超聲波清洗機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【4張圖+畢業(yè)論文+任務(wù)書】,4張圖+畢業(yè)論文+任務(wù)書,超聲波,清洗,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì),畢業(yè)論文,任務(wù)書 課程設(shè)計(jì)專用紙 No 課程設(shè)計(jì)（論文） 題目： 超聲波清洗機(jī) 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)名稱：機(jī)電傳動控制 班級學(xué)號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 成 績 評 定 表 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 課程設(shè)計(jì)題目 超聲波清洗機(jī)控制系統(tǒng) 評 語 組長簽字： 成績 日期 201 年 月 日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 課程設(shè)計(jì)題目 超聲波清洗機(jī)控制系統(tǒng) 實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù): 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1）完成《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》所要求的控制循環(huán)。 2）按停止按鈕，完成當(dāng)前循環(huán)后再停。 3）要求可以實(shí)現(xiàn)手動、單周期、連續(xù)控制。 設(shè)計(jì)要求： 1）畫出端子分配圖和順序功能圖 2）設(shè)計(jì)并調(diào)試PLC控制梯形圖 3）設(shè)計(jì)說明書 工作計(jì)劃與進(jìn)度安排: 進(jìn)度安排： 1）理解題目要求，查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案 1天 2）PLC梯形圖設(shè)計(jì)與調(diào)試 3天 3）說明書撰寫 0.5天 4）答辯 0.5天 目 錄 0. 前 言 4 1. 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求 5 1.1 控制要求 5 1.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求 5 1.3 任務(wù)分析 6 2. 總體設(shè)計(jì) 7 2.1 輸入輸出端子接線圖 7 2.2 PLC控制原理圖及其設(shè)計(jì)說明 8 2.3 主電路圖 9 2.4 PLC選型 10 3. PLC程序設(shè)計(jì) 11 3.1 主程序設(shè)計(jì)說明 11 3.2 主程序順序功能圖 12 3.3 梯形圖 13 3.4 程序調(diào)試說明 19 3.5 電器元件選擇 19 4. 總 結(jié) 20 5. 參考文獻(xiàn) 21 0. 前 言 本次課程設(shè)計(jì)的目的是掌握機(jī)電傳動控制系統(tǒng)的基本原理、PLC控制電路的設(shè)計(jì)方法以及繼電器—接觸器控制電路的PLC改造方法。掌握機(jī)電傳動控制系統(tǒng)中繼電器—接觸器控制和PLC控制的基本原理、設(shè)計(jì)方法及兩者的關(guān)系。掌握常用電器元件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與設(shè)計(jì)能力。 可編程序控制器PLC（Programmable Logical Controller）是以微處理器為核心綜合了微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為一體的通用工業(yè)控制裝置。 PLC具有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡單、靈活通用、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是在高可靠性和惡劣工作環(huán)境中得到好評，在機(jī)械、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用、成為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱（PLC/機(jī)器人、CAD/CAM）之一。因此學(xué)好并熟練應(yīng)用PLC對當(dāng)代大學(xué)生而言已經(jīng)變得至關(guān)重要。 1. 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求 1.1 控制要求 （1）該系統(tǒng)可進(jìn)行清洗、漂洗、還有超聲、有進(jìn)水進(jìn)液閥、排水排液閥、水泵電動機(jī)和液泵電動機(jī)，容腔內(nèi)包含兩個(gè)液位傳感器，上限位和下限位。 （2）要求有三種工作方式：手動、單周期、連續(xù) 。 （3）連續(xù)時(shí)，循環(huán)5次結(jié)束，聲光間斷報(bào)警5秒。 1.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求 （1）畫出段子分配圖 、和順序功能圖 （2）設(shè)計(jì)并調(diào)試PLC控制梯形圖 （3）設(shè)計(jì)說明書 1.3 任務(wù)分析 圖1 超聲波清洗機(jī)工藝流程圖 2. 總體設(shè)計(jì) 2.1 輸入輸出端子接線圖 圖2 端子接線圖 2.2 PLC控制原理圖及其設(shè)計(jì)說明 圖3 外部接線圖 2.3 主電路圖 圖4 電動機(jī)正反轉(zhuǎn)電路圖 2.4 PLC選型 PLC的規(guī)模大小是由輸入輸出端口數(shù)決定的，也就是選擇合適的I/O端口數(shù)的PLC。因此在選用PLC時(shí)，首先應(yīng)與PLC相連的全部輸入輸出裝置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并區(qū)分輸出的性質(zhì)，和所需的電壓、電流的大小和種類。確定全部的I/O點(diǎn)數(shù)，并在加上10%--15%的備用量，用來輸出的擴(kuò)展。 （1）輸入點(diǎn)數(shù) 手動、單周期、連續(xù)、啟動、停止共需要5個(gè)輸入端口，上下限位需要兩個(gè)輸入端口，手動需要5個(gè)輸入，共需要12個(gè)輸入。 （2）輸出點(diǎn)數(shù) 進(jìn)水閥、進(jìn)液閥需要2個(gè)輸出、排水排液閥共用1個(gè)輸出、水泵、液泵需要2個(gè)輸出，超聲漂洗、超聲漂洗2個(gè)輸出，聲光報(bào)警需要2個(gè)輸出、綜上所述共需要9個(gè)輸出。 根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)及備用量選用 S7-200 CPU226 AC/DC/繼電器 型PLC 3. PLC程序設(shè)計(jì) 3.1 主程序設(shè)計(jì)說明 根據(jù)要求該系統(tǒng)超聲清洗和超聲漂洗兩項(xiàng)功能，并能實(shí)現(xiàn)手動、單周期、連續(xù)的循環(huán)。 手動程序設(shè)計(jì)：當(dāng)給出手動輸入時(shí)，應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的輸出，當(dāng)閉合手動進(jìn)水閥時(shí)，進(jìn)水閥打開，此時(shí)水泵作用把水送進(jìn)機(jī)體，關(guān)閉進(jìn)水閥，上述兩過程結(jié)束。當(dāng)閉合手動進(jìn)液閥時(shí)，進(jìn)液閥打開，同時(shí)液泵作用，將液體送進(jìn)機(jī)體，信號結(jié)束，上述過程停止。當(dāng)手動排水、液閥得到信號時(shí)，排水排液閥打開，有超聲清洗信號時(shí)，輸出超聲清洗有超聲漂洗信號時(shí)，輸出超聲漂洗。手動過程中，上述個(gè)過程沒有相互聯(lián)系，互相獨(dú)立。 單周期、連續(xù)程序設(shè)計(jì)：單周期與連續(xù)基本相同，用一個(gè)連續(xù)標(biāo)志位區(qū)別，根據(jù)超聲波清洗機(jī)工藝流程圖，啟動后，打開進(jìn)液閥和液泵，同時(shí)打開排液閥、進(jìn)行清洗液沖洗，4秒后停止，關(guān)閉排液閥，進(jìn)液閥液泵繼續(xù)工作，直到液體達(dá)到上限位，關(guān)閉進(jìn)液閥液泵，進(jìn)行清洗液超聲漂洗，3秒后停止，進(jìn)行清洗液超聲清洗，清洗時(shí)間為5秒，時(shí)間到，打開排液閥，直到液體到達(dá)下限位時(shí)，此時(shí)打開進(jìn)水閥、水泵進(jìn)行清水沖洗，2秒后，關(guān)閉排水排液閥，進(jìn)清水直到達(dá)到上限位，關(guān)閉水泵進(jìn)水閥，進(jìn)行清水超聲清洗，6時(shí)間到后停止清洗打開排水閥，直到液體到達(dá)下限位打開水泵、進(jìn)水閥清水沖洗，2秒后停止水泵進(jìn)水閥，開始排水，到下限位時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，若不連續(xù)，即連續(xù)標(biāo)志位未得電，系統(tǒng)停止，若連續(xù)，則系統(tǒng)開始循環(huán)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)位5時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。 3.2 主程序順序功能圖 圖5 順序功能圖 3.3 梯形圖 手動標(biāo)志 ：手動程序 連續(xù)標(biāo)志位 清洗液清洗 超聲漂洗 超聲清洗 排液 清水沖洗 進(jìn)清水 清水超聲清洗 排水 清水沖洗 排水 計(jì)數(shù) 聲光報(bào)警 輸出程序： 進(jìn)水閥、水泵 進(jìn)液閥、液泵 排水排液閥 超聲清洗 超聲漂洗 圖6 PLC梯形圖 3.4 程序調(diào)試說明 1.第一次編寫程序時(shí)，將聲光報(bào)警、計(jì)數(shù)器輸出端直接與M1.4并聯(lián)，導(dǎo)致程序出錯(cuò)，仿真時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤無法出現(xiàn)梯形圖，經(jīng)多次調(diào)試后，多加了一個(gè)M1.5，并將M1.4作為計(jì)數(shù)器的得電條件單獨(dú)分離出來，程序能正確運(yùn)行。 2.在仿真時(shí)，出現(xiàn)輸出端一直亮的現(xiàn)象，后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，仿真是給信號的過程，多數(shù)信號脈沖只是瞬時(shí)的，開關(guān)打上去之后應(yīng)該立刻博關(guān)閉，改正后，仿真能正確輸出。 3.5 電器元件選擇 1.電機(jī)選型： 根據(jù)該清洗劑要求可選擇三相交流異步電動機(jī)：型號YZP 100L額定功率：2.2KW，額定電流：5.57A，額定電壓：～380V，額定轉(zhuǎn)速：1500 r/min。最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)2.4。效率75.8%。功率因數(shù)Cosφ＝0.79 2.熔斷器選型： 選擇熔斷器的依據(jù)和指標(biāo)有： 電路中的FU1：型號為：3NA3 803－2C FU2：型號為：3NA3 801－2 ： 4. 總 結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)在老師和同學(xué)耐心的幫助下，順利的完成了本次課程設(shè)計(jì)。通過本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步掌握①機(jī)電傳動控制系統(tǒng)中固定程序的繼電器—接觸器控制和PLC控制的基本原理、設(shè)計(jì)方法及兩者的關(guān)系。②常用電器元件的選擇方法。③具備一定的控制電路的分析能力與設(shè)計(jì)能力 通過這段時(shí)間的可設(shè)計(jì)，不僅學(xué)到了不少知識，彌補(bǔ)了在平時(shí)忽略的知識點(diǎn)，而且對PLC也有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，認(rèn)識到了它的強(qiáng)大，與自己的不足，希望在以后能繼續(xù)學(xué)習(xí)機(jī)電這方面的知識，拓寬自己的視野的同時(shí)也掌握了不少知識。 5. 參考文獻(xiàn) [1] 陳白寧.段智敏.劉文波.機(jī)電傳動控制.第一版.東北大學(xué)出版社.2004.4；113-133 [2] 張進(jìn)秋.陳永利.張中民.可編程邏輯控制器原理及應(yīng)用實(shí)例.第二版.機(jī)械工業(yè)出版社.2003.2；1-33 [3] 廖常初 PLC編程及運(yùn)用 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [4] 殷華文 可編程序控制器及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 西安 西安地圖出版社，2001 [5] 龐啟懷 小功率電動機(jī)選擇與應(yīng)用技術(shù) 北京：人民郵電出版社，1998 21