机械滑台工艺流程控制系统设计(B)

电气与自动化工程学院实训评分表课程名称：PLC控制技术实训实训题目：机械滑台工艺流程控制系统设计（B）班级：学号：姓名：项目评分比例得分平时表现30%综合型项目答辩50%实训报告20%总成绩指导老师：2015年07月10日常熟理工学院电气与自动化工程学院《PLC控制技术》实训题目：机械滑台工艺流程控制系统设计（B）姓名：学号：班级：指导教师：起止日期：2015.06.29—2015.07.10目录一、任务书二、基础实训项目一2.1由外接的电位器控制······················································052.2由PLC的模拟量输出控制··················································07三、基础实训项目二3.1整体方案································································103.2流程图··································································103.3程序····································································113.4调试步骤与结果··························································11四、综合型自主实训项目4.1整体方案································································124.2系统变量定义及分配表····················································124.3工艺流程································································134.4流程图··································································144.5变频器参数设置··························································144.6PLC的选型······························································154.7PLC的外部接线图·························································154.8梯形图及组态王上位机监控画面···········································164.9调试步骤与结果·························································35五、收获、体会六、参考文献机械滑台工艺流程控制系统设计（B）第1页一、《PLC控制技术》实训任务书（五）题目：机械滑台工艺流程控制系统设计（B）实训学生需要完成2个基础实训项目和1个综合型自主实训项目的训练。一、基础实训项目一：变频器对电机的运行控制一）实训目的1、进一步巩固掌握PLC基本指令功能的及其运用方法；2、根据实训设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法；3、掌握异步电动机变频调速原理，熟悉变频器的用法。二)实训设备PLC主机单元模块、电位器、MM440(或MM420)变频器、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。三)工艺控制要求使用变频器实现异步电动机的可逆调速控制，即可以电动机可正反向运行、调速和点动功能。参考电气原理图见教材p85，速度控制有两种方式：（1）由外接的电位器控制，（2）由PLC的模拟量输出通道控制。四)实训步骤1、进行PLC的I/O地址分配，并画出变频器对电机控制的PLC控制系统的接线图。2、设计由PLC控制的梯形图程序。3、输入自编程序，上机调试、运行直至符合动作要求。二、基础实训项目二：模拟量采集与数据处理的综合应用一）实训目的1、掌握PLC中模拟量输入、输出的基本工作原理；2、掌握数据处理指令的运用方法；3、熟悉组态王与PLC的连接使用。二）实训设备PLC主机单元模块、电位器、万用表、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。三）实训项目原理与要求1、用扩展模块中的电位器模拟温度测量变送器，假设当温度是0℃时，对应电位器输机械滑台工艺流程控制系统设计（B）第2页出0V电压，假设当温度是100℃时，对应电位器输出电压10V。用CPU224XP的模拟量输入通道采集电位器电压，进行标度变换，将转换后的温度值存储在变量存储器中，并在组态界面上显示出具体温度。2、用PLC模拟量输出通道控制电动执行器，执行器开度设置为0%时，输出电压为0V，执行器开度为100%时，输出电压10V。执行器开度控制量的多少采用组态王软件输入，观察模拟量输出的数值，并用万用表测量输出电压值。四）实训项目的步骤1、根据项目要求拟定I/O地址分配表，画出外部接线图，并进行接线图线路连接。2、设计梯形图程序，调试并记录数据。输入输出电压AIW温度值（℃）执行器开度AQW电压（V）0V04V40%6V60%8V80%10V100%三、综合型自主实训项目：机械滑台工艺流程控制系统设计一）实训项目工艺要求：本课题要求：采用S7-200系列PLC和圆工作台-旋转编码器实验模块完成控制任务。圆工作台模拟机械滑台，圆工作台运动由PLC通过控制变频器拖动三相异步电动机实现。工作台的工艺流程由任课老师指定。SQ1~SQ4为接近开关。控制要求：圆工作台运行状态分为三种方式：手动、单步和自动循环三种控制方式。其中，运行方式由旋转开关SA选择。运行方式切换时，滑台应立即停止运行。PLC正常运行时用灯HLX指示其工作正常。要启动滑台运行，必须先按启动按钮SB1，启动润滑泵运行（用灯HLS指示）。然后才能控制滑台运动。按急停按钮停止滑台的全部运行。手动控制：（点动）手动控制指示灯亮，按住SBS，工作台前进（圆工作台顺时针转）；按住SBX，工作台后退（逆时针）。（松开按钮立即停止）单步运行：单步运行指示灯亮，滑台位于初始原点，按下启动按钮SBQ，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停留在该步，再按一下启动按钮，又往前走机械滑台工艺流程控制系统设计（B）第3页一步。按停止按钮SB2，立即停止运行。（流程中出现的暂停也应算一步）自动循环控制：自动循环灯亮，滑台位于初始原点，按动启动按钮SBQ，按工艺流程自动循环运行，运行一周后回到原点后暂停5秒后再接着运行，按停止按钮SB2，立即停止运行。工艺流程中暂停延时需要用指示灯以1HZ的频率闪烁指示。二）目的通过本次实训使学生掌握：1）Step7－Micro/Win32编程软件的使用方法和梯形图、SFC图编程语言的运用；2）实际程序的设计及实现方法；3）程序的调试和运行操作技术。从而提高学生对PLC控制系统的设计和调试能力。三）内容与要求1、通过基本简单实验熟悉与本设计相关的实验台模块；2、机械滑台工艺流程控制系统设计；3、硬件接线图、程序清单；4、采用顺序功能图（SFC图）进行设计或经验设计法；5、设计组态王上位机监控画面，对工作过程进行显示；6、工艺流程为：（此处放置指导老师指定的工艺流程）四、实训报告要求报告应采用统一的报告纸书写，应包括评分表、封面、目录、正文、收获、参考文献（并按此顺序装订）。报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）实训任务书；（2）实训内容，三个任务分别写a、每个实训任务的总体设计方案（应有PLC的选型及依据）b、I/O分配表，PLC外部接线图，程序中使用的元件及功能表；c、程序控制的SFC图、梯形图或指令表清单，注释说明；d、调试、运行及其结果；3、收获、体会4、参考文献机械滑台工艺流程控制系统设计（B）第4页（注意实训报告原则上手写，允许打印，但雷同者的零分处理）五、实训进度安排周次工作日工作内容第一周1布置实训任务，查找相关资料，熟悉实验台。2完成两个基础实训项目。3根据综合型实训任务，完成总体设计方案（硬件选型、分配IO点等）4完成硬件接线，编写程序并调试5编写程序并调试第二周1编写程序并调试2编写程序并调试3编写程序并调试及准备实训报告4完成报告并于下午两点之前上交5答辩本实训共需两周时间六、实训考核办法本实训满分为100分，其中实训平时表现（含2个基础实训项目完成情况）30%、综合型实训项目答辩50%，实训报告20%。机械滑台工艺流程控制系统设计（B）第5页二、变频器对电机的运行控制2.1由外接的电位器控制2.1.1MM440变频器的数字输入端口MM440变频器有3个数字输入端口，具体如图2-1所示：图2-1MM440变频器的数字输入端口2.1.2PLC与变频器的接线图，具体如图2-2所示：图2-2PLC与变频器的接线图机械滑台工艺流程控制系统设计（B）第6页2.1.3变频器的模拟量输入端口接线图，具体如图2-3所示：图2-3变频器的模拟量输入端口接线图2.1.4参数设置（1）、设定P0010＝30和P0970＝1，按下P键，开始复位，复位过程大约3min，这样就可保证变频器的参数回复到工厂默认值。（2)、设置电动机参数，为了使电动机与变频器相匹配，需要设置电动机参数。电动机参数设置见下表。电动机参数设定完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行。参数号出厂值设置值说明P000311设定用户访问级为标准级P001001快速调试P010000功率以KW表示，频率为50HzP0304230380电动机额定电压（V）P03053.251.05电动机额定电流（A）P03070.750.37电动机额定功率（KW）P03105050电动机额定频率（Hz）P031101400电动机额定转速（r/min）机械滑台工艺流程控制系统设计（B）第7页2.1.5设置面板操作控制参数2.1.6变频器运行操作（1）变频器启动：在变频器的前操作面板上按运行键。（2）正反转：电动机的转速（运行频率）及旋转方向可直接通过按前操作面板上的键∕减少键（▲/▼）来改变。（3）速度调节：由外接的滑动变阻器控制。（4）点动运行：由变频器前操作面板上的点动键控制。（5）电动机停车：由变频器的前操作面板上按停止键控制。2.2由PLC的模拟量输出控制MM440变频器的“1”、“2”输出端为用户的给定单元提供了一个高精度的+10V直流稳压电源。可利用转速调节电位器串联在电路中,调节电位器,改变输入端口AIN1+给定的模拟输入电压,变频器的输入量将紧紧跟踪给定量的变化,从而平滑无极地调节电动机转速的大小。MM440变频器为用户提供了模拟输入端口，即端口“3”、“4”，通过设置P0701的参数值，使数字输入“5”端口据有正转控制功能；通过设置P0702的参数值，使数字输入“6”端口具有反转控制功能；模拟输入“3”、“4”端口外接电位器，通过“3”端口输入大小参数号出厂值设置值说明P000311设用户访问级为标准级P001000正确地进行运行命令的初始化P000407命令和数字I/OP070021由键盘输入设定值（选择命令源）P000311设用户访问级为标准级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100021由键盘（电动电位计）输入设定值P108000电动机运行的最低频率(Hz)P10825050电动机运行的最高频率(Hz)P000312设用户访问级为扩展级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P1040520设定键盘控制的频率值(Hz)P1058510正向点动频率(Hz)P1059510反向点动频率(Hz)P1060105点动斜坡上升时间（s）P1061105点动斜坡下降时间（s）机械滑台工艺流程控制系统设计（B）第8页可调的模拟电压信号，