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機電綜合實驗 XXXX大學 液壓系統(tǒng)的PLC控制 實驗報告書 姓名：XXX 班級：XXX 學號：XXX 指導老師：XXX 實驗時間：2011/4/22～2011/4/25 目錄 一、實驗目的與要求..............................3 二、總體方案....................................4 三、液壓控制回路................................5 四、得失電狀態(tài)表................................8 五、電氣原理圖..................................9 六、I/O端口分配................................11 七、程序設計與系統(tǒng)流程圖........................12 八、自我總結(jié)....................................16 九、程序清單........................................18 附錄 本組成員名單及任務分配........................23 一、實驗目的與要求 1、實驗目的 （1）能熟悉基于plc控制的液壓系統(tǒng)開發(fā)流程，并設計一個具體的氣動、液壓系統(tǒng)。 （2）熟悉并掌握各種液壓元件的技術(shù)參數(shù)和使用方法。 （3）熟練掌握plc編程方法。 （4）能熟練使用梯形圖編寫液壓系統(tǒng)的控制軟件。 （5）搭建具體硬件（含油、電路）連接，并完成軟硬件的聯(lián)調(diào)。 2、實驗器材 計算機、液壓泵、各種液壓閥、氣動元件、油管、液壓接頭、plc實驗板、導線。 3、實驗要求 根據(jù)本人在本次實驗中學習到的相關(guān)知識作答。 （1）詳細說明本次實驗設計思路、方案，畫出動作循環(huán)、系統(tǒng)油路、控制電路原理圖，并文字說明。 （2）詳細說明plc控制流程，確定輸入/輸出口，作I/O規(guī)劃。 （3）畫出plc控制梯形圖，要求自鎖、定時器。 （4）說明本次實驗使用的傳感器，與控制電路的接口。 （5）自我總結(jié)。 二、總體方案 1、根據(jù)實驗要求，本組最終確定的方案為能夠在X-Y方向上銑削出工件的平面，機械本體如圖（1）所示。 圖（1） 如圖（1）是一個XY軸十字滑臺，其上面有一個可以固定工件的平臺。此XY軸十字滑臺是在銑平面的時候用的，采用液壓缸控制。其各個階段的速度包括工進，快進，快退都是由液壓回路里的調(diào)速閥控制。由于銑床只要求銑完整個平面，而不要求其能夠加工出各種圖案。故采用這樣的方法來調(diào)速是可以的。圖中的ST1、ST2、ST3、ST4接近開關(guān)所在的位置是滑臺整個的工作范圍。ST0是滑臺的原點位置。在整個的加工過程中，工作臺首先從ST0開始以快進的速度運動到ST1位置，接觸到ST1時，開始工進（銑平面）。當滑臺接觸到ST2時，此時系統(tǒng)開始延時，X軸停止工進0.5s，Y軸向前工進0.5s。當延時完成后，X軸開始向負向工進，而Y軸停止工進。當?shù)竭_ST1的位置時，重復如上的動作，X軸開始向正向工進。如此往復，直到觸發(fā)ST4開關(guān)。此時Y軸首先快退回ST3位置，然后X軸快退回ST0位置。這道工序就完成了！ 三、液壓控制回路 1、其動作循環(huán)圖如圖（2）所示 X軸快進 X工進 X軸停 Y工進 X工退 X軸停 Y工進 X快退 Y快退 循環(huán) ST4觸發(fā) 圖（2） 2、液壓油路系統(tǒng)圖如圖（3）所示 圖（3） 如圖（3）是一個XY軸十字滑臺的油路圖，其兩個缸的油路是一樣的。XY軸滑臺各個階段的速度包括工進，快進，快退都是由液壓回路里的調(diào)速閥控制。由于銑床只要求銑完整個平面，而不要求其能夠加工出各種圖案。故采用這樣的方法來調(diào)速是可以的。圖中的主油路旁邊接有溢流閥，在主油路中的油壓過大時，起到一個卸荷的作用。當X軸快進的時候，YA5、YA1得電，油路不經(jīng)過調(diào)速閥，所以油的流速比較大，起到快進的作用。當X軸工進的時候，YA5不得電，油路就得經(jīng)過調(diào)速閥，從而油的流量下降，X軸工進。當X軸快退的時候，YA5、YA2得電，開始快退。Y軸的調(diào)速原理和X軸一樣。 2、液壓回路中所用到的液壓元件名稱、符號、及其作用說明，見表（1） 序號 名稱 符號 作用 1 三位四通電磁換向閥 通過閥芯與閥體之間的相對運動改變液體的流向，控制液壓缸前進和后退。 2 兩位兩通電磁換向閥 通過閥芯與閥體之間的相對運動改變液體的流向，控制液壓缸前進和后退。 3 雙作用單活塞桿缸 將液壓能轉(zhuǎn)換成機械能，實現(xiàn)往復直線運動。 4 節(jié)流閥 控制油路中流量大小。 5 單向定量液壓泵 將液壓油從油缸引入液壓油路中，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓能。 6 溢流閥 保持系統(tǒng)壓力恒定， 在系統(tǒng)壓力大于或等于其調(diào)定壓力時開啟，流對系統(tǒng)起過載保護作用。 7 油箱 為系統(tǒng)存儲液壓油 表（1） 四、得失電狀態(tài)表 1、得失電狀態(tài)或順序表，如表（2）所示 工序號 工序名稱 發(fā)信元件 執(zhí)行元件 輸入及檢測元件 JC1 JC2 YA1 YA2 YA3 YA4 YA5 YA6 ST0 ST1 ST2 ST3 ST4 1 啟動泵 SB1 1 2 主軸啟動 SB2 1 3 急停 SB3 手動 選X/Y軸 SB4- X軸 SB4+ Y軸 前進 SO1+ X軸 1 SO1- Y軸 1 后退 SO3+ X軸 1 SO2+ Y軸 1 自動 單循環(huán)觸發(fā) SB7 1 1 1 1 4 X軸快進 ST0；ST3 1 1 1 5 X軸工進 ST1 1 1 6 X軸工進停 ST2 1 1 1 7 Y軸工進 ST2 1 1 8 X軸工退 Plc中間變量 1 9 X軸工退停 ST1 1 1 10 Y軸工進 ST1 1 1 11 循環(huán) 12 Y軸快退回原點 ST4 1 1 1 13 X軸快退回原點 1 1 14 原點停 ST0； 1 1 表（2） 五、電氣原理圖 1、電氣原理圖如圖（4）所示 圖（4） 如圖（4）所示是控制XY軸十字滑臺的主電路和控制電路圖。由于所涉及的電機只要求啟停，所以主電路圖中只含有一個開關(guān)KM1。在電機的機殼上裝有FR熱繼電器，當電機過度發(fā)熱時，開關(guān)將會自動斷開，起到保護的作用。控制電路采用的是臺達PLC DVP32EH00R2-L ,其輸出線圈采用24V電壓。其輸入端含有4個接近開關(guān)，分別是原點，XY軸的限位開關(guān)。從X1—X7是手動開關(guān)的輸入端口。 PLC DVP32EH00R2-L具體信息為： 工作電壓 220（V） 輸出頻率 50（kHz） 產(chǎn)品認證 CE UL 3C 臺達PLC DVP32EH00R2-L是16DI/16DO(繼電器)，能滿足實驗要求。 六、I/O端口分配 I/O端口分配，如表（3）所示 輸入 輸出 輸入設備接口 繼電器地址 輸出設備接口 輸出設備 選擇手動/自動SO0 X0 泵啟動按鈕SB1 X 1 Y1 KM1 主軸啟動按鈕SB2 X2 Y2 KM 2 急停按鈕SB3 X3 Y3 YA1 選擇軸按鈕SB4 X4 Y4 YA5 單觸發(fā)啟動按鈕SB8 X5 Y5 YA3 旋鈕開關(guān)SO1 （手動正向進給） X6 Y6 YA2 自動按鈕SB7 X7 Y7 YA4 接近開關(guān)ST0 X10 Y10 YA6 接近開關(guān)ST4 X11 Y11 YA2 接近開關(guān)ST1 X12 Y12 YA5 接近開關(guān)ST2 X13 接近開關(guān)ST3 X14 手動進給旋鈕SO2 X15 手動快退旋鈕SO3 X16 表（3） 七、程序設計與系統(tǒng)流程圖 1、系統(tǒng)流程圖如圖（5）和圖（6）所示 圖（5）系統(tǒng)控制流程總圖 圖（6）單周期觸發(fā)子程序控制流程圖 2、程序設計與解釋 程序的手動與自動模式選擇，并完成于下面程序的互鎖。 程序?qū)崿F(xiàn)了單循環(huán)啟動和循環(huán)啟動，并與手動模式完成了互鎖，本身完成了自鎖，為保護液壓元件及電氣設備選擇了延時。 以上程序?qū)崿F(xiàn)了X方向的工進和Y單側(cè)的工進和延時，其中包換了并行程序的編寫，也實現(xiàn)了各自的自鎖以及兩軸之間互鎖。 實現(xiàn)了單循環(huán)的所有動作，也完成了延時和自鎖互鎖以及并行序列的編程！詳細程序請見程序清單。 八、自我總結(jié) 作為一個組長我盡力的為這次張老師分給我們的任務，認真落實到位。想再回憶起，真不敢想象自己是怎么度過這幾天的....... 第一天，我犯了個錯誤，為了逃避思考我們百度、谷歌、圖書館找資料，找到了幾乎符合要求的報告，可是我們幾乎抹殺了這次鍛煉的機會，謝謝老師的細心教誨，讓我從心里敬佩這個教學嚴謹?shù)睦蠋?，一個對學生家長負責人的老師，一個對得起自己良心的老師，謝謝您張老師！ 第二天，大體方案的確定和分組，經(jīng)過討論和老師的指導，我們初步預定了方案，銑削平面的液壓控制系統(tǒng)的PLC設計，我把任務具體到人：1、梁俊負責液壓元件（符號，作用以及原理）；2、徐炬鑫和吳俊負責液壓油路機械圖繪制；3、姚子良、唐明江和我負責編程 第三天...... 第四天...... 第五天，和前兩天一樣，我們白天完成不了的任務繼續(xù)留給晚上，晚上盡力搞定，很不想把任務留給明天，我們都想對得起這次的實驗！ 對于編程，以及整個任務的系統(tǒng)貫通和理解，以及部分資料的整理，我尤其覺得變成很難，讓我覺得自己還很小很年輕或者說自己覺得自己很無知！很羨慕老師的邏輯思維以及對程序處理的數(shù)量程度，我感到望城莫及！尤其涉及到PLC的理解以及梯形圖的編寫技巧， 如1) 串聯(lián)觸點較多的電路編在梯形圖上方，如圖4-25所示。 a）電路安排不當 b）電路安排得當 圖4-25 梯形圖程序 2) 并聯(lián)觸點多的電路應放在左邊，如圖4-26所示。圖4-26 b）比a）省去了0RS和ANS指令。若有幾個并聯(lián)電路相串聯(lián)時，應將觸點最多的并聯(lián)電路放在最左邊。 a）電路安排不當 b）電路安排得當 圖4-26 梯形圖程序 3) 對復雜電路的處理 橋式電路的編程 圖4-22所示的梯形圖是一個橋式電路，不能直接對它編程，必須重畫為圖4-27所示的電路才可進行編程。 圖4-27 梯形圖程序 我不得不一面學習一面消化，一面困惑，一面贊嘆老師的厲害！還有涉及到梯形圖序列的處理即處理順序序列、選擇序列、并行序列，我也是有點困難！ 不過，通過這次學習，通過老師的這次指導，我漸漸的有了更多的對PLC編程和液壓的領(lǐng)悟，這在我以后的畢業(yè)工作涉及到這方面的知識會有很大作用。同時，作為一個組長，對這次試驗的的負責和安排，以及同學之間的協(xié)調(diào)也是種鍛煉和學習，我也收拾匪淺！謝謝，謝謝同學們，更感謝您，老師，您辛苦了！ 九、程序清單 詳細的plc程序，見程序附表。 18