PLC应用课程设计报告.docx
- 文档编号:17860123
- 上传时间:2023-08-04
- 格式:DOCX
- 页数:28
- 大小:478.69KB
PLC应用课程设计报告.docx
《PLC应用课程设计报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《PLC应用课程设计报告.docx(28页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
PLC应用课程设计报告
PLC应用课程设计报告
设计题目:
PLC在化工生产过程控制中的应用
专业机电一体化技术
班级机电0912
学号0940103027
学生姓名黄磐
指导教师徐健丰
设计时间2011.9.15
杭州职业技术学院友嘉机电学院
2011年9月15日
目录
一引言……………………………………………………………………3
(1)实训目的
(2)实训内容及指导
二系统总体方案设计……………………………………………………4
2.1控制系统设计
2.2控制系统硬件设计
三系统调试及结果分析…………………………………………………19
4.1系统调试及解决的问题
4.2结果分析
四结论………………………………………………………………………20
五.简易物料搬运机械手的PLC控制系统设计……………………………21
1.设计的目的
2设计内容
3设计任务和要求
4器材
5参考资料
6机械手的控制及说明
7.设计小节
六总结……………………………………………………………………26.
七参考资料……………………………………………………………………26.
八.教师评语
九成绩
一.实训目的
1.了解化工生产的过程及特点。
2.掌握PLC实现化工生产过程控制的方法。
3.训练应用PLC技术控制生产过程编程的思想和技能。
二.实训内容及指导。
(一)砂碱配料控制
水玻璃是生产各种硅酸铝催化剂,分子催化剂的重要材料。
水玻璃的生产就是吧砂和碱按一定比例混合搅拌后,送水玻璃炉内高温煅烧,进行化学反应生成的。
砂和碱控制可用plc控制技术实现。
1.生产装置及控制要求。
水玻璃生产装置的示意图如图26-1所示,这里对实际的生产装置进行了一定的简化。
图26-1
当称料斗是空的,并且放料门关闭的情况下,开加料阀给料斗加料,当称料达到设定值时,关闭加料阀。
控制台按钮打开放料门,讲物料放至拌缸进行搅拌,经一定时间后送到水玻璃炉进行煅烧。
当称重传感器检测到料斗放空时,自动关闭放料门,准备下一次加料。
模拟量称重信号,用于对料斗忠的原料进行计量并通过plc对每次放入料斗忠的原料进行控制,以实现比例混合搅拌。
(二)水玻璃炉的换向控制
在水玻璃的生产过程中,煅烧是最重要的一个环节,他决定了水玻璃的质量。
由于水玻璃的煅烧的温度很高和其本身的窑世结构以及节能的要求,需要换向燃烧。
爱用可编程控制器进行控制,可取的满意的效果。
二系统总体方案设计
一,控制系统设计
.控制系统设计
(1)系统配置根据输入输出的点数和类型,选FX2N-32MRPLC一台,模拟量输入模块FX2N-4AD一个和数字称量装置(PT650C)两套;执行设备采用电控电磁机构,当加料阀和放料门线圈得电时打开,其线圈失电时关闭。
根据控制要求。
I/O设备配置及接线如图26—2所示。
为了便于操作,在控制面板设置了信号灯,用只是加料和放料时的工作状态。
PLC输入/输出分配如表26-1所示。
(2)程序设计控制程序包括称重给定值设置程序,砂、碱重量控制程序和配料控制序等。
1.称重给定值设置程序的梯形图如图26-3所示,砂料、碱料的称重初值设为500KG.按SB7按钮(X007为ON),可使设定值恢复到初始设定值;通过选择开关SA(X004)对砂或碱设定值进行调整,每按一次SB5按钮,设定值增加10KG,每按一次SB6按钮,设定值减少10KG,设定值调整的限制是防止超出调整范围—(10~1000KG)。
图26-2
表26-1
图26-3
2.砂、碱重量控制程序的梯形图如图26-4所示。
根据称量装置(PT650C)的输出信号类型(电压0~10V)和称重范围(0~1000KG),模拟量输入模块FX2N-4AD设定为电压输入(对应的数值范围0~2000),使用通道为CH1和CH2。
该程序是通过设定值与当前值的比较,进行重量控制。
图26-4
LDM800
REOMK0K30D4K1
CMPK2010D4K200
LDM201
T0K0K0H3300K1
FROMK0K9D20K2
LDIM2
ANIM10
FROMK0K9D20K2
LDIM2
ANIM10
FROMK0K9D20K2
CMPD20D10M120
CMPD21D11M130
CMPD20K0M140
CMPD21K0M150
3.配料控制程序的梯形图如图26-5所示。
通过SET/RST指令,实现配料控制,其中M121=ON为砂料与设定值相等,M131=ON为碱料与设定值相等;M141=ON为砂料空,M151=ON为碱料空。
图26-5
LDX000
ORM0
ANIX001
OUTM0
LDM0
MCN0M1
LDM1
MPS
ANIY0
ANDM141
OUTM2
MRD
ANIY1
ANDM151
OUTM3
MRD
ANDM2
SETY4
SETY6
MRD
ANDM2
SETY4
SETY6
MRD
ANDM3
SETY5
SETY7
MRD
ANDM121
RSTY4
RSTY6
MRD
ANDM131
RSTY5
RSTY7
MRD
ANDM121
ANDX2
SETY0
SETY2
MRD
ANDM131
ANDX3
SETY1
SETY3
MRD
ANDM141
RSTY0
RSTY2
MPP
ANDM151
RSTY1
RSTY3
END
(3)提高控制系统称量精度的措施实际控制系统中是通过电机驱动传送给砂称料斗和碱称料斗加料的,达到设定值时,传送系统由于惯性不能立即停止,会带来不定量的砂或碱,造成称量系统不确定的误差。
为了解决这一问题,可在主电路增设一个恒转矩变频器,其一次电路控制原理如图26-6所示。
利用变频器为驱动电机设置了四挡调速,即通过数字量装置PT605C输出的CO、FI两信号,接到变频器的控制输入端7、8、9三端,以实现送料的准确控制。
例如,砂的称量目标值是500KG,通过PLC、变频器和PT650C,即可对砂的称量实现四挡控制,具体情况如表26-2所示。
通过上述改进,可使系统的称量误差达到0.5%一下。
图26-6
表26-2
(二)水玻璃炉的换向控制
在水玻璃生产过程中,煅烧是最为重要的一个环节,他决定了水玻璃的质量。
由于水玻璃炉煅烧的温度很高(可达1390度)和其本身的窑式结构以及节能的要求,需要换向燃烧。
采用可编程控制器进行控制,可取的满意的效果。
2.生产流程控制及控制要求
(1)生产流程和节能措施煅烧目的,是吧前面配好的砂碱的混合物在水玻璃炉内高温加热,进行化学反应,生成水玻璃,放出二氧化碳。
熔融状态的水玻璃出炉后被打入常压釜进行搅拌,待冷却均匀后,形成水玻璃成品打入储罐进行储存,其工艺流程如图26—7所示。
由于水玻璃炉炉体较大,温度较高,故把他分为南北两炉交替对炉子加热。
为啦减少热量损失,节省能源,在南北烟道都设置啦蓄热室。
当北炉燃烧时,打开南烟道闸板,关闭北烟道闸板,助燃风通过北烟道蓄热室至北炉,供北炉燃烧所需氧气;当南炉燃烧时刚好相反。
由于助燃风通过北烟道通过蓄热室带走大部分热量,一方面降低了燃油的消耗,节省啦能源;另一方面降低啦烟道的温度,又保护蜡烟道。
图26-7
(2)控制要求自动换向控制的时序图如图26-8所示
图26-8
2.控制系统硬件组成
(1)设备选型选用一台FX2N-48MR可编程控制器作为控制中心,主机I/O点数为24、24,具有丰富的指令功能。
选用ZSX-16P气动V型球阀作为执行装置,能满足水玻璃炉换向控制的要求。
(2)PLC输入输出分配PLC输入输出分配如表26-3所示。
为了避免手动。
回原点和自动等方式同时接通,X016,X017,和X026,输入信号选择开关给定,同理X010,X021,X011,X020,X012,X015,X013,X014,X022,X025,X023,X024的输入信号也用选择开关给定。
3.控制系统的软件设计
聪生产工艺对控制的要求看,水玻璃炉的换向控制,具有按时间原则换向的特点。
采用SFC语言的状态转移图方式编程,可以增加程序的可读性,为了使用功能指令FNC60自动设定也各个运行方式相对应的初始状态,需要使用辅助继电器重新安排输入编号,重新排水乳编号的程序如图26-9所示。
表26-3
图26-9
LDM0
SETY000
LDX011
RETY003
LDX012
ANDX001
SETY001
LDX013
ANDX002
RSTY002
LDX015
ANIY002
RETY001
LDX020
SETY003
LDX021
SETY000
LDX022
ANDY004
ANDY005
SETY004
LDX023
ANDX006
SETY005
LDX024
RSTY005
LDX025
ANIY005
LDY004
LDX000
OUTY000
LDX002
OUTY012
LDX004
OUTY013
LDX005
OUTY014
LDX007
OUTY015
图26-12
LDM1SETY010
SETS1LDX000
LDS1ANDX001
ANDX017ANDS11
SETS10SETM8043
LDS10SETY000
SETY000END
RSTY001
RSTY002
RSTY003
RSTY004
RSTY005
RSTY011
RSTY012
RSTY013
RSTY014
RSTY015图24-13
LDM4
SETS2
ORM8041
ORM8044
SETS20
LDS20
OUTT1K30
LDT1
SETS21
LDS21
SETY001
ANDX002
OUTT2K30
SETY011
LDT2
SETS22
LDS22
SETY002
ANDX003
OUTT3K8880
SETY012
LDT3
SETY012
LDT3
SETS23
LDS23
RSTY002
RSTY012
ANIY002
OUTT4K30
LDT4
SETS24
LDS24
RSTY001
RSTY011
ANIY001
OUTT5K30
LDT5
SETS25
LDS25
RSTY000
SETY003
RSTY010
MPS
ANDX004
ANDX005
OUTT6K30
MPP
SETY013
LDT6
SETS26
LDS26
SETY004
ANDY006
SETY014
OUTT7K30
LDT7
SETS27
LDS27
SETY005
SNDX007
SETY015
OUTT8K8880
LDT8
SETS28
LDS28
RSTY005
RSTY015
ANIY005
OUTT9K30
LDT9
SETS29
LDS29
RSTY004
RSTY014
ANIY004
OUTT10K30
LDT10
SETS30
LDS30
RSTY003
RSTY013
END
就现场运行的情况来看,要保证生产安全稳定的运行,就要求现场控制阀和回信器等准确可靠。
一旦回信出现问题,往往会使程序锁死在某个状态。
在编程时应尽量减少串联节点的使用。
如果对上述程序做一些改进,可对控制阀和回信器的故障进行报警,这里给出程序框图如图26-14所示。
程序流程中的故障检测可采用事件故障检测法。
在工步开始时启动一个定时器,定时器的设定值为该工步正常运行持续时间的1.25倍。
图26-14
三,系统进行调试
1.对以上各单元梯形图进行编程。
图26-3至图26-5及26-9至图26-13的指令见前面
2讲将指令程序写入PLC的RAM,进行调试程序。
首先应对个单元程序进行调试,谈后再整体调试。
在进行系统调试时,必须弄清楚个单元程序之间的联系级整体控制要求,使结果符合生产工艺要求。
3调试结果
我们按照自己的设计思路把PLC应用程序设计完成以后,在实验室里进行调整和模拟运行。
(1)程序检验。
将编好的应用程序输入编程器,经过检验,改正编程语法和数据错误,再逐条搜索与所设计程序对无误后传入CPU模块RAM存储器中。
(2)模拟信号。
用模拟开关模拟输入信号,开关的一端接相对应的输入端点,另一端作为公共端,接在PLC输入信号电源的负端(当要求输入信号公共端为正电源时)。
输入程序后,扳动开关,接通或断开输入信号来模拟机械动作,使检测元件发生变化,并通过输入、输出端点的指示灯来观察输入、输出端点的状态变化。
(3)模拟运行。
按状态转换表进行模拟运行。
首先对照输入信号状态表,设置好原始状态下所有输入信号的状态,再使PLC运行。
按工步状态再一个工作循环里逐步转换,依次发出状态转换主令信号,则系统将依次进行工步状态转换。
每发出一个状态转换主令信号,系统将结束一个工步状态转入下一个工步状态。
仔细观察输出端点指示灯,并与执行元件动作节拍表对照,看各输出端点的状态是否在每个工步状态里都与执行元件节拍表里的要求一致,如果一致则说明PLC应用程序设计正确,符合控制要求。
这样逐步检查,以便都达到规定状态。
四.结论:
本文利用PLC对化工生产过程控制中的应用。
通过PLC与单片机通信,实现对温度的外部显示,具有很好的经济性。
本系统在系统中使用调试成功,实现了对温度、压力、油箱液位的自动采集和实时监控调节、报警等功能以及对主机的控制,为现代工业控制的生产起到了积极作用,整个系统结构简单,操作方便、灵活,具有较好的实际价值和使用性。
由于设计水平有限和时间的仓促,本文中难免有错误和不妥之处,请给予批评指正。
五.简易物料搬运机械手的PLC控制系统设计
1.设计的目的
1通过课程设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识及基本技能进行分析和解决实际问题的能力。
2使学生受到PLC系统开发的综合训练,达到能够进行PLC系统设计和实施的目的。
3使学生掌握简易机械手的电器工作原理。
2设计内容
1.目录
2.原理介绍和分析部分
3.根据要求选择系统方案
4.PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配
5.程序框图和程序设计
6.心得体会
。
3设计任务和要求
1、根据控制要求,进行电气控制系统硬件电路设计,包括PLC硬件配置电路。
2、根据控制要求,编制简易物料搬运机械手PLC控制程序。
3、编写设计说明书,内容包括:
①设计过程和有关说明。
②基于PLC的简易物料搬运机械手电气控制电路图。
③PLC控制程序(梯形图)。
④PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配。
⑤电气设备明细表。
⑥参考资料、参考书及参考手册。
⑦其他需要说明的问题,例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。
4器材
机械手自动机械装置
5参考资料
1常晓玲主编北京《电气控制系统与可编程控制器》机械工业出版社2004.1
2.钟肇新、彭侃编译可编程控制器原理及应用第二版广州:
华南理大学出版社,2003.5
3.李乃夫主编.可编程控制器原理、应用、实验.北京:
中国轻工业出版社,2003
4.张建民.《机电一体化系统设计》.北京:
高等教育出版社,2001年
5.求是科技编著PLC应用开发技术与工程实践北京人民邮电出版社,2005.
六机械手的控制及说明
一、课题内容
机械手能把工件从A点移到B点,机械手的结构示意图如图1所示。
该机构的上升、下降和左移、右移是由双线圈两位电磁闹推动气缸来实现的。
当某一线圈得电,机构便单方向移动,直至线圈断电才停在当前位置。
夹紧和放松是由单线圈两位电磁阂驱动气缸来实现的,线圈通电则夹紧,失电则为放松。
设备上装有上、下限位和左、有限位开关。
机械手工作循环过程示意图如图2所示。
从图中可见,机械手工作循环过程主要有8个动作,即为
图1机械手结构示意图
七.设计小节
本次设计完成了简单的机械手的工作原理及PLC电气部分的设计。
在这段时间的设计中,参考了大量的参考资料,同时我们也作了大量的社会调查,结合实际完成了这套设计。
通过这段时间的设计,我初步掌握了设计的方法和要求,为以后走上工作岗位打下了一定的基础,实现了理论和实践相结合的初步转变。
机械手是一种机械与电气紧密相结合的运输产品。
随着可编程控制器在工业中的广泛应用,也使机械手子效率和人力方面得到了很大的改变。
这次设计使我感最深的是:
作为一个设计人员,当接到这份设计任务之后,应该怎么去查资料,怎样和合伙伙伴同台设计、调试。
本次设计的成功要感谢指导老师给我们的指导和学校给我们提供的试验器材,同时在学校的引导以及老师的指导下,我们更加充分了所学知识的总结和巩固,也提高了对设计的热情。
六.总结
通过本次设计,让我很好的锻炼了理论联系实际,与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。
既让我们懂得了怎样把理论应用于实际,又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。
在本次设计中,我们还需要大量的以前没有学到过的知识,于是图书馆和INTERNET成了我们很好的助手。
在查阅资料的过程中,我们要判断优劣、取舍相关知识,不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。
我们学习的知识是有限的,在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域,这方面的能力便会使我们受益非浅。
在设计过程中,总是遇到这样或那样的问题。
有时发现一个问题的时候,需要做大量的工作,花大量的时间才能解决。
自然而然,我的耐心便在其中建立起来了。
为以后的工作积累了经验,增强了信心。
七.参考资料
1堆料机控制系统由继电器控制改为PLC控制陈光平中国科技信息
2基于PLC控制的加热炉温度控制系统宋乐鹏;柳果自动化技术与应用
3PLC控制系统在煤气混合控制领域中应用介绍赵岚;贺连云节能
4基于PLC控制的火工企业气动顺序控制系统的研究周敏;李凤婷;吴为民工业控制计算机
5基于PLC控制的加热炉温度控制系统宋乐鹏可编程控制器与工厂自动化
6继电器控制系统改用PLC控制的设计方法卞和营;胡亚卓科技资讯
7基于PLC控制的双蓄热式钢包烘烤器自动控制系统刘玉梅;郝万新;李忠明仪表技术与传感器
8DCS控制方式与PLC控制方式在轻工机械中的应用沈永跃广西轻工业
八.教师评语
九.成绩
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- PLC 应用 课程设计 报告
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)