机电一体化综合实训.docx
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机电一体化综合实训
广东韶关广播电视大学
机械制造与自动化(专科)省管课程
《机电一体化综合实训》
综合技术应用-PLC技术应用实训
成绩:
班级:
10春机械制造与自动化
QQ:
25536233
姓名:
深水渔
所属电大:
辅导老师:
PLC在三相异步电动机
位置与自动循环控制电路中的应用
关于PLC的概述
可编程序控制器(PLC)作为现代化的自动控制装置已普遍应用于工业企业的各个领域,是生产过程自动化必不可少的智能控制设备。
掌握PLC的组成原理及编程方法,熟悉PLC的应用技巧,是每
一位机电类专业技术人员必须具备的基本能力之一。
可编程控制器(PLC),它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业
控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。
简单说就是应用在控制系统中的专用的计算机”,根据控制逻辑编写控制程序装入PLC,PLC可以替代过去老式的继电器逻辑控制电路,性能稳定可靠,修改逻辑关系方便,已经在控制系统中广泛使用。
西门子的S7PLC
本实训就针对三相异步电动机的位置与自动循环控制电路中的控制,采用西门子S7——300PLC来代替继电器控制,西门子公司的
最新PLC产品有SIMATICS7、M7和C7等几大系列。
S7系列是传统意义的PLC产品:
S7-200是针对低性能要求的小型PLC
S7-300是针对低性能要求的模块式中小型PLC最多可以扩展32
个模块;
S7-400是用于中高级性能要求的大型PLC可以扩展300多个模
块。
S7-300/400可以组成MP1(多点接口)、PROFIBU网络和工业以
太网等。
本实训我们采用的是西门子S7_300PLC点数不多,不需要扩
展,本机单元的点数足够我们的系统使用了。
S7—300PLC采用STEP7编程软件。
该编程软件为用户开发、
编辑和监控自己的应用程序提供了良好的编程环境。
简单、易学,能
够解决复杂的自动化任务。
适用于所有SIMATICS7-300PLC
机型软件编程。
支持STL、LAD、FBD三种编程语言,可以在三者之间随时切换。
具有密码保护功能。
提供软件工具可以调试和测试程序。
实训内容
在生产过程中,有时需控制一些生产机械运动部件的行程和位
置,或允许某些运动部件只能在指定工作范围内自动循环往返。
例如在摇臂钻床、机场行李输送设备、自动仓库、桥式起重机、流水线皮带及各种自动或半自动控制设备设计中,经常遇到机械运动部件需进行位置与自动循环控制的要求。
1.位置控制线路
图1所示为位置控制线路原理图,图1是小行车运行示意图,图2
所示是传统继电器一接触器位置控制线路原理图。
从图1中可以看出,行车的前后安装了挡铁1和挡铁2,工作台的两端点分别安装
了行程开关SQ1和SQ2。
通常将行程开关的常闭触点分别串接在正转控制和反转控制电路中,当行车在运行过程中碰撞行程开关时,控制行车停止运行,达到位置控制的目的。
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SQ2
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JU
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■/IZ
图2传统继电器一接触器位置控制线路原理图
合上电源空气开关Q1,按下正转启动按钮SB2,KM1线圈
得电,KM1常开辅助触点闭合,形成自锁;KM1常闭辅助触点断
开,实现对反转接触器KM2的互锁;KM1主触点闭合,电动机启动,
行车向前运行,同时另一组KM1常开辅助触点闭合H1正转指示灯
点亮。
当行车向前运行到限定位置时,挡铁1碰撞行程开关SQI,
SQ1常闭触点断开,切断KM1线圈电源。
KM1线圈失电,触点
释放,电动机停止向前运行正转指示灯H1也熄灭,此时再按下正转
启动按钮SB2,由于SQ1触点断开,KM1线圈仍然不会得电,从而保证行车不会超过SQ1所在的位置。
当按下反转启动按钮SB3,KM2线圈得电,KM2常开辅
助触点闭合,形成自锁;KM2常闭辅助触点断开,实现对反转接触器
KM1的互锁;KM2主触点闭合,电动机启动,行车向前运行,同时
另一组KM2常开辅助触点闭合H2反指示灯点亮。
当行车向后运行到限定位置时,挡铁2碰撞行程开关SQ2,SQ2常闭触点断开,
切断KM2线圈电源。
KM2线圈失电,触点释放,电动机停止向后运行反转指示灯H2也熄灭,此时再按下反转启动按钮SB3,由于
SQ2触点断开,KM2线圈仍然不会得电,从而保证行车不会超过
SQ2所在的位置。
当按下SB1停止按钮时所有元件停止工作,此时再按下反转启动
按钮SB2或者正转启动按钮SB3时,元件都是无法工作的,由于SB1触点串联整个电路的上端,SB2SB1KM1KM2H1H2这些元器件都
无法形成控制回路,从而保证任何时候停止按钮都是安全有效。
采用S7-300系列PLC实现位置控制,需要5个输入点和4
个输出点,其输入/输出分配表如表1所示.
采用PLC实现位置控制的输入/输出分配表
输入
输出
功能
元件
FLC?
地址
J力能
元件
肚{?
地址
停
SB1
10.0
上向控制接触器
Mil
00.0
止向启动按田
SE2
10.1
反向拎制接他器
Kil2
00.1
反向h';动按用
£E3
10.2
正向运打指示灯
Hl
QO.2
止向汁出位iff揑制
SOI
10.3
反向运廿抬4;灯
Hl
QO.3
反向行捏位社控制
沁
10.J
PLC组态图2所示
Confif■lESIlATlC30DSt-Btion(Coikfifii-r■.
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图3使用PLC实现位置控制的I/O接线图
入«块
-El*2
-KMI
-KM1
(di
-H1
AC:
:
OV电源输入
-H2
Q
采用PLC实现位置控制的梯形图(LAD)及指令语句表(STL)女口
表2所示。
表2米用PLC实现位置控制的语句表及梯形图
OBI:
^MainProgranSweep(Cycle)*
foment:
AetTOTb
C:
Title
I
A
I
O.Q
二
L
20.0
A
L
20.0
AC
0
I
0.1
0
Q
0.0
)
A
I
0.3
AH
Q
0.1
Q
0.0
二
Q
0.2
A
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0.2
0
Q
0.1
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A
I
0.4
ATI
0.0
=
0.1
—
Q
0.3
OBl:
'"MainProsramS^eep(Cycle)
Comment:
^twork:
Title:
10.0
ro.1
10.3
Q0.1
H/I-
00*0
*
g.o
QC.2
*
ro.2
10.4
QO.O
H/h
QO.l
J)-
QO.l
Cojiuiient:
QC.3
】)一
网络1为正向运行控制,按下正向启动按钮SB2时,10.1常
开触点闭合,Q0.0Q0.2输出线圈有效,控制KM1主触点闭合,行
车正向前进,此时再按下反转启动按钮SB3,由于程序和硬件接线都
反向运行控制,按下反向启动按钮
SB3时,10.2常开触点闭
KM1主触点断开,从而使行车停止前进。
合,Q0.1Q0.3输出线圈有效,控制KM2主触点闭合,行车反向
后退,此时再按下反转启动按钮SB2,由于程序和硬件接线都带有
电气互锁,KM1线圈仍然不会得电,只有当行车行进中碰到反向
限位开关SQ2时,10.4常开触点断开,Q0.1Q0.3输出线圈无效,
KM2主触点断开,从而使行车停止后退。
行车在行进过程中,按下停止按钮SB1时,10.0常开触点断
开,从而控制行车运行停止。
当按下SB1停止按钮时所有元件停止
工作,此时再按下反转启动按钮SB2或者正转启动按钮SB3时,元
件都是无法工作的,由于SB1触点在PLC硬件接线图可以看出串联整个PLC输入端,断开SB1触点等于所有输入信号都无法输入到
PLC,同样SB1对应的I0.0常开触点断开PLC程序都是无输出的,
从而保证任何时候停止按钮都是安全有效。
2.自动循环控制线路
在某些生产过程中,要求生产机械在一定行程内能够自动往返
运行,以便对工件连续加工,提高生产效率。
行车的自动往返通常是利用行程开关来控制自动往复运动的相对位置,再控制电动机的正反
转,图4是小行车运行示意图。
向右
向左
$I
-KM2V
-3E3
■/
-SB2E—V1
-KM2\-S些\
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1k丨
-5027
Al
-KM2匚二I
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Jll
诅1O
JIZ
、
图5传统继电器一接触器自动循环控制线路原理图
为使电动机的正反转与行车的向前或向后运动相配合,在控制线
路中设置了SQ1,SQ2、SQ3和SQ4这4个行程开关,并将它们
安装在工作台的相应位置。
SQ1和SQ2用来自动切换电动机的正
反转,以控制行车向前或向后运行,因此将SQ2称为反向转正向行
程开关,SQ1称为正向转反向行程开关。
为防止工作台越过限定位
置,在工作台的两端还安装SQ3和SQ4,因此SQ3称为正向限位
挡铁2只能碰撞SQ2、SQ4。
KM2进行互锁;KM1主触点闭合,电动机启动,行车向前运行。
当
行车向前运行到限定位置时,挡铁1碰撞行程开关SQ1,SQ1常闭
触点断开,切断KM1线圈电源,使KMI线圈失电,触点释放,电动机停止向前运行,同时SQI的常开触点闭合,使KM2线圈得电。
KM2线圈得电,KM2常闭辅助触点断开,实现对KM1的互锁;KM2
主触点闭合,电动机启动,行车向后运行。
当行车向后运行到限定位置时,挡铁2碰撞行程开关SQ2,SQ2常闭触点断开,切断KM2
线圈电源,使KM2线圈失电,触点释放,电动机停止向前运行,同
时SQ2的常开触点闭合,使KMI线圈得电,电动机再次得电,行
时再按下反转启动按钮SB2或者正转启动按钮
SB3时,元件都是无
按钮之间也是电气进行互锁的。
法工作的,由于SB1触点串联整个电路的上端,SB2SB1KM1KM2
SQ1SQ2SQ3SQ4这些元器件都无法形成控制回路,从而保证任何时
候停止按钮都是安全有效。
若SQ1(或SQ2)失灵,行车向前(或向后)
碰撞SQ3(或SQ4)时,强行停止行车运行。
启动行车时,如果行车
己在工作台的最前端或者最后端应按下SB3或者SB2进行启动。
采用PLC实现自动循环控制,需要7个输入点和2个输出
点,其输入/输出分配表如表3所示。
表3采用PLC实现自动循环控制的输入/输出分配表
输入
输汨
功能
元件
PLC地址
功能
尤件
PLC地址
停止按机
SB1
10.0
正向4^制接触器
KM1
Q0.0
正向启动按钮
SB2
10.1
反向控制接铀器
RM2
QO.1
反向启动按钮
10,2
反向转正向行趕
SQl
10.3
王向转反向押程
SCJ2
10.4
正向限位
S03
10.0
反训眼位
SQ4
10.6
使用PLC实现自动循环控制时,由于需要7个输入端子,因
此选用S7-300系列入门型PLC—CPU312,组态如图6所示。
PLCCiptitJiaWinderHilp
ElgStAtiMtEditIa±tirl
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DD16xAJCiaOV/Z3Dl^lA
BESTEZ-IFHOD-CAAO
D.-.J
使用PLC实现自动循环控制的I/O硬件接线图
U
L
0
0
4
!
丄
-EH1
XI
-IDC
V
丄
AC220V电擦输入
采用PLC实现自动循环控制的梯形图(LAD)及指令语句表
(STL)如表4所示。
"SB3"
"SB2"
H/H
*SQ2*
T/h
"SQr
KHl
"KI2"
71
rax):
自动循环控制bnuDt:
SQ2
"oil"
SQl
Symbolinforaation:
SBl
10-0
—停止飙
SB2
10.1
-正向启动按钮
SQ2
10.4
—正向转反
问行程
KMl
QO.O
-正唯制
姜触器
SB3
10-2
-S向启动
SQl
10-3
-反向转正怖程
SQ3
10-5
—正向限位
EM2
QO.l
一反向控制接触器
SQ4
10.6
—反向限位
OBI:
*HainPrograiSweep(Cycle)*
Conunent:
AN
"SB2*
10.1
一一
AN
*SQ2*
10.4
一一
A
10-6
一一
AN
*EH1*
QO.O
一一
二
QO.l
一一
停止痢
正向启动按钮正向转反向行程正向齣接it器
反向启动按钮反向转正向行程正向控制接》器
正向启动按钮正向转反向行程
反问限位
翩㈱:
自动循刑空制
CoiimieDt:
实训总结:
实训让我了解了传统继电器一接触器电路原理以及PLC、梯
形图、指令表、外部接线图有了更好的了解,也让我更加了解了关于
传统继电路PLC设计原理与方法。
按我的总结来看,有很多设计理
念来源于实际,从中找出最适合的设计方法我在实训的过程中,让我
学到了许多东西,其中最主要的是PLC设计方法与应用。
设计步骤
是首先是我们要弄清楚设备的顺序运作,然后结合PLC知识在图纸
上画出顺序功能图,将顺序功能图转变为梯形图,之后利用PLC软
件编程。
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- 机电 一体化 综合