内燃机部件定位清洗机控制系统

1课题的基本控制要求

第八组题目：燃机部件定位清洗机控制系统

清洗机主要由步进式液压输送机构、清洗泵及清洗液过滤循环系统、水位控制装置、油水分离装置、排屑装置、集中润滑系统、异常显示和事故报警系统等组成。自动运行循环流程图。如图1.1所示。

图1.1清洗机流程图

2总体设计

2.1 PLC选型

(1) PLC主机：

选择西门子S7-200系列。PLC作为燃机部件定位清晰系统的工作主机。根据I/0点数来确定PLC型号，为满足控制要求该系统需要有34个输入点，18个输出点。因此采用S7-200 CPU 226 AC/DA/继电器型工作主机。其基本参数如下: 本机数字输入：24路数字量输入

本机数字输出：16路数字量输出

部存储器位：256位

定时器总数：256定时器

计数器总数：256计数器

电源电压允许围：AC 85~264V

输入电流仅CPU/最大负载：40/160mA,AC 240V

典雅围：DC 20.4~28.8V

电流限制：约1.5A

由于该系统要求34个输入点，18个输出点S7-200 CPU 226不能满足点数要求，因此采用EM223 DI16/DO16×DC24输入输出扩展模块增加输入点数。增加输入点16个，输出点16个，所以满足设计要求。

(2)传感器：用于判读燃机部件定位清洗系统是否有药清洗的部件。

(3)启动按钮I0.0：用于燃机部件定位清洗系统工作的开始。

停止按钮I0.1：用于燃机部件定位清洗系统工作的结束。

(4)转换开关：用于手动、单周期、连续的工作状态的转换选择。

(5)换向阀：用于A、B位的分别清洗。

(6)输送杆的上升与下降、前进与后退，喷嘴盒的上升与下降。采用电机反转进行控制。

2.2 I/O点及地址分配

表2.1I/O分配表

输入输出

功能地址功能地址启动I0.0 挡板门开启Q0.0 停止I0.1 输送杆上升Q0.1 有工件I0.2 第一组吹气Q0.2 挡板门开启限位I0.3 输送杆前进Q0.3 输送杆上限位I0.4 第二组吹气Q0.4 输送杆进限位I0.5 输送杆下降Q0.5 输送杆下限位I0.6 挡板门闭合Q0.6 挡板门闭合限位I0.7 喷嘴盒下降Q0.7 喷嘴盒下限位I1.0 A位喷洗Q1.0 换向阀关闭限位I1.1 B位喷洗Q1.1 喷嘴盒上限位I1.2 换向阀关闭Q1.2 输送杆退限位I1.3 喷嘴盒上升Q1.3 挡板门开启I1.4 输送杆后退Q1.4 输送杆上升I1.5 声报警Q1.5 第一组吹气I1.6 光报警Q1.6 输送杆前进I1.7 换向阀开启Q1.7

第二组吹气I2.0 换向阀到A位Q2.0 输送杆下降I2.1 换向阀到B位Q2.1 挡板门闭合I2.2

喷嘴盒下降I2.3

换向阀到A位I2.4

换向阀到B位I2.5

A位喷洗I2.6

B位喷洗I2.7

换向阀关闭I3.0

喷嘴盒上升I3.1

输送杆后退I3.2

A限位I3.3

B限位I3.4

换向阀打开I3.5

换向阀开启限位I3.6

手动I3.7

单周期I4.0

连续I4.1

2.3 PLC 端子接线图

输送杆上限位有工件挡板门开启限位输送杆进限位输送杆下限位喷嘴盒下限位挡板门闭合限位换向阀关闭限位喷嘴盒上限位输送杆退限位A限位B限位

换向阀开启限位挡板门开启输送杆上升第一组吹气输送杆前进第二组吹气输送杆下降挡板门关闭喷嘴盒下降换向阀到A位换向阀到B位A位喷洗B位喷洗换向阀关闭喷嘴盒上升输送杆后退换向阀开启手动单周期连续启动停止

L1挡板门开启输送杆上升第一组吹气输送杆前进第二组吹气输送杆下降挡板门关闭喷嘴盒下降换向阀到A位换向阀到B位A位喷洗B位喷洗换向阀关闭喷嘴盒上升输送杆后退声报警光报警换向阀开启

I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I3.3I3.4I3.6I1.4I1.5I1.6I1.7I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.6I2.5I2.7I3.0I3.1I3.2I3.5I3.7I4.0I4.1I0.0I0.1

Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q2.0Q1.0Q2.1Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6Q1.7

1M 2M M L+

DC 24V

KM

KM

KM

KM

负载电源

紧急停车

N

2L 1L AC 220V

图2.1 PLC 端子分配图

3PLC程序设计

3.1设计思想

(1)工作过程的控制：在系统第一次运行时利用SM0.1给系统提供初始化脉冲。如果是连续运行状态则采用正跳变EU提供初始化脉冲。当输送杆在最下端时，输送杆在后退限位，挡板门闭合时。说明该系统在初始位，这时如果传感器检测到要清洗的工件，按下启动按钮系统开始运行。这里采用的传感器位接近开关也可采用其他传感器。该系统的运功部分有挡板门的开启和闭合输送杆的上升与下降，输送杆的前进与后退喷嘴盒的上升与下降。以上运动部分均采用电机正反转驱动行程控制原则控制。

(2)鼓风机的控制：该系统有两组鼓风机采用延时1秒控制。

(3)AB位喷洗控制：AB位的换向器喷洗采用换向阀控制。

(4)工作状态的选择：采用转化开关对手动单周期与连续工作状态的选择控制。

(5)停止：根据控制要求按下启动按钮后须执行本次循环后才结束，所以要在扫描周期的最后判读是否按下停止按钮。如果按下则回到初始状态。

(6)工作情况设置：根据题目要求三种工作方式（手动、单周期、连续）设计。选择控制方案的时候，可用子程序和自动顺序控制，我选择了自动顺序控制，在设计过程中，最开始的思想是用单独的一个网络程序来控制单周期和连续，但是在设计过程中，不断的发现，最终改用一个网络程序来控制单周期和连续。

(7)在这个课题中，有多种不同的工况，对本课题要求的机械手控制要求我按以下几种工况设置：

手动工作：利用按钮清洗机循环单独进行控制。例如，按“挡板门开启”按钮，挡板门由闭合状态改为开启；按“输送杆上升”按钮，驱动输送杆上升。

单周期工作：按下启动按钮，从原点开始，机械手按工序自动完成一个周期的动作，返回原点后停止。

连续工作：按下启动按钮，清洗机从原点开始按照工作顺序自动反复连续循环工作，直到按下停止按钮或者自动循环5次声光报警结束。所以在设计中，设计了一个“启保停回路”来判断有没有按停止按钮。