PLC课程设计除尘生产线.doc
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河南科技大学
课程设计说明书
课程名称电器控制课程设计
题目除尘生产线PLC控制系统设计
院系电子信息工程学院
班级
学生姓名
指导教师曹哲王国强
日期
课程设计任务书
（指导教师填写）
课程设计名称电器控制课程设计学生姓名专业班级
设计题目除尘生产线PLC控制系统设计
一、课程设计目的
通过对除尘生产线PC－PLC控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC对PLC工作状况进行监控的方法。
二、设计内容、技术条件和要求
（一）技术要求
本生产线由9台电机控制，分别是主风机1台，反吹风机2台，螺旋输送器2台，星型给料器2台，回旋臂2台。
控制要求如下：
1、控制方式可采用手动和自动两种方式；
2、手动方式下，可对每个电机进行启、停控制；
3、自动方式下，
1）启动顺序及工作顺序如下：
2）按下自动停止按钮，各电机按以下顺序停止：
4、主风机采用自耦变压器降压启动，启动时间延时为20s；
5、为防止自耦变压器频繁启动，其停止后5分钟之内不允许再次启动。
6、若控制方式为手动，切换至自动时应使电机全部停止后再进入自动；
7、若控制方式为自动，切换至手动时应使电机保持原有状态，再分别手动控制。
（二）设计内容
1、设计各电机主电路；
2、设计PLC的I/O分配；
3、设计PLC的外部接线；
4、设计PLC控制程序（梯形图）；
5、上机调试；
调试程序采用计算机监控画面，如图所示：
6、撰写设计说明书。
（三）设计说明书要求
设计说明书应包含以下内容：
1、设计目的；
2、控制要求；
3、各电机主电路；
4、PLC的选型；
5、PLC的I/O分配；
6、PLC的外部接线；
7、PLC控制程序梯形图；
8、调试结果、调试中出现的问题及解决方法；
三、时间进度安排
15周：
查阅资料，进行系统设计，设计控制程序；
16周一至周四：
上机调试；
16周五至周日：
完成设计说明书。
指导教师签字：
年月日
设计说明书
一、课程设计目的
通过对给料生产线PC－PLC控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC对PLC工作状况进行监控的方法。
二、课程控制要求
本生产线由9台电机控制，分别是主风机1台，反吹风机2台，螺旋输送器2台，星型给料器2台，回旋臂2台。
控制要求如下：
1、控制方式可采用手动和自动两种方式；
2、手动方式下，可对每个电机进行启、停控制；
3、自动方式下，
1）启动顺序及工作顺序如下：
2）按下自动停止按钮，各电机按以下顺序停止：
4、主风机采用自耦变压器降压启动，启动时间延时为20s；
5、为防止自耦变压器频繁启动，其停止后5分钟之内不允许再次启动。
6、若控制方式为手动，切换至自动时应使电机全部停止后再进入自动；
7、若控制方式为自动，切换至手动时应使电机保持原有状态，再分别手动控制。
三、课程各电机主电路
如下图所示，接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM9、KM10分别控制1号饭吹风机、2号反吹风机、1号螺旋输送机、2号螺旋输送机、1号星型给料机、2号星型给料机、1号回旋臂、2号回旋臂的启停；接触器KM7、KM8分别控制自耦变压器和主风机的启停。
四、课程PLC的选型
根据设计要求，本次课程设计所用的PLC选型为：
FX2N
五、I/O功能分配如下：
为统一调试，将I/O功能分配如下。
功能
输入
输出
其他
备注
手动/自动选择开关
X0
X0=0时手动；X0=1时自动
自动启动按钮
X1
非自锁按钮
自动停止按钮
X2
非自锁按钮
主风机手动启动/停止开关
X3
X3=1时启动；X3=0时停止
反吹风机1手动启动/停止开关
X4
X4=1时启动；X4=0时停止
反吹风机2手动启动/停止开关
X5
X5=1时启动；X5=0时停止
螺旋输送器1手动启动/停止开关
X6
X6=1时启动；X6=0时停止
螺旋输送器2手动启动/停止开关
X7
X7=1时启动；X7=0时停止
星型给料器1手动启动/停止开关
X10
X10=1时启动；X10=0时停止
星型给料器2手动启动/停止开关
X11
X11=1时启动；X11=0时停止
回旋臂1手动启动/停止开关
X12
X12=1时启动；X12=0时停止
回旋臂2手动启动/停止开关
X13
X13=1时启动；X13=0时停止
控制主风机接触器
Y0
控制自耦变压器接触器
Y1
控制反吹风机接触器
Y2
控制反吹风机2接触器
Y3
控制螺旋输送器1接触器
Y4
控制螺旋输送器2接触器
Y5
控制星型给料器1接触器
Y6
控制星型给料器2接触器
Y7
控制回旋臂1接触器
Y10
控制回旋臂2接触器
Y11
自耦变压器允许再启剩余时间
D0
六、PLC的外部接线
七、PLC控制程序梯形图
八、仿真调试
九、调试结果、调试中出现的问题及解决方法
1、最终的设计调试结果：
1、可以实现自动与手动互相切换。
在手动状态向自动状态切换，按下X0时，即X0由01时，各电机的状态保持，并不会进入自动状态，X0必须再由10，手动关闭各电机后，再按下X0即可进入自动状态，实现控制方式由手动切换至自动时应使电机全部停止后再进入自动的要求；在自动状态向手动状态切换，按下X0时，即X0由10时，各电机的状态保持，由手动开关控制，实现控制方式由自动切换至手动时应使电机保持原有状态，再分别手动控制的要求；
2、手动方式下，可对每个电机进行启、停控制；
3、自动启动与自动停止均按要求顺序执行；
4、主风机采用自耦变压器降压启动，启动时间延时为20s；无论自动还是手动控制方式自耦变压器停止后5分钟之内均不会再次启动。
2、调试过程中出现的问题及解决方法：
问题一：
在刚得到设计题目时对除尘生产线具体工作流程不了解，没有头绪
通过上网查询除尘生产线相关资料，了解到PLC是整个除尘系统的核心。
根据现场控制要求，除尘系统作为整个电控系统既要保持独立，又必须受已有的电控系统控制。
问题二：
控制方式由自动到手动切换时，自动状态时各电机的状态保持不住。
通过采集X0的下降沿，用通用寄存器置位，采集要控制的电机开关的下降沿，用另一通用寄存器置位，用这两个通用寄存器和要控制的电机的原控制触点相串联，即可实现。
问题三：
为防止自耦变压器批贩启动，其停止后五分钟之内不允许再次启动，程序不知道该如何使用中继
经过考虑后决定使用三个中继M0、1、2来事先控制自耦变压器的启动，当自耦变压器启动后，MO控制自动，M1控制手动。
问题四：
控制方式为自动时，切换至手动状态电机不能保持原有状态
分析之后认为此功能是要求控制方式改变之后点击状态不变，就是需要有个保持的过程；将自动控制方式下的电机状态通过中继保持到手动状态。
将自动控制指令导通时有效的中继并联到手动的开关中继上，再加一条RST指令即可。
问题五：
当控制方式为手动时，切换到自动方式时应使电机全部停止后在进入自动，调试出现问题
首先应当对电机和中继进行清零，再使用ZRST语句
经过各种调试修改，最终调试结果符合预期，圆满的完成了课程设计
十、设计心得体会
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．
作为一名自动化大三的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。
在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。
我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？
如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？
我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。
我们是在作设计，但我们不是艺术家。
他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依、有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。
经过两周的课程设计时间，对除尘生产线系统的设计，使我对PLC的工作原理和工作过程有了更深刻的理解，特别是PLC对梯形图的自上而下、从左向右的循环扫描工作过程。
对梯形图的编制软件GXDeveloper使用更熟悉和灵活，通过对快捷键的使用，大大的节约了梯形图的编制时间，并且现在能熟练使用仿真软件，通过仿真来检验编制的梯形图是否能够实现预期的功能，我感觉这是很重要的，因为在以后的实际工作中，这样可以大大节省控制系统的开发周期。
在编制梯形图和调试的过程中，也遇到了一些问题，通过平时学习过程中的知识积累和到图书馆查找相关资料，把这些问题一一解决了，实现了理论联系实际，通过相关知识解决实际问题的要求。
总之，通过这次课程设计，使我收获颇丰，不但学到了书本上以前没有学到的知识，更重要的是积累了开发控制系统的实际经验，受益终身。
说实话，课程设计真的有点累．然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这2周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致．课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：
有几次因为不小心我修改程序出错，只能一而再的重新检查。
我不禁时刻提示自己，一定要养成一种高度负责，认真对待的良好习惯．这次课程设计使我在工作风上得到了一次难得的磨练．
十一、参考文献
1、《电气控制及可编程控制器》张凤珊中国轻工业出版社
2、《可编程控制器原理与实践教程》王整风上海交通大学出版社
3、《电器与可编程控制技术》谢云敏郭贵中党宝华上海交大出版社
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