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1、 课程设计说明书题目: 基于PLC的自控成型控制系统设计系 别： 机械工程学院专 业 班 级： 机设10-12班 学 号： 2010302618 学 生 姓 名： 李文龙 指 导 教 师： 杜菲 2014年 0 1 月 12日安徽理工大学课程设计（论文）任务书 机械工程学院 测控教研室 学 号2010302618学生姓名李文龙专业（班级）机设10-12班设计题目基于PLC的自控成型控制系统设计设计技术参数(1) 按下启动键，上面油缸的活塞B向下运动。(2) 当B活塞下降到终点时,A的活塞向右运动，C的活塞向左运行。(3）当A、C活塞运动到终点后，首先A、C油缸返回然后B油缸返回。设计要求(1)
2、 按下启动按钮后,B液压缸向下运动。(2) 当B向下运动到终点后，A、C开始运动当运动到终点时原料成型。(3) A、C液压缸先返回，当A、C返回到初态时，B液压缸开始返回。(4) B返回到初态时，取出成品，加工下一工件。工作量课程设计说明书一份，要求附录中包含软件主界面、控制主程序以及硬件接线图。工作计划第一周：查阅相关资料和书籍，了解PLC技术、设计方法及液压缸和电磁阀的知识；掌握自控成型系统的工艺过程和设计要求。第二周：进行程序的设计及电磁阀的选用等等。第三周：控制程序的模拟运行调试，找出缺点并加以改进。第四周：整理设计内容及相关数据，编写课程设计说明书。参考资料1 方程远. 电气控制原理
3、与设计.宁夏人民出版社,2 秦春斌,张继伟. PLC基础及应用教程. 北京:机械工业出版社,2002.3 廖常初. 可编程序控制器应用技术（第四版）. 重庆大学出版社,2002. 4 李开慧. 电工电子技术基础. 人民邮电出版社 5张利平主编液压气压系统设计手册北京：机械工业出版社，1997. 6 许贤良，王传礼. 液压传动. 北京：国防工业出版社（第二版），2011.7 冯清秀. 机电传动控制. 武汉：华中科技大学出版社 （第五版），2011.指导教师签字教研室主任签字 2014年 01月12日 学生姓名： 李文龙 学号： 2010302618 专业班级： 机设1012班 课程设计题目：基于
4、PLC的自控成型控制系统设计 指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年 月 日安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表摘要随着技术的发展，其控制功能不断增强，可编程程序控制器还可以进行算术运算，模拟量控制、顺序控制、定时、计数等，并通过数字，模拟的输入、输出控制各种类型的机械生产过程。长期以来，PLC及其网络控制系统始终战斗在工业自动化控制行业的主战场，其提供的安全和完善的解决方案，为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用，在电力、冶金、化工、机械等行业发挥了重大作用，被公认为现代工业自动化三大支柱之一。在成型机的生产线中应用PLC控制具有结构简单，编程方便，操作灵活，使用安全，工作稳定，性
5、能可靠和抗干扰能力强等特点，是一种很有效的自动控制方式，是材料成型生产实现高效、低成本、高质量自动化生产的发展方向。不但能使成型的产品的质量和品质得到了严格的保证；而且还大大提高了生产效率和减轻工人的劳动强度，有非常好的经济效益和社会效益。本文就是利用PLC控制的方法设计的一种即安全又实用的自控成型系统。 自控成型系统主要由工作台、液压缸A、B、C以及相应的电磁阀和信号灯等几部分组成。该自动成型系统是利用油的压力来传递能量，以实现材料（如：钢筋）加工工艺的要求。该自动成型系统是利用PLC控制液压缸A、B、C的三个电磁阀有序的打开和关闭，以便使油进入或流出液压缸，从而控制各油缸中活塞有序运动，活
6、塞带动连杆运动，给相应的挡块一个压力，这样就可以使材料成型。关键词：可编程程序控制器；PLC；液压缸目 录第一章 绪论11.1课程设计的背景11.2课程设计任务11.3课程设计的意义2第二章PLC简介32.1 PLC的由来32.2 PLC的定义32.3 PLC的构成42.4 PLC的各组成元素的构成及功能42.5 PLC工作原理6第三章液压传动系统83.1液压系统基本回路83.3液 压 缸8第四章 程序设计104.1设计思想、程序框图、梯形图104.2程序设计与说明124.3I/O地址表分配：134.4指令表134.5 GX Simulator 仿真模拟14第五章实验调试175.1运行调试17
7、5.2实验步骤17设计总结20参考文献21第一章 绪论1.1课程设计的背景目前，在国内外PLC已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业，随着PLC性能价格比的不断提高，其应用领域不断扩大。从应用类型看，PLC的应用大致可归纳为以下几个方面：开关量逻辑控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信联网等等。PLC系统与通用计算机可直接或通过通信处理单元、通信转换单元相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统，满足工厂自动化（FA）系统发展的需要。为适应工业环境使用，与一般控制装置相比较，PLC机有以下特点：可靠性高，
8、抗干扰能力强；通用性强，控制程序可变，使用方便；功能强，适应面广；编程简单，容易掌握；减少了控制系统的设计及施工的工作量；体积小、重量轻、功耗低、维护方便等。因此我们基于PLC自控成型控制系统的设计，来满足生产上的需要，从而大大提高了生产效率和减轻工人的劳动强度，有非常好的经济效益和社会效益。1.2课程设计任务一、控制要求利用PLC构成一个自控成型系统,用LED发光管来演示系统工作状态。其中S1，S6用于指示油缸到位开关；K1至K4用于指示电磁阀的工作状态。（1）初始状态,当原料放入成型机时，各油缸为初始状态:K1=K2=K4=OFF,K3=ON，S1=S3=S5=OFF,S2=S4=S6=O
9、N。（2）按下启动键S0,则 K2=ON,上面油缸的活塞B向下运动,使S4=OFF。（3）当该油缸活塞下降到终点时,S3=ON,此时启动左液压缸,A的活塞向右运动,C的活塞向左运行,K1=K4=ON，K3=OFF,使S2=S6=OFF。（4）当A缸活塞运行到终点时，S1=ON，并且C缸活塞也到终点，S5=ON时，原料已成型，各油缸开始返回原位。首先，A、C油缸返回，K1=K4=OFF，K3=ON，使S1=S5=OFF。（5）当A、C油缸返回到初始位置，S2=S6=ON时，B油缸返回，K2=OFF，使S3=OFF。（6）当B油缸返回到初始状态，S4=ON时，系统回到初始状态，取出成品；放入原料后
10、，按下启动按钮，重新启动，开始下一工件的加工。二、课题要求(1) 按题意要求，画出 PLC 端子接线图及控制梯形图。(2) 完成 PLC 端子接线工作, 并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。(3) 完成课程设计说明书。1.3课程设计的意义通过课程设计的实践，使学生巩固和深化对PLC理论知识的理解；培养学生运用所学PLC知识和技能，配合相关技术资料的查询，独立分析和解决生产实际中有关工业控制实际问题的能力；进一步提高学生对PLC控制系统分析、设计的能力。通过对PLC自控成型控制系统的设计，使材料成型生产实现高效、低成本、高质量自动化生产的发展方向。不但能使成型的产品的质量和品质得到了严格的
11、保证；而且还大大提高了生产效率和减轻工人的劳动强度，有非常好的经济效益和社会效益。本文就是利用PLC控制的方法设计的一种即安全又实用的自控成型系统。第二章PLC简介2.1 PLC的由来 在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。继电器控制系统有着十分明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这一现状，1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置
12、，为此，特拟定了十项公开招标的技术要求，即：(1)编程简单方便，可在现场修改程序；(2)硬件维护方便，最好是插件式结构；(3)可靠性要高于继电器控制装置；(4)体积小于继电器控制装置；(5)可将数据直接送入管理计算机；(6)成本上可与继电器柜竞争；(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；(9)扩展时，原有系统只需做很小的改动；(10)用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。根据招标要求，1969年美国数字设备公司(DEC）研制出世界上第一台PLC（PDP14型），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。从此，可编程控制
13、器这一新的控制技术迅速发展起来，而且，在工业发达国家发展很快。2.2 PLC的定义 在PLC的发展过程中，美国电气制造商协会（NEMA）经过4年的调查，于1980年把这种新型的控制器正式命名为可编程序控制器（Programmable Controller），英文缩写为PC，并作如下定义：“可编程序控制器是一种数字式电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，并实现逻辑运算、顺序控制、计数、计时和算术运算功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。” 国际电工委员会（IEC）曾于1982年11月颁布了可编程序控制器标准的草案第一稿，1985年1月又发表了草案第二稿，1987年2月颁布了草案第三稿。该草案中对可编程序控制器的定义是：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数、和算术运算等操作的指令。并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。” 定义强调了PLC应直接应用于工业环境，它必须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用范围。这是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。2.3 PLC的构成从结构上分，PLC
