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1、机电方向课程设计论文专 业： 机械工程 班 级： 机械姓 名： 学 号： 指导 教 师： 答辩 日 期： 201 年 月 日 机制专业（机电方向）课程设计任务书姓名： 院（系）： 专业： 班级、学号：机械 班 号 任务起至日期： 201 年 月 日 至 201 年 月 日课程设计题目： 基于FX0N 60MR可编程控制器的定位清洗机控制系统立题的目的和意义： 现代制造业要求生产设备和自动化生产线的控制系统必须具备极高的可靠性和灵活性，可编程控制器正是顺应这一要求出现的。它已经成为当代工业自动化的三大支柱之一。可编程控制器原理及其应用课程是培养学生具有机电一体化设计能力的技术基础课，其专业课程设
2、计是本课程的重要实践环节，是本专业方向第一次较全面的设计训练。专业课程设计要达到的如下主要目的：1）培养学生综合运用本课程及其它有关先修课程的知识，去分析、解决实际工程问题的能力，深化、扩展本课程的理论知识；2）能够对原有的继电器接触控制系统进行改造和设计新的控制系统；3）使学生掌握可编程控制器系统设计的一般方法和步骤，培养学生独立的工程设计能力，树立正确的设计思想，为今后工作打下良好的本专业工程基础。 通过绘制完整的电器原理图，端子接线图，控制流程图，编制相应程序，进行系统调试等环节，掌握PLC系统软、硬件设计方法，了解这项技术的最新发展动态，熟悉国家标准，培养学生的基本技能，从而为接下来的
3、毕业设计打下良好的基础和知识积累。技术要求与主要内容：1）熟悉课题、弄清设计任务；2）掌握控制要求及对电气控制的要求；3）. 设计并绘制电气原理图 （含：主电路图、I / O连接图及其他外部硬件图）；4）. 设计PLC控制程序（含：流程图或顺序功能图、梯形图，并编制相应的指令程序；5）. 模拟调试；6）. 编写设计报告（含：设计说明书及设计总结）；7）. 答辩。PLC系统课程设计的一般过程是：从初拟设计方案开始，分析设计电路图，控制流程，并编制相应的指令程序，然后进行必要的实践环节对所设计系统进行调试和正确性检验，最后，编制详细、统一格式的技术文件。进度安排： 12014.12.282014.
4、12.31 开题阶段：根据题目查阅相关的资料（包括：图书资料和网上资料等），确定控制方案，初步规划设计内容和步骤。 22015.01.042015.01.09 方案设计阶段：需完成下列工作： 1）绘制输入输出端子图，主电路控制图以及控制梯形图，并编制相应的指令程序；2）绘制状态转移图，并用步进指令编制相应程序；3）编制相应的指令程序。 32015.01.7（上午）现场实习：到集美大学现代设计与制造技术中心参观、分析柔性制造系统的PLC系统运用，提高感性认识。 42015.01.122015.01.16程序试验调试、整理论文和答辩阶段：1）按输入输出配置图接线并安装，按系统动作顺序，模拟输入控制
5、信号，逐步进行调试，并通过指示灯显示器，观察系统运行是否满足控制要求。 2）整理论文，按教师要求的统一格式，编写专业课程设计论文。3）课程设计论文答辩。同组设计者及分工： 袁 滔侧重系统的理论研究 陈霖翔侧重实践过程及控制答辩前成果检查的教师意见： 年 月 日基于FX0N 60MR可编程控制器的定位清洗机控制系统在自来在内燃机生产线上，有形状复杂并且多空腔的缸盖和缸体等部件，需要多次定位和加工。因此，必须设置清洗机的喷口，进行定位定点脉冲射流清洗，以达到与高精度相适应的清洁度。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
6、示及事故报警系统等组成。使用步进输送待洗部件，喷口组件有规律地运行工作。清洗机有6个工位，中间4个工位在清洗室和吹干室内，工件由步进输送机构直线运送。控制要求如下：工位1是待洗工位。有工件碰到进料口定位行程开关时，经延时2s后机门打开，步进输送杆将工件送入清洗室内。工位2是清洗工位。由固定喷嘴和动喷嘴系统对工件形成六面包容，轮番喷洗2次，每次大约5s，间隔2 s。水压达4个大气压以上。洗净后，工件进入过渡工位3，经延时2s后，进入工位4。工位4是吹干工位。用压缩空气喷吹2次，每次大约5s，间隔2 s，以除去残留液体，并用常温空气吹干工件，需要5 s。工位5是待出工位。经延时2s后，工位6将洗净
7、的工件送至下一道工序。注：每一道工序结束时必须有指示灯显示。目 录1 绪论11.1 PLC简介11.2 定位清洗机控制系统简介42 定位清洗机硬件设计52.1 定位清洗机控制系统I/O分配52.2 定位清洗机控制系统端子接线图62.3 主控电路图62.4 元件选择73 定位清洗机软件设计83.1 定位清洗机程序设计83.1.1 设计思路83.1.2 顺序控制程序83.1.3 语句表133.1.4 顺序控制图163.1.5 时序图164 调试过程18结束语19致谢20参考文献211 绪论1.1 PLC简介可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备，是集微处理器、储存器、输入/输出接口与中断
8、于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。计算机在操作系统、应用软件、通行能力上的飞速发展，大大加强了可编程控制器通信能力，丰富了可编程控制器编程软件和编程技巧，增强了PLC过程控制能力。因此，无论是单机还是多机控制、是流水线控制还是过程控制，都可以采用可编程控制器，推广和普及可编程控制器的使用技术，对提高我国工业自动化生产及生产效率都有十分重要的意义。可编程控制器(Programmable Controller)也可称逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一微处理器为核心的工业自动控制通用装置，是计算机家族的一名成员，简称
9、PC。为了与个人电脑（也简称PC）相混淆通常将可编程控制器称为PLC。可编程控制器的产生和继电器接触器控制系统有很大的关系。继电器接触器控制已经有伤百年的历史，它是一种弱电信号控制强电信号的电磁开关，具有结构简单、电路直观、价格低廉、容易操作、易于维修的有优点。对于工作模式固定、要求比较简单的场合非常使用，至今仍有广泛的用途。但是当工作模式改变时，就必须改变系统的硬件接线，控制柜中的物件以及接线都要作相应的变动，改造工期长、费用高，用户宁愿扔掉旧控制柜，另做一个新控制柜使用，阻碍了产品更新换代。随着工业生产的迅速发展，市场竞争的激烈，产品更新换代的周期日益缩短，工业生产从大批量、少品种，向小批
10、量、多品种转换，继电器接触器控制难以满足市场要求，此问题首先被美国通用汽车公司（GM公司）提了出来。通用汽车公司为适合汽车型号的不断翻新，满足用户对产品多样性的需求，公开对外招标，要求制造一种新的工业控制装置，取代传统的继电器接触器控制。其对新装置性能提出的要求就是著名的GM10条，即:1.编程方便，现场可修改程序；2. 维修方便，采用模块化结构；3. 可靠性高于继电器控制装置；4. 体积小于继电器控制装置；5. 数据可直接送入管理计算机；6. 成本可与继电器控制装置竞争；7. 输入可以是交流115V；8. 输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9. 在扩展时，原系统只要很
11、小变更；10. 用户程序存储器容量至少能扩展到4K。 这十项指标就是现代PLC的最基本功能，值得注意的是PLC并不等同于普通计算机，它与有关的外部设备，按照“易于与工业控制系统连成一体”和“便于扩充功能”的原则来设计。用可编程控制器代替了继电器接触器的控制，实现了逻辑控制功能，并且具有计算机功能灵活、通用性等有点，用程序代替硬接线，并且具有计算机功能灵活、通用性能强等优点，用程序代替硬接线，减少了重新设计，重新接线的工作，此种控制器借鉴计算机的高级语言，利用面向控制过程，面向问题的“自然语言”编程，其标志性语言是极易为IT电器人员掌握的梯形图语言，使得部熟悉计算机的人也能方便地使用。这样，工作
12、人员不必在变成上发费大量地精力，只需集中精力区考虑如何操作并发挥改装置地功能即可，输入、输出电平与市电接口，市控制系统可方便地在需要地地方运行。所以，可编程控制器广泛地应用于各工业领域。1969年，第一台可编程控制器PDP14由美国数字设备公司（DEC）制作成功，并在GM公司汽车生产线上使用取得良好的效果，可编程控制器由此诞生，在控制领域内产生了历史性革命。PLC问世时间不长，但是随着微处理器的发展，大规模、超大规模集成电路不断出现，数据通信技术不断进步，PLC迅速发展。PLC进入九十年代后，工业控制领域几乎全被PLC占领。国外专家预言，PLC技术将在工业自动化的三大支柱（PLC、机器人和CA
13、C/CAM）种跃居首位。我国在八十年代初才开始使用PLC，目前从国外应进的PLC使用较为普遍的由日本OMRON公司C系列、三菱公司F系列、灭国GE公司GE系列和德国西门子公司S系列等。PLC实质是一种专用于工业控制计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，中央处理单元(CPU)，如图1所示。图1 PLC原理示意图PLC具有高可靠性：所有的I/O 接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离；各输入端均采用R-C 滤波器其滤波时间常数一般为10-20ms；各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰；采用性能优良的开关电源；对采用的器件进行严格的筛选；良好的自诊断功能一旦电源或
14、其他软硬件发生异常情况CPU立即采用有效措施以防止故障扩大； 大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高。丰富的I/O 接口模块：PLC针对不同的工业现场信号如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等； 有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀；直接连接另外为了提高操作性能它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的接口模块等等。采用模块化结构为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外，绝大多数PLC 均采用模块化结构，PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容
