机械滑台工艺流程控制系统设计

12020年5月29日机械滑台工艺流程控制系统设计文档仅供参考22020年5月29日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班级:电气101学号:姓名:陆敬博项目评分比例得分实训平时表现30%实训答辩50%实训报告20%实训总成绩指导老师:许仙珍年7月4日文档仅供参考32020年5月29日文档仅供参考42020年5月29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姓名:陆敬博学号:班级:电气101指导教师:许仙珍起止日期:.6.24----.7.2文档仅供参考52020年5月29日目录1.设计任务书…………………………………………………………11.1设计任务1.2设计目的及要求1.3设计内容及报告要求2基础实训项目一:………………………………………………22.1I/O地址分配表2.2程序3基础实训项目二:………………………………………………53.1I/O地址分配表3.2程序4．综合型自主实训项目………………………………………………101.总体设计方案1.1方案的确定1.2设计方案2.I/O地址分配表2.1I/O模块的地址分配3.顺序功能图,梯形图及指令表3.1顺序功能图3.2梯形图3.3程序说明文档仅供参考62020年5月29日4.程序的调试运行及其结果4.1手动控制的调试运行及结果4.2单步控制的调试运行及结果4.3自动循环控制的调试运行及结果5.个人小结………………………………………………296.参考文献……………………………………………30文档仅供参考02020年5月29日一．任务书PLC控制技术实训任务书题目:机械滑台工艺流程控制系统设计(三)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:霓虹灯的PLC控制系统的设计一)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、初步掌握PLC程序设计方法,养成良好的设计习惯,培养基本的设计能力;二)实训设备:三相交流电源模块3082、直流电源模块30824001、PLC主机单元模块30864002、数字量输入模块30824003、霓虹灯显示模块18504003、个人计算机PC、PC/MPI编程电缆。三)工艺控制要求:按下启动按钮,灯A亮1秒,接着灯B,C,D,E,F,G,H,I亮1秒,之后灯J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2也被点亮。1秒后,灯J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2熄灭,再过1秒,灯B,C,D,E,F,G,H,I熄灭,同样再过1秒后,灯A熄灭。紧接着过1秒灯A再文档仅供参考12020年5月29日次被点亮,重复以上过程,循环往复。按下停止按钮后,所有灯都熄灭。四)实训内容:1、进行PLC的I/O地址分配,并画出霓虹灯的PLC控制系统的接线图。2、设计由PLC控制的霓虹灯梯形图程序。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、掌握功能、功能块的应用,中断组织块OB35用法。4、掌握DB块建立与数据访问方法。二)实训设备:三相交流电源模块3082、直流电源模块30824001、PLC主机单元模块30864002、数字量输入模块30824003、模拟量输入模块、模拟量输出模块、个人计算机PC、PC/MPI编程电缆。三)实训项目原理与要求1、用模拟量输入模块3081400模拟温度测量变送器,假设当温度是0℃时,对应电位器输出0V电压,假设当温度是100℃时,对应电位器输出电压10V电压。用PLC模拟量输入模块采集电位器电压,使用OB35实现采集温度数据,数据采集频率是1次/秒,进行标度变换,数据存储在共享数据块文档仅供参考22020年5月29日DB2相应的存储单元中,并在触摸屏上显示出温度值。2、用模拟量输出模块模拟电动执行器,电压为0V时,执行器开度为0%,电压为10V时执行器开度为100%。用PLC模拟量输出模块控制执行器,控制量数据输出频率是1次/秒,用OB35块的方法控制执行器。控制量多少采用触摸屏输入。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。输入设备输出设备序号名称代号地址序号名称代号地址1开关S1I0.01电压表M1或M2QW2722电位器10KΩIW272233AVAV3082200130824001308640023081400830814009L1L2L3NPELNPE1L+2L+LNLN1L+2L+MM1L+2L+1L+2L+1L+2L+MMM1M2++--10kΩ+-CH0CH0AIAO接线图2、设计梯形图程序,调试并记录数据。文档仅供参考32020年5月29日输入输出电压PIW温度值执行器开度PQW电压V0V04V40%6V60%8V80%10V100%3、思考题:1)整理出运行调试后的梯形图程序及注释说明,写出实验中的问题及分析。2)S7-300的PLC模拟量模块的测量信号类型有几种?测量范围如何设定?3)S7-300的PLC模拟量模块的模拟值用什么表示?三、综合型自主实训项目:机械滑台工艺流程控制系统设计(二)一)实训项目工艺要求:采用S7-300设计机械滑台工艺流程控制系统,具体要求是:采用S7-300系列PLC和五层电梯模型完成控制任务。用电梯模型中的桥厢来模拟机械滑台的工作台,工作台由三相异步电机拖动,电机转速和正反转运行由变频器控制。楼层接近限位开关用于工作台的位置控制。工作台的工艺流程由任课老师指定。控制要求: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,运行方式由开关S1、S2确定:S1断开—手动,S1合上—文档仅供参考42020年5月29日自动;在自动方式下,S2断开—单步运行,S2合上—自动循环控制方式。运行方式切换时,滑台立即停止运行。手动控制:(点动)手动控制指示灯A亮,按住SB▲(二层),工作台前进(电梯上升);按住SB▼(二层),工作台后退(电梯下降)。(松开按钮立即停止)单步运行:单步运行指示灯G亮,滑台位于初始原点(1层),按一下启动按钮SB▲(二层),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SB▲(二层),又往前走一步。按停止按钮SB▼(五层),立即停止运行。自动循环控制:自动循环灯D亮,滑台位于初始原点,按动启动按钮SB▲(二层),按工艺流程自动循环运行,运行一周后回到原点后暂停6秒后再接着运行,按停止按钮SB▼(五层),立即停止运行。工艺流程中暂停延时需要用指示灯(报警灯)以1HZ的频率闪烁指示。二)目的经过本次实训使学生掌握:1)Step7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、完成硬件选型、硬件接线图。2、滑台工艺流程控制系统设计。文档仅供参考52020年5月29日3、程序设计方法采用状态转移图SFC图进行设计或经验设计法。4、程序实现采用基于M的SFC转化梯形图实现或梯形图实现。5、程序清单。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、参考文献文档仅供参考62020年5月29日(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%。文档仅供参考02020年5月29日2．基础实训项目一总体设计方案(应有PLC的选型及依据)要点亮16盏灯,即用到16个输出端口,分别为Q0.0—Q1.7.按键要用到启动和停止,两个输入端口,为I0.0,I0.1。总计18个IO端口。此端口数属于中小型,因此选用西门子的S7-300系类。模块要用数字量输入模块,数字量输出模块。因为要定时导通,要用到定时器,因为要定时6s,即六个定时器。IO分配输入设备输出设备启动I0.0AQ1.0停止I0.1B--IQ1.1—Q1.7J--02Q0.0—Q0.7IO接线图文档仅供参考12020年5月29日顺序功能图文档仅供参考22020年5月29日T3T4I0.0M0.1M0.2M0.3M0.4M0.0Q0.0Q0.1T1Q0.0T0Q0.0Q0.1Q0.2T2T0T1M0.5Q0.0T4M0.6T5T2I0.2Q0.0Q0.1T3T5文档仅供参考32020年5月29日元件及功能表:M0.0:通电保持状态标志位。T0—T5:接通延时定时器,常开触点由断开变为接通时计时,时间到时,该线圈通电。程序注释:按下I0.0启动程序,M0.0为通电状态保持位置注释:按下I0.0启动程序,灯全灭。注释:各定时器分别定时,T5用于循环。文档仅供参考42020年5月29日注释:点亮A灯注释:点亮A,B—I灯文档仅供参考52020年5月29日注释:点亮A,B—I灯,J—02灯。注释:点亮A,B—I灯,熄灭J—02灯。注释:点亮A,熄灭B—I灯,J—02灯。注释:熄灭A,B—I灯,J—02灯。调试、运行及其结果:各灯按照指定运行,先灯A亮1秒,接着灯B,C,D,E,F,G,H,I亮1秒,之文档仅供参考62020年5月29日后灯J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2也被点亮。1秒后,灯J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2熄灭,再过1秒,灯B,C,D,E,F,G,H,I熄灭,同样再过1秒后,灯A熄灭。紧接着过1秒灯A再次被点亮,重复以上过程,循环往复。文档仅供参考72020年5月29日3．基础实训项目总体设计方案(应有PLC的选型及依据)因为显示温度时间,采集的是模拟信号,因此用到模拟量输入模块。用到一个IO输入端口。在输出电压时,要用到模拟量输出模块,占用一个模拟量输出端口,共计两个IO端口,属于中小型可编程控制器,选用S7-300.因为要在上位机上显示出来,还要用到触摸屏,在显示温度时,要将温度记录,用到数据块,数据块分为两个,一个为采集数据块,用于调用显示温度。一个用于显示屏的记录输入数据,用于调用后在电压表上显示电压。触摸屏因为编的程序较小,选用MC1162。通信模式为:TCP/PI协议PLC300经过模拟量输入模块采集模拟信号,此时IW288输入的是经过换算的数字信号,经过cpu的程序的处理,即调用FC1功能,经过上位机显示出温度。在上位机上,手动输入数字,经过调用FB1功能块,再经过数字量输入模块30824003,在电压表上显示出来。途中要经过OB35进行一秒的信号的采集。开关用到一个,即S1,在OB1里激活OB35。IO分配:输入设备输出设备序号名称代号地址序号名称代号地址1开关S1I0.01电压表M1或M2QW288文档仅供参考82