超声波清洗机控制系统设计【4张图+毕业论文+任务书】

超声波清洗机控制系统设计【4张图+毕业论文+任务书】,4张图+毕业论文+任务书,超声波,清洗,控制系统,设计,毕业论文,任务书 课程设计专用纸 No 课程设计（论文） 题目： 超声波清洗机 控制系统 设计名称：机电传动控制 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 成 绩 评 定 表 学生姓名 班级学号 专 业 机械设计制造及其自动化 课程设计题目 超声波清洗机控制系统 评 语 组长签字： 成绩 日期 201 年 月 日 课程设计任务书 学 院 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 班级学号 课程设计题目 超声波清洗机控制系统 实践教学要求与任务: 设计内容： 1）完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。 2）按停止按钮，完成当前循环后再停。 3）要求可以实现手动、单周期、连续控制。 设计要求： 1）画出端子分配图和顺序功能图 2）设计并调试PLC控制梯形图 3）设计说明书 工作计划与进度安排: 进度安排： 1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天 2）PLC梯形图设计与调试 3天 3）说明书撰写 0.5天 4）答辩 0.5天 目 录 0. 前 言 4 1. 课程设计的任务和要求 5 1.1 控制要求 5 1.2 课程设计的基本要求 5 1.3 任务分析 6 2. 总体设计 7 2.1 输入输出端子接线图 7 2.2 PLC控制原理图及其设计说明 8 2.3 主电路图 9 2.4 PLC选型 10 3. PLC程序设计 11 3.1 主程序设计说明 11 3.2 主程序顺序功能图 12 3.3 梯形图 13 3.4 程序调试说明 19 3.5 电器元件选择 19 4. 总 结 20 5. 参考文献 21 0. 前 言 本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。 可编程序控制器PLC（Programmable Logical Controller）是以微处理器为核心综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术为一体的通用工业控制装置。 PLC具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是在高可靠性和恶劣工作环境中得到好评，在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用、成为现代工业的三大支柱（PLC/机器人、CAD/CAM）之一。因此学好并熟练应用PLC对当代大学生而言已经变得至关重要。 1. 课程设计的任务和要求 1.1 控制要求 （1）该系统可进行清洗、漂洗、还有超声、有进水进液阀、排水排液阀、水泵电动机和液泵电动机，容腔内包含两个液位传感器，上限位和下限位。 （2）要求有三种工作方式：手动、单周期、连续 。 （3）连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。 1.2 课程设计的基本要求 （1）画出段子分配图 、和顺序功能图 （2）设计并调试PLC控制梯形图 （3）设计说明书 1.3 任务分析 图1 超声波清洗机工艺流程图 2. 总体设计 2.1 输入输出端子接线图 图2 端子接线图 2.2 PLC控制原理图及其设计说明 图3 外部接线图 2.3 主电路图 图4 电动机正反转电路图 2.4 PLC选型 PLC的规模大小是由输入输出端口数决定的，也就是选择合适的I/O端口数的PLC。因此在选用PLC时，首先应与PLC相连的全部输入输出装置进行统计，并区分输出的性质，和所需的电压、电流的大小和种类。确定全部的I/O点数，并在加上10%--15%的备用量，用来输出的扩展。 （1）输入点数 手动、单周期、连续、启动、停止共需要5个输入端口，上下限位需要两个输入端口，手动需要5个输入，共需要12个输入。 （2）输出点数 进水阀、进液阀需要2个输出、排水排液阀共用1个输出、水泵、液泵需要2个输出，超声漂洗、超声漂洗2个输出，声光报警需要2个输出、综上所述共需要9个输出。 根据输入输出点数及备用量选用 S7-200 CPU226 AC/DC/继电器 型PLC 3. PLC程序设计 3.1 主程序设计说明 根据要求该系统超声清洗和超声漂洗两项功能，并能实现手动、单周期、连续的循环。 手动程序设计：当给出手动输入时，应当有相应的输出，当闭合手动进水阀时，进水阀打开，此时水泵作用把水送进机体，关闭进水阀，上述两过程结束。当闭合手动进液阀时，进液阀打开，同时液泵作用，将液体送进机体，信号结束，上述过程停止。当手动排水、液阀得到信号时，排水排液阀打开，有超声清洗信号时，输出超声清洗有超声漂洗信号时，输出超声漂洗。手动过程中，上述个过程没有相互联系，互相独立。 单周期、连续程序设计：单周期与连续基本相同，用一个连续标志位区别，根据超声波清洗机工艺流程图，启动后，打开进液阀和液泵，同时打开排液阀、进行清洗液冲洗，4秒后停止，关闭排液阀，进液阀液泵继续工作，直到液体达到上限位，关闭进液阀液泵，进行清洗液超声漂洗，3秒后停止，进行清洗液超声清洗，清洗时间为5秒，时间到，打开排液阀，直到液体到达下限位时，此时打开进水阀、水泵进行清水冲洗，2秒后，关闭排水排液阀，进清水直到达到上限位，关闭水泵进水阀，进行清水超声清洗，6时间到后停止清洗打开排水阀，直到液体到达下限位打开水泵、进水阀清水冲洗，2秒后停止水泵进水阀，开始排水，到下限位时，计数器计数一次，若不连续，即连续标志位未得电，系统停止，若连续，则系统开始循环，当计数器计数位5时进行声光报警。 3.2 主程序顺序功能图 图5 顺序功能图 3.3 梯形图 手动标志 ：手动程序 连续标志位 清洗液清洗 超声漂洗 超声清洗 排液 清水冲洗 进清水 清水超声清洗 排水 清水冲洗 排水 计数 声光报警 输出程序： 进水阀、水泵 进液阀、液泵 排水排液阀 超声清洗 超声漂洗 图6 PLC梯形图 3.4 程序调试说明 1.第一次编写程序时，将声光报警、计数器输出端直接与M1.4并联，导致程序出错，仿真时出现错误无法出现梯形图，经多次调试后，多加了一个M1.5，并将M1.4作为计数器的得电条件单独分离出来，程序能正确运行。 2.在仿真时，出现输出端一直亮的现象，后经研究发现，仿真是给信号的过程，多数信号脉冲只是瞬时的，开关打上去之后应该立刻博关闭，改正后，仿真能正确输出。 3.5 电器元件选择 1.电机选型： 根据该清洗剂要求可选择三相交流异步电动机：型号YZP 100L额定功率：2.2KW，额定电流：5.57A，额定电压：～380V，额定转速：1500 r/min。最大转矩倍数2.4。效率75.8%。功率因数Cosφ＝0.79 2.熔断器选型： 选择熔断器的依据和指标有： 电路中的FU1：型号为：3NA3 803－2C FU2：型号为：3NA3 801－2 ： 4. 总 结 本次课程设计在老师和同学耐心的帮助下，顺利的完成了本次课程设计。通过本次课程设计进一步掌握①机电传动控制系统中固定程序的继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。②常用电器元件的选择方法。③具备一定的控制电路的分析能力与设计能力 通过这段时间的可设计，不仅学到了不少知识，弥补了在平时忽略的知识点，而且对PLC也有了更进一步的认识，认识到了它的强大，与自己的不足，希望在以后能继续学习机电这方面的知识，拓宽自己的视野的同时也掌握了不少知识。 5. 参考文献 [1] 陈白宁.段智敏.刘文波.机电传动控制.第一版.东北大学出版社.2004.4；113-133 [2] 张进秋.陈永利.张中民.可编程逻辑控制器原理及应用实例.第二版.机械工业出版社.2003.2；1-33 [3] 廖常初 PLC编程及运用 北京：机械工业出版社，2002 [4] 殷华文 可编程序控制器及工业控制网络 西安 西安地图出版社，2001 [5] 庞启怀 小功率电动机选择与应用技术 北京：人民邮电出版社，1998 21