机电一体化综合实训

广东韶关广播电视大学

机械制造与自动化(专科)省管课程

《机电一体化综合实训》

-------综合技术应用·PLC技术应用实训------

成绩:

班级: 10春机械制造与自动化

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姓名: 深水渔

所属电大:

辅导老师:

PLC 在三相异步电动机

位置与自动循环控制电路中的应用

关于PLC的概述

可编程序控制器(PLC)作为现代化的自动控制装置已普遍应用于工业企业的各个领域,就是生产过程自动化必不可少的智能控制设备。掌握PLC的组成原理及编程方法,熟悉PLC的应用技巧,就是每一位机电类专业技术人员必须具备的基本能力之一。

可编程控制器(PLC), 它采用可以编制程序的存储器,用来在其内

部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数与算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入与输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。简单说就就是应用在控制系统中的专用的“计算机”,根据控制逻辑编写控制程序装入PLC,PLC 可以替代过去老式的继电器逻辑控制电路,性能稳定可靠,修改逻辑关系方便,已经在控制系统中广泛使用。

西门子的S7_PLC

本实训就针对三相异步电动机的位置与自动循环控制电路中的控制,采用西门子S7——300PLC来代替继电器控制,西门子公司的最新PLC产品有SIMATIC S7、M7与C7等几大系列。S7系列就是传统意义的PLC产品:

S7-200就是针对低性能要求的小型PLC;

S7-300就是针对低性能要求的模块式中小型PLC,最多可以扩展32个模块;

S7-400就是用于中高级性能要求的大型PLC,可以扩展300多个模块。

S7-300/400可以组成MPI(多点接口)、PROFIBUS网络与工业以太

网等。

本实训我们采用的就是西门子S7_300PLC,点数不多,不需要扩展,本机单元的点数足够我们的系统使用了。

S7—300PLC采用STEP7编程软件。该编程软件为用户开发、

编辑与监控自己的应用程序提供了良好的编程环境。简单、易学,能够解决复杂的自动化任务。适用于所有SIMATIC S7-300 PLC 机型软件编程。支持STL、LAD、FBD三种编程语言,可以在三者之间随时切换。具有密码保护功能。提供软件工具可以调试与测试程序。

实训内容

在生产过程中,有时需控制一些生产机械运动部件的行程与位置,或允许某些运动部件只能在指定工作范围内自动循环往返。例如在摇臂钻床、机场行李输送设备、自动仓库、桥式起重机、流水线皮带及各种自动或半自动控制设备设计中,经常遇到机械运动部件需进行位置与自动循环控制的要求。

1、位置控制线路

图1 所示为位置控制线路原理图,图1 就是小行车运行示意图,图2所示就是传统继电器一接触器位置控制线路原理图。从图1 中可以瞧出,行车的前后安装了挡铁1与挡铁2,工作台的两端点分别安装了行程开关SQ1 与SQ2。通常将行程开关的常闭触点分别串接在正转控制与反转控制电路中,当行车在运行过程中碰撞行程开关时,控制行车停止运行,达到位置控制的目的。

图2 传统继电器一接触器位置控制线路原理图

合上电源空气开关Q1,按下正转启动按钮SB2, KM1 线圈得电, KM1 常开辅助触点闭合,形成自锁; KM1 常闭辅助触点断开,实现对反转接触器KM2的互锁; KM1 主触点闭合,电动机启动,行车向前运行,同时另一组KM1常开辅助触点闭合H1正转指示灯点亮。当行车向前运行到限定位置时,挡铁1碰撞行程开关SQl, SQ1 常闭触点断开,切断KM1 线圈电源。KM1 线圈失电,触点释放,电动机停止向前运行正转指示灯H1也熄灭,此时再按下正转启动按钮SB2,由于

SQ1 触点断开, KM1 线圈仍然不会得电,从而保证行车不会超过SQ1 所在的位置。

当按下反转启动按钮SB3, KM2 线圈得电, KM2 常开辅助触点闭合,形成自锁; KM2 常闭辅助触点断开,实现对反转接触器KM1的互锁; KM2 主触点闭合,电动机启动,行车向前运行,同时另一组KM2常开辅助触点闭合H2反指示灯点亮。当行车向后运行到限定位置时,挡铁2碰撞行程开关SQ2, SQ2 常闭触点断开,切断KM2 线圈电源。KM2 线圈失电,触点释放,电动机停止向后运行反转指示灯H2也熄灭,此时再按下反转启动按钮SB3,由于SQ2 触点断开, KM2 线圈仍然不会得电,从而保证行车不会超过SQ2 所在的位置。

当按下SB1停止按钮时所有元件停止工作,此时再按下反转启动按钮SB2或者正转启动按钮SB3时,元件都就是无法工作的,由于SB1触点串联整个电路的上端,SB2 SB1 KM1 KM2 H1 H2 这些元器件都无法形成控制回路,从而保证任何时候停止按钮都就是安全有效。

采用S7-300系列PLC实现位置控制,需要5 个输入点与4 个输出点,其输入/输出分配表如表1所示、

表1 采用PLC 实现位置控制的输入/ 输出分配表

PLC 组态图2所示

图3 使用PLC 实现位置控制的I/O 接线图

采用PLC 实现位置控制的梯形图(LAD) 及指令语句表(STL) 如表2所示。

表2 采用PLC 实现位置控制的语句表及梯形图

网络1为正向运行控制,按下正向启动按钮SB2 时,I0、1常开触点闭合, Q0、0 Q0、2输出线圈有效,控制KM1 主触点闭合,行车正

向前进,此时再按下反转启动按钮SB3,由于程序与硬件接线都带有电气互锁, KM2 线圈仍然不会得电,只有当行车行进中碰到正向限位开关SQ1 时,I0、3常开触点断开,Q0、0 Q0、2输出线圈无效, KM1 主触点断开,从而使行车停止前进。

反向运行控制,按下反向启动按钮SB3 时,I0、2常开触点闭合, Q0、1 Q0、3输出线圈有效,控制KM2 主触点闭合,行车反向后退, 此时再按下反转启动按钮SB2,由于程序与硬件接线都带有电气互锁, KM1 线圈仍然不会得电,只有当行车行进中碰到反向限位开关SQ2 时,I0、4常开触点断开,Q0、1 Q0、3输出线圈无效, KM2 主触点断开,从而使行车停止后退。

行车在行进过程中,按下停止按钮SB1 时,I0、0 常开触点断开,从而控制行车运行停止。当按下SB1停止按钮时所有元件停止工作,此时再按下反转启动按钮SB2或者正转启动按钮SB3时,元件都就是无法工作的,由于SB1触点在PLC硬件接线图可以瞧出串联整个PLC 输入端,断开SB1触点等于所有输入信号都无法输入到PLC, 同样SB1对应的I0、0常开触点断开PLC程序都就是无输出的,从而保证任何时候停止按钮都就是安全有效。

2、自动循环控制线路

在某些生产过程中,要求生产机械在一定行程内能够自动往返运行,以便对工件连续加工,提高生产效率。行车的自动往返通常就是利用行程开关来控制自动往复运动的相对位置,再控制电动机的正反转,图4就是小行车运行示意图。