机械滑台基本工艺作业流程控制新版专业系统设计B.doc

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（B） 班 级： 学 号：姓 名： 项目评分比例得分平 时 表 现30%综合型项目答辩50%实 训 报 告20%总 成 绩 指引教师： 07月10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（B） 姓 名： 学 号： 班 级： 指引教师： 起止日期： .06.29 .07.10 目 录一、任务书二、基本实训项目一2.1 由外接电位器控制052.2 由PLC模仿量输出控制07三、基本实训项目二3.1 整体方案103.2 流程图103.3 程序113.4 调试环节与成果11四、综合型自主实训项目4.1 整体方案124.2 系统变量定义及分派表124.3 工艺流程134.4 流程图144.5 变频器参数设立144.6 PLC选型154.7 PLC外部接线图154.8 梯形图及组态王上位机监控画面164.9 调试环节与成果35五、收获、体会六、参照文献一、PLC控制技术实训任务书（五）题目：机械滑台工艺流程控制系统设计（B）实训学生需要完毕2个基本实训项目和1个综合型自主实训项目训练。一、基本实训项目一：变频器对电机运营控制一）实训目1、进一步巩固掌握PLC基本指令功能及其运用办法；2、依照实训设备，纯熟掌握PLC外围I/O设备接线办法；3、掌握异步电动机变频调速原理，熟悉变频器用法。二)实训设备PLC主机单元模块、电位器、MM440(或MM420)变频器、个人计算机 PC、PC/PPI 编程电缆。三)工艺控制规定使用变频器实现异步电动机可逆调速控制，即可以电动机可正反向运营、调速和点动功能。参照电气原理图见教材p85，速度控制有两种方式：（1）由外接电位器控制，（2）由PLC模仿量输出通道控制。四)实训环节1、进行PLCI/O地址分派，并画出变频器对电机控制PLC控制系统接线图。2、设计由PLC 控制梯形图程序。3、输入自编程序，上机调试、运营直至符合动作规定。二、基本实训项目二：模仿量采集与数据解决综合应用一）实训目1、掌握PLC中模仿量输入、输出基本工作原理；2、掌握数据解决指令运用办法；3、熟悉组态王与PLC连接使用。二）实训设备PLC主机单元模块、电位器、万用表、个人计算机 PC、PC/PPI 编程电缆。三）实训项目原理与规定1、用扩展模块中电位器模仿温度测量变送器，假设当温度是0时，相应电位器输出0V电压，假设当温度是100时，相应电位器输出电压10V。用CPU 224XP模仿量输入通道采集电位器电压，进行标度变换，将转换后温度值存储在变量存储器中，并在组态界面上显示出详细温度。2、用PLC模仿量输出通道控制电动执行器，执行器开度设立为0%时，输出电压为0V，执行器开度为100%时，输出电压10V。执行器开度控制量多少采用组态王软件输入，观测模仿量输出数值，并用万用表测量输出电压值。 四）实训项目环节1、依照项目规定拟定I/O地址分派表，画出外部接线图，并进行接线图线路连接。2、设计梯形图程序，调试并记录数据。输 入输 出电压AIW 温度值（）执行器开度AQW 电压（V）0V04V40%6V60%8V80%10V100%三、综合型自主实训项目：机械滑台工艺流程控制系统设计一）实训项目工艺规定：本课题规定：采用S7-200系列PLC和圆工作台-旋转编码器实验模块完毕控制任务。圆工作台模仿机械滑台，圆工作台运动由PLC通过控制变频器拖动三相异步电动机实现。工作台工艺流程由任课教师指定。SQ1SQ4为接近开关。控制规定：圆工作台运营状态分为三种方式：手动、单步和自动循环三种控制方式。其中，运营方式由旋转开关SA选取。运营方式切换时，滑台应及时停止运营。PLC正常运营时用灯HLX批示其工作正常。要启动滑台运营，必要先按启动按钮SB1，启动润滑泵运营（用灯HLS批示）。然后才干控制滑台运动。按急停按钮停止滑台所有运营。手动控制：（点动）手动控制批示灯亮，按住SBS，工作台迈进（圆工作台顺时针转）；按住SBX，工作台后退（逆时针）。（松开按钮及时停止）单步运营：单步运营批示灯亮，滑台位于初始原点，按下启动按钮SBQ，系统转换到下一步，完毕该步任务后，自动停止工作并停留在该步，再按一下启动按钮，又往前走一步。按停止按钮SB2，及时停止运营。（流程中浮现暂停也应算一步）自动循环控制：自动循环灯亮，滑台位于初始原点，按动启动按钮SBQ，按工艺流程自动循环运营，运营一周后回到原点后暂停5秒后再接着运营，按停止按钮SB2，及时停止运营。工艺流程中暂停延时需要用批示灯以1HZ频率闪烁批示。二）目通过本次实训使学生掌握：1）Step7Micro/Win32编程软件用法和梯形图、SFC图编程语言运用；2）实际程序设计及实现办法；3）程序调试和运营操作技术。从而提高学生对PLC控制系统设计和调试能力。三）内容与规定 1、通过基本简朴实验熟悉与本设计有关实验台模块； 2、机械滑台工艺流程控制系统设计； 3、硬件接线图、程序清单；4、采用顺序功能图（SFC图）进行设计或经验设计法；5、设计组态王上位机监控画面，对工作过程进行显示；6、工艺流程为： （此处放置指引教师指定工艺流程）四、实训报告规定报告应采用统一报告纸书写，应涉及评分表、封面、目录、正文、收获、参照文献（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、每个实训任务总体设计方案（应有PLC选型及根据）b、I/O分派表，PLC外部接线图，程序中使用元件及功能表；c、程序控制SFC图、梯形图或指令表清单，注释阐明； d、调试、运营及其成果； 3、收获、体会 4、参照文献（注意实训报告原则上手写，容许打印，但雷同者零分解决）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，查找有关资料，熟悉实验台。2完毕两个基本实训项目。3依照综合型实训任务，完毕总体设计方案（硬件选型、分派IO点等）4完毕硬件接线，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完毕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，其中实训平时体现（含2个基本实训项目完毕状况）30%、综合型实训项目答辩50%，实训报告20%。二、变频器对电机运营控制2.1 由外接电位器控制2.1.1 MM440变频器数字输入端口MM440变频器有3个数字输入端口，详细如图2-1所示：图2-1 MM440变频器数字输入端口2.1.2 PLC与变频器接线图，详细如图2-2所示：图2-2 PLC与变频器接线图2.1.3 变频器模仿量输入端口接线图，详细如图2-3所示：图2-3变频器模仿量输入端口接线图2.1.4参数设立（1）、设定P001030和P09701，按下P键，开始复位，复位过程大概3min，这样就可保证变频器参数回答到工厂默认值。（2)、设立电动机参数，为了使电动机与变频器相匹配，需要设立电动机参数。电动机参数设立见下表。电动机参数设定完毕后，设P0010=0，变频器当前处在准备状态，可正常运营。参数号出厂值设立值阐明P000311设定顾客访问级为原则级P001001迅速调试P010000功率以KW表达，频率为50HzP0304230380电动机额定电压（V）P03053.251.05电动机额定电流（A）P03070.750.37电动机额定功率（KW）P03105050电动机额定频率（Hz）P031101400电动机额定转速（r/min） 2.1.5 设立面板操作控制参数参数号出厂值设立值阐明P000311设顾客访问级为原则级P001000对的地进行运营命令初始化P000407命令和数字I/OP070021由键盘输入设定值（选取命令源）P000311设顾客访问级为原则级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100021由键盘（电动电位计）输入设定值P108000电动机运营最低频率(Hz)P10825050电动机运营最高频率(Hz)P000312设顾客访问级为扩展级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P1040520设定键盘控制频率值(Hz)P1058510正向点动频率(Hz)P1059510反向点动频率(Hz)P1060105点动斜坡上升时间（s）P1061105点动斜坡下降时间（s）2.1.6 变频器运营操作（1）变频器启动：在变频器前操作面板上按运营键。（2）正反转：电动机转速（运营频率）及旋转方向可直接通过按前操作面板上键减少键（/）来变化。（3）速度调节：由外接滑动变阻器控制。（4）点动运营：由变频器前操作面板上点动键控制。（5）电动机停车：由变频器前操作面板上按停止键控制。2.2 由PLC模仿量输出控制MM440变频器“1”、“2”输出端为顾客给定单元提供了一种高精度+10V直流稳压电源。可运用转速调节电位器串联在电路中,调节电位器，变化输入端口AIN1+给定模仿输入电压,变频器输入量将紧紧跟踪给定量变化,从而平滑无极地调节电动机转速大小。MM440变频器为顾客提供了模仿输入端口，即端口“3”、“4”，通过设立P0701参数值，使数字输入“5”端口据有正转控制功能；通过设立P0702参数值，使数字输入“6”端口具备反转控制功能；模仿输入“3”、“4”端口外接电位器，通过“3”端口输入大小可调模仿电压信号，控制电动机转速大小。即由数字输入端控制电动机转速方向，由模仿输入端控制转速大小。2.2.1 变频器模仿信号控制接线图，详细如图2-4所示：图2-4变频器模仿信号控制接线图2.2.2 参数设立设立模仿信号操作控制参数，模仿信号操作控制参数设立见下表：参数号出厂值设立值阐明P000311设顾客访问级为原则级P000407命令和数字I/OP070022命令源选取由端子排输入P000312设顾客访问级为扩展级P000407命令和数字I/OP070111ON接通正转，OFF停止P070212ON接通反转，OFF停止P000311设顾客访问级为原则级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100022频率设定值选取为模仿输入P108000电动机运营最低频率（HZ）P10825050电动机运营最高频率（HZ）2.2.3 变频器速度由PLC模仿量输出通道控制将变频器上AIN+、AIN- 端与PLC模仿量输出通道V和AQM端相连，用MOVW指令将03数字量送入AQW0，相称于在AIN+、AIN- 之间所加模仿电压信号在010V之间变化，从而控制变频器频率在050Hz之间变化。2.2.4 梯形图三、模仿量采集与数据解决综合应用3.1 整体方案（1）、用扩展模块中电位器模仿温度测量变送器，假设当温度是0时，相应电位器输出0V电压，假设当温度是100时，相应电位器输出电压10V。用CPU 224XP模仿量输入通道采集电位器电压，进行标度变换，将转换后温度值存储在变量存储器中。（2）、用PLC模仿量输出通道控制电动执行器，执行器开度设立为0%时，输出电压为0V，执行器开度为100%时，输出电压10V。观测模仿量输出数值，并用万用表测量输出电压值。3.2 流程图3.3 程序图3.4 调试环节与成果 输 入输 出电压AIW 0 温度值（）执行器开度AQW 0 电压（V）0V4800004V128004040%1280046V192316060%192005.988V257928080%256007.9710V31808100100%39.98四、综合型自主实训项目4.1 整体方案采用S7-200系列PLC和圆工作台-旋转编码器实验模块完毕控制任务。圆工作台模仿机械滑台，圆工作台运动由PLC通过控制变频器拖动三相异步电动机实现。4.2 系统变量定义及分派表4.2.1 系统变量定义I为输入继电器，输入继电器位于PLC输入过程映像寄存器区其外部有一对物理输入端子与之相应，该触点用于接受并存储外部输入开关信号（在此程序中有限位开关、按钮），当外部开关信号闭合，则输入继电器线圈得电，在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。常开和常闭软触点可以在编程中任意使用，次数不受限制。Q为输出继电器，输出继电器位于PLC输处过程映像寄存器区其外部有一对物理输出端子与之相应。它作用是具备一常开触点用于向外部负载发送信号，每一输出继电器常开硬触点与可编程控制器一种输出点相连直接驱动负载，它也提供了无数常开和常闭软触点用于编程。在此程序中转盘正转、反转和手动、单步、循环等批示灯均由输出继电器控制。M为通用辅助继电器（或中间继电器），它位于PLC存储器位存储区，它是由软件来实现，用于状态暂存，移位辅助运算及赋予特殊功能一类编程元件，其作用类似于继电接触控制系统中中间继电器，它在PLC中没有外部输入端子或输出端子与之相应，因而不受外部信号直接控制其触点也不能直接驱动外部负载。绝大多数继电器线圈由顾客程序驱动。T为定期器，定期器是可编程序控制器中重要编程软件，是合计时间增量内部器件。使用时要提前输入时间设定值，当定期器输入条件满足时开始计时，当前值按一定期间单位从0开始增长，当定期器当前值达到设定值则触点动作。运用定期器触点就可以完毕所需要定期控制任务。4.2.2 IO分派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启动开关SB1I1.01电机正转DIN1Q0.32停止开关SB2I1.12电机反转DIN2Q0.43单步模式开关SA0I0.03手动批示灯D0Q0.54手动模式开关SA1I0.14单步批示灯D1Q0.65循环模式开关SA2I0.25循环批示灯D2Q0.76限位开关1SQ1I0.36暂停批示灯D3Q1.07限位开关2SQ2I0.48限位开关3SQ3I0.69限位开关4SQ4I0.710手动迈进PB0I1.2 11手动后退PB1I1.3 4.3 工艺流程4.4 流程图4.5 变频器参数设立参数号出厂值设立值阐明P000311设顾客访问级为原则级P000407命令和数字I/OP070022命令源选取由端子排输入P000312设顾客访问级为扩展级P000407命令和数字I/OP070111ON接通正转，OFF停止P070212ON接通反转，OFF停止P000311设顾客访问级为原则级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100022频率设定值选取为模仿输入P108000电动机运营最低频率（HZ）P10825050电动机运营最高频率（HZ）P1120100斜坡上升时间（s）P1121100斜坡下降时间（s）4.6 PLC选型在选取PLC机型，重要考虑如下几种方面：（1）、功能选取：I/O点数拟定，记录被控系统开关量、模仿量I/O点数，并考虑后来扩充（普通加上10%-20%备用量），从而选取PLCI/O点数和输出规格。（2）、内存估算：存储容量=开关量输入点x10+开关量输出点x8+模仿通道x100+定期器/计数器数量x2+通信接口数x300+备用量，所用到输入点数10个，输出点数17个；在对上述系统功能进行综合分析后，考虑输入输出端子决定采用西门子S7-200并且采用CPU 224 XP便能满足规定。4.7 PLC外部接线图模式0I0.0 Q0.5I0.1 Q0.6I0.2 Q0.7I0.3 Q1.0I0.4I0.6 Q0.3I0.7 Q0.4I1.0 Q0.0I1.1 Q0.2I1.2I1.3 +24V 模式1变频器SQ1模式2PLCS7-200 DIN1DIN2DIN3DIN4SQ2SQ3启动SQ4停止点动正转QL+点动反转4.8 梯形图及组态王上位机监控画面4.8.1梯形图4.8.2 单步运营4.8.3 循环运营4.9调试环节与成果（1）、按电路图接线，接通电源，下载PLC程序。（2）、旋钮开关选取运营模式（3）、按启动按钮SB1，按停止按钮SB2停止运营。（4）、手动控制：选取手动模式，手动控制批示灯亮。按住PB0，工作台迈进（圆工作台顺时针转）；按住PB1，工作台后退（逆时针），松开按钮及时停止。（5）、单步运营：选取单步运营模式，按SB1圆台回起始位置，之后按一次PB0，系统转换到下一步。（6）、循环控制：选取循环模式，按动启动按钮SBQ，按工艺流程自动循环运营，运营一周后回到原点后暂停5秒后再接着运营，按停止按钮SB2，及时停止运营。（7）、关闭电源，结束调试。五、收获、体会实训总结这个学期开设了电气控制与PLC实训课程，跟此前所有开设课程有很大区别，这门课程灵活性很强，充分发挥自己潜力；其实学习过程当中并不一定要学到多少东西，个人觉得开散思维如何去学习，这才是最重要，而这门课程正好体现了这一点。这次实训从程序上面看起来很复杂，咱们组进行了任务分工，一下子就变得简朴化了。本来觉得自己负责编程序任务是最轻，没有想到是最为复杂，需要资料诸多。而予以咱们时间有限，不得不在其她时间进行补充和修改。实训让我理解了plc梯形图、指令表、外部接线图有了更好理解，也让我更加理解了关于PLC设计原理。有诸多设计理念来源于实际，从中找出最适合设计办法。本次实训脱离不了集体力量，遇到问题和同窗互相讨论交流。多和同窗讨论。咱们在做实训项目过程中要不断讨论问题，这样，咱们成员可以尽量统一思想，这样就不会使在做过程中没有方向，并且这样也是为了以便最后设计和在一起。讨论不但是某些思想问题，还可以进一步讨论某些技术上问题，这样可以使自己解决问题要快某些，少走弯路。多变化自己设计办法，在设计过程中最佳要不断改进自己解决问题办法，这样可以以便自己解决问题。通过这次实训，让我受益匪浅。结识了团队合伙力量，要完毕一种项目不是一种人事情，当中咱们有过度歧但最后达到共识，不论成果如何，至少咱们曾经在一起努力过，体验其中过程才是真正收获。同步，我也结识到了自己局限性，更感觉到了自己与别人差距。为了来年毕业而做准备，从各方面充实自己，使自己适应这个社会。六、参照文献1廖常初. PLC编程集应用M.北京：机械工业出版社，2明.电气控制与PLC应用M.北京：电子工业出版社，3李刀夫.可编程控制器原理、应用、实验M. 北京:中华人民共和国轻工业出版社，4刘美兰. PLC控制教学实验系统设计J实验室研究与摸索，5用ACCESS扩展组态王功能J.化工自动化及仪表，04期6于庆广.可编程控制器原理及系统设计M.北京：清华大学出版社，