华东交大自动化PLC课程设计指导书改Word文件下载.docx
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回收机接触器
SB5
1#送煤机手动按钮
HL7
手动运行指示灯
SB6
破碎机手动按钮
HL8
紧急停车指示灯
SB7
提升机手动按钮
HL9
系统正常运行指示灯
SB8
2#送煤机手动按钮
HL10
系统故障指示灯
SB9
回收机手动按钮
HA
报警电铃
KM
M1~M6,YA运行正常信号
HL1~6
输煤机组单机运行指示
FR
M1~M6,YA过载保护信号
2.输煤机组控制要求
(1)手动开车/停车功能SA1手柄指向左45º
时,接点SA1-1接通,通过SB4~SB9控制按钮,对输煤机组单台设备独立调试及维护使用,任何一台单机开车/停车时都有音响提示,保证检修和调试时人身和设备安全。
(2)自动开车/停车功能SA1手柄指向右45º
时,接点SA1-2接通,输煤机组自动运行。
1)正常开车按下自动开车按钮SB1,音响提示5s后,回收电动机M6起动运行并点亮HL6指示灯;
10s后,2#送煤电动机M5电动机起动运行并点亮HL5指示灯;
10s后,提升电动机M4起动运行并点亮HL4指示灯;
10s后,破碎电动机M3起动运行并点亮HL3指示灯;
10s后,1#送煤电动机M2起动运行并点亮HL2指示灯;
10s后,给料器电动机M1和磁选料器YA起动运行并点亮HL1指示灯;
10s后,点亮HL9系统正常运行指示灯,输煤机组正常运行。
2)正常停车按下自动开车按钮SB2,音响提示5s后,给料器电动机M1和磁选料器YA停车并熄灭HL1指示灯,同时,熄灭HL9系统正常运行指示灯;
10s后,1#送煤电动机M2停车并熄灭HL2指示灯;
10s后,破碎电动机M3停车并熄灭HL3指示灯;
10s后,提升电动机M4停车并熄灭HL4指示灯;
10s后,2#送煤电动机M5电动机停车并熄灭HL5指示灯;
10s后,回收电动机M6停车并熄灭HL6指示灯;
输煤机组全部正常停车。
3)过载保护输煤机组有三相异步电动机M1~M6和磁选料器YA的过载保护装置热继电器,如果电动机、磁选料器在输煤生产中,发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。
系统故障指示灯HL10点亮,HA电铃断续报警20s,HL10一直点亮直到事故处理完毕,继续正常开车,恢复生产。
4)紧急停车输煤机组正常生产过程中,可能会突发各种事件,因此需要设置紧急停车按钮,实现紧急停车防止事故扩大。
紧急停车及正常停车不同,当按下红色蘑菇形紧急停车按钮SB3时,输煤机组立即全线停车,HA警报声持续10s停止,紧急停车指示灯HL8连续闪亮直到事故处理完毕,回复正常生产。
5)系统正常运行指示输煤机组中,拖动电动机M1~M6和磁选料器YA按照程序全部正常起动运行后,HL9指示灯点亮。
如果有一台电动机或选料器未能正常起动运行,则视为故障,系统故障指示灯HL10点亮,输煤机组停车。
二、要求
1.根据选题要求,分析系统的工作原理,明确控制要求。
2.确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。
(编程器的型号;
基本单元和扩展单元型号;
模块式的型号及块数等)。
3.分配I/O点的元件号,绘制硬件接线图。
4.梯形图程序的设计、调试。
5.撰写技术报告,应将全部分析、设计、调试的结果,进行系统的总结,分章节的撰写成文。
报告中应书写工整,图表齐全,对调试结果应有分析说明。
三、课程设计地点
电气及电子工程学院信息及控制实验中心计算机控制实验室
四、时间安排和学分
课程设计周数:
1学分:
1
五、考核方法和内容
考核:
结合学生的动手能力、交流情况及报告的书写三方面,辅以适当提问给出最后成绩。
评分:
采用五级评分制(优、良、中、及格、不及格)
选题二、千斤顶液压缸加工机床控制
1.机床概况
本机床用于千斤顶液压缸两个端面的加工,采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。
动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。
液压系统采用两位四通电磁阀控制,并用调整死挡铁的方法实现位置控制。
机床的工作程序是:
(1)工件定位人工将零件装入夹具后,定位液压缸动作,工件定位。
(2)工件夹紧零件定位后,延时15s,夹紧液压缸动作使零件固定在夹具内,同时定位液压缸退出以保证滑台入位。
(3)滑台入位滑台带动动力头一起快速进入加工位置。
(4)加工零件左右动力头进行两端面切削加工,动力头到达加工终点位置即停止工进,延时30s后停转,快速退回原位。
(5)滑台复位左右动力头退回原位后,滑台复位。
(6)夹具松开当滑台复位后夹具松开,取出零件。
以上各种动作由电磁阀控制,电磁阀动作要求见表4。
表4电磁阀动作要求
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
定位
+
夹紧
入位
工进
退位
复位放松
注:
“+”号表示电磁阀得电。
2.控制要求
(1)左右动力头旋转切削由电动机M1集中传动,切削时冷却泵电动机同时运转。
(2)只有在液压泵电动机M3工作,油压达到一定压力(压力继电器检测)后,才能进行其他的控制。
(3)机床即能半自动循环工作,又能对各个动作单独进行调整。
(4)要求有必要的电气连锁及保护,还有显示及安全照明。
(5)控制信号说明如表5所示。
表5控制信号说明
机床半自动循环控制转换开关
动力头M1、冷却泵M2接触器
SA2-1
手动定位控制转换开关
液压泵M3接触器
SA3-1
手动入位控制转换开关
1#电磁阀
SA3-2
手动工进控制转换开关
2#电磁阀
SA3-3
手动退位控制转换开关
3#电磁阀
动力头M1、冷却泵M2起动按钮
4#电磁阀
动力头M1、冷却泵M2停止按钮
5#电磁阀
液压泵M3起动按钮
HL1
动力头M1、冷却泵M2运行指示
液压泵M3停止按钮
HL2
液压泵M3运行指示
动力头M1、冷却泵M2运行信号
HL3
半自动循环工作指示
液压泵M3运行信号
HL4
定位指示
FR1
动力头M1、冷却泵M2过载信号
HL5
入位指示
KP
压力继电器油压检测信号
HL6
工进指示
SQ
动力头工进终点位置检测信号
退位指示
故障指示
选题三、旋转式滤水器电气控制系统
1.设备概况
旋转式滤水器主要用于水力发电厂的生产用水过程中,对进入水厂原水中2cm以上的漂浮杂物进行过滤除杂。
该设备安装在水处理车间的进水管道入口处,根据生产用水量的实际需要,既可单台使用,也可多台并联运行。
旋转式滤水器的基本工作原理是根据旋转式滤水器进水口、出水口之间的水位压力差来控制旋转式滤水器的除杂排污。
正常滤水过程:
由于旋转式滤水器进水及出水口的水流正常,产生的压力差低于差压控制器设定值,因此,差压控制器内微动开关无动作输出,原水正常过滤。
除杂排污过程:
由于旋转式过滤器长时间过滤原水,势必在滤水器内的过滤孔中阻塞大量的水中漂浮物,使得进水口的水压大于出水口的水压,出水量减少,进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值,这时差压控制器内微动开关动作输出,常开触点闭合,接通控制系统进行除杂排污。
除杂排污后旋转式滤水器又恢复正常滤水状态,生产供水系统安全运行。
控制框图如图3所示。
图3旋转式滤水器控制框图
(1)手动调试和检修SA1手柄指向左45º
时,接点SA1-1接通,通过SB1、SB2控制按钮,手动开/关电动阀,通过SB3、SB4控制按钮,手动开/关滤水器电动机,以便于系统调试和检修。
(2)人工除杂排污SA1手柄指向右45º
时,接点SA1-2接通,人工起动、停止旋转式滤水器进行除杂排污。
(3)定时自动除杂排污:
SA1手柄回零位时,若原水中杂物较少,固体漂浮物也较少,因此,水处理车间的旋转式滤水器长时间正常滤水,不能进行差压自动除杂排污。
由于旋转式滤水器长时间置于水中,各个机械传动机构会锈蚀,影响过滤和除杂排污或导致旋转式滤水器损坏,因此,需要具有定时自动除杂排污功能。
(4)差压自动除杂排污SA1手柄回零位时,若滤水器进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值时,旋转式滤水器自动进行除杂排污,直到滤水器进、出水口产生的压力小于差压控制器设定值时,旋转式滤水器自动停止除杂排污,恢复正常滤水状态。
(5)超压停机旋转式滤水器内部的过滤孔被小颗粒杂物堵死无法排出,进、出水口的压力差较高,虽然进行了除杂排污,但是进、出水口的压力差仍然未能降到正常值,差压控制器内微动开关长时间动作(8~10min),需要立即停车,并发出声光报警。
(6)计数功能该设备不管进行了哪种形式的除杂排污,每次进行除杂排污后都要有记录,因此需要记录除杂排污次数(5位)。
(7)减速机润滑在旋转式滤水器上装有行星摆线针轮减速机,由输油泵将油室中的润滑油源源地送入减速机,液压泵拖动电动机及滤水器电动机同步运行。
(8)除杂排污阀门的电动装置内设三相交流异步电动机380V/60W、阀门限位开关和电动机过热保护,通过正、反相运行实现开阀、关阀功能。
(9)其他必要的电气联锁及保护,受控对象运行状态显示等。
10)控制信号说明见表。
手动控制转换开关
开电动阀接触器
人工除杂排污控制转换开关
关电动阀接触器
手动开电动阀按钮
滤水器、液压泵运行接触器
手动关电动阀按钮
手动控制指示灯
手动开滤水器、液压泵按钮
人工除杂排污指示灯
手动关滤水器、液压泵按钮
定时自动除杂排污指示灯
差压变送器信号
差压自动除杂排污指示灯
开电动阀信号
故障指示灯
关电动阀信号
开电动阀指示灯
滤水器、液压泵运行信号
关电动阀指示灯
电动机过载信号
滤水器、液压泵运行指示灯
SQ1
电动阀打开限位开关
SQ2
电动阀关闭限位开关
H
除杂排污次数显示(5位)
选题四、车库管理PLC控制系统
针对城市停车难的问题开发两层车库。
如图:
I号位置作为车辆存取调整空间,保证任何情况下均能存取车辆。
设II、III、IV泊位已有车辆,现IV位车需取出,则作如下调整:
II位托板连同小车左移至I位;
IV位托板下降至II位;
IV位小车驶出车库。
试设计车库管理PLC控制系统,完成技术要求。
系统应该具有对入库车辆进行计数和显示的功能,入库车辆前进时,经过1#→2#传感器后计数器加1,后退时经过2#→1#传感器后计数器减1,单经过一个传感器则计数器不动作;
出库车辆前进时经过2#→1#传感器后计数器减1,后退时经过1#→2#传感器后计数器加1,单经过一个传感器则计数器不动作。
设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路,显示车库内车辆的实际数量
两层车库简图
1-操作器;
2-上托板;
3-挡板;
4-下托板
1.根据选题要求,分析系统的工作原理,明确控制要求。
2.确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。
3.分配I/O点的元件号,绘制硬件接线图。
4.梯形图程序的设计及调试。
5.采用MCGS软件编写用户界面进行监控。
6.撰写课程设计的技术报告,应将课程设计全部分析、设计、调试的结果,进行系统的总结,分章节的撰写成文。
选题五、PLC控制变频调速系统设计及调试
1.变频调速器受0~10V输入电压控制:
0V输出频率为0HZ,对应同步转速为0r/min;
5V输出频率为50HZ,对应同步转速为1500r/min;
10V输出频率为100HZ,对应同步转速为3000r/min;
输入电压及输出频率按线性关系变化。
2.要求输出转速按下图函数变化,请编写梯形图控制程序,并完成调试。
3.改变输出转速~时间变化函数,重复上述过程。
5.撰写课程设计的技术报告,应将课程设计全部分析、设计、调试的结果,进行系统的总结,分章节的撰写成文。
课题六、花式喷水池装置PLC程序设计
花式喷水池示意图
图a)中4为中间喷水管,3为内环状喷水管,2为中环形状喷水管,1为外环形状喷水管。
图b)中的选择开关有4种选择,可分别用4个开关来模拟;
单步/连续开关有两个档位:
“1”为单步,“0”为连续。
控制要求:
1.水池控制电源开关接通后,按下起动按钮,喷水装置即开始工作。
按下停止按钮,则停止喷水。
工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。
2.“单步/连续”开关在单步位置时,喷水池只运行一个循环;
在连续位置时,喷水池反复循环运行。
3.选择开关用以选择喷水池的喷水花样,1~4号喷水管的工作方式选择如下:
a)选择开关在位置“1”——按下起动按钮后,1号喷水,延时2s,2号喷水,再延时2s,3号喷水,再延时2s,4号喷水,再延时2s,一起喷水,15s为一个循环。
b)选择开关在位置“2”——按下起动按钮后,4号喷水,延时2s,3号喷水,再延时2s,2号喷水,再延时2s,1号喷水,再延时2s,一起喷水,30s为一个循环。
c)选择开关在位置“3”——按下起动按钮后,1、3号同时喷水,延时2s后,2、4号同时喷水,1、3号停止喷水;
交替运行5次后,再1~4号全部喷水,30s为一个循环。
d)选择开关在位置“4”——按下起动按钮后,喷水池1~4号水管的工作顺序为:
1→2→3→4按顺序延时2s喷水,然后一起喷水3s后,1、2、3和4号水管分别延时2s停水,再等待1s,由4→3→2→1反序分别延时2s喷水,然后再一起喷水,30s为一个循环。
4.不论在什么工作方式,按下停止按钮,喷水池立即停止工作,所有继电器、存储器均复位。
6.撰写课程设计的技术报告,应将课程设计全部分析、设计、调试的结果,进行系统的总结,分章节的撰写成文。
选题七恒压供水控制
一概述
恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的,例如在某些生产过程中,若自来水供水压力不足或短时间断水,可能会影响产品质量,严重时使产品报废和设备损坏。
又如当发生火警时,若供水压力不足或无水供应,不能迅速灭火,可能引起重大经济损失和人员伤亡。
所以,某些用水区采用恒压供水系统,具有较大的经济和社会意义,基于上述情况推出了恒压供水模拟实验系统。
二、系统结构及工作原理
2.1系统结构
它的总体结构如下图所示,主要有控制器部分、检测传感装置、执行元件、人机界面等还有一些其他的电路设计部分。
图中左边有控制器,变频器以及一些接线端子排等硬件部分,中间的是一个电气控制柜,右边的是一套恒压供水实验设备包括两台水泵、一个压力变送器等等,其中有变频器作为执行机构,人机界面为mcgs,它可以控制整个系统。
还有一些显示灯等等。
该实验是通过PLC的来操控变频器,以变频器控制电机的转速以达到稳定供水的目的,实用性能很强。
控制器部分为PLC控制器,它主要是通过内部程序的PID控制和FXon-3a的模拟量输出情况来控制整个工作系统运行,检测传感装置为压力变送器,执行元件为三菱D700系列的变频器,这套系统简单实用,操作方便。
实验台上的PLC及变频器
供水设备实物图电气控制箱
2.2工作原理
水压由两台电机来提供,正常供水时开1台水泵向管网充压,供水量大时,开2台泵同时向管网充压。
要想维持供水网的压力不变,在管网系统的管道上安装了压力变送器作为反馈元件,为控制系统提供反馈信号。
用PLC作为控制信号采集、控制策略运算的工具,所计算的控制输出通过控制变频器最后影响水泵电压,从而控制水压恒定
2.3工作方式
实验系统分两种工作方式:
手动调试、自动运行。
①手动调试:
用于调试每个环节工作是否正常。
②自动运行:
自动运行检验工作的衔接性。
操作步骤如下:
①程序下载
②用三菱下载线:
将电脑的COM口及PLC的编程口相连,并打开PLC主机电源。
③运行编程软件“GXDeveloper”,打开“恒压供水控制实验”梯形图程序。
点击图标PLC写入“
”,下载PLC程序。
将对象的水箱里加入大半箱水以供实验用
手动调试
①接线接线之前,先关闭总电源,将对象上的工作方式切换到手动。
U、V、W接变频器的输出U、V、W。
②调试;
对每一个水泵进行调试,方法如下:
比如对一号泵的调试,点击面板上的按钮“1#泵启动”,看它对应的指示灯“1#泵工频”是否点亮,水泵是否正常运转。
其它水泵的调试方法如上述方式。
自动运行
①接线:
接线之前,先关闭总电源,将对象上的工作方式切换到自动
表3-1外部接线表
对象
PLC
变频器
1#泵工频
Y0
1#泵变频
Y1
2#泵工频
Y2
2#泵变频
Y3
COM
0V
U
V
W
输出COM1接+24V
+
+24V
-
IIN1及VIN1短接
COM1(模拟量输入)接0V
VOUT
2
COM(模拟量输出)
5
②变频器参数设置
参数
功能
Pr1=50
输出频率的上限频率
Pr160=0
显示所有参数
Pr161=1
M旋钮电位器模式
Pr.73=‘0’
模拟量输入选择0-10V
变频器的启停信号为操作面板“RUN”“STOP”
2.4运行
程序模式定义(模式切换时需将所有模式全部设为0时操作)
模式
内部继电器
常规
M30
双泵切换
M50
1#泵工频(程序手动)
M20
1#泵变频(程序手动)
M21
2#泵工频(程序手动)
M22
2#泵变频(程序手动)
M23
常规模式
我们这里定义
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 华东 交大 自动化 PLC 课程设计 指导书