1、plc在砂處理生產(chǎn)線上的應(yīng)用第一步：明確課程設(shè)計(jì)的目的及任務(wù)書(shū)（一）應(yīng)用背景與需求（二）任務(wù)及要求（三）參考資料第二步：熟悉可編程序控制的特點(diǎn)、基本組成和工作原理第三步：plc的選型一、plc的選型選型依據(jù)plc機(jī)型選擇方法的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比最優(yōu)化的機(jī)型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。機(jī)型的選擇 對(duì)于plc控制系統(tǒng)的構(gòu)成問(wèn)題，從i/o點(diǎn)數(shù)上考慮，在砂處理系統(tǒng)中，一臺(tái)中型plc就夠了，使用小型plc則要幾臺(tái)，考慮到砂處理系統(tǒng)可分為幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間只有很少的幾個(gè)信號(hào)聯(lián)鎖，采用多臺(tái)小型plc可以將事故分散，更

2、便于提高設(shè)備的使用率和系統(tǒng)調(diào)試，因此本系統(tǒng)采用多臺(tái)小型plc控制方案。第四步：plc的系統(tǒng)設(shè)計(jì)plc控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟可以分為以下幾步：熟悉控制對(duì)象，plc選型及確定硬件配置，設(shè)計(jì)plc的外部接線，設(shè)計(jì)控制程序，程序調(diào)試和編制技術(shù)文件。設(shè)計(jì)過(guò)程如下：一、 生產(chǎn)線工藝過(guò)程分析和系統(tǒng)控制要求1、型砂輸送系統(tǒng)中，輸送帶的工藝流程如圖（1）所示。皮帶pd-1皮帶pd-2皮帶pd-3松砂ss-1皮帶pd-4圖（1）型砂輸送帶工藝流程系統(tǒng)的基本控制要求1）、啟動(dòng)時(shí)應(yīng)逆工藝流程延時(shí)啟動(dòng)，其啟動(dòng)順序如圖（2）所示。 2）、停止時(shí)，全部設(shè)備同時(shí)停機(jī)。pd-4ss-1延時(shí)5spd-3延時(shí)5spd-2延時(shí)5sp

3、d-1延時(shí)5s圖（2）型砂輸送帶啟動(dòng)順序型砂輸送i/o分配和梯型圖采用計(jì)時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)上述控制要求，設(shè)計(jì)i/o分配圖和梯型圖，實(shí)現(xiàn)以下功能：?jiǎn)?dòng)時(shí)送入啟動(dòng)信號(hào)，則各設(shè)備按控制要求順序啟動(dòng)，停止或者發(fā)生異常情況時(shí)只要解除啟動(dòng)信號(hào)，則全部設(shè)備同時(shí)停機(jī)。輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)輸入點(diǎn)編號(hào)代號(hào)名稱(chēng)輸入點(diǎn)編號(hào)代號(hào)停止x1sb1pd-4接觸器y0km1pd-4x2sb2ss-1接觸器y1km2ss-1x3sb3pd-3接觸器y2km3pd-3x4sb4pd-2接觸器y3km4pd-2x5sb5pd-1接觸器y4km5pd-1x6sb6定時(shí)器t0kt定時(shí)器t1kt1定時(shí)器t2kt2定時(shí)器t3kt3由上表可知，輸入有

4、6點(diǎn),輸出9點(diǎn),i/o總數(shù)為15而三菱公司fx2n系列機(jī)型fx2n-32mr-001滿足i/o總數(shù)，從而確定fx2n-32mr-001機(jī)型更為適合。2、舊砂輸送系統(tǒng)中，輸送帶的工藝流程圖如圖（3）所示。振動(dòng)給料zg皮帶pd-5破碎機(jī)ps圓盤(pán)給料機(jī)yg皮帶pd-7提升機(jī)ts皮帶pd-8皮帶pd-6圖（3）舊砂輸送帶工藝流程系統(tǒng)的基本控制要求 1）、啟動(dòng)時(shí)應(yīng)逆工藝流程延時(shí)啟動(dòng)，其啟動(dòng)順序如圖（4）所示。2）、停止時(shí)應(yīng)順工藝流程延時(shí)停止，其停止順序如圖（5）所示。pd-8ts延時(shí)5spd-7pd-6延時(shí)5s延時(shí)5syg延時(shí)5sps延時(shí)5szg延時(shí)5s延時(shí)5spd-5圖（4）舊砂輸送帶啟動(dòng)順序zg延時(shí)

5、5spd-5、ps、ygpd-6延時(shí)55spd-7延時(shí)10s ts延時(shí)15spd-8延時(shí)10s圖（5）舊砂輸送帶停止順序舊砂輸送i/o分配和梯型圖采用計(jì)時(shí)器和輔助繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)上述控制要求，設(shè)計(jì)i/o分配圖和梯型圖，實(shí)現(xiàn)以下功能：?jiǎn)?dòng)時(shí)送入啟動(dòng)信號(hào)，則各設(shè)備按控制要求順序啟動(dòng)，停止或者發(fā)生異常情況時(shí)只要解除啟動(dòng)信號(hào)，則全部設(shè)備同時(shí)停機(jī)。輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)輸入點(diǎn)編號(hào)代號(hào)名稱(chēng)輸入點(diǎn)編號(hào)代號(hào)啟動(dòng)x0sb0pd-8接觸器y0kmpd-8x1sb1ts接觸器y1km1tsx2sb2pd-7接觸器y2km2pd-7x3sb3pd-6接觸器y3km3pd-6x4sb4yg接觸器y4km4ygx5sb5ps接

6、觸器y5km5psx6sb6pd-5接觸器y6km6pd-5x7sb7zg接觸器y7km7zgx10sb10停止x11sb11由上表可知，輸入有10點(diǎn),輸出8點(diǎn),i/o總數(shù)為18，而三菱公司fx2n系列機(jī)型fx2n-32mr-001滿足i/o總數(shù)，從而確定fx2n-32mr-001機(jī)型更為適合。3、混砂機(jī)的碾混系統(tǒng)為循環(huán)工作方式，工藝流程及控制要求如圖（6）所示。回轉(zhuǎn)定量器hz工作10s新砂給料x(chóng)sg工作50s氣壓加水5s延時(shí)30s缺料門(mén)開(kāi)延時(shí)110s延時(shí)40s缺料門(mén)關(guān)延時(shí)10s起動(dòng)圖（6）碾混系統(tǒng)的工藝流程碾混系統(tǒng)的i/o分配圖和梯形圖根據(jù)碾混系統(tǒng)循環(huán)工作方式的特點(diǎn)，采用移位寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)上控

7、制要求，設(shè)計(jì)i/o分配圖和梯形圖，實(shí)現(xiàn)以下功能：?jiǎn)?dòng)時(shí)送入啟動(dòng)信號(hào)，則各設(shè)備按控制要求順序啟動(dòng)，停止或者發(fā)生異常情況時(shí)只要解除啟動(dòng)信號(hào)，則全部設(shè)備同時(shí)停機(jī)。輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)輸入點(diǎn)編號(hào)代號(hào)名稱(chēng)輸入點(diǎn)編號(hào)代號(hào)啟動(dòng)x0sb0回轉(zhuǎn)定量器接觸器y0km1新砂給料接觸器y1km2氣壓加水接觸器y2km3缺料門(mén)開(kāi)接觸器y3km4缺料門(mén)關(guān)接觸器y4km5由上表可知，輸入有1點(diǎn),輸出5點(diǎn),i/o總數(shù)為6，而三菱公司fx2n系列機(jī)型fx2n-16mr-001滿足i/o總數(shù)，從而確定fx2n-16mr-001機(jī)型更為適合。對(duì)梯形圖的控制過(guò)程說(shuō)明如下：1） 系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)信號(hào)有效，使m100產(chǎn)生一單脈沖，將移位

8、寄存器初始位置m0置“1”，從而y0和y1同時(shí)接通，回轉(zhuǎn)定量器hz和新泵給料x(chóng)sg同時(shí)工作。2） plc的內(nèi)部繼電器m100接通一個(gè)掃描周期后斷開(kāi)，當(dāng)t0產(chǎn)生一個(gè)脈沖時(shí)移位寄存器數(shù)據(jù)端“0”存入m0，而m0原來(lái)的“1”移入m1，使64繼續(xù)接通，y1因有自鎖因此也繼續(xù)接通。3） 當(dāng)t0產(chǎn)生的下一個(gè)脈沖來(lái)到時(shí)，m1的“1”移入m2，m0的“0”移入m1，從而使y0繼開(kāi)，hz停止工作，由于每隔5s來(lái)一個(gè)脈沖，因此hz工作著10秒。4） 以后由定時(shí)器t0每隔5秒產(chǎn)生一個(gè)脈沖，使移位寄存器右移一位，當(dāng)經(jīng)過(guò)50秒后，也送入10個(gè)脈沖，則“1”也移動(dòng)了10步，移入m10，則m10的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，使y1斷開(kāi)，

9、新泵給料x(chóng)sg停止工作。5） 此后，再繼續(xù)送入6個(gè)脈沖，即再過(guò)了30秒后，“1”移入到m16，使y2接通，氣壓加水開(kāi)始工作，由于一個(gè)脈沖只有5秒，因此氣壓加水也只工作5s。6） 再繼續(xù)送入22個(gè)脈沖，即110秒后，“1”移入到m38中，使y3接通，卸料門(mén)打開(kāi)。7） 再繼續(xù)送入8個(gè)脈沖后，“1”移入到m46中，使y4接通，卸料門(mén)關(guān)閉。8） 再繼續(xù)送入2個(gè)脈沖后，“1”移入到m60中，數(shù)據(jù)端m60端的“1”又移入到m0中，接通y0和y1，使hz和xsg又工作,如此反復(fù)循環(huán)工作。4、設(shè)計(jì)plc的外部接線：正確選擇plc對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。選擇plc，包括機(jī)型的選擇

10、，容量的選擇，i/o模塊的選擇，電源模塊的選擇等。二、 主電路的設(shè)計(jì)根據(jù)砂處理生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的控制要求,設(shè)計(jì)出其主電路圖三、硬件的選擇(一)、按鈕開(kāi)關(guān)sb（二）、選擇開(kāi)關(guān)（三）、續(xù)流二極管（四）、熔斷器（五）、時(shí)間繼電器（六）、熱繼電器（九）、皮帶機(jī)四、繪出系統(tǒng)控制的i/o圖分配圖。五、繪出系統(tǒng)控制的plc程序及語(yǔ)句助記符。七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)砂處理生產(chǎn)線采用可編程控制器進(jìn)行控制，其突出的特點(diǎn)是：體積小，重量輕，能在惡劣的環(huán)境下可靠工作，性能價(jià)格比高。采用plc控制，電器控制部分設(shè)計(jì)，制作周期非常短，通過(guò)程序，即可改變程序，即可改變各種工作循環(huán)狀態(tài)，使用非常方便，靈活。小型sbr廢水處理plc電

11、氣控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)一、 課程設(shè)計(jì)性質(zhì)、任務(wù)及要求課程設(shè)計(jì)性質(zhì)課程設(shè)計(jì)主要是通過(guò)某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)之前必須了解設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、操作要求和工藝過(guò)程，在此過(guò)程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的整體觀念，通過(guò)設(shè)計(jì)也有助于復(fù)習(xí)、鞏固以往所學(xué)的知識(shí)，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的，使學(xué)生達(dá)到提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。課程設(shè)計(jì)要求(1)按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)內(nèi)容要求執(zhí)行，制定計(jì)劃，合理安排課程設(shè)計(jì)日程，全面完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。(2)每天記錄計(jì)劃完成的情況。(3)嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)規(guī)章制度。服從老師領(lǐng)導(dǎo)，遵守紀(jì)律。二、 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)1設(shè)

12、計(jì)原則最大限度地滿足機(jī)械電氣設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的控制要求；在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)；保證控制系統(tǒng)安全可靠；考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇plc容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有余地。2設(shè)計(jì)內(nèi)容擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的形式來(lái)確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)。選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)；選定plc的型號(hào)；編制plc的輸入/ 輸出端子接線圖；根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫(xiě)軟件規(guī)格說(shuō)明書(shū)，然后再用相應(yīng)的編程語(yǔ)言（常用梯形圖）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。3plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求選擇合適的plc類(lèi)型分配i/o點(diǎn)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)梯形圖輸入并調(diào)試程

13、序三、 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1總體方案說(shuō)明1) sbr廢水處理系統(tǒng)控制對(duì)象電動(dòng)機(jī)均由交流接觸器完成起、停控制，電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)要采用正、反轉(zhuǎn)控制。2) 污水池、清水池、中水水箱水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)，在選型時(shí)考慮抗干擾性能，選用電極考慮耐腐蝕性。3) 電動(dòng)閥上驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其內(nèi)部設(shè)有過(guò)載保護(hù)開(kāi)關(guān)，為常閉觸點(diǎn)，作為電動(dòng)閥過(guò)載保護(hù)信號(hào)，plc控制電路考慮該信號(hào)邏輯關(guān)系。4) 1#清水泵、2#清水泵、羅茨風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)分別采用熱繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，其熱繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)通過(guò)中間繼電器轉(zhuǎn)換后，作為plc的輸入信號(hào)，用以完成各個(gè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的過(guò)載保護(hù)。5) 羅茨風(fēng)機(jī)的控制要求在無(wú)負(fù)載條件下起動(dòng)或停機(jī)，需要在曝氣管路上設(shè)置

14、排空電磁閥。6) 主電路用斷路器，各負(fù)載回路和控制回路以及plc控制回路采用熔斷器，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。7) 電控箱設(shè)置在控制室內(nèi)。控制面板與電控箱內(nèi)的電器板用bvr型銅導(dǎo)線連接，電控箱與執(zhí)行裝置之間采用端子板連接。8) plc選用繼電器輸出型。9) plc自身配有24v直流電源，外接負(fù)載時(shí)考慮其供電容量。plc接地端采用第三種接地方式，提高抗干擾能力。2sbr廢水處理電氣控制原理圖設(shè)計(jì)(1) 主電路圖11-2 sbr廢水處理電氣控制系統(tǒng)主電路(2) 交流控制電路圖11-3 sbr廢水處理系統(tǒng)交流控制電路(3) plc控制電路設(shè)計(jì) 包括plc硬件結(jié)構(gòu)配置及plc控制原理電路設(shè)計(jì)。1) 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

15、2) 根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制plc控制電路原理圖，繪制plc控制電路，編制i/o接口功能表。3)設(shè)計(jì)互鎖電路，以防止誤操作故障。4) plc輸入回路中，信號(hào)電源由plc本身的24v直流電源提供5) plc采用繼電器輸出，每個(gè)輸出點(diǎn)額定控制容量為ac250v，2a。表2-1 sbr廢水處理系統(tǒng)plc輸入接口功能表序號(hào)工位名稱(chēng)文字符號(hào)輸入口1污水池高水位開(kāi)關(guān)信號(hào)h1x0002污水池低水位開(kāi)關(guān)信號(hào)l1x0013清水池高水位開(kāi)關(guān)信號(hào)h2x0024清水池低水位開(kāi)關(guān)信號(hào)l2x0035中水箱高水位開(kāi)關(guān)信號(hào)h3x0046中水箱低水位開(kāi)關(guān)信號(hào)l3x0057起動(dòng)按鈕（綠色）sb1x0068停止按鈕（紅色

16、）sb2x0079旋鈕開(kāi)關(guān)（自動(dòng)）sb3-1x01010旋鈕開(kāi)關(guān)（手動(dòng)）sb3-2x01111手動(dòng)開(kāi)電動(dòng)閥旋鈕開(kāi)關(guān)sb4x01212手動(dòng)關(guān)電動(dòng)閥旋鈕開(kāi)關(guān)sb5x013131#清水泵手動(dòng)旋鈕開(kāi)關(guān)sb6x014142#清水泵手動(dòng)旋鈕開(kāi)關(guān)sb7x01515電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)起限位開(kāi)關(guān)sq1x01616電動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉限位開(kāi)關(guān)sq2x01717電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)故障報(bào)警fr0x02018電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)器報(bào)警ka1x02119曝氣風(fēng)機(jī)手動(dòng)旋鈕開(kāi)關(guān)sb8x02220輸入點(diǎn)備用x023x027表2-2 sbr廢水處理系統(tǒng)plc輸出接口功能表序號(hào)工位名稱(chēng)文字符號(hào)輸入口11#清水泵接觸器km1y00022#清水泵接觸器km2y00

17、13污水池高水位紅色指示燈hl7y0024污水池低水位綠色指示燈hl8y0035清水池高水位紅色指示燈hl9y0046清水池低水位綠色指示燈hl10y0057中水箱高水位紅色指示燈hl11y0068中水箱低水位綠色指示燈hl12y0079電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)起綠色指示燈hl13y01010電動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉黃色指示燈hl14y01111開(kāi)電動(dòng)閥門(mén)接觸器km4y01212關(guān)電動(dòng)閥門(mén)接觸器km5y01313電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)器報(bào)警紅色指示燈hl6y01414羅茨風(fēng)機(jī)（曝氣風(fēng)機(jī)）接觸器km3y01515排空電磁閥繼電器ka3y01616上水電磁閥繼電器ka2y01717輸出口備用y020y0276) 根據(jù)上述設(shè)計(jì)，對(duì)照主

18、回路檢查交流控制回路、plc控制回路、各種保護(hù)聯(lián)鎖電路、plc控制程序等，全部符合設(shè)計(jì)要求后，繪制出最終的電氣原理圖。7) 根據(jù)設(shè)計(jì)方案選擇的電氣元件，編制原理圖的元器件目錄表(4) plc控制程序設(shè)計(jì)1) 程序設(shè)計(jì)。根據(jù)控制要求，建立sbr廢水處理系統(tǒng)控制流程圖，表達(dá)出各控制對(duì)象的動(dòng)作順序，相互間的制約關(guān)系。在明確plc寄存器空間分配，確定專(zhuān)用寄存器的基礎(chǔ)上，進(jìn)行控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，包括主程序編制、各功能子程序編制、其他輔助程序的編制等。并繪出sbr廢水處理系統(tǒng)plc控制梯形圖，寫(xiě)出相應(yīng)的語(yǔ)句。2) 系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試。空載靜態(tài)調(diào)試時(shí)，針對(duì)運(yùn)行的程序檢查硬件接口電路中各種邏輯關(guān)系是否正確，然后先調(diào)試子程序或功能模塊程序，然后調(diào)試初始化程序，最后調(diào)試主程序。調(diào)試過(guò)程中盡量接近實(shí)際系統(tǒng)，并考慮到各種可能