1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上廣東韶關(guān)廣播電視大學(xué)機械制造與自動化（?？疲┦」苷n程 機電一體化綜合實訓(xùn) -綜合技術(shù)應(yīng)用·PLC技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)- 成 績： 班 級： 10春機械制造與自動化 QQ： 姓 名： 深水漁 所屬電大： 輔導(dǎo)老師： PLC 在三相異步電動機位置與自動循環(huán)控制電路中的應(yīng)用關(guān)于PLC的概述 可編程序控制器（PLC）作為現(xiàn)代化的自動控制裝置已普遍應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)的各個領(lǐng)域，是生產(chǎn)過程自動化必不可少的智能控制設(shè)備。掌握PLC的組成原理及編程方法，熟悉PLC的應(yīng)用技巧，是每一位機電類專業(yè)技術(shù)人員必須具備的基本能力之一。 可編程控制器(PLC)， 它采用可以編制程序的存儲器，用來在

2、其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。 簡單說就是應(yīng)用在控制系統(tǒng)中的專用的“計算機”，根據(jù)控制邏輯編寫控制程序裝入PLC，PLC可以替代過去老式的繼電器邏輯控制電路，性能穩(wěn)定可靠，修改邏輯關(guān)系方便，已經(jīng)在控制系統(tǒng)中廣泛使用。西門子的S7_PLC 本實訓(xùn)就針對三相異步電動機的位置與自動循環(huán)控制電路中的控制，采用西門子S7300PLC來代替繼電器控制，西門子公司的最新PLC產(chǎn)品有SIMATIC S7、M7和C7等

3、幾大系列。S7系列是傳統(tǒng)意義的PLC產(chǎn)品: S7-200是針對低性能要求的小型PLC； S7-300是針對低性能要求的模塊式中小型PLC，最多可以擴展32個模塊； S7-400是用于中高級性能要求的大型PLC，可以擴展300多個模塊。 S7-300/400可以組成MPI（多點接口）、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)等。 本實訓(xùn)我們采用的是西門子S7_300PLC，點數(shù)不多，不需要擴展，本機單元的點數(shù)足夠我們的系統(tǒng)使用了。 S7300PLC采用STEP7編程軟件。該編程軟件為用戶開發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的應(yīng)用程序提供了良好的編程環(huán)境。簡單、易學(xué)，能夠解決復(fù)雜的自動化任務(wù)。 適用于所有SIMATIC

4、S7-300 PLC機型軟件編程。 支持STL、LAD、FBD三種編程語言，可以在三者之間隨時切換。 具有密碼保護(hù)功能。 提供軟件工具可以調(diào)試和測試程序。 實訓(xùn)內(nèi)容 在生產(chǎn)過程中，有時需控制一些生產(chǎn)機械運動部件的行程和位置，或允許某些運動部件只能在指定工作范圍內(nèi)自動循環(huán)往返。例如在搖臂鉆床、機場行李輸送設(shè)備、自動倉庫、橋式起重機、流水線皮帶及各種自動或半自動控制設(shè)備設(shè)計中，經(jīng)常遇到機械運動部件需進(jìn)行位置與自動循環(huán)控制的要求。1. 位置控制線路 圖1 所示為位置控制線路原理圖，圖 1 是小行車運行示意圖，圖2所示是傳統(tǒng)繼電器一接觸器位置控制線路原理圖。從圖 1 中可以看出，行車的前后安裝了擋鐵

5、1和擋鐵 2，工作臺的兩端點分別安裝了行程開關(guān) SQ1 和 SQ2。通常將行程開關(guān)的常閉觸點分別串接在正轉(zhuǎn)控制和反轉(zhuǎn)控制電路中，當(dāng)行車在運行過程中碰撞行程開關(guān)時，控制行車停止運行，達(dá)到位置控制的目的。 圖2 傳統(tǒng)繼電器一接觸器位置控制線路原理圖 合上電源空氣開關(guān) Q1，按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB2， KM1 線圈得電， KM1 常開輔助觸點閉合，形成自鎖; KM1 常閉輔助觸點斷開，實現(xiàn)對反轉(zhuǎn)接觸器 KM2的互鎖; KM1 主觸點閉合，電動機啟動，行車向前運行，同時另一組KM1常開輔助觸點閉合H1正轉(zhuǎn)指示燈點亮。當(dāng)行車向前運行到限定位置時，擋鐵 1碰撞行程開關(guān) SQl， SQ1 常閉觸點斷開，切斷

6、KM1 線圈電源。 KM1 線圈失電，觸點釋放，電動機停止向前運行正轉(zhuǎn)指示燈H1也熄滅，此時再按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB2，由于 SQ1 觸點斷開， KM1 線圈仍然不會得電，從而保證行車不會超過 SQ1 所在的位置。 當(dāng)按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB3， KM2 線圈得電， KM2 常開輔助觸點閉合，形成自鎖; KM2 常閉輔助觸點斷開，實現(xiàn)對反轉(zhuǎn)接觸器 KM1的互鎖; KM2 主觸點閉合，電動機啟動，行車向前運行，同時另一組KM2常開輔助觸點閉合H2反指示燈點亮。當(dāng)行車向后運行到限定位置時，擋鐵 2碰撞行程開關(guān) SQ2， SQ2 常閉觸點斷開，切斷KM2 線圈電源。 KM2 線圈失電，觸點釋放，電動機

7、停止向后運行反轉(zhuǎn)指示燈H2也熄滅，此時再按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB3，由于 SQ2 觸點斷開， KM2 線圈仍然不會得電，從而保證行車不會超過 SQ2 所在的位置。 當(dāng)按下SB1停止按鈕時所有元件停止工作，此時再按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB2或者正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3時，元件都是無法工作的，由于 SB1觸點串聯(lián)整個電路的上端，SB2 SB1 KM1 KM2 H1 H2 這些元器件都無法形成控制回路，從而保證任何時候停止按鈕都是安全有效。 采用 S7-300系列PLC實現(xiàn)位置控制，需要 5 個輸入點和4 個輸出點，其輸入/輸出分配表如表1所示.表1 采用 PLC 實現(xiàn)位置控制的輸入 / 輸出分配表 PLC 組

8、態(tài)圖 2所示圖3 使用 PLC 實現(xiàn)位置控制的 I/O 接線圖采用 PLC 實現(xiàn)位置控制的梯形圖 (LAD) 及指令語句表 (STL) 如表 2所示。表2 采用 PLC 實現(xiàn)位置控制的語句表及梯形圖 網(wǎng)絡(luò) 1為正向運行控制，按下正向啟動按鈕 SB2 時，I0.1常開觸點閉合， Q0.0 Q0.2輸出線圈有效，控制KM1 主觸點閉合，行車正向前進(jìn),此時再按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB3，由于程序和硬件接線都帶有電氣互鎖， KM2 線圈仍然不會得電，只有當(dāng)行車行進(jìn)中碰到正向限位開關(guān) SQ1 時，I0.3常開觸點斷開，Q0.0 Q0.2輸出線圈無效， KM1 主觸點斷開，從而使行車停止前進(jìn)。反向運行控制，按

9、下反向啟動按鈕 SB3 時，I0.2常開觸點閉合， Q0.1 Q0.3輸出線圈有效，控制KM2 主觸點閉合，行車反向后退, 此時再按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB2，由于程序和硬件接線都帶有電氣互鎖， KM1 線圈仍然不會得電，只有當(dāng)行車行進(jìn)中碰到反向限位開關(guān) SQ2 時，I0.4常開觸點斷開，Q0.1 Q0.3輸出線圈無效， KM2 主觸點斷開，從而使行車停止后退。 行車在行進(jìn)過程中，按下停止按鈕 SB1 時，I0.0 常開觸點斷開，從而控制行車運行停止。當(dāng)按下SB1停止按鈕時所有元件停止工作，此時再按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB2或者正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3時，元件都是無法工作的，由于 SB1觸點在PLC硬件接線

10、圖可以看出串聯(lián)整個PLC輸入端，斷開SB1觸點等于所有輸入信號都無法輸入到PLC， 同樣SB1對應(yīng)的I0.0常開觸點斷開 PLC程序都是無輸出的，從而保證任何時候停止按鈕都是安全有效。2. 自動循環(huán)控制線路 在某些生產(chǎn)過程中，要求生產(chǎn)機械在一定行程內(nèi)能夠自動往返運行，以便對工件連續(xù)加工，提高生產(chǎn)效率。行車的自動往返通常是利用行程開關(guān)來控制自動往復(fù)運動的相對位置，再控制電動機的正反轉(zhuǎn)，圖 4是小行車運行示意圖。圖 5 傳統(tǒng)繼電器一接觸器自動循環(huán)控制線路原理圖 為使電動機的正反轉(zhuǎn)與行車的向前或向后運動相配合，在控制線路中設(shè)置了 SQ1， SQ2、SQ3和 SQ4 這 4 個行程開關(guān)，并將它們安裝在

11、工作臺的相應(yīng)位置。 SQ1 和 SQ2 用來自動切換電動機的正反轉(zhuǎn)，以控制行車向前或向后運行，因此將 SQ2 稱為反向轉(zhuǎn)正向行程開關(guān)， SQ1稱為正向轉(zhuǎn)反向行程開關(guān)。為防止工作臺越過限定位置，在工作臺的兩端還安裝 SQ3 和 SQ4，因此 SQ3 稱為正向限位開關(guān)， SQ4 稱為反向限位開關(guān)。行車的擋鐵 1只能碰撞 SQ1，SQ3;擋鐵2 只能碰撞 SQ2、SQ4。 合上電源開關(guān) Q1，按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB2，KM1 線圈得電， KM1 常開輔助觸點閉合，形成自鎖; KM1 常閉輔助觸點斷開，對 KM2 進(jìn)行互鎖; KM1 主觸點閉合，電動機啟動，行車向前運行。當(dāng)行車向前運行到限定位置時，擋

12、鐵 1 碰撞行程開關(guān) SQ1，SQ1 常閉觸點斷開，切斷 KM1 線圈電源，使 KMl 線圈失電，觸點釋放，電動機停止向前運行，同時SQl 的常開觸點閉合，使 KM2 線圈得電。 KM2 線圈得電， KM2 常閉輔助觸點斷開，實現(xiàn)對KM1的互鎖;KM2 主觸點閉合，電動機啟動，行車向后運行。當(dāng)行車向后運行到限定位置時，擋鐵 2 碰撞行程開關(guān) SQ2，SQ2 常閉觸點斷開，切斷 KM2 線圈電源，使 KM2 線圈失電，觸點釋放，電動機停止向前運行，同時 SQ2 的常開觸點閉合，使 KMl 線圈得電，電動機再次得電，行車又改為向前運行，實現(xiàn)了自動循環(huán)往返轉(zhuǎn)控制。 注：SB2 和SB3 按鈕之間也是

13、電氣進(jìn)行互鎖的。 電動機運行過程中，按下停止按鈕 SB1 時，行車將停止運行, 此時再按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕 SB2或者正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3時，元件都是無法工作的，由于 SB1觸點串聯(lián)整個電路的上端，SB2 SB1 KM1 KM2 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4這些元器件都無法形成控制回路，從而保證任何時候停止按鈕都是安全有效。若 SQ1 (或SQ2) 失靈，行車向前(或向后)碰撞 SQ3 (或SQ4) 時，強行停止行車運行。啟動行車時，如果行車己在工作臺的最前端或者最后端應(yīng)按下 SB3 或者SB2進(jìn)行啟動。 采用 PLC 實現(xiàn)自動循環(huán)控制，需要 7 個輸入點和 2 個輸出點，其輸入/輸出分配表如表3所示。表3 采用 PLC 實現(xiàn)自動循環(huán)控制的輸入 / 輸出分配表 使用 PLC 實現(xiàn)自動循環(huán)控制時，由于需要 7 個輸入端子，因此選用 S7-300系列入門型PLC一CPU 312 ，組態(tài)如圖 6所示。圖7 使用 PLC實現(xiàn)自動循環(huán)控制的 I/O 硬件接線圖 采用 PLC 實現(xiàn)自動循環(huán)控制的梯形圖 (LAD) 及指令語句表 (STL) 如表4所示。實訓(xùn)總結(jié):實訓(xùn)讓我了