P L C原理課程設(shè)計指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 學 號： 姓 名： 目 錄一、大小球分揀傳送機械PLC控制1題目要求 1.1 大小球分揀傳送機械示意圖 3 1.2控制要求 3 2選擇plc的機型 43連續(xù)工作的順序功能圖 44. I/O分配表和I/O接線圖 5 4.1 I/O分配表 5 4.2 I/O接線圖 65出現(xiàn)問題及解決 66.程序和注釋 7二、 小型污水處理控制系統(tǒng)1題目及要求 261.1 SBR污水處理工藝的技術(shù)要求 261.2 SBR廢水處理系統(tǒng)動力設(shè)備 271.3 SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要求 282選擇PLC的機型 293I/O接線圖 29 3.1 主電路設(shè)計 293.2 交流控制電路設(shè)計 30 4連續(xù)工作的順序功能圖 32 5I/O分配 33 6出現(xiàn)問題及解決 35 7程序和注釋 35三、心得體會 47四、參考文獻 491、大小球分揀傳送機械PLC控制一題目及要求1. 大、小球分揀傳送機械示意圖2. 控制要求：（1）機械臂起始位置在機械原點（見圖），為左限、上限并有顯示。（2）有起動按鈕和停止按鈕控制運行，設(shè)停止時機械臂必須已回到原點。（3）起動后，機械臂動作順序為：下降吸球上升（至上限）右行（至右限）下降釋放上升（至上限）左行返回（至原點）。（4）機械臂右行時有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降時，當電磁鐵壓著大球時，下限開關(guān)LS2斷開（=“0” ）；壓著小球時，下限開關(guān)LS2接通（=“1” ）。多操作模式1）回初始模式2）手動模式3）自動模式：單周期、和連續(xù)3. I/O編址及I/O端子接線圖4. 連續(xù)工作的順序功能圖5. 編程并調(diào)試二選擇PLC的機型，擴展I/O模塊型號及校驗主機的電源負載能力選用西門子S7-200機型，使用18個數(shù)字量輸入6個數(shù)字量輸出，不用I/O擴展，滿足電源負載能力。三連續(xù)工作的順序功能圖起始位置 0 1 2 3 6 7 啟動下行 壓合下限SQ2吸球 定時1s 上行 壓合上限SQ1右行 小球右限SQ4 大球右限SQ5下行下行 5 4 放球 定時1s 上行 壓合下限SQ2左行壓合上限SQ1 壓合左限SQ3四I/O分配表和I/O接線圖1.I/O分配表I/0分配表見表1。表1 I/0分配表輸入信號I0.0啟動按鈕SB1I0.1停止按鈕SB2I0.2上限位開關(guān)SQ1I0.3下限位開關(guān)SQ2I0.4左限位開關(guān)SQ3I0.5小球右限位開關(guān)SQ4I0.6大球右限位開關(guān)SQ5I0.7大小球檢測開關(guān)SQI1.0手動運行選擇開關(guān)SB3I1.1單周期運行選擇開關(guān)SB4I1.2連續(xù)運行選擇開關(guān)SB5I1.3原點選擇開關(guān)SB6I1.4手動上行開關(guān)SB7I1.5手動下行開關(guān)SB8I1.6手動右行開關(guān)SB9I1.7手動左行開關(guān)SB10I2.0手動抓球開關(guān)SB11I2.1手動放球開關(guān)SB12輸出信號Q0.0原點位置指示燈HLQ0.1抓球電磁鐵YAQ0.2下行中間繼電器KA1Q0.3上行中間繼電器KA2Q0.4右行中間繼電器KA3Q0.5左行中間繼電器KA42.I/O接線圖I/O接線圖見圖1。圖1 I/O接線圖五出現(xiàn)問題及解決 在最初的編寫程序中，對scr指令的使用出現(xiàn)了錯誤，導(dǎo)致后來接線操作中，最初的s0.1一直在被置1，從而使輸出一直不對，這個問題自己沒能找到從何入手，經(jīng)過老師指點，重新用一個開關(guān)作為控制自動運行過程的啟動脈沖才解決了問題。在后來的操作過程中，會因為忘記復(fù)位行程開關(guān)而導(dǎo)致輸出不正確，后來通過多練習以及從原理上理解這個程序，才從根本上解決忘記復(fù)位這個問題。六程序和注釋 2. 小型污水處理控制系統(tǒng)一、題目及要求1SBR污水處理工藝的技術(shù)要求序列間歇式活性污泥法廢水處理技術(shù)（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，簡稱SBR）是一種高效廢水回用的處理技術(shù)，采用優(yōu)勢菌技術(shù)對生活污水進行處理，經(jīng)過處理后的中水可以用來澆灌綠地、花木、沖洗廁所及車輛等，從而達到節(jié)約水資源的目的。SBR污水處理系統(tǒng)分別由污水處理池、清水池、中水水箱、電控箱以及水泵、羅茨風機、電動閥門和電磁閥等部分組成，在污水處理池、清水池、中水水箱中分別設(shè)置液位開關(guān)，用以檢測水池與水箱中的水位。SBR廢水處理系統(tǒng)示意圖如圖1所示。圖1 SBR廢水處理系統(tǒng)示意圖污水處理的第一階段：當污水池中的水位處于低水位或無水狀態(tài)時，電動閥會自動開起納入污水。當污水池納入的污水至正常高水位時，電動閥自動關(guān)閉，污水池中污水呈微氧和厭氧狀態(tài)。污水處理的第二階段：采用能降解大分子污染物的曝氣法，可使污水脫色、除臭、平衡菌群的pH值并對污染物進行高效除污，即好氧處理過程。整個好氧（曝氣）時間一般需要68h。在曝氣管路上安裝了排空電磁閥，當電動閥門自動關(guān)閉后，排空電磁閥開起，羅茨風機延時空載起動，然后排空電磁閥關(guān)閉，污水池開始曝氣。當曝氣處理結(jié)束后，排空電磁閥再次開起，羅茨風機空載停機，然后排空電磁閥延時關(guān)閉。曝氣風機在無負荷條件下起動和停止，能起到保護電動機和風機的作用。經(jīng)過0.5h的水質(zhì)沉淀，PLC下達起動1#清水泵指令，將沉淀后的水泵入到清水池。當清水池中的水位升至正常高水位時，1#清水泵自動停止運行。這時2#清水泵自動起動向中水箱泵水，當水箱內(nèi)達到正常高水位時，2#清水泵自動停止運行，這時中水箱內(nèi)的水全部完成處理過程。如上所示，當中水箱內(nèi)水位降至低水位時，2#清水泵又自動起動向中水箱泵水。當污水池中的水位降至低水位時，電動閥門會自動打開繼續(xù)向污水池納入污水。如此循環(huán)往復(fù)。SBR廢水處理技術(shù)針對污水水質(zhì)不同選用生物菌群不同，工藝要求要求有所不同，電氣控制系統(tǒng)應(yīng)有參數(shù)可修正功能，以滿足廢水處理的要求。2SBR廢水處理系統(tǒng)動力設(shè)備SBR廢水處理系統(tǒng)中所使用的動力設(shè)備（水泵、羅茨風機、電動閥），均采用三相交流異步電動機，電動機和電磁閥（AC220V選配）選配防水防潮型。1#清水泵：立式離心泵LS50-10-A，揚程10m，流量29m3/h，1kW。2#清水泵：立式離心泵LS40-32.1，揚程30m，流量16m3/h，3kW。曝氣羅茨風機：TSA-40，0.7m3/min，1.1kW。電動閥：閥體D97A1X5-10ZB-125mm，電動裝置LQ20-1，AC380V，60W。3SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要求1) 控制裝置選用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，根據(jù)工藝要求合理選配PLC機型和I/O接口。2) 可執(zhí)行手動/自動兩種方式，應(yīng)能按照工藝要求編輯程序并可實時整定參數(shù)。3) 電動閥上驅(qū)動電動機為正、反轉(zhuǎn)雙向運行，因此要在PLC控制回路加互鎖功能。4) PLC的接地應(yīng)按手冊中的要求設(shè)計，并在圖中表示或說明。5) 為了設(shè)備安全運行，考慮必要的保護措施，例如電動機過熱保護、控制系統(tǒng)短路保護等。6) 繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、PLC硬件電路，編制PLC的I/O接口功能表。7) 選擇電器元件、編制元器件目錄表。8) 采用梯形圖或指令表編制PLC控制程序。二、選擇PLC的機型，擴展I/O模塊型號及校驗主機的電源負載能力選用西門子S7-200機型，使用21個數(shù)字量輸入16個數(shù)字量輸出，不用I/O擴展，滿足電源負載能力三、I/O接線圖I/O接線圖如圖2所示。圖2 I/O接線圖 (1) 主電路設(shè)計 SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)主電路如圖3所示。圖3 SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)主電路1) 主回路中交流接觸器KM1、KM2、KM3分別控制1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風機M3；交流接觸器KM4、KM5控制電動閥電動機M4，通過正、反轉(zhuǎn)完成開起閥門和關(guān)閉閥門的功能。2) 電動機M1、M2、M3、M4由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實現(xiàn)過載保護。電動閥電動機M4控制器內(nèi)還裝有常閉熱保護開關(guān)，對閥門電動機M4實現(xiàn)雙重保護。3) QF為電源總開關(guān)，既可完成主電路的短路保護，又起到分斷三相交流電源的作用，使用和維修方便。4) 熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4分別實現(xiàn)各負載回路的短路保護。FU5、FU6分別完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保護。(2) 交流控制電路設(shè)計 SBR廢水處理系統(tǒng)交流控制電路如圖4所示。圖4 SBR廢水處理系統(tǒng)交流控制電路1) 控制電路有電源指示HL。PLC供電回路采用隔離變壓器TC，以防止電源干擾。2) 隔離變壓器TC的選用根據(jù)PLC耗電量配置，可以配置標準型、變比1：1、容量100VA隔離變壓器。3) 1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風機M3分別有運行指示燈HL1、HL2、HL3，由KM1、KM2、KM3接觸器常開輔助觸點控制。4) 4臺電動機M1、M2、M3、M4的過載保護，分別由4個熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實現(xiàn)，將其常閉觸點并聯(lián)后與中間繼電器KA1連接構(gòu)成過載保護信號，KA1還起到電壓轉(zhuǎn)換的作用，將220V交流信號轉(zhuǎn)換成直流24V信號送入PLC完成過載保護控制功能。5) 上水電磁閥YA1和指示燈HL1、排空電磁閥YA2，分別由中間繼電器KA2和KA3觸點控制。四、連續(xù)工作的順序功能圖圖5 SBR廢水處理系統(tǒng)控制流程圖五、I/O分配SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸入信號見表2。 表2 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸入信號表序號工位名稱文字符號端口序號工位名稱文字符號端口1污水池高水位開關(guān)信號H1I0.211手動開電動閥旋鈕開關(guān)SB4I1.32污水池低水位開關(guān)信號L1I0.312手動關(guān)電動閥旋鈕開關(guān)SB5I1.43清水池高水位開關(guān)信號H2I0.6131#清水泵手動旋鈕開關(guān)SB6I1.54清水池低水位開關(guān)信號L2I1.0142#清水泵手動旋鈕開關(guān)SB7I1.65中水箱高水位開關(guān)信號H3I1.115電動閥門開起限位開關(guān)SQ1I2.26中水箱低水位開關(guān)信號L3I1.216電動閥門關(guān)閉限位開關(guān)SQ2I2.47起動按鈕（綠色）SB110.017電動閥電動機故障報警FR0I2.08停止按鈕（紅色）SB2I2.718電動機熱保護器報警KA1I2.19旋鈕開關(guān)（自動）SB3-1I0.419曝氣風機手動旋鈕開關(guān)SB8I1.710旋鈕開關(guān)（手動）SB3-2I0.520自動控制程序開啟脈沖SB9I2.5SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸出接口功能表見表3。表3 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸出接口功能表序號工位名稱端口序號工位名稱端口11#清水泵接觸器Q0.610電動閥門關(guān)閉黃色指示燈Q0.522#清水泵接觸器Q0.711開電動閥門接觸器Q0.33污水池高水位紅色指示燈Q0.112關(guān)電動閥門接觸器Q0.24污水池低水位綠色指示燈Q0.013電動機熱保護器報警紅色指示燈Q1.75清水池高水位紅色指示燈Q1.014羅茨風機（曝氣風機）接觸器Q1.56清水池低水位綠色指示燈Q1.115排空電磁閥繼電器Q1.47中水箱高水位紅色指示燈Q1.216上水電磁閥繼電器Q1.68中水箱低水位綠色指示燈Q1.317輸出口備用9電動閥門開起綠色指示燈Q0.4六、出現(xiàn)問題及解決 雖然污水處理程序本身用到的指令以及知識點都是平時最基礎(chǔ)的SCR以及延時程序，但在編程過程中還是遇到了蠻大的麻煩，因為一些邏輯的先后順序而導(dǎo)致整個程序出現(xiàn)問題，輸出的燈時而會有一些本來不該亮的燈也涼了，所以要想編好這個程序，首先要對污水處理的過程以及原理了然于胸，然后通過自己的理解把從污水到污水自動處理的過程，以及后來污水到清水，再由清水到中路的過程，每一步發(fā)生了什么，先后順序是什么，都是編好程序的關(guān)鍵。在接線操作時，更是要對整個順序和原理非常清楚，才能準確無誤的展示給老師看，操作過程中也經(jīng)常會因為開關(guān)先后順序不對，造成輸出指示燈亮的不對，這些都是需要細心的地方。七、程序和注釋PLC原理課程設(shè)計心得體會經(jīng)過一個星期的PLC原理課程設(shè)計，對自己而言收獲還是非常多的，之前的學習過程更加偏向于理論，平時的實驗雖然對自己理論聯(lián)系實際的幫助也非常大，但大多都是用現(xiàn)有的程序，很少有自己親手從頭到尾編的程序。沒有經(jīng)歷最初的看要求理思路，全局編排程序的分布，一點點把錯誤改過來，到最后終于成功的喜悅是一種很奇妙也很美妙的感覺，這樣的感覺也增加了自己對PLC的學習熱情，在第二個污水處理的編程以及調(diào)試中，自己之前的焦躁會少了很多，一心只想快點跨過這個難題，通過自己的思考以及和同學的激烈討論，這兩個實驗程序的編排和調(diào)試都使自己在PLC上有了不小的進步。一方面使我鞏固了這學期PLC原理課程所學的知識，對梯形圖編程的基本知識的使用更加熟練，尤其是使用能流進行分析，同時也增加了我對PLC編程的一些認識，在課程設(shè)計完成過程中通過和同學的交流，也增加了合作的技巧。通過查閱以下資料也學到了一些課本上沒有的東西，拓寬了自己的知識面，增加了學好PLC的信心。 這次設(shè)計，了解到理論知識與實踐相結(jié)合的重要意義，學會了堅持、耐心和努力，這將為自己今后的學習和工作做出了最好的榜樣。我覺得作為自動化專業(yè)的學生，這次課程設(shè)計是很有意義的。更重要的是如何把自己平時所學的東西應(yīng)用到實際中。雖然自己對于這門課了解的還不算很多，一個學期的學習過程只是一個入門的過程，也沒有很有效的辦法讓自己有質(zhì)的飛躍，但是由于這一個多禮拜的“學習”，自己通過獨立思考以及同學的討論中和老師指導(dǎo)下對這門課也有了一定深入了解，感覺非常好。而我真正體會到了合作的重要性，遇到很多問題時，當我自己思考以及看書查資料不