《工具機電氣控制與plc》實訓指導書
張慧玲編寫
瀋陽工學院
2015.6
目錄第一章概述
第二章設計步驟和方法
第三章實訓報告內容要求及時間安排
第四章 《工具機電氣控制與plc》題目及控制要求
第五章實訓報告參考目錄
1、 目的
本實訓的教學目標是使學生掌握機電傳動控制系統的基本原理、plc控制電路的設計方法以及繼電器接觸器控制電路的plc改造方法。
2、 基本要求
1） 掌握機電傳動控制系統中plc控制的基本原理、順序控制設計方法
2） 具備一定的設計能力和除錯能力
1、 任務分析及方案確定
根據控制要求進行如下工作：
1） 任務分析，然後確定主電路，注意考慮裝置的保護；
2） 確定控制規則；
3） 選擇plc，包括plc點數、型別及擴充套件模組的型別，注意操作方式及控制電路的保護；
4） plc輸入輸出點的確定及分配等。
2、 plc控制設計
1） 畫出plc端子接線圖
2） 設計順序功能圖
3） 設計梯形圖
4） 寫出對應語句表
3、 模擬除錯
4、 撰寫設計說明書
1、 實訓報告內容及書寫格式要求
1) 設計題目；
2) 控制要求；
3) 任務分析、方案確定。包括plc輸入和輸出點的確定。plc的選擇，控制規則，操作方式及設計思想等；
4) 畫出plc端子分配圖；
5) 設計順序功能圖；
6) 設計plc控制梯形圖；
7) 寫出對應的語句表
2、 時間安排
1） 講解題目要求，學生查閱資料，確定設計方案0.5天
2） plc順序功能圖的設計1.5天
3） plc梯形圖設計1.5天
4） 說明書撰寫1天
5） 答辯0.5天
第一組題目：捲煙廠風力送絲裝置控制系統設計
控制要求：
1.啟動後，風機工作，給菸絲管道送風
2.當落料器內料低於下落料器時，啟動回風電磁閥開啟風門，將菸絲吸進落料器；當落料器內料高於上落料器時，回風電磁閥關閉風門。
3.若兩個落料器同時需要進料時，則按時間分配輪流裝料。
4.當料倉菸絲低於料倉下光電開關時，翻板門電磁閥動作進料；當料倉菸絲高於料倉上光電開關時，翻板門電磁閥關閉。
5.下班關機前，將所有落料器的菸絲全部放入各個料倉。
送絲裝置工作示意圖
第二組題目：加熱爐自動送料控制系統設計
機械系統包括自動台車、機械臂起吊裝置、冷卻槽和夾緊裝置四部分。控制動作主要包括：台車的前進/後退、機械臂的上公升/下降、夾鉗的夾緊/鬆開、冷卻槽的前進/後退。示意圖如圖所示。
動作控制要求：
送料系統示意圖
第三組題目：汙水處理控制系統設計
系統有三套子系統。每個子系統組成如圖所示。
1．濾水時，開啟進水閥和出水閥，汙水流經磁濾器中通電的電磁鐵，則汙水中的氧化鐵雜質會附在磁鐵上，從水箱流出淨化水，實現濾水；
2．一段時間後，斷開電磁鐵，關閉進水閥和出水閥，開啟排汙閥和空氣壓縮閥，壓縮空氣將水箱的水打入磁濾器內，沖洗磁鐵，汙水由排汙管流入汙水池，進行二次處理，實現反洗。
3．三套子系統同時工作。
4．可以實現自動
淨化示意圖和濾水工藝流程如下圖所示。
汙水淨化示意圖
濾水工藝流程圖
第四組題目：示教機械手控制系統設計
動作要求：
1．單迴圈為：
1）從原點開始下降；2）吸工件，延時1秒；3）上公升；4）右轉；5）下降；6）放下工件，延時1秒；7）上公升；8）左轉，回原點。
2．要求工作方式：連續。
3．連續時，迴圈5次結束，聲光間斷報警5秒。
第五組題目：超聲波清洗機控制系統設計
該系統可以進行清洗、漂洗還有超聲，有進水閥、進液閥、排水閥，排液閥，水幫浦電動機和液幫浦電動機，容腔內包含兩個液位感測器，上限位和下限位；
清洗液沖洗時，液幫浦工作，進液閥、排液閥同時開啟。
清水沖洗時，水幫浦工作，進水閥、排水閥同時開啟。
要求：超聲波清洗機工藝流程圖
第六組題目：半精鏜專用工具機控制系統設計
機械系統包括：左滑臺、右滑臺、左動力頭、右動力頭、拔插定位銷油缸。
動作要求如圖所示：
半精鏜專用工具機控制流程圖
第七組題目：四工位臥式鏜銑組合工具機控制系統設計
該工具機有四個工位，三個動力頭。第一工位是裝卸工位，第二到第四工位的三個動力頭可以同時對相應工位夾具上的工件進行加工。工作台每次轉位90度，轉過360度完成乙個工件的所有加工。
工具機的動作包括：工作台的抬起、迴轉、落下夾緊；夾具的夾緊、鬆開；三個滑台各自的向前切削、向後退回。流程圖如圖所示。
工具機總控流程圖
第八組題目：內燃機部件定位清洗機控制系統
清洗機主要由步進式液壓輸送機構、清洗幫浦及清洗液過濾迴圈系統、水位控制裝置、油水分離裝置、排屑裝置、集中潤滑系統、異常顯示和事故報警系統等組成。自動執行迴圈流程圖如圖所示。
清洗機流程圖
第九組題目：沖壓機控制系統設計
控制過程如下：
1）按下啟動鍵後，把工件放在傳送帶1上，啟動傳送帶1將工件送到工位1；
2）開啟進料機械手吸盤控制閥，使吸盤吸住工件；
3）進料機械手伸出將工件送入沖壓機加工臺的工位2，斷開吸盤並退回；
4）沖壓模具下降，沖壓完工件後上公升；
5）出料機械手進入沖壓機加工臺；
6）出料機械手吸盤吸住工件；
7）將工件放到工位3，鬆開出料吸盤，出料機械手退回原位。
8）啟動傳送帶2將工件從工位3送走。
第十組題目：混凝土配料及攪拌系統設計
系統由配料部分和攪拌部分組成。如下圖所示。
配料部分由石料1、石料2、石粉1、石粉2、瀝青的儲料倉與稱料斗組成。5種材料分別由各自的感測器（脈衝訊號）計量放料數量。配比為6：2：6：2：2.
控制過程如下：
按下啟動鍵後，同時開啟石料1、石粉1和瀝青的料倉電磁閥。並同時對三種材料計數；當石料1計滿後關閉石料1，開啟石料2；當石粉1計滿後關閉石粉1，開啟石粉2；當5種材料都稱量完畢，開啟石料料斗放入石料至其限位感測器；接著開啟石粉料斗放入石粉至其限位感測器；最後開啟瀝青料斗放入瀝青至限位感測器；三個料斗都關閉後，同時開始攪拌1分鐘，然後開啟攪拌缸閥門漏料至其限位感測器，關閉閥門，重新開始上述配料過程。
第十一組題目：大小球分揀系統設計
分揀系統示意圖和流程圖如圖所示。
分揀系統示意圖
分揀系統流程圖
第十二組題目：配料車控制系統程式設計
控制要求：
1．配料車完成「從配料罐出發，到a處取m車料，再到b處取n車料，送回配料罐進行配料混合」的工作迴圈。配料車由三相交流非同步電機驅動。
2．按停止按鈕，完成當前迴圈後再停。
3．按復位按鈕，立即返回原位停止。
4．要求可以實現連續控制。
工藝流程圖：
配料車工作示意圖
第十三組題目：噴泉控制系統程式設計（一）
控制要求：
1）噴泉控制要求為「a、d同時噴6秒，並左右擺動—a、c同時噴7秒並旋轉—b、d同時噴10秒並旋轉—a、c、b同時噴5秒並擺動--2秒後再迴圈」
2）每個噴頭工作時，都連帶紅、綠、黃、藍四個彩燈間隔0.1s迴圈發光。
3）噴泉可以實現連續操作方式。
4）當選擇連續時，要求迴圈20次後終止迴圈，發出聲光間斷報警，按停止按鈕終止報警。
第十四組題目：鑽床主軸進給控制系統程式設計
控制要求：
鑽頭從初始位置開始向右進行鑽深孔工作，鑽孔過程中，鑽頭向右鑽一段距離後返回初始位置，然後再向右鑽一段距離後再返回初始位置，如此反覆，完成鑽深孔工作過程。
鑽頭初始位置在原點（光電開關sq1處），按下啟動按鈕sb1,鑽頭進給至sq2光電開關處後返回原點，然後再進給至sq3光電開關處後返回原點，依此類推，最後返回原點停止，至此完成鑽床主軸進給控制系統全過程。工藝流程圖：
鑽床主軸工作示意圖
第十五組題目：噴泉控制系統程式設計（二）
控制要求：
1）噴泉控制要求為「a、b、e同時旋轉並噴水10秒—a、d、c同時擺動並噴15秒—b、d、e同時旋轉並噴20秒—a、c、b同時擺動並噴9秒--2秒後再迴圈」
2）每個噴頭工作時，都連帶紅、綠、黃、藍四個彩燈間隔0.1s迴圈發光。
3）噴泉可以實現連續操作方式。
4）當選擇連續時，要求迴圈20次後終止迴圈，發出聲光間斷報警，按停止按鈕終止報警。
第十六組題目：布料車程式設計
控制要求：
布料車的工作行程按照「進二退一」的方式往返行駛於八個光電開關之間。布料車由三相交流非同步電機驅動。
工藝流程如圖：
布料車工作示意圖
第十七組題目：噴泉控制系統程式設計（三）
控制要求：
1）噴泉控制要求為「a、b、d同時旋轉並噴水12秒—b、d、c同時擺動並噴14秒—a、d、e同時旋轉並噴10秒—a、c、d同時擺動並噴7秒--2秒後再迴圈」
2）每個噴頭工作時，都連帶紅、綠、黃、藍四個彩燈間隔0.1s迴圈發光。
3）噴泉可以實現連續操作方式。
4）當選擇連續時，要求迴圈20次後終止迴圈，發出聲光間斷報警，按停止按鈕終止報警。
第十八組題目：映象管搬運機械手控制設計
搬運機械手包括：擺動缸、燕尾缸、下臂缸、吸盤公升降缸、鉗口合龍缸、吸盤、迴轉電機。每個汽缸的雙向動作都有限位檢測開關。
控制流程如下圖所示。其中「擺動到清洗機」動作執行，除了圖中的前提條件外，還有「清洗機到位」的附加條件。
映象管搬運機械手工作迴圈流程圖
第十九組題目：液體灌裝機控制
灌裝機的動作有以下4種：
1） 液體容器的傳送動作。它是由傳送器在縱向和橫向兩個汽缸的帶動下，實現左行、右行、前行、後行。
2） 液體容器的公升降動作。它由公升降汽缸帶動，上公升到位，頂開閥頭，實現灌裝，灌滿後，容器下降，離開閥頭，回原位。
3） 電磁閥輸出。電磁閥為二位三通電磁閥。接通輸出，則接通油幫浦和容器；斷開則使油幫浦和容器斷開，油幫浦和油箱接通，完成油箱吸油的動作。
4） 供油與吸油動作。當上面的電磁閥接通時，油幫浦和容器接通，供油汽缸前進實現供油；電磁閥斷開後，油幫浦和油箱接通，供油汽
缸後退，實現吸油；
所有汽缸的雙向動作都有到位檢測開關。
液體灌裝機控制流程圖
第二十組題目：全自動洗衣機的控制設計
水位選擇：高、中、低三檔，另有三個水位檢測感測器。
注水狀態：進水閥開啟，水位至所選擇水位。
洗滌狀態：洗滌電磁離合器接通，電動機正轉30秒，停3秒，反轉30秒，停3秒，迴圈5次。
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