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1、word 《電氣控制與PLC》課程設(shè)計說明書 專 業(yè)電氣工程與其自動化 班 級 電氣2班 姓 名 鄧 學(xué) 號 201204170 指導(dǎo)教師 自動控制與機(jī)械工程學(xué)院 2015年6月 第一局部：電氣線路安裝調(diào)試技能訓(xùn)練 技能訓(xùn)練題目一：Y-△減壓啟動控制電路 電氣原理圖： 電氣安裝接線圖： 我們完成的安裝線路實物圖片一： 技能訓(xùn)練題目二：電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 電氣原理圖： 電氣安裝接線圖： 我們完成的安裝線路實物圖片

2、二： 技能訓(xùn)練小結(jié)： 1. 電氣原理圖的繪制要求： 〔1〕電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路。主電路是從電源到電動機(jī)或電路末端的電路，是強電流通過的局部，畫在原理圖的上面或左側(cè)。輔助電路是通過小電流的電路，一般是按鈕，電器元件的線圈，接觸器的輔助觸點，繼電器的觸點等組成的控制電路，照明電路，信號電路與保護(hù)電路等，畫在原理圖的右側(cè)。 〔2〕每一電氣元件采用國家規(guī)定的統(tǒng)一的圖形符號來表示，在圖形符號附近用文字符號標(biāo)注屬于哪類電器。 〔3〕同一電器的各個局部在圖中的位置，根據(jù)便于閱讀和研究的原如此來安排，可以不畫在一起，但屬于同一電器的部件均編以一樣的文字符號。

3、假如有多個同一種類的電器元件，可在文字符號后面加上數(shù)字符號。 〔4〕對于接觸器，繼電器的觸點按吸引線圈不通電狀態(tài)畫出，控制手柄按趨于零位時的狀態(tài)畫出，按鈕，行程開關(guān)觸點按不受外力作用時的狀態(tài)畫出。 〔5〕在原理圖中，無論是主電路還是輔助電路，各電氣元件一般按動作順序和信號流從上到下，從左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置，并盡可能減少線條和防止線條交叉。 〔6〕直流和單相電源電路用水平線畫出，一般畫在圖樣上方和下方。多相電源電路，用水平線集中畫在圖樣上方，相序自上而下排列。中性線和保護(hù)接地線放在相線之下。主電路和電源電路垂直畫出。控制電路與信號電路垂直畫在兩條水平線之間。耗電元件直接直

4、接與下方水平線連接，控制觸點連接在上方水平線與耗電元件之間。 〔7〕為了方便檢索電氣電路，方便閱讀和分析，在原理圖的上方或右方將圖分成假如干圖區(qū)，并標(biāo)明該區(qū)電路的用途與作用。 〔8〕在電氣原理圖中，接觸器和繼電器線圈與觸點之間的從屬關(guān)系要加以說明，即在原理圖中相應(yīng)線圈的下方，給出觸點的文字符號，并在其下注明相應(yīng)觸點的索引代號。 2. 電氣接線圖的繪制要求： 〔1〕同一電氣的各部件畫在一起，其尺寸和比例沒有嚴(yán)格要求，各部件的位置盡量符合實際情況。 〔2〕各電氣元件的圖形符號、文字符號和回路標(biāo)記，均應(yīng)以原理圖為準(zhǔn)，并且要保持一致。 〔3〕不在同一控制箱或不是同一塊配電屏上的各電氣元件之

5、間的連線，必須通過接線端子板進(jìn)展連接。同一控制箱的各控制元件之間可以直接連接。安裝接線圖上所表示的電氣連接，一般不表示實際走線的途徑，施工時由操作者根據(jù)實際情況選擇最優(yōu)走線方式。 〔4〕應(yīng)該詳細(xì)地標(biāo)明配線用的各種導(dǎo)線的型號、規(guī)格、截面積與連接導(dǎo)線的根數(shù)。標(biāo)明所穿管子的型號、規(guī)格等，并標(biāo)明電源的引入點。 3. 電氣安裝、接線的工藝要求： 〔1〕三按生產(chǎn)：按工藝、按標(biāo)準(zhǔn)、按圖紙。 〔2〕操作方法：選擇正確的材料和正確的使用工具。 〔3〕安裝要求：橫平豎直、安裝結(jié)實和防震、做好通風(fēng)、遠(yuǎn)離熱源。 〔4〕接線要求：橫平豎直、弧度一致、接線結(jié)實、主 次別離、不露銅絲、清晰一致。 〔5〕環(huán)境

6、衛(wèi)生：動前整理、完后清掃。 4. 實訓(xùn)線路發(fā)生的故障與排除方法： 故障1：題目一接好線路通電啟動后發(fā)現(xiàn)沒反響 排除方法：用萬用表測量發(fā)現(xiàn)時熔斷器保險管塊了，替換后故障排除。 故障2：題目二接好線路通電后發(fā)現(xiàn)不能實現(xiàn)反轉(zhuǎn) 排除方法：經(jīng)檢查線路后發(fā)現(xiàn)KM2主觸頭線路接錯未反向，替換任意兩根導(dǎo)線后故障排除。 第二局部：機(jī)械手PLC控制系統(tǒng) 一、機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)說明書 .1.機(jī)械手的概述 在現(xiàn)今的生活上,科技日新月益的進(jìn)展之下,機(jī)械人手臂與有人類的手臂最大區(qū)別就在于靈活度與耐力度。也就是機(jī)械手的最大優(yōu)勢可以重復(fù)的做同一動作在機(jī)械正常情況下永遠(yuǎn)

7、也不會覺得累！機(jī)械手臂的應(yīng)用也將會越來越廣泛,機(jī)械手是近幾十年開展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設(shè)備，作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力。工業(yè)機(jī)械手機(jī)器人的一個重要分支。 種類，按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機(jī)械式。特點是可以通過編程來完 成各種預(yù)期的作業(yè)，構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)械手機(jī)器各自的優(yōu)點 例如： (1)機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。 (2)在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來組裝零部件。 (3)可在勞動條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動。 (4)可在危險場合下工作

8、，如軍工品的裝卸、危險品與有害物的搬運等。 (5)宇宙與海洋的開發(fā)。 (6)軍事工程與生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗。 設(shè)計一個用PLC控制的將工件從A點移動到B點的機(jī)械手的控制系統(tǒng)。其控制要求如下： (1) 手動操作，每個動作均能單獨操作，用于將機(jī)械手復(fù)歸至原點位置； (2) 連續(xù)運行，在原點位置按啟動按鈕或當(dāng)光電探測到有工件時，機(jī)械手按圖2.1連續(xù)工作一個周期，一個周期的工作過程如下：原點→下降夾→夾緊〔T〕→上升→右移→下降→放松〔T〕→上升→左移到原點，時間T由教師現(xiàn)場規(guī)定。 (1) 輸入分配表： 輸入點編號 功能狀態(tài) X0 自動/手動轉(zhuǎn)換 X1

9、停止 X2 自動啟動 X3 上限位 X4 下限位 X5 左限位 X6 右限位 X7 手動向上 X10 手動向下 X11 手動左移 X12 手動右移 X13 手動放松 X14 光電開關(guān)〔當(dāng)探測到工件時接通〕 X16 單周期工作 X17 連續(xù)工作 (2) 輸出分配表： 輸出點編號 功能狀態(tài) Y0 夾緊/放松〔Y0=0時夾緊，Y0=1時放松〕 Y1 上升 Y2 下降 Y3 左移 Y4 右移 Y5 原點指示 二、機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計過程 〔1〕I/O總點數(shù)確實定

10、 由I/O分配表知，輸入共14個點,輸出共6個點,I/O實際需20點。為留有今后工藝改良與功能擴(kuò)大余地，在實際統(tǒng)計I/O點數(shù)根底上，一般加10-20％余量，再考慮PLC產(chǎn)品本身規(guī)格，可取PLC的I/O總點數(shù)為40點。 〔2〕I/O點信號性質(zhì)分析 從機(jī)械手控制信號分析可知,機(jī)械手輸入是位置開關(guān)信號,上/下限位開關(guān)、左/右限位開關(guān)等它們都是開關(guān)量,而輸出主要是5個電磁閥線圈,以控制機(jī)械手的左移、右移、上移、下移、夾緊、放松的氣路的通斷。 〔3〕用戶存儲器容量的估算 1) I/O口總點數(shù)為48點且均為開關(guān)量，以每個I/O點需1O個字節(jié)估算如此所需存儲器字節(jié)數(shù)為：48*10=480B 2)

11、定時器有兩個:一個夾緊延時、一個放松延時，以每個定時器需2個字節(jié)估算如此所需存儲器字節(jié)數(shù)為：定時器/計數(shù)器數(shù)量*2=2*2=4B 共需存儲器字節(jié)數(shù)為：480+4=484B 經(jīng)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)本錢方面因素綜合考慮，本設(shè)計選取日本三菱公司FX2N-48MR型PLC產(chǎn)品。 FX2N-48MR型產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)如下： 最大I/O 48點 定時/計數(shù)器 256個 根本功能指令22條, 步進(jìn)指令2條 繼電器輸出最大負(fù)載 80VA/24V 輸入輸出響應(yīng)時間 10ms 程序容量〔步〕

12、 2KB 輸入光電隔離 數(shù)據(jù)存放器 通用： 200點 鎖存用： 7800點 輸出繼電器接點隔離 表2.3 FX2N-48MR型產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)表 由上表可見，F(xiàn)X2N-48MR型PLC產(chǎn)品能滿足設(shè)計要求。 3. PLC控制電路原理圖 圖2.3 PLC控制電路原理圖 控制程序主要由手動程序〔單操作控制方式〕和自動程序〔包括單周期和連續(xù)兩種方式〕2大局部組成。 〔1〕機(jī)械手PLC控制主體程序： 〔2〕機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)控制流程圖 機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)控制流程圖

13、〔3〕梯形圖程序 〔4〕指令表程序 2 / 17 總結(jié) 這個學(xué)期開設(shè)了電氣控制與PLC實訓(xùn)的課程，跟以前所有開設(shè)的課程有很大的區(qū)別，這門課程的靈活性很強，充分發(fā)揮自己的潛力；其實學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中并不一定要學(xué)到多少東西，個人覺得開散思維怎樣去學(xué)習(xí)，這才是最重要的，而這門課程恰好表現(xiàn)了這一點。此次的實訓(xùn)以班級為主體，以二到三人為單位而開展的一次綜合的實踐，教師也給予我們足夠的空間讓我們完成此

14、次的實訓(xùn)，這讓我覺得壓力不小。 這次的實訓(xùn)是我們第一次接觸編程實踐，以前上課的時候雖然教師也是總叫我們?nèi)ゾ幊毯妥鲎鳂I(yè)，但是我都不知道在實際中我們的程序能不能用，所以我對PLC這門課業(yè)就沒有發(fā)費太大心思。但是這次的實訓(xùn)讓我有很大啟發(fā)。剛開始接觸時信心十足，覺得沒有什么大不了的，因為覺得以前編寫的程序都很簡單，也不用太多時間，所以很輕視。但是教師交給我們的第一個三相異步電機(jī)的可逆控制實驗按原理圖接實物任務(wù)中，首先在看實驗原理圖時因為對各個元器件不是很熟悉，導(dǎo)致我錯誤頻出，速度也比擬慢。 然后教師布置第二題，但是運行時就是電動機(jī)就是不能動，很郁悶，就開始改。改后就還是不行，只能慢慢查，最后

15、知道是計數(shù)器用錯了，把電路圖理解錯了。于是重新改良，最后成功了，心里很興奮，就幫助旁邊的同學(xué)一起找他的錯誤，在這也學(xué)到多東西。 最后是做課題，我們的課題是機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)，有了上幾次的經(jīng)驗，我提前自己把流程圖和T型圖做好，我們一個組有六個人，開始之前我們先對課題進(jìn)展了探討，我把我提前準(zhǔn)備好的流程圖和T型圖拿出來大家一起研究，并指出了許多其中錯誤之處。在運行時也是怎么也運行不出想要的結(jié)果，于是我們就拼命在程序里找和改，是不是程序錯了，但是還是那樣。弄了很久，還是不行。突然看到有在試的同學(xué)，到達(dá)一個限位那，那限位的燈不亮，覺得很怪就走過去，用手把他掰正，居然那位同學(xué)的程序就可以用了，我就試試

16、我的也可以用了，和教師一說，教師說我還不夠認(rèn)真，沒有經(jīng)驗。自己覺得也是這樣，是自己檢查不夠，才會這樣。 通過這次對PLC控制，讓我了解了plc梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計原理。有很多設(shè)計理念來源于實際，從中找出最適合的設(shè)計方法。 本次實訓(xùn)是以團(tuán)體為單位的，在實訓(xùn)過程中我也明白了團(tuán)體的重要性，遇到問題和同學(xué)互相討論交流。多和同學(xué)討論。我們在做課程設(shè)計的過程中要不停的討論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會使自己在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后設(shè)計和在一起。討論不僅是一些思想的問題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題，這樣可以使自己的處理問題要快一些，少走彎路。多改變自己設(shè)計的方法，在設(shè)計的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，這樣可以方便自己解決問題。 總之，這次的實訓(xùn)給予了我不同的學(xué)習(xí)方法和體驗，讓我深切的認(rèn)識到實踐的重要性。在以后的學(xué)習(xí)過程中，我會更加注重自己的操作能力和應(yīng)變能力，多與這個社會進(jìn)展接觸，讓自己更早適應(yīng)這個陌生的環(huán)境，相信在不久的將來，可以打造一片屬于自己的天地。 參考文獻(xiàn)： 【1】美俊.電氣控制與PLC工程應(yīng)用[M].：機(jī)械工業(yè)，2013.