1、氣工程課程設計說明書電氣控制與PLC設計題目：鑄造機控制系統設計班級：學號：姓名：指導教師： 教師職稱:電氣工程學院課程設計任務書課程名稱：電氣控制與PLC基層教學單位：指導教師:學號學生姓名（專業）班級設計題目鑄造機控制系統設計（70起評）設 計 技 術 參 數.設計內容見附頁（33）.使用組態王實現上位控制.公共實踐（四層電梯）.公共實踐（郵件分揀）（選作）.查閱資料（變頻器）設 計 要 求采用PLC進行設計。畫出系統圖，采用梯形圖編程，并給 出相應的組態控制工程（附主畫面）。結合公共實踐部分，完成 設計說明書。參 考 資 料“電氣控制”類圖書及論文資料“可編程控制器”類圖書及論文資料周次

2、20周應 完 成 內 容分析設計要求、查資料、確定方案，設計梯形圖、設計上位組 態撰寫課程設計說明書，答辯指導教 師簽字基層教學單 位主任簽字說明：1、此表一式三份，系、學生各一份，報送院教務科一份。2、學生那份任務書要求裝訂到課程設計報告前面。電氣工程學院教務科摘要本課題介紹的是鑄造機的PLC電控系統，電氣采用日本三菱FX2N型課編程序控制器(PLC)進行控制設計，其目的是提高系統運行的可靠性和自動化程度，減輕操作工人的勞動 強度和電氣維修工人的工作量及維護時間，以提高產品的質量和勞動生產率。近年來，隨著可編程控制器( PLC)應用技術的發展，其在工業生產中的應用也越來廣 泛；根據工業現場的

3、需要和 PLC自身的特點，可編程控制器在工業生產中也被廣泛采用，使 工業控制變得更為靈活、方便，也使得生產效率大大提高。在工程生產領域，我們也運用到了PLC,例如，在壓鑄機上我們運用它幫助我們完成了多個人的工作，實現了壓鑄機的智能化控制，從而降低了生產成本，提高了勞動效率。在工 業上應用PLC是我們以后發展的必然方向，它將成為代替原始機械控制的有效控制裝置。在 工業生產中采用可編程控制器PLC,可利用其硬件和軟件上采取的一系列抗干擾措施，使它可以直接安裝于工業現場而穩定可靠地工作。本小組進行了分工合作，分工情況如下：邢永躍，朱恩多和王延強負責主程序的編寫， 材料整理和說明書的編寫；盧小召和張天

4、亮負責學習并使用組態王完成操作過程的復現；我 負責硬件的制作和調試。目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 控制系統的設計1 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document PLC控制系統類型 1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 鑄造機工藝流程3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 第二章總體設計5 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document

5、主程序設計5 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 手動程序設計5 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 順控設計6 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 第三章程序設計9 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 第四章硬件設計 17 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 電路板連接 17 HYPERLINK l bookmark32 o Current Documen

6、t 輸入輸出編址18 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 鑄造機模型設計19 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 心得體會21 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 參考文獻22第一章系統設計1.1控制系統的設計控制系統的設計步驟為:PLC(1)根據被控對象的控制要求，確定整個系統的輸入、輸出設備的數量，從而確定的I/O點數，包括開關量I/O、模擬量I/O以及特殊功能模塊等。PLC。例如：對三菱(2)充分估計被控對象的控制要求，所選的 PLC的I/O點數

7、應留有一定的余量。另外,在性能價格比變化不大的情況下，盡可能選擇同類型中功能強的新一代 公司的小型PLC來說，一般應選用 FX系列PLC,而不再選用 F系列PLCo(3)確定選用的PLC機型。本次設計根據老師提供的器件，選擇了型號為 FX2N-48MR-001 的 PLC。(4)建立I/O分配表，繪制 PLC控制系統的流程圖。(5)根據控制要求，繪制用戶程序的流程圖。(6)編制用戶程序，并借助編程器將用戶常年供需裝入PLC的用戶程序儲存器。(7)在實驗室模擬調試用戶程序。(8)完成第7步的工作后，連接硬件調試用戶程序。(9)整個系統的調試結束后，編寫說明文件。1.2PLC控制系統類型一般來說，

8、PLC控制系統可分為下列三種類型:.由PLC構成的單片機控制系統.由PLC構成的集中控制系統.由PLC構成的分布式控制系統可編程控制器圖1.2.1單機控制系統圖1.2.2集中控制系統上級機可編程控制器被控對象PLC1PLC2PLCn1.3鑄造機工藝流程圖1.3.1鑄造機構造圖(1)合上PLC控制柜內的所有空氣開關，接通 PLC電源及直流24V供電電源。(2)將手動順控轉換開關置于手動位置，按下油泵啟停按鈕，電機在卸荷狀態下啟動(再次按下油泵啟停按鈕，油泵電機停止運行)，其控制由計算機自動完成，此時才可以進 行鑄造機運行操作。1.3.2系統運行操作該系統操作為手動和順控兩種方式。手動方式將手動順

9、控轉換開關置于手動位置，啟動油泵電機，電動運行停止按鈕，運行指示燈點 亮，此時，可根據鑄造機運行要求操作相應的控制按鈕即可：運行中可反復點動運行停止按 鈕，來停止運行和返回原運行狀態。順控方式進行順控操作之前，必須用手動方式將鑄造機的合模缸退回到尾部位置，再將手動順控轉換開關置于順控位置，按下步進按鈕，系統將從合模缸進1開始按序動作，每一動作完成則自動停止，再次按下步進按鈕，系統進入下一工序，以后重復上述過程，直到回到原始位置為止；運行中可反復點動運行停止按鈕，來停止運行和返回原始運行狀態。第二章總體設計主程序設計主程序部分主要包含以下三部分：(1)油泵電機啟動及系統短路保護程序；(2)油泵電

10、機設有過載保護和回油濾油器堵指示信號，并設有相應的聲音報警，按下報警解除按鈕即可解除報警聲；(3)系統設有完善的互鎖保護程序。手動程序設計D試模:開始操作時，啟動鑄造機工作，先按下合模缸進的按鈕，這時油泵電機開始向合模缸注入液壓油，然后合模缸聲始血801咨咫科擊瞿到合模缸壓力上限除模缸退到1他液壓站壓力來檢測），合模缸停止運行，同時卸荷閥打開，液壓油流入油泵電機。這是合模缸第一次進到壓2)模:按動合模缸退按鈕，油泵電機向合模缸注入液壓油，合模缸開始后退，合模缸不能退到ib上限,當旋轉缸后傾到后傾限位開關時，旋轉缸停止工作，同時卸荷閥打開，液壓油流回油泵4）脫模:脫模缸到位脫模缸退脫模缸進（脫模

11、）電機。這時，另一名操作人員將融化的鑄液倒入已經放入模具的機件中，由溫度檢測元件檢人工取鑄件測機件中的鑄液是否冷卻。如果已冷卻，自動提示進入下一步的操作脫模缸退到位工件冷卻以后，操作人員按動旋轉缸前傾按鈕，油泵電機向旋轉缸注入液壓油，旋轉缸前傾。當旋轉缸前傾到前傾限位開關時，旋轉缸停止工作，同時卸荷閥打開，液壓油流回油泵電機。解除保壓，液壓油流回油泵電機。此時操作人員按照工藝流程按動合模缸退按鈕，液壓 油重新流入合模缸，合模缸開始二次后退。為了取模方便，合模缸第二次退要退到機器的尾 部也就是限位開關 2的位置，到位后合模缸停止工作，液壓油流回油泵電機。由于金屬冷卻 后人工取模比較困難，因此在這

12、個系統中設計了脫模工藝。合模缸退到位后，按下脫模按鈕，脫模缸前進，脫模到位后自動復原。這時一個循環完 畢。順控設計在手動過程中，操作人員在頻繁的按動按鈕，這樣既不利于提高工作效率，又容易因為操作時間的延長而產生一些錯誤，不利于安全生產。因此，可以將手動系統中得合模缸前進 后退、旋轉缸前傾后傾、脫模缸前進后退統一為一個步進開關。這樣就是把手動改為順控, 也就是改為半自動控制。其操作主要包含五個步驟，都由一個步進開關控通電制。這樣操作人員就可以減輕一些負擔。其簡要的過程如上圖所示:幃工作時，合模缸必須在鑄造機尾部，因為一個循環工序的開始必須定一個位:。當操作人員第一次按動步進開關時，合模缸進，此時

13、油泵電機向合模缸注入置為起始位直第三章程序設計應用GX-Developer繪制的梯形圖如下：第四章硬件設計電路板連接:圖4.1.1電路板正面原件分布圖圖4.1.2電路板背面連線圖輸入輸出編址輸入輸出的地址設計如下表：表4.2.1輸入輸出地址表輸入編址輸出編址脫模缸進按鈕（手動）X0脫模缸進Y0運行暫停/開始按鈕X1脫模缸退Y1合模缸進按鈕（手動）X2合模缸進Y2合模缸退按鈕（手動）X3合模缸退Y3旋轉缸退按鈕（手動）X4旋轉缸退Y4旋轉缸進按鈕（手動）X5旋轉缸進Y5手動OFF/順控ON （轉換開關）X6卸荷閥Y6步進按鈕X7濾油器堵指示燈Y11合模缸退到2位行程開關X10運行指示燈Y12合模

14、缸退到1位行程開關X11油泵電機過載（指示燈）Y13油泵啟/停按鈕X12報警電笛Y14油泵電機過載（熱繼電器）X13保壓燈Y27合模壓力上限（壓力傳感器）X14濾油器堵（壓力傳感器）X15報警解除按鈕X17旋轉缸進到OFF行程開關X20旋轉缸退到OFF行程開關X21脫模缸進到位行程開關X23脫模缸退到位行程開關X24啟動/停止按鈕X26保壓按鈕X27鑄造機模型設計根據我們掌握的要求，以及手頭的資源，我們制作了如下的鑄造機模型，對于我們的課設進行補充。鑄造機模型如下：圖4.3.2加工工具心得體會經過緊張忙碌的一周課設，正如老師所說的那樣，我們在一起學到了很多東西。首先，是知識層面的鞏固和提高。雖

15、然經過了一個學期的學習，我們對于PLC有了初步的了解，但真正自己動手去設計一個實用的系統，這還是第一次。當然，在這個過程中，我們面臨著很多的問題，像如何搞清楚鑄造機的整個流程和所有的細節，如何將這些轉化成梯形圖，如何實現手動順控的切換等等。一系列的問題，需要我們一步步解決。當然，也正是在這個解決問題的過程中，我們對于PLC的應用有了更深刻的理解。在討論的過程中，我們也充分認識了交流的智慧，很多問題都是在交流中得到了很好的解決。其次，是學習能力的鍛煉。短短一周的時間，我們需要學習和應用組態王來完成鑄造機運行的模擬演示。這確實是一個挑戰。但我們組分配到這一任務的兩名同學不僅完成了這一任務，而且完成

16、的非常優秀，這對于我們團隊也是很大的鼓勵。第三，是規定任務以外的創新。的確， 8個小組完成一個課題，想要出彩，就需要一些與眾不同的。因此，從寫程序，到組態王展示，甚至說明書和PPT,我們都盡力加了本組獨特的東西。而我因為有這些材料，所以從周一分工時，我就主動要求去做出實物模型，后來遇到很多困難，我都在想我做這個東西的意義到底在哪？經過這周課設，組態王沒有學到，程序編程也沒有完善，不過設計硬件結構時，我還是學到了一些東西，在實現電機正反轉時，我失敗了好幾次，后來發現，plc的輸出端是零，而非輸入端是高電平。第四，是綜合能力的鍛煉。就像 PPT中提到的，完成課設，除了需要一定的知識儲備，還需要一些綜合的能力作為支撐，如PLC設計控制系統的編程思路和綜合分析問題的能力，團隊合作能力，自主學習的能力等等。在實習的過程中，我們組很好的做到了彼此信任，能者多勞，各盡所能，組員之間彼此協作，這也為我們及時，順利的完成課設打下了堅實的基礎。謝謝老師！參考文獻1PLC電氣控制技術（第 2版）漆漢宏機械工業出版社2可編程控制