中,要边学习,边实践,遇到新的问题就不断探索和努力直到问题得到解决。
在设计中,体会到理论必须和实际相结合。
虽然收集了大量的资料,但在实际应用中却有很多差异,出现了许多意想不到的问题。
许多问题都是书本上是这样,而在实际运用中却很不一样,在经过多次分析修改后,才设计出达到要求的系统。
五、参考文献
1.钟肇新,范建东主编. 可编程控制器原理及应用. 第三版. 广州:
华南理大学出版社,2003.5
2.钟肇新、彭侃编译 可编程控制器原理及应用 第二版 广州:
华南理大学出版社,2003.5
3.廖兆荣编.数控机床电器控制。
4.常晓玲主编. 电气控制系统与可编程控制器 北京 机械工业出版社 2004
5.李乃夫主编. 可编程控制器原理、应用、实验. 北京:
中国轻工业出版社,2003
6. 张建民.《机电一体化系统设计》.北京:
高等教育出版2001
7.章文浩.《可编程控制器原理及实验》.北京:
国防工业出版社。
2003年.
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