机电传动课程设计任务书.docx

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1、目录前言21课程设计的任务和要求31.1 课程设计的任务31.2 课程设计的基本要求32总体设计52.1 PLC选型52.2 PLC端子分配53 PLC程序设计73.1 设计思想73.2 顺序功能图73.3 PLC梯形图94 程序调试说明154.1 编写程序及实验连线154.2程序运行结果及显示15结束语19参考文献2025前言PLC = Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟

2、式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。在PLC发明之前，在工业控制的顺序控制领域内，常常采用诸如继电器、鼓式开关、纸带阅读器等机械、电气式器件作为控制元件，尤其是控制继电器，在离散制造过程控制领域内，成为“开关控制系统”中最广泛使用的器件。但是，随着工业现代化的发展，生产规模越来越大，劳动生产率及产品质量的要求在不断提高，对于控制系统的可靠性也提出了更高的要求，原有“继电器控制系统”已不适应需要，究其原因是： 动作缓慢；寿命短、可靠性差；体积大、耗电多；设计制造周期长、程序修改费时；不能实现与计算机对话。到20世纪60年代，由于美国汽车工业需要进行大规模的技术改造和设备更新，由传统的继电器

3、控制装置来进行控制，不仅体积庞大、故障率高、柔性差、不灵活、耗能，而且调试困难，可靠性也差。虽然小型计算机已日趋完善，应用领域也在不断扩大，但小型计算机用于开关控制系统，又显然存在着“大马拉小车”的情况，这是由于小型计算机的特点决定的：编程复杂，要求有较高水平的编程人员和操作人员； 需要配套非标准的外部接口，对环境和现场条件的要求过高； 功能过剩，机器资源未能充分利用；造价高昂。需要与可能性，促使人们寻求新的出路，PLC应运而生。PLC技术代表了当今电气程序控制的最先进水平。通过PLC与各种单元自动化装置（如智能仪表、数字化传单装置、智能的液压和气动阀组等）以及现场总线、计算机网络系统，构成了

4、车间和工厂自动化的完整体系。 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 1课程设计的任务和要求1.1 课程设计的任务控制要求：布料车的工作行程按照“进二退一”的方式往返行驶于八个光电开关之间。布料车由三相交流异步电机驱动。工艺流程图：图 1.1 布料车工作示意图1） 在小车的行进路线上依次等距的布置8个光电开关用来控制小车的行进方式。2） 设计复位，使小车在任意位置可以立即返回原点停止。3） 用转换开关分别切换手动、回原点、单步、单周期、连续的动作。4） 当选择连续时，要求循环5

5、0次后终止循环，发出声光报警，并在5秒后自动结束循环。1.2 课程设计的基本要求1）完成“进料、布料车按照图示要求动作、”的控制循环。2）按停止按钮，完成当前循环后再停。3）按复位按钮，立即返回原位停止。 4）要求可以实现手动、回原点、单步、单周期、连续的动作。单周期循环控制要求 按下单周期循环控制按钮SB1，布料车由起始位置，即光电开关SQ1处，向右运行到光电开关SQ3，然后向左运动回到光电开关SQ2处，再向右运动到行程开关SQ4处，再向左运动到光电开关SQ2处，然后向右运动到光电开关SQ3处，以此类推，最后向左运动回到开始位置，光电SQ1开关处停止，完成单周期循环过程。连续循环控制要求 按

6、下单连续循环控制按钮SB2，布布料车将反复执行单周期循环控制过程，按下停止按钮SB3后，布料车运行到开始位置，即光电SQ1开关处停止。图1.2 操作面板示意图2总体设计2.1 PLC选型1） 输入点数 启动、停止开关需要两个输入，八个光电开关需要八个输入，手动、回原点、单步、单周期、连续和复位共需要六个输入。手动控制时，左行右行需要两个输入，共计18个输出。2） 输出点数 电机的正反转需要两个输出（布料小车的左行、右行），声光报警两个输出，初始状态绿色指示灯一个输出，共计5个输出。 根据输入输出点数选用CPU 226 AC/DC/继电器型PLC。2.2 PLC端子分配图2.1 端子分配图 图2

7、.2 电机外部接线图 如图2.2示，可使plc输出端子右行Q0.0控制接触器KM1，若KM1闭合电动机正转，布料车右行；同样地，使用plc输出端子左行Q0.1控制接触器KM2，若KM2闭合电动机反转，布料车右行。3 PLC程序设计 3.1 设计思想 系统设有手动、回原点、单步、单周期、连续3种工作方式。 在手动工作方式下，用I1.0、I1.1对应的2个按钮分别独立控制布料的左行、右行。 在回原点工作方式下，按下启动按钮I2.1+I2.6后，将右行Q0.0置0，打开左行Q0.1直到回到原点SQ1原点位置结束。 在单步工作方式下，每次按下启动按钮I2.6只能执行一步，欲执行下一步需再次按下I2.6

8、激发程序的运行。 在单周期工作方式下，按下启动按钮I2.3+I2.6后，从初始步M0.0开始，布料车按顺序功能图（见图）的规定完成一个周期的工作后停止在原点，在连续工作方式下，在初始状态下按启动按钮I2.6后，布料车从初始步开始，工作一个周期后又开使右行到下一位置，反复连续地工作。按下停止按钮，并不马上停止工作，而是完成当前循环后再停止在原点位置。 在进入单周期和连续工作方式之前，布料车应在初始位置（SQ1位置），不满足则用手动或回原点调到原点位置。3.2 顺序功能图 如图3.1，自动程序顺序功能图。图3.1自动程序顺序功能图3.3 PLC梯形图 其中图3.2为主程序，其他为分支程序 图3.2

9、 主程序梯形图 主程序中，SM0.0的常开触点一直闭合，公用程序无条件执行。在手动下，I2.0为ON执行“手动”子程序。在自动回原点方式下，I2.1为ON，执行“回原点”子程序。其他三种方式执行“自动”子程序。图3.3 公用程序梯形图 公用程序中，用于处理各种工作方式都要执行的任务，以及处理不同工作方式间的相互切换。可分为原点条件设置、自动初始状态的设置、手动与自动的互锁及复位连续标志等几方面。 图3.4手动和回原点梯形图 手动程序里，为保证系统的安全，在手动程序中设置了一些必要的的连锁：设置了左行与右行的互锁，防止这两的功能相反的输出同时为ON；设置了限位开关I0.0和I0.7限制布料车的移

10、动范围。 回原点程序中，由于顺序功能图太过简单故未在此表达，按下I2.1+I2.6按钮后，程序将自动把Q0.0置0，并打开Q0.0直到回到原点为止。 复位从M2.0一直到M3.2.直接跳转到M3.3 图3.5 自动部分梯形图4 程序调试说明4.1 编写程序及实验连线1）编写程序 利用V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3 软件编写程序。注意：一个网络只能有一个回路。2）实验接线 根据IO分配图接线，其中IN0.0IN.7分别接到手动开关K1K8，用于模拟其限位信号；IN2.6（启动）和IN2.7（停止）分别接两个开关按钮；IN 1.0（右行）接K9，IN 1.1（左行）接K10；用于

11、手动控制；IN 1.0（复位）接K11； IN I2.0（手动）接K9，IN 2.1（回原点）接K10，IN 2.2（单步）接K11，IN2.3（单周期）接K12，IN2.4（连续）接K13，以上五个开关相当于一个旋钮，切记每次只能有一个处于打开状态。 输出OUTQ0.0，Q0.1，Q0.2.可接5个小灯演示其执行结果，OUT0.0代表右行，OUT0.1左行。OUT0.2、 OUT0.3代表声光报警， OUT0.5显示原点状态，为原点指示灯。4.2程序运行结果及显示图4.1手动程序执行效果显示 手动部分调试，按下手动开关，I2.0有信号，手动部分被启动，按下手动右行开关，I1.0被激发，执行右

12、行；小车运动至SQ8限位处，I0.7开关状态被转变，右行被关闭；左行依然。 图4.2回原点程序执行效果显示回原点调试有图有真相，按下回原点开关，I2.1有信号，回原点程序被触发，再按下启动开关，执行回原点命令即，把Q0.0置0，并打开Q0.0直到小车运动至SQ1限位处，关闭回原点程序。 要执行自动部分程序，首先要达到M0.0即初始条件。这样方式有三种：在运行前达到原点条件，有初始化脉冲SM0.1触发M0.0；使用手动调至原点出发M0.0；使用点调至M0.0。下面使用第三种方式。 图4.3自动初始条件程序执行效果显示下面调试连续程序I2.4打开后，触发自动程序按下I2.6启动按钮后M2.0执行进

13、二，即到SQ3(I0.2)处停止进入下一步。M2.1执行退一，即到SQ2(I0.1)出进入下一步。如此按照进二退一原则不断循环下去 ，重复4次后声光报警。 图4.4手动程序执行效果显示4）程序调试结束 经过调试，并修正，所设计的程序可已满足任务要求。 整理试验台，结束结束语经过几周的奋战我的课程设计终于完成了，经过老师、同学的指导，我获益非浅，学习了不少关于自己专业方面的知识。课设让我了解了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PLC设计原理。让我体会到了什么叫做理论结合实践，通过此次课设我很好的将课本上的知识运用到了实践中，并且我很好的弥补了上课中对知识的弥补。

14、本次课设也不能离开同学间的交流与合作，在设计期间我们遇到了各种问题，但是通过同学之间的讨论与交流我们逐渐解决了这些问题，这使我受益匪浅。当然在课设期间由于我的粗心大意造成了一些不必要的错误，曾让我一度陷入困苦中，通过此次课设我也锻炼了自己的耐心。同时我也锻炼了自己的思维，开始的设计频繁出毛病，但是后来由于自己的不断思考，变通，渐渐的完善了自己的思路，从而找对了方向。这样可 “PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。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

15、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。”在实验的过程中，由于我的疏忽大意，把程序指令输错了，在整个调试过程中花费了不少时间，最后在同学的分析帮助下才找到问题所在，并把其解决。经过此次课设练习，我不仅学习了不少与自己专业相关的知识，而且还与同学一起研究讨论，并且让自己更相信一分努力一分收获，积极的学习态度在以后的学习、工作中是永远缺少不了的！参考文献1 华玉洁.起重机械与吊装.第一版.化学工业出版社.2005.8；179-2042 机械设计手册.机械设计手册编写组.第一版.机械工业出版社.1981；325-4473 陈白宁.段智敏.刘文波.机电传动控制.第一版.东北大学出版社.2004.4；113-1334 强锡富.传感器.第二版.机械工业出版社2003.7；5 张燕宾.变频调速460问.第一版.机械工业出版社2002.5；135-1676 张进秋.陈永利.张中民.可编程逻辑控制器原理及应用实例.第二版.机械工业出版社.2003.2；1-337 张燕宾.SPWM变频调速应用技术.第一版.机械工业出版社2002.5；