加工中心模拟系统控制.docx
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加工中心模拟系统控制
广东技术师范学院天河学院
《PLC课程设计》报告
项目3:
液体混合装置控制的模拟
项目5:
（选做）
加工中心模拟系统控制
系别电气工程系
班级本电气123
学号33
学生姓名吴梓润
指导老师陈公兴
组员郑柱雄池文鑫
2015年3月
内容摘要
随着经济的发展和社会的进步，各种工业自动化的不断升级，对于工人的素质要求也逐渐提高。
各种机械的自动化控制逐渐融入了产品的制作与加工中，其中多种原材料自动混合加工，是其中最为常见的一种。
在工艺加工最初，把多种原料在合适的时间和条件下进行混合和加工一直都是在人监控和操作下进行的，不但耗费人力而且浪费时间，导致不会有很高的效率和产出。
但是随着时代的发展，这种方式已经不能满足工业生产的实际需要。
实际生产中需要更精确、更简单、更快捷的控制装置。
因此,引出了可编程控制器,
可编程控制器作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。
它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。
本次实验通过使用西门子S7-200系列可编程控制器控制液体混合装置的模拟。
1.概述……………………………………………………..2
2.硬件电路设计及描述……………………………….3
2.1硬件装置与控制要求
2.2I/O点的分配表
3.软件设计流程及描述…………………………………………4
4.源程序代码……………………………………………………..5
4.1梯形图LAD
4.2指令表IL
5.课程设计体会…………………………………………………..8
6.参考文献…………………………………………………………9
1.概述
本次液体混合装置的模拟主要熟练使用SCR置位和复位等各条基本指令，通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试。
通过软件的编程主要实现以下功能：
1.按下启动按钮SB1，装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭;
2.液体A阀门打开，液体A流入容器。
当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。
液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅动电机开始搅动。
搅动电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体;
3.当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。
本组在此实验的编程主要以上面的功能为主，通过SCR指令来实现功能。
PLC课程设计要求具有较强的理论知识，结合实践上机调试，分析理解能力和故障排除能力，是一个综合性较强的课程设计，使学生得到本专业的综合训练，培养、提高学生理论联系实际
2.硬件电路设计及描述
2.1硬件装置与控制要求
说明
由实验面板图可知：
本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅动电机，控制要求如下：
按下启动按钮SB1，装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭：
液体A阀门打开，液体A流入容器。
当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。
液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅动电机开始搅动。
搅动电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。
当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。
停止操作:
在当前的混合液操作处理完毕后.按下停止按钮SB1，停止操作。
面板图：
2.2I/O点的分配表
输入
SB1
SL1
SL2
SL3
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
输出
YV1
YV2
YV3
YKM
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
3软件设计流程及描述
1.按下启动按钮SB1，装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭;
2.液体A阀门打开，液体A流入容器。
当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。
液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅动电机开始搅动。
搅动电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体;
3.当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。
4.源程序代码
4.1梯形图LAD
4.2指令表IL
TITLE=程序注释
Network1//网络标题
//网络注释
LDI0.0
ANQ0.0
ANQ0.1
ANQ0.2
ANQ0.3
SS0.1,1
Network2
LSCRS0.1
Network3
LDNQ0.0
ASM0.0
TONT37,200
SQ0.2,1
Network4
LDT37
OM0.0
SM0.0,1
RQ0.2,1
Network5
LDM0.0
ANQ0.2
SQ0.0,1
Network6
LDQ0.0
AI0.3
ANT37
SCRTS0.2
Network7
SCRE
Network8
LSCRS0.2
Network9
LDSM0.0
AI0.2
AI0.3
SQ0.1,1
RQ0.0,1
RM0.0,1
Network10
LDI0.1
ANT38
TONT38,60
RQ0.1,1
SQ0.3,1
Network11
LDT38
OM1.6
AQ0.3
SM1.6,1
SCRTS0.3
Network12
SCRE
Network13
LSCRS0.3
Network14
LDSM0.0
SQ0.2,1
RQ0.3,1
RQ0.1,1
RM1.6,1
Network15
LDNI0.3
ANT39
TONT39,20
Network16
LDT39
OM0.1
SM0.1,1
RQ0.2,1
Network17
LDM0.1
ANQ0.2
SCRTS0.1
RQ0.0,1
Network18
SCRE
项目五:
（选做）
加工中心模拟系统控制
1.概述
通过对加工中心实验的模拟，掌握运用PLC解决实际问题的方法和熟练掌握PLC的编程和调试方法。
T1、T2、T3为钻头，用其实现钻功能；T4、T5、T6为铣刀，用其实现铣刀功能。
X轴、Y轴、Z轴模拟加工中心三坐标的六个方向上的运动。
围绕T1-T6刀具，分别运用X轴的左右运动；Y轴的前后运动；Z轴的上下运动实现整个加工过程的演示。
2.硬件电路设计及描述
在X、Y、Z轴运动中，用DECX、DECY、DECZ按钮模拟伺服电机的反馈控制。
用X左、X右拨动开关模拟X轴的左、右方向限位；用Y前、Y后模拟Y轴的前、后限位；用Z上、Z下模拟刀具的退刀和进刀过程中的限位现象。
I/O分配表：
3.软件设计流程及描述
工作过程
（1）拨动“运行控制”开关，启动系统。
“X轴运行指示灯”亮，模拟工件正沿X轴向左运行。
（2）触动“DECX”按钮三次，模拟工件沿X轴向左运行，到达指定位置后T3钻头沿Z轴向下运动（Z灯、T3灯亮）。
（3）触动“DECZ”按钮三次，模拟T3转头向下运行，对工件进行钻孔。
钻孔完毕，触动“DECZ”按钮三次，T3钻头返回刀库，系统将自动取铣刀T5，准备对工件进行铣加工。
（4）同上，触动“DECZ”按钮三次，到达下限位，“Y轴运行指示灯”亮，模拟对工件的铣加工。
（5）触动“DECY”按钮4次后，拨动“Y前”限位开关置ON，模拟铣刀已对工件加工完毕，系统进入退刀状态（Z轴运行指示灯亮）。
（6）再次触动“DECZ”按钮三次，铣刀T5回刀库，“X灯”亮，将“X左”、“Y前”和“Z上”复位，进入下一轮加工循环。
4.源程序代码
②指令表IL
Network 1 // 网络标题
// 网络注释
LD I0.6
AN Q0.1
AN Q0.2
AN Q0.3
S S0.1, 1
Network 2
LSCR S0.1
Network 3
LD SM0.0
AN Q0.2
AN Q0.3
S Q0.1, 1
R Q0.0, 1
Network 4
LD Q0.1
A I0.7
LDW>= C0, +3
CTU C0, +3
Network 5
LD Q0.1
A I0.7
S Q0.0, 1
Network 6
LDW>= C0, +3
SCRT S0.2
Network 7
SCRE
Network 8
LSCR S0.2
Network 9
LD I0.2
O I0.3
AN Q0.2
S Q0.3, 1
S Q0.5, 1
R Q0.1, 1
R Q0.0, 1
Network 10
LD Q0.3
AN Q0.1
A I1.1
LDW>= C1, +3
CTU C1, +3
Network 11
LD Q0.3
AN Q0.1
A I1.1
S Q0.0, 1
Network 12
LDW>= C1, +3
SCRT S0.3
Network 13
SCRE
Network 14
LSCR S0.3
Network 15
LD I0.1
S Q0.3, 1
R Q0.0, 1
R Q0.5, 1
Network 16
LD Q0.3
A I1.1
AN Q0.5
LDW>= C2, +3
CTU C2, +3
Network 17
LD Q0.3
A I1.1
AN Q0.5
S Q0.0, 1
Network 18
LDW>= C2, +3
SCRT S0.4
Network 19
SCRE
Network 20
LSCR S0.4
Network 21
LD I0.0
S Q0.7, 1
S Q0.3, 1
R Q0.0, 1
Network 22
LD Q0.7
A Q0.3
A I1.1
LDW>= C3, +3
CTU C3, +3
Network 23
LD Q0.7
A Q0.3
A I1.1
S Q0.0, 1
Network 24
LDW>= C3, +3
SCRT S0.5
Network 25
SCRE
Network 26
LSCR S0.5
Network 27
LD I0.1
A Q0.7
S Q0.2, 1
R Q0.3, 1
R Q0.0, 1
Network 28
LD Q0.2
A I1.0
AN Q0.3
LDW>= C4, +4
CTU C4, +4
Network 29
LD Q0.2
A I1.0
AN Q0.3
S Q0.0, 1
Network 30
LDW>= C4, +4
SCRT S0.6
Network 31
SCRE
Network 32
LSCR S0.6
Network 33
LD I0.4
O I0.5
S Q0.3, 1
R Q0.2, 1
R Q0.0, 1
Network 34
LD Q0.3
A I1.1
AN Q0.2
LDW>= C5, +4
CTU C5, +3
Network 35
LD Q0.3
A I1.1
AN Q0.2
S Q0.0, 1
Network 36
LDW>= C5, +3
A I0.0
R Q0.7, 1
R Q0.3, 1
SCRT S0.1
5.课程设计体会
通过本次课程设计,加深了我对西门子S7-200系列的指令的理解及应用，提高了对西门子S7-200系列可编程控制器的编程能力，通过两周时间的编程，恐固了西门子S7-200系列的指令以及加深应用所学的三种设计法：
1.启保停设计法2.以转换为中心设计法3.SCR设计法
在课程设计中，虽然已经设计好程序，但通过计算机与西门子S7-200系列可编程控制器的联机调试中会发现自己的编程存在很多编程错误，此时通过可编程控制器的软件的运行与监控，一步一步的检查与修改，才能使编程达到实验的功能要求。
在调试过程中发现，SCR指令在调试中比较容易发现编程错误以及修改。
在液体混合装置的模拟中，由于PLC的记忆功能，使编程在第二次运行时，YV3不亮直接运行到YV1，另外由于编程问题导致YV3亮灭时间出现超过要求时间。
6.参考文献
[1]陈建明.电气控制与PLC应用（第2版）[M].北京：
电子工业出版社.2010.
[2]廖常初.PLC编程及应用（第3版）[M].北京：
机械工业出版社，
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