{新}PLC机械手控制系统设计.doc

第1章 PLC控制系统的设计与应用概述 在进行了PLC的基础及应用实验后，在掌握指令基本应用的基础上，通过本次综合实训项目的设计训练，达到提高综合应用所学的理论知识分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和拓展知识面是结合生产实际设计工业控制小系统，进一步巩固和深化电气控制技术及PLC的知识掌握用PLC设计电控系统的设计原则，设计步骤、程序设计和程序调试方法，从而熟悉用PLC实现工业电控系统设计的全过程。 1.3 PLC控制系统的类型 (1) 单机控制系统 1) 被控对象为单一的机械设备或生产流水线，一般不与其它控制系统或计算机通信，但是选用的PLC仍应具备通信功能，以备用； 2) 集中控制系统，即一台PLC控制多个被控对象，这种控制系统必要时应采用冗余系统（双机冷备或热备系统）。 (2) 分布式控制系统 1) 被控对象较多，且经常地交换数据和状态信息； 2) 控制器采用若干个相互之间具有通信联网功能的PLC构成，系统的上位机可采用PLC或IPC。 1.4 PLC控制器的安装，防干扰措施和维护检修 (1) 系统安装 1) 考虑的主要因素（环境）是湿度、温度、振动、冲击、腐蚀性气体、过电压以及电磁干扰（具体参数参见有关机器的技术指标）。 2) 控制箱的设计原则 ① 箱体的物理性能满足要求（强度、刚性、气体的流动性、散热要求等）； ② 箱体提供的环境，尤其应注意箱体内元件的布置和I/O线、信号线及动力线分开安放。 (2) 抗干扰措施 1) 控制箱内的布置要求 ① 主机远离高压和动力线（距离20cm）； ② I/O线分开走，I线远离动力线； ③ 不同电源线交叉时按90○敷设； ④ PLC主机远离热源安放； ⑤ 模拟量I/O最好用屏蔽电缆（或双绞线），且和功率I/O的走线分开。 2) 电源回路 ① 采用隔离变压器（加滤波器最佳）对PLC主机和I/O回路供电。以抑制过电压干扰； ② 电源配线宜采用短的双绞线； ③ PLC单独接地：其接地电阻 10Ω（经验数据）； ④ 注意： 该接地可与仪表盘的地共用，但不允许与高压整流和动力盘共用地线，接地线应采用2mm2以上的电线，尽量短，控制箱也应接地；小型PLC控制系统无接地条件的，可将其接地点悬空。 3) 输入/输出回路 ① 输出回路带电感性负载：直流负载两端应加装续流二极管，交流负载两端应加装浪涌吸收器（RC或RV压敏电阻）； ② 对模拟量信号线必须采用屏蔽双绞线，且屏蔽层只能一端接地，以免形成干扰回路； ③ 高压线、动力线远离PLC 20cm（或对PLC屏蔽），I/O线不能接触CPU电路，扩展I/O的电缆应远离其它线； ④ 控制箱外部的配线要求动力线、不同电压等级的信号线分开管道敷设，管道要求接地。 (3) 维护与检修 定期维护将增加系统运行的可靠性。 1) 预防性维护 ① 保持PLC安装环境空气的清洁； ② 定期清除PLC主机及I/O模块的灰尘，改善电子元件的散热条件和防止灰尘的导电性引起短路事故； ③ 定期检查配线、插头和端子台的接头是否松脱、锈蚀和接触不良； ④ 5年更换锂电池，并在5分钟内完成； ⑤ 禁止强干扰靠近PLC，以免损坏PLC内部的电子元器件； ⑥ 重要设备应使用双机系统（冷备或热备），以便在系统工作的条件下检修故障设备。 2) 故障检修 ① 利用PLC 的自诊断指示灯判断故障源； ② 利用PLC 的I/O指示灯判断故障部位； ③ 对输出电路首先应观察输出指示灯和熔断器指示灯，然后分级判断故障部位。 第2章 PLC课程设计安排 2.1教学内容及要求准备 选题，明确设计任务及要求；学习AUTOCAD的使用。 绘制图纸 用AUTOCAD绘制PLC控制系统图。 PLC应用系统程序设计 用编程软件编写PLC程序 应用系统程序调试、修改、测试 对PLC程序进行在线调试，发现问题后进行修改，再调试，再修改，反复进行，直到程序达到最佳效果。 演示、检查、答辩、 程序经指导教师检查后，按要求书写。写时间安排序 号 项 目 内 容 时间(天) 备 注 1 准备 2 包括讲课 2 绘制图纸 3 PLC应用系统程序设计 2 4 应用系统程序调试、修改、测试 2 5 演示、检查、答辩 1 写 1 合 计 10 考核(1) 工艺介绍 机械手搬运工件动作示意图，如图3.8所示。 左上角为原点位置，工件按下降→夹紧→上升→右行→下降→松开→上升→左行回原点为一个工作周期。上升／下降、左行／右行、夹紧／松开动作均使用电磁阀控制液压系统实现，动作顺序由行程开关和定时器进行控制。 (2) 操作面板 该系统的控制方式由操作面板的转换开关箭头指向的位置决定(见图3.9)，设计时要求能完成手、自动操作方式控制功能。