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1龙岩学院《PLC程序设计》报告物机学院电气系2014年12月2PLC程序设计报告课程名称：PLC课程设计院系：物理与机电工程学院专业：电气自动化技术班级：12级电气班姓名：陈楠祥学号：2012049505指导老师：吴春富设计成绩：评阅意见：评阅教师日期3目录第一章PLC设计的目的要求……………………………………4第二章PLC程序设计的内容……………………………………6内容一：卧式镗床电气控制改装成PLC控制…………………6内容二：气动机械手操作控制装置……………………………9内容三：饮料罐装生产流水线的PLC控制……………………13第三章设计小结…………………………………………………16参考文献…………………………………………………………164第一章PLC设计的目的要求一、PLC设计目的PLC应用技术是一门实践性要求较高的课程，学生除了在课堂内理解掌握本课程相关的理论知识外，必须通过一定实验室环境内的课题训练，实际动手设计和调试应用程序，进一步加深和强化课程理论知识应用，并通过分析查找设计中遇到的问题，拓宽思路，培养独立研究完成课题的能力，为今后的实际工作打下良好的基础。二、PLC设计的基本原则在PLC控制系统设计时，应遵循以下基本原则：1、大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应深入进行调查研究，搜索资料，拟定电气控制方案，解决设计中出现的各种问题。2、在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。3、保证控制系统的安全、可靠。4、考虑到生产发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有余量。三、PLC设计的基本内容LC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成的。因此，PLC控制系统的基本内容包括：1、选择控制系统的输入设备（按钮、操作开关、限位开关和传感器等）、输出设备（继电器、接触器和信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。2、PLC的选择。PLC是PLC控制系统的核心部件，正确选择PLC，对于保证整个系统技术经济性能指标起着重要作用。选择PLC应包括机型的选择、容量的选择、I/O点数（模块）的选择、电源模块以及特殊功能模块的选择等。3、分配I/O点，绘制电气连接接线图，并考虑必要的安全保护措施。4、设计控制程序。包括设计梯形图、语句表（即程序清单）或控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统正常工作、安全可靠的关键。因此，控制系统的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。5、必要时还需设计控制台（柜）。6、编制系统的技术文件。包括说明书、电气原理图、电气元件明细表、程序图（梯形图）及I/O接线图（即PLC的I/O输入、输出电气连线图）等。四、PLC设计的一般步骤设计PLC控制系统的一般步骤，见图1所示。1、流程图功能说明：①根据生产的工艺过程分析控制要求。如需要完成的动作（动作顺序、动作条件及必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期及单步等）。②根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备。据此确定PLC的I/O点数。③选择PLC。④分配PLC的I/O点，设计I/O电气接口连接图。⑤进行PLC程序设计。2、PLC程序设计的步骤①对于较复杂的控制系统，需绘制系统流程图，用以清楚的表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，也可省去这一步。②设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。③根据梯形图编制程序清单。④用编程器将程序输入到PLC的用户存储器中，并检查输入的程序是否正确。5⑤对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。⑥编制技术文件。编制系统的技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。五、课程设计进度与考核方式（一）课程设计进度本次课程设计的时间为一周，具体设计时间安排如下：1、确定设计题目，查阅相关资料。（星期一上午）2、根据设计题目，分析控制要求，结合实验箱的现有硬件资源进行PLC系统I/O分配工作，设计出PLC硬件接线图。（星期一下午至星期二上午）3、根据控制要求，编写PLC应用程序，并在实验箱上进行调试。（星期二下午至星期四全天）4、整理好相关图纸和程序图，撰写课程设计报告。（星期五上午）5、指导教师验收设计结果。（星期五下午）（二）课程设计要求1、本次课程设计过程中，要求每一位同学严格按照设计进度安排完成设计工作，不得出现迟到、早退、无故缺席等现象，该部分表现记入课程设计总成绩中作为平时成绩。2、设计报告撰写一律采用电子文档方式，设计结束时每位同学应提交电子文档和打印稿各一份。3、设计报告应包括以下几个方面的内容：①对课题控制要求进行分析和阐述，画出控制要求对应的时序波形图（可选），进行I/O分配和硬件接线设计。②针对控制要求，对程序设计的思路和设计过程进行论述，可结合梯形图程序进行说明。③对设计结果验证和设计调试中遇到的问题进行分析，阐述设计心得体会。④在报告附件中给出完整的梯形图程序。4、设计结果验收采用设计者现场讲解演示的方式进行，该部分计入最终课程设计总成绩。图1设计PLC控制系统的流程图6（三）考核方式1、参加评定人员指导教师、实验师、学生代表。2、评分标准优秀：能独立完成程序和电路设计，独立完成外围电路接线，独立完成系统调试、监控、运行。良好：能较好地完成程序和电路设计，独立完成外围电路接线，独立完成系统的调试、监控、运行。中等：能基本完成程序和电路设计，独立完成外围电路接线，独立完成系统的调试、监控、运行。及格：参考他人程序和电路设计，能独立完成外围电路接线，独立完成系统的调试、监控、运行。不及格：不能完成外围电路接线和系统的调试、监控、运行。六、实训设备PLC实验箱（西门子PLCCPU-224）、PC机、通信数据线、电动机、交流接触器等。第二章PLC程序设计的内容内容一：卧式镗床电气控制改装成PLC控制图中M1为主电动机，双速电动机，拖动机床的主运动和进给运动。M2为快速移动电动机，实现主轴箱与工作台的快速移动。控制原理：主轴和进给电动机的控制：M1电动机的正反转控制--------由正反转起动按钮SB1、SB2与正反转中间继电器KA1、KA2及正反转接触器KM1、KM2构成电动机正反转起动电路。双速电机（高速与低速）的转换----------电机M1处于低速运行时行程开关SQ释放状态，电机M1处于高速运行时，主轴速度选择手柄置于高速档位，行程开关SQ压下，则通过控制KT从而控制KM4和KM5，实现高速运转。M1电动机的停车制动-----设原电机正转，速度继电器KV正正向动合触点闭合。停车时按停止按钮SB，SB动断触点断开，电动机与电源断开，但由于惯性作用，M1仍以较高速运行，而SB动合触点闭合，反转接触器KM2由于KV正闭合,KM2得电反接制动，而当速度下降到速度继电器KV复位时，KM2失电，反接制动结束，电机自由停车。---------当反转时KV反闭合,按停车SB则KM1得电反接制动点动控制---------SB3和SB4主轴及进给变速控制（机械变速）。当主轴变速在正常工作情况下SQ1和SQ3被压迫，当要主轴变速时拉出主轴控制手柄，SQ1松开，SQ2被压迫；当要进给变速时拉出进给控制手柄，SQ2松开，SQ4被压迫；设要进行主轴变速，首先将变速操纵盘上的操纵手柄拉出（SQ1不受压，SQ2受压），然后转动变速盘，选好速度后，再将变速手柄推回（SQ1受压，SQ2不受压）。停车变速。运行中变速（2）快速移动主轴、工作台和主轴箱的快速移动，由快速手柄并联动行程开关SQ9、SQ10，控制接触器KM6、KM7，从而控制M2快速移动电动机来实现的。快速手柄扳到中间位置，SQ9、SQ10不被压下，M2电动机停止转动；扳到正向位置，SQ10接通，SQ9断开，KM6通电，M2电动机正转；扳到反向位置，SQ9接通，SQ10断开，KM7通电，M2电动机反转。（3）工作台或主轴箱与主轴机动进给联锁7为防止主轴箱或工作台机动进给时出现将花盘刀架或主轴扳到机动进给的误操作，一般都安装一个行程开关SQ5以便与主轴箱和工作台操纵手柄有机械联动，另外在主轴箱上再设置一个行程开关SQ6以便与主轴进给手柄和花盘刀架进给手柄有机械联动。如果主轴箱或工作台的操纵手柄在机动进给时，SQ5断开，此时若将花盘刀架或主轴进给手柄也扳到机动进给位置，SQ6也断开，这样切断了控制电路的来源，所以M1电动机停转，同时，M2电动机也无法开动，从而起到联锁保护的作用训练要求：（1）确定I/O分配表，画PLC端子接线图，设计PLC控制梯形图；（2）完成整个主电路和控制电路接线工作,并利用电脑输入梯形图控制程序，完成调试；（3）完成设计说明书。L1L2L3FU1MKSMnnQKM1KM2FU2KM3RRKM3KRKM4KM5KM5KM6KM7TELFU4Q1XSXPHLSQ5SQ6SBSB1FU3FRKA1KA1KA2SB2KA1KA2KA2SQ3SQ1KM3KA1KA2KTSQKVSB3KM2KM1KVSQ4SQ2KM3SB4KM1KM2KVKM1KM2KT1KM5KM4KM4KM5KM6KM7KM7KM6KT1SQ7SQ8SQ9SQ10SQ9SQ1012n.....SQ1SQ3反正正正转反转制动速度转换开关正转反转低速高速快速正快速反KA1KKA2KSQ4K8（1）I/O口分配表（2）梯形图9（3）PLC端子接线图内容二：气动机械手操作控制装置一、气动机械手的控制要求气动机械手的动作示意图如图1所示，气动机械手的功能是将工件从A处移送到B处。控制要求为：1、气动机械手的升降和左右移行分别由不同的双线圈电磁阀来实现，电磁阀线圈失电时能保持原来的状态，必须驱动反向的线圈才能反向运动；2、上升、下降的电磁阀线圈分别为YV2、YV1；右行、左行的电磁阀线圈为YV3、YV4；3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现，线圈通电时夹紧工件，线圈断电时松开工件；4、机械手的夹钳的松开、夹紧通过延时1.7S实现；5、机械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来实现；二、机械手的的操作功能机械手的操作面板如图2所示。机械手能实现手动、回原位、单步、单周期和连续等五种工作方式。1、手动工作方式时，用各按钮的点动实现相应的动作；2、回原位工作方式时，按下“回原位”按钮，则机械手自动返回原位；3、单步工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手向前执行一步；4、单周期工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手只运行一个周期；105、连续工作方式时，机械手在原位，只要按下启动安钮，机械手就会连续循环工作，直到按下停止安钮；6、传送工件时，机械手必须升到最高点才能左右移动，以防止机械手在较低位置运行时碰到其他工件；7、出现紧急情况，按下紧急停车按钮时，机械手停止所有的操作。三、设计要求1、输入输出点分配；2、画出PLC的输入输出设备的接线图；3、完成梯形图、指令表的程序设计；4、完成设计说明书（1）I/O口分配表（2）梯形图1112（3）PLC端子接线图13内容三：饮料罐装生产流水线的PLC控制一、课题内容：饮料罐装生产流水线梯形图控制程序设计并画出硬件接线图二、控制要求：1、系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作2、当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5秒钟，罐装过程应有报警显示，5秒后停止并不再显示报警3、用两个传感器和若干个加法器检测并记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，必须记录空瓶数和满瓶数，设最多不超过99999999瓶。4、并设五十瓶为一箱，随时显示当班（8小时）的箱数。在设计中要求个位和十位要轮流显示，且当十位显示时要有标志。5、要求能够随时查询每天的总数及所有生产的总数。6、可以手动对计数值