情境3涂装生产线温度控制系统的设计与调试

PLC应用技术学习情境三涂装生产线温度控制系统的设计与调试PLC应用技术涂装生产线温控系统结构简述一1系统整体结构1电气结构与安装位置2PLC应用技术工作指示灯直线单元温度显示烘干装置Text加热装置系统结构整体组成系统结构简述—1.系统整体结构PLC应用技术涂装生产线主要功能是实现对完成装配的工件进行模拟喷漆和烘干，为此本情境增加了模拟量控制的PLC特殊功能模块，完成喷漆烘干后的工件随托盘向下站传送。系统运动过程动画系统结构简述—1.系统整体结构PLC应用技术S1—托盘检测S2—止动气缸至位S3—止动气缸复位RTD—Pt100铂热电阻C—止动气缸M—传送电机HL1—红色指示灯HL2—绿色指示灯FAN—烘干风扇YV1—喷漆电磁阀YV2—止动气缸电磁阀S1RTDFANYV2HL1HL2S2S3CM系统结构简述—2.电气结构与安装位置电气信号布置图PLC应用技术类别序号编号名称功能安装位置检测元件1S1电感式接近开关检测托盘的位置直线单元上2S2磁性接近开关确定气缸伸出位置气缸3S3磁性接近开关确定气缸初始位置气缸4RTD铂热电阻Pt100采集加热温度模拟单元后板上执行机构1FAN烘干风扇烘干模拟单元侧板上2C止动气缸控制托盘位置直线单元上3M直流电机驱动直线单元传送带直线单元上4HLHL1红色指示灯显示工作状态直线单元侧HL2绿色指示灯显示工作状态5HA1蜂鸣器事故报警控制板6HA2蜂鸣器事故报警控制板控制元件1YV1电磁阀喷漆控制模拟顶板端型材上2YV2电磁阀止动气缸伸缩控制模拟顶板端型材上系统结构简述—2.电气结构与安装位置电气元件清单PLC应用技术工艺设计1托盘带工件下行至此站，由电感式传感器检测托盘，发出检测信号；绿色指示灯亮，红色指示灯灭。2２秒后启动喷气阀，进行模拟喷漆。3500ms后关闭喷气阀，此时对系统进行加热，控制规律为PID调节。涂装线温控系统工艺分析设计二工艺分析—动作分解PLC应用技术４到达指定温度后进行恒温控制，5分钟后恒温结束，开启风扇，进行烘干。５降低到适宜温度后，风扇停止。止动气缸放行，工件进入下一单元。６放行３秒后，止动气缸复位，绿色指示灯灭，红色指示灯亮。系统回复初始状态。控制工艺分析—动作分解工艺设计动作分解PLC应用技术托盘检测（Ｉ０.０）直线电机（Ｑ０.３）红色指示灯（Ｑ０.５）红色指示灯灭（Ｑ０.５）绿色指示灯亮（Ｑ０.４）开启喷气阀（Ｑ０.１）到达设定温度（ＡＩＷ０）停止加热，启动排风扇，进行烘干（Ｑ０.２）。温度适宜，停止排风输出止动气缸（Ｑ０.０）红色指示灯亮（Ｑ０.５）绿色指示灯灭（Ｑ０.４）开始加热（ＡＱＷＯ）熟悉工艺流程图控制工艺分析—流程图PLC应用技术涂装线温控系统电气设计三典型电器元件及接线31电源系统和气动系统1PLC硬件配置及控制接线图2PLC应用技术参考“机电一体化柔性装配系统—模拟单元”的电源系统和气动系统设计涂装生产线温度控制系统的电源和气动系统，完成电源系统图和气动原理图的绘制。参考学习电气设计—1.电源系统和气动系统PLC应用技术模拟单元电源系统图L1-4外设电源本站电源本站电源开关N1L1N1HL1PEAC220N1PEL1+至输出板24(+)SB-24(-)AC220/DC24WY指示灯指示灯HL1HL2AC220V供电显示DC24V供电显示稳压电源转换开关急停按钮SASBWY控制设备供电选择AC220/DC24电源转换DC24V供电控制名称文字符号一览表符号备注/226SAHL2电源系统图电气设计—1.电源系统和气动系统PLC应用技术模拟单元气动原理图截止阀两位五通阀两位五通阀单向节流阀单向节流阀单向节流阀单向节流阀止动气缸喷气阀电气设计—1.电源系统和气动系统气动原理图PLC应用技术PLC机型的选择PLC机型的选择应是在满足控制要求的前提下，保证可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。具体应考虑以下几方面：1．性能与任务相适应2．结构上合理、安装要方便、机型上应统一3．编程设备的选择4．是否满足响应时间的要求5．对联网通信功能的要求6．其他特殊要求电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图PLC应用技术PLC容量估算I/O点数的确定：•PLC的I/O点数的确定以系统实际的输入输出点数为基础确定。在I/O点数的确定时，应留有适当余量。通常I/O点数可按实际需要的10～15%考虑余量；当I/O模块较多时，一般按上述比例留出备用模块。存储器容量的确定：•用户程序占用多少存储容量与许多因素有关，如I/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。因此在程序编制前只能粗略的估算。电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图PLC应用技术I/O模块的选择对PLC来讲，信号形式可分为四类：（1）数字量输入信号（2）数字量输出信号（3）模拟量输入信号（4）模拟量输出信号不同的I/O模块，其电路和性能不同，它直接影响着PLC的应用范围和价格，应该根据实际情况合理选择。电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图PLC应用技术1）数字量I/O模块选择选择数字输入模块应注意以下几个方面：（1）电压的选择（2）漏型和源型的选择（3）同时接通的点数选择数字输出模块应注意以下几个方面：（1）输出方式（2）驱动能力（3）同时接通的点数电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图PLC应用技术2）模拟量I/O模块选择（1）典型模拟量模块的量程为：10V～+10V0～+10V4～20mA（2）分辨率（3）转换精度（4）一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如热电阻RTD、热电偶等信号）。电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图PLC应用技术电源模块的选择电源模块的选择比较简单，只需考虑输出电流。电源模块的额定输出电流必须大于CPU模块、I/O模块、专用模块等消耗电流的总和。电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图PLC应用技术涂装线温控系统主要功能是实现对完成装配的工件进行模拟喷漆和烘干，为此系统控制需要模拟量控制的PLC特殊功能模块。电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图PLC模拟量扩展模块—EM231CN/EM232CNPLC应用技术电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图PLC模拟量扩展模块—EM231/EM232技术数据PLC应用技术电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图PLC模拟量扩展模块—EM231/EM232端子图PLC应用技术电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图EM231热电偶和热电阻连接端子图PLC应用技术电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图EM231热电阻模块—组态DIP开关PLC应用技术电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图EM231热电阻模块接线PLC应用技术根据涂装生产线温控系统的工艺过程合理分配I/O地址1托盘检测I0.02止动气缸至位I0.13止动气缸复位I0.2PLC止动气缸复位检测托盘检测止动气缸至位检测电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图I/O地址分配参考—I地址PLC应用技术1止动气缸Q0.02喷气阀Q0.13烘干风扇Q0.24传送电机Q0.35绿色指示灯Q0.46红色指示灯Q0.5绿色指示灯PLC红色指示灯传送电机止动气缸电磁阀烘干风扇喷漆阀I/O地址分配参考—O地址电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图PLC应用技术模拟单元SIMENSSIMATICSFRUNST-2000STOP0.00.10.20.30.40.50.60.71.01.11.21.31.41.51.61.70.00.10.20.30.40.50.60.71.01.11.21.31.41.51.61.72.02.12.22.32.42.52.62.7PORTPORTCPU-226AC/DC/RCY216-2BD21-0XB0NL11LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6Q1.7DNL1I0.7I0.6I0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0I1.7I1.6I1.5I1.4I1.3I1.2I1.1I1.0I2.7I2.6I2.5I2.4I2.3I2.2I2.1I2.01M1M2M2ML+L+MM1L3L2L2L3LACSIEMENSS7-200CPUFAVLTPOWERDPERRORDXMODEEM277PROFIBUS-277277-0AA22-0XA0ML+X10X1ML+SIEMENSEM277自动/手动按钮启动按钮停止按钮急停按钮VDC蜂鸣器SPEAKERAC220VPortPortNetLabel5NetLabel6EM231AI2XRTD231-7PB22-0XA0ML+24VVDCSFML+RAA+A-RBB+B-RCC+C-RDD+D-RAA+A-RBB+B-RCC+C-RDD+D-EM231EM232AQ2X12BIT232-0HB22-0XA0ML+24VM0V0I0M1V1I1.ML+M0V0I0M1V1I1EM23212绿灯A-+传送电机喷气阀风扇FAN21止动气缸CYLINDERVDC蜂鸣器SPEAKER12红灯复位按钮bnbubk+-S1托盘检测bnbubk+-S2止动气缸至位bnbubk+-S3止动气缸复位电气设计—2.PLC硬件配置及控制接线图PLC控制接线图参考PLC应用技术1.烘干风扇2.电磁阀与气缸3.直流电机1.电感式接近开关2.电容式接近开关3.磁性开关4.铂热电阻Pt100检测执行电气设计—3.典型电器元件及接线典型电器元件的使用参考控制PLCPLC应用技术1.电感式接近开关电感式接近开关是以无磨损和非接触方式检测金属物体。通过高频交流电磁场非接触检测物体，对普通传感器而言，磁场由绕在铁氧体芯线圈构成的LC振荡电路形成。电气设计—3.典型电器元件及接线PLC应用技术2.电容式接近开关电容式接近开关用作非接触和无损耗地检测金属和非金属；其感受面由两个同轴金属电极构成，很象“打开的”电容器的电极（图1）电极A和B连接在高频振子的反馈回路中。该高频振子无测试目标时不感应。当测试目标接近传感器表面时，它就进入了由这两个电极构成的电场。引起A、B之间的耦合电容增加，电路开始震荡。每一振荡的振幅均由一数据分析电路测得，并形成开关信号（图2）。图1感应面图前视图检测物振荡器检波器输出A、B：主电极C：辅助电极图2电容式接近开关—工作原理电气设计—3.典型电器元件及接线PLC应用技术3.磁性开关磁性开关是接近传感器，它响应于一个永久的磁场；当一个目标（永久磁铁或外部磁场）接近时，线圈铁芯的导磁性（线圈的电感量L是由它决定的）变小，线圈的电感量也减小，Q值增加。激励振荡器振荡，并使振荡电流增加；传感器可以安装在金属中；传感器并排安装时没有任何要求；传感器顶部（传感面）可以由金属制成；传感器可以穿过金属检测。电气设计—3.典型电器元件及接线PLC应用技术4.接近及光电开关的几种输出形式电气设计—3.典型电器元件及接线PLC应用技术5.外部输入元件与PLC的连接①无源干接点（按钮开关、行程开关、舌簧磁性开关、继电器触点等）与PLC的接线比较简单，不存在电源的极性，压降等因素。电气设计—3.典型电器元件及接线PLC应用技术5.外部输入元件与PLC的连接②有源两线制传感器（接近开关、有源舌簧磁性开关）分直流和交流。直流两线制接近开关分二极管极性保护与桥整流极性保护，前者在接PLC时需要注意极性，后者就不需要注意极性。有源舌簧磁性开关主要用在汽缸上做位置检测，由于需要信号指示，内部有双向二极管回路，因此也不需要注意极性；交流两线制接近开关就不需要注意极性。电气设计—3.典型电器元件及接线PLC应用技术5.外部输入元件与PLC的连接②有源两线制传感器（接近开关、有源舌簧磁性开关）与PLC单端共点SINK输入接线（sinkCurrent拉电流输入方式，内部共点端子COM→24V+，外部共线→24V-）。电气设计—3.典型电器元件及接线PLC应用技术5.外部输入元件与PLC的连接②有源两线制传感器（接近开