机电传动控制论文1.docx

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机电传动控制论文1

“机电传动控制”课程设计任务书

第五组

1．设计题目：

超声波清洗机控制系统

2．设计内容：

1）完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。

2）按停止按钮，完成当前循环后再停。

3）要求可以实现手动、单周期、连续控制。

4）循环5次，停止循环，声光间断报警5秒。

3．设计要求：

1）画出端子分配图和顺序功能图

2）设计并调试PLC控制梯形图

3）设计说明书

4．进度安排：

1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天

2）PLC梯形图设计与调试3天

3）说明书撰写0.5天

4）答辩0.5天

指导教师：

专业负责人：

主管院长：

年月日

0前言

本课程设计的教学目标是使学生掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器接触器控制电路的PLC改造方法。

基本要求

1、掌握机电传动控制系统中固定程序的继电器接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。

2、掌握常用的电气元件的选用方法。

3、具备一定的控制电路的分析能力与设计能力（包括继电器——接触器和PLC）。

设计步骤和方法如下：

1、任务分析及方案确定

根据控制要求进行如下工作：

1）任务分析，然后确定主电路，注意考虑设备的保护;

2）确定控制规则；

3）选择PLC，包括PLC点数、类似及扩展模块的类型，注意操作方式及控制电路的保护；

4）PLC输入输出点的确定及分配。

2、电路图的确定

1）画出主电路原理图；

2）画出PLC原理及接线图。

3、控制软件的设计及调试

根据控制规则进行如下工作：

1）画出顺序功能图；

2）设计PLC控制梯形图；

3）程序调试说明。

4、电气元件的选择

主要包括各种开关、继电器、接触器、指示灯、热继电器、熔断器等。

选择依据为电网标准电压，电机功率根据题目或自己定。

元件选择见：

《机电传动控制》课程设计指导书

陈白宇段智敏编著

沈阳理工大学机械工程学院二00八年九月

1课程设计的任务和要求

1.1课程设计的任务

1.该系统可以进行清洗、漂洗还有超声，有进水（液）阀、排水（液）阀，水泵电动机和液泵电动机，容腔内包含两个液位传感器，上限位和下限位；

2．要求有3种工作方式：

手动、单周期、连续。

3．连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。

图1.超声波清洗机工艺流程图

1.2课程设计的基本要求

1）完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。

2）按停止按钮，完成当前循环后再停。

3）要求可以实现手动、单周期、连续控制。

4）循环5次，停止循环，声光间断报警5秒。

2总体设计

2.1.PLC选型

由设计思路可以知道超声波清洗机控制系统有启动、停止、回原点、连续、单周期、手动、清洗液冲洗、进清洗液、超声漂洗、超声清洗、排液（水）、清水冲洗、进清水、到上限位、到下限位共15个输入和进清洗液阀、进清水阀、排液（水）阀、液（水）泵电动机、超声、声报警、光报警共7个输出，所以应该选择S7-200系列CPU226AC/DC/继电器24输入/16输出。

2.2.PLC端子接线

PLC端子分配见图2。

PLC外部接线图见图3.

图2.PLC端子分配图

图3.外部接线图

3PLC程序设计

3.1.设计思想

3.1.1设计思路

由设计的任务和基本要求可知系统有手动、单周期、连续和回原点4种工作方式。

主程序中包括公用、手动、回原点和自动4个子程序。

手动工作方式下，7个按钮分别对应7个输出：

清洗液冲洗，清水冲洗，进清洗液，进清水，排水（液），超声漂洗和超声清洗。

单周期和连续属于自动，可先画出顺序功能图再画梯形图。

3.1.2命令理解

（1）清洗液冲洗：

进液阀与出液阀同开

（2）清水冲洗：

进水阀与出水阀同开

（3）进清洗液：

进液阀开

（4）进清水：

进水阀开

（5）排水（液）：

出液阀开

（6）超声漂洗：

超声开（漂洗-所有阀门均闭浸泡）

（7）超声清洗：

超声开电动机开（清洗-电动机搅拌）

3.1.3电气元件选择

启动：

带灯平行按钮绿INO+INC3SB3205-0AA410.052；

停止：

带灯平行按钮红INO+INC3SB3205-0AA210.052；

清洗液冲洗、进清洗液、超声漂洗、超声清洗、排液（水）、清水冲洗、进清水：

带灯平行按钮蓝INO+INC3SB3205-0AA510.052；

回原点、连续、单周期、手动：

产品类别：

旋转开关

 产品名称：

多档位选择开关

 产品型号：

多档位选择开关；

到上限位、到下限位：

传感器；

光报警：

信号灯红24VDC/AC3SB3217-6AA200.036；

电动机（如图4）：

西门子1LA7系列AC50Hz400V标准4极电机；

电动机的断路器：

3VU1340；

电动机接触器：

3TB4222-0X；

电动机过载保护继电器：

与3TB42相配的为3UA5240-0A；

图4.电动机原理图

3.2.顺序功能图

自动程序的顺序功能图见图8。

返回原点的顺序功能图见图12。

3.3.PLC梯形图

主程序结构梯形图见图5。

公用程序的梯形图见图6。

手动程序的梯形图见图7。

自动程序的梯形图见图9、图10和图11。

返回原点的梯形图见图13。

图5.主程序结构

图6.公用程序

图7.手动程序

图8.自动程序的顺序功能图

图9.自动程序的梯形图（a）

图10.自动程序的梯形图（b）

图11.自动程序的梯形图（c）

图12.返回原点的顺序功能图

图13.返回原点的梯形图

4程序调试说明

（1）公用程序

主程序（图4）的SM0.0的常开触点一直闭合，公用程序（图5）时无条件执行的。

公用程序用于处理各种方式都要执行的认务，以及处理不同工作方式之间的相互切换。

清洗机的原点条件是：

下限位开关的常开触点闭合，此时“原点条件”M0.5为ON。

在开始执行用户程序（SM0.1为ON）,或者系统处于手动状态或回原点状态（I0.4或I0.1为ON）时，初始步对应的M0.0将被置位，为进入单周期和连续工作方式做准备。

如果此时M0.5为OFF状态，M0.0被复位，初始步为不活动步，无法进入单周期和连续的方式工作。

当系统处于手动状态时，图7中除初始步以外的各步对应的存储器位（M2.0-M3.3）复位。

（2）手动

使选择开关I0.4为ON，执行手动子程序。

当按下按钮I0.5时进行清洗液冲洗，松开后停止清洗液冲洗；当按下按钮I1.2时进行清水冲洗，松开后停止清水冲洗；当按下按钮I0.6时开始进清洗液，松开或到达上限位后停止进清洗液；当按下按钮I1.3时开始进清水，松开或到达上限位后停止进清水；当按下按钮I1.1时开始排水（液），松开或到达下限位后停止排水（液）；当清洗机中的清洗液到达上限位时按下按钮I0.7开始清洗液超声漂洗，松开按钮后停止清洗液超声漂洗；当清洗机中的清洗液（清水）到达上限位时按下按钮I0.7开始清洗液（清水）超声清洗，松开按钮后停止清洗液（清水）超声清洗。

为了安全使清洗液冲和洗清水冲洗互锁；进清洗液、进清水和排水（液）互锁；超声漂洗与超声清洗互锁。

（3）返回原点

使选择开关I0.1为ON，执行返回原点子程序。

当按下启动按钮I0.0后清洗机开始排水（液），是清洗机中的液体开始下降，降的下限位开关时I0.5为ON,即常闭触点I1.5断开，使线圈M1.0和Q0.2断电停止排液，满足了原点条件，在公用程序中M0.0被置位，为单周期和连续做好了准备。

（4）自动

当M0.5为ON时，使选择开关I0.2或I0.3为ON,执行自动子程序。

按下启动按钮I0.0后计数器C1被复位，同时线圈M2.0得电自锁断开线圈M0.0，开始清洗液冲洗并使T37计时，4S后线圈M2.1得电自锁断开线圈M2.0，开始进清洗液，到上限位后线圈M2.2得电自锁断开线圈M2.1，开始清洗液超声漂洗并使T38计时，3s后线圈M2.3得电自锁断开线圈M2.2，开始清洗液超声清洗并使T39计时，5S后线圈M2.4得电自锁断开线圈M2.3，开始排清洗液，到下限位后线圈M2.5得电自锁断开线圈M2.4，开始清水冲洗并使T40计时，2S后线圈M2.6得电自锁断开线圈M2.5，开始进清水，到上限位后线圈M2.7得电自锁断开线圈M2.6，开始清水超声清洗并使T41计时，6s后线圈M3.0得电自锁断开线圈M2.7，开始排清水，到下限位后线圈M3.1得电自锁断开线圈M3.0，开始清水冲洗并使T42计时，2S后线圈M3.2得电自锁断开线圈M3.1，开始排清水，计数器计一次数。

1、单周期

当使选择开关I0.3为ON时，M0.7为OFF。

排水到下限位后不能使线圈M3.3和M2.0得电，只能使线圈M0.0得电自锁断开线圈M3.2，又I0.0为按钮，此时为OFF，所以单周期到此结束。

2、连续

当使选择开关I0.2为ON时，M0.7为ON。

排水到下限位后使M2.0得电自锁断开线圈M3.2，开始第二次循环，直到计数器计够5次使M3.3得电自锁断开线圈M3.2，开始声光报警并计时，5s后线圈M3.3失电结束循环。

当计数器未计够5次按下停止按钮后手M0.7失电，停止循环，在执行完此次循环后停车。

5结束语

通过此次设计使我学会了怎么去分析认务和任何确定方案，加深了机电传动控制系统和PLC控制电路以及继电器接触器的认识，使本身具备了一定的控制电路分析能力与设计能力，更深入的掌握了I/O端子分配图和外部接线图、顺序功能图和PLC控制梯形图。

并且还联系了任何选择电气元件。

由于接近期末，大三考试科目增多，对做课设的时间感觉有些紧迫，建议学校以后对大三的时间安排合理一些。

5参考文献

机电传动控制基础主编：

陈白宇段智敏刘文波东北大学出版社；《机电传动控制》课程设计指导书

编著;陈白宇段智敏沈阳理工大学；

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