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4、称一、课题介绍1、目的（1）通过毕业设计，使学生进一步巩固、深化和扩充相关课程方面的基本知识、基本理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决实际问题的能力。（2）通过毕业设计，让学生独立完成一项PLC应用系统课题的基本设计工作，达到培养学生综合应用所学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的（3）通过毕业设计，让学生熟悉设计过程，了解设计步骤，掌握设计内容，达到培养学生工程绘图和编写设计说明书能力的目的，为学生今后从事相关方面的实际工作打下良好基础。2、任务设计某生产流水线小车的PLC控制系统。（1）基本情况某生产流水线小车由1台Y系列三相异步电动机驱动，电动机规格为2.2、380V、4.7
5、A，不频繁起动。该电动机正转时，使小车前进；反转时，使小车回退。（2）控制要求某生产线要求一小车执行以下控制：初始状态下，小车停在行程开关ST1的位置，且行程开关被压合。第一次按下按钮SB1后，小车前进至行程开关ST2处停止，5min后退回到行程开关ST1处停止。第二次按下按钮SB1后，小车前进到行程开关ST3处停止，8min后退回到行程开关ST1处停止。第三次按下按钮SB1后，小车前进到行程开关ST4处停止，10min后退回到行程开关ST1处停止。第四次按下按钮SB1后，小车前进到行程开关ST5处停止，6min后退回到行程开关ST1处停止。再按下按钮SB1，重复以上过程。生产流水线小车运动示
6、意图如下图所示。前进后退ST1ST2ST3ST4ST5二、主要设计内容及设计要求1、设计内容1) 熟悉题目、收集资料。学生按教师下达的具体题目，充分了解技术要求，明确设计任务，收集相关资料，为设计工作做准备。2) 总体设计。正确选定系统方案，认真画出系统总体结构框图3) 软件设计（程序设计）。正确选择PLC型号，根据控制要求确定I/O分配图（分配表），画出系统工作流程图，设计程序（包括SFC图、梯形图、指令表等）及编写程序说明，给出编程元件明细表等。4) 硬件设计（电气设计）。画出电气原理图（含PLC外部接线图）、电气原理图的简要分析，画出元件布置图、接线图、电气互连图，选择电气元件、确定电气
7、元件明细表，控制面板（操作屏柜）设计及操作说明等。5) 系统调试6) 整理编写毕业设计说明书2、设计要求根据生产设备工作方面及其它方面的需要，本次设计要达到如下设计要求：(1)要求本次设计的控制装置采用PLC技术实现；(2)要能完全满足控制要求；(3)要按照电气设计惯例，提供短路、过载、联锁等故障保护措施；(4)本次设计的控制装置应由操作屏、电气控制箱(柜)等部分组成，要尽量与生产设备进行一体化安装，具体安装尺寸另行商定；(5)操作屏上要有完整的信号指示(含电源、启动、停止、故障等指示)；因本次设计时间紧，程序设计及调试部分、电气设计部分要求做到具体到位，柜屏设计部分不作要求。目 录一：前言
8、5二：摘要 7三：已知情况、控制要求、设计要求3.1已知情况83.1控制要求83.3设计要求8四：设计思路 4.1程序设计及调试 94.2电气设计94.3安装、接线、联合测试94.4后期工作 9五：程序设计及调试 5.1PLC的“I/O为分配”95.2明确“信息流向” 105.3SFC顺序功能图105.4梯形图、程序工作过程简析及编程元件明细表 11六：电气设计6.1确定电气原理图(含PLC外部接线原理图) 176.2确定元件位置图、接线图、互连图 196.3气元件进行选择，确定“电气元件明细表”20七：安装、接线、及系统联合测试 八：后期工作8.1操作过程简要说明 228.2常见故障及其排除
9、方案 228.3编写并提交(课程)设计说明书 23九：尚存在的问题及方案建议9.1弧光短路问题 239.2PLC电源净化问题 23参考文献及资料 24课程设计总结 25 感谢 26 前言PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，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.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应
10、用，可以说有半导体的地方就有PLCPLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。PLC的特点 1.可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万
11、小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2.配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据
12、运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3.易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改
13、造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5.体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。 PLC基础知识1. PLC的发展历程 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、
