PLC课程设计报告材料

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目录
第1章 引言.................................................................................................................. 2
1.1 PLC简介 .......................................................................................................... 2
1.2 课题设计的目的.............................................................................................. 3
1.3设计容............................................................................................................... 3
1.4实现的目标....................................................................................................... 3
第2章 系统硬件设计.................................................................................................. 4
2.1 系统硬件配置及组成原理.............................................................................. 4
2.2 系统变量定义及I/O分配表 .......................................................................... 4
2.3 PLC的选型 ...................................................................................................... 5
2.4 系统I/O接线图设计 ...................................................................................... 7
第3章 系统程序设计.................................................................................................. 8
3.1 控制程序流程图设计...................................................................................... 8
3.1.1 PLC改造YB6016控制梯形图 ............................................................. 8
3.1.2 PLC改造YB6016语句表 .................................................................. 8
3.2 控制程序设计思路........................................................................................ 11
第4章 系统调试及结果分析.................................................................................... 12
4.1 系统调试及解决的问题................................................................................ 12
4.2 结果分析........................................................................................................ 12
第五章 课程设计的心得............................................................................................ 15
参考文献...................................................................................................................... 16
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第1章 引言
1.1 PLC简介
可编程逻辑控制器，是一种采用一类可编程的存储器，用于其部存储程序，
执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数
字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它有如下几个特点：
1.使用方便，编程简单
采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此
系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆
动硬件。
2.功能强，性能价格比高
一台小型PLC有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可
以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能
价格比。PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。
3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强
PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供
用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。
PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负
载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。硬件配置确定后，可以
通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。
4.可靠性高，抗干扰能力强
传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于触点接
触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩
下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的
1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。
PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无
故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC
已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。
5.系统的设计、安装、调试工作量少
PLC用软件功能取代了继电器控制系统量的中间继电器、时间继电器、计数
器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。
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PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规
律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继
电器系统电路图的时间要少得多。
PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过
PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现
场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继
电器系统少得多。
6.维修工作量小，维修方便
PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装
置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息
迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故
1.2 课题设计的目的

本次课程设计是电器与PLC中电气控制与PLC的教学进行的实践环节，培
养我们应用所学知识和设计方法、结合工程生产实际的设计任务进行电气控制系
统设计的能力，并让我们在电气制图的能力和PLC控制系统的编程和调试能力
方得到锻炼。
1.3设计容

本次课程设计的容是对YB6016半自动花键铣床电气控制PLC改造，能够
完成花键零件的加工。
1.4实现的目标

1.滚削加工过程中切削液能够冷却；
2.主电动机M3能实现顺铣，逆铣与停止，还要正反转控制；
3.快速移动电动机M4用于刀架的快速移动，前进与后退，并与正常的切削
进给之间不发生冲突；
4.能够完成半自动循环过程；
5.液压系统工作以后才能实现自动循环。
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第2章 系统硬件设计
2.1 系统硬件配置及组成原理

图2-1 YB6016半自动花键铣床的电气控制系统电路图
2.2 系统变量定义及I/O分配表

表2-1 YB6016半自动花键铣床电气元件
电气元件 名称与作用 电气元件 名称与作用
M1 液压泵电动机 SB1–SB5 按钮
M2 冷却泵电动机 SB6，SB7 按钮
M3 主电动机 FR1–FR3 热继电器
M4 快速运动电动机 FU1–FU7 熔断器
SQ1 组合开关，电源引入 H 工作灯

SQ2 正反转切换用组合开关 TC 变压器
KM1–KM5 接触器 SQ1，SQ2 行程开关
KA1 中间继电器 SQ3，SQ4 行程开关
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表2-2 I/O分配表
逻辑元件 作用 逻辑元件 作用
X0 液压泵启动 X12 起点行程开关
X1 主电动机点动 X13 终点行程开关
X2 循环启动 X14 径向位置行程开
关
X3 刀架点动快进 X15 刀架限位开关
X4 刀架点动快退 Y0 液压泵电动机接
触器
X5 液压泵电动机停止 Y1 冷却泵接触器

X6 主电动机停止 Y2 主电动机接触器
X7 进给方向选择 Y3 刀架快退接触器
X10 进给方向选择 Y4 刀架快进接触器
X11 自动与手动转换 Y5 中间继电器

2.3 PLC的选型
在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计
选型。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个
整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、
成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相
适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，
因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控
制任务和围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所
需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格
比的PLC和设计相应的控制系统。
1.PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制
室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应
用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。
整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制