PLC1
目 录
第一部分 电气线路安装调试技能训练... 1
第一章 技能训练题目一 相异步电机的可逆控制... 1
1.1 电气原理图 和控制电路(如图1—1) 1
1.2电气安装接线图(如图1—2) 2
1.3本人完成的安装线路实物图(如图1—3) 3
第二章 技能训练题目二 电机星三角降压启动... 4
2.1电气原理图 路和控制电路(如图1—4）... 4
2.2电气安装接线图(如图1—5) 5
2.3本人完成的安装线路实物图(如图1—6) 7
第三章 技能训练小结... 8
3.1.电气原理图的绘制要求... 8
3.2.电气接线图的绘制要求... 9
3.3电器安装、接线的工艺要求... 9
第二部分 电气控制系统设计... 11
第一章 机械手电气控制系统设计任务书... 11
1.1工业机械手PLC. 11
1．2机械手技术要求... 12
第二章 机械手PLC电气控制系统总体设计过程... 15
2.1．总体方案说明... 15
2.2 PLC电气控制系统电气控制原理图设计... 15
2.3．各器件的参数整定计算... 16
第三章 机械手PLC控制系统软件设计... 19
3.1机械手的PLC控制程序流程图（图2—3）... 19
3.2机械手的PLC控制程序顺序功能图(图2—4) 20
3.3机械手的PLC控制程序梯形图程序如下... 21
3.4指令程序如下... 23
四 PLC实际应用中的问题... 25
五 设计小节... 26
六 参考文献... 26
第一部分: 电气线路安装调试技能训练
第一章 技能训练题目一: 三相异步电机的可逆控制 1.1 电气原理图：主电路和控制电路(如图1—1)
图1—1
主电路 控制电路
1.2电气安装接线图(如图1—2)
图1—2
1.3本人完成的安装线路实物图(如图1—3)
图1—3
第二章 技能训练题目二: 三相异步电机星三角降压启动2.1电气原理图: 主电路和控制电路(如图1—4）
图1—4
2.2电气安装接线图(如图1—5)
图1—5
2.3本人完成的安装线路实物图(如图1—6)
图1—6
第三章 技能训练小结3.1.电气原理图的绘制要求:
(1) 为了区别主电路与控制电路，在绘线路图时主电路(电机、电器及连接线等)，用粗线表示，而控制电路(电器及连接线等)用细线表示。通常习惯将主电路放在线路图的左边(或上部)，而将控制电路放在右边(或下部)。
(2) 动力电路、控制电路和信号电路应分别绘出：
动力电路——电源电路绘水平线；受电的动力设备（如电动机等）及其它保护电器支路，应垂直电源电路画出。
控制和信号电路——应垂直地绘于两条水平电源线之间，耗能元件（如线圈、电磁铁，信号灯等）应直接连接在接地或下方的水平电源线上，控制触头连接在上方水平线与耗能元件之间。
(3) 在原理图中各个电器并不按照它实际的布置情况绘在线路上，而是采用同一电器的各部件分别绘在它们完成作用的地方。
(4) 为区别控制线路中各电器的类型和作用，每个电器及它们的部件用一定的图形符号表示，且给每个电器有一个文字符号，属于同一个电器的各个部件(如接触器的线圈和触头)都用同一个文字符号表示。而作用相同的电器都用一定的数字序号表示。
(5) 因为各个电器在不同的工作阶段分别作不同的动作，触点时闭时开，而在原理图内只能表示一种情况，因此，规定所有电器的触点均表示正常位置，即各种电器在线圈没有通电或机械尚未动作时的位置。如对于接触器和电磁式继电器为电磁铁未吸上的位置，对于行程开关、按钮等则为未压合的位置。
(6) 为了查线方便。在原理图中两条以上导线的电气连接处要打一圆点，且每个接点要标一个编号，编号的原则是：靠近左边电源线的用单数标注，靠近右边电源线的用双数标注，通常都是以电器的线圈或电阻作为单、双数的分界线，故电器的线圈或电阻应尽量放在各行的—边（左边或右边）。
(7) 对具有循环运动的机构，应给出工作循环图，万能转换开关和行程开关应绘出动作程序和动作位置。
(8) 原理图应标出下列数据或说明：
1）各电源电路的电压值，极性或频率及相数。
2）某些元器件的特性（如电阻，电容器的参数值等）；
3）不常用的电器（如位置传感器，手动触头，电磁阀门或气动阀，定时器等）的操作方法和功能。
1、电源开关、熔断器、交流接触器、热继电器、时间继电器等画在配电板内部，电动机、按钮画在配电板外部。
2、安装在配电板上的元件布置应根据配线合理，操作方便，确保电气间隙不能太小，重的元件放在下部，发热元件放在上部等原则进行，元件所占面积安实际尺寸以统一比例绘制。
3、安装接线图中各电气元件的图形符号和文字符号，应和原理图完全一致，并符合国家标准。
4、各电气元件上凡是需要接线的部件端子都应绘出并予以编号，各接线端子的编号必须与原理图中的导线编号一致。
5、电气配电板内电气元件之间的连线可以互相对接，配电板内接至板外的连线通过接线端子进行，配电板上有几个接至外电路的引线，端子板上就因有几个线的接点。
6、因配电线路连线太多，因而规定走向相同的乡邻导线可以绘成一股线。
3.3电器安装、接线的工艺要求:1）所有电器元件、辅件应按照元件制造厂的安装使用说明书的安装要求（使用条件、灭弧距离、拆卸灭弧罩所需距离等）进行正确的安装。
2）严格按照电气原理图、接线图图纸及元件明细表、安装布置图（如有）的要求核对其额定电压、额定电流、规格型号后安装到位，要求横平坚直。
3）安装时应尽量考虑方便用户维修。各电器应能单独拆装更换而不应影响其它电器及导线束的固定。
4）所有元件均应牢固固定在骨架和支架上，紧固螺丝必须拧紧，无打滑及损坏镀锌层等现象，并采取防松措施，紧固后螺丝应露出螺母1-8螺距。不接线的螺丝也应拧紧，所有紧固件必须镀锌。所有元件的出线端应配有接线螺钉，并应进行紧固。联屏螺钉也应配齐紧固。
5）按钮安装：按钮操作应灵活、可靠、无卡阻，按钮之间的距离宜为50～80mm，当倾斜安装时，其与水平的倾角不宜小于30°。
6）螺旋式熔断器的安装，其底座严禁松动，电源应接在熔芯引出的端子上。
7）接触器、继电器安装前可动部分动作应灵活、可靠。
8）端子排应无损坏，固定牢固，绝缘良好。
9）端子应有序号，端子排应便于更换且接线方便；离地高度宜大于350mm。
10）回路电压超过400V者，端子板应有足够的绝缘并加入电源标志。
11）强、弱电端子宜分开布置；当有困难时，应有明显标志并设空端子隔开或设加强绝缘的隔板。
3.４.实训线路发生的故障及排除办法：
（1）通电后电动机不能转动，也无异响。故障原因：①电源未通（至少两相未通）；②保险丝熔断（至少两相熔断）；③过流继电器调得过小；④控制设备接线错误。 故障排除：①检查电源回路开关，保险丝、接线盒处是否有断点，修复；②检查保险丝型号、熔断原因，换新保险丝；③调节继电器整定值与电动机配合；④改正接线。
（2）通电后电动机不转，但保险丝烧断。 故障原因：①缺一相电源；②定子绕组相间短路；③定子绕组接地；④保险丝截面过小；⑤电源线短路或接地。 故障排除：①检查刀闸是否有一相未合好，电源回路有一相断线；②查出短路点，予以修复；③消除接地；④查出误接，予以更正；⑤更换保险丝；⑥消除接地点。
（3）通电后电动机有嗡嗡声但不转动 。故障原因：①定、转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；③电源回路接点松动，接触电阻大；④电动机负载过大或转子卡住；⑤电源电压过低；⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；⑦轴承卡住。 故障排除：①查明断点予以修复；②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；④减载或查出并消除机械故障，⑤检查是还把规定的面接法误接为Y；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正，⑥重新装配使之灵活；更换合格油脂；⑦修复轴承。
（4）运行中电动机振动较大。故障原因：①由于磨损轴承间隙过大；②气隙不均匀；③转子不平衡；④转轴弯曲；⑤铁芯变形或松动；⑥联轴器（皮带轮）中心未校正；⑦风扇不平衡；⑧机壳或基础强度不够；⑨电动机地脚螺丝松动；⑩笼型转子开焊断路；绕线转子断路；加定子绕组故障。故障排除：①检修轴承，必要时更换；②调整气隙，使之均匀；③校正转子动平衡；④校直转轴；⑤校正重叠铁芯，⑥重新校正，使之符合规定；⑦检修风扇，校正平衡，纠正其几何形状；⑧进行加固；⑨紧固地脚螺丝；⑩修复转子绕组；修复定子绕组。
第二部分:机械手电气控制系统设计 第一章 机械手电气控制系统设计任务书1.1工业机械手PLC
机械手是能够模仿人手动作，并按设定程序、轨迹和要求代替人手抓（吸）取、搬运工件或工具或进行操作的自动化装置，它能部分的代替人的手工劳动。较高级型式的机械手，还能模拟人的手臂动作，完成较复杂的作业。在机械制造业中，机械手已被广泛应用，从而大大地改善了工人的劳动条件，显著的提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。在我国，工业机械手近年来有较快的发展，投入了大量的人力物力加以研究和应用，并且很好的效果。本课题主要研究的问题是"近距离自动移动式机械手臂设计--气压驱动式"。设计包括两大方面，其中之一是自动行走部分，另一部分为手臂的运转。采用同一驱动能源--气泵。行走部分可以采用气压马达带动两轮转动。气压泵固定在某处，用一根软管将泵与马达相连，马达安装在行走装置中。运动手臂的直线运动用气缸来实现，旋转运动用气压马达来实现。行走的时候手臂不动，手臂运动的时候，行走部分停止运动。
1．2机械手技术要求1.2.1机械手的组成：
机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等组成。
（一） 执行机构
包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。
1、手部 即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手部。
2、手腕 是联接手部和手臂的部件，其调整或改变工件方位的作用。
3、手臂 支承手腕和手部的部件，用以改变工件的空间位置。
4、立柱 是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降（或俯仰）运动均与立柱有密切的联系。
5、行走机构 机械手为了完成远距离的操作和扩大使用范围，可以增设滚轮行走机构。滚轮式行走机构可分为有轨的或是无轨的两种。
6、机座 它是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于基座上，故起支承和联接的作用。
（二）驱动系统
机械手的驱动系统是驱动执行机构运动的传动装置。常用的有液压传动、气压传动、电力传动和机械传动等四种形式。
1、 液压传动 是以油液的压力来驱动执行机构运动。其主要特点是：抓重可达几百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然有的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温、低温下工作。
2、气压传动 是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动。其主要特点是介质来
源极方便、气动动作迅速、结构简单、成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性差，而且气源压力较低，适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。
3、机械传动 即由机械传动机构（如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等）驱动。其动力是由工作机械传递的。它的主要特点是运动准确可靠、动作频率高，但结构较大，动作程序不可变。它常被用于为工作主机的上、下料。
4、电力传动 即由特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动，因为不需要中间的转换机构，故机械结构简单。其中直线电机机械手的运动速度快和行程长，维护和使用方便。此类机械手目前还不多，但有发展前途。
（三）控制系统
有电气控制和射流控制两种，一般常见的为电气控制。它是机械手的重要组成部分，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给与机械手的指令信息（如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间），同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
（四）位置检测装置
控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的进度达到设定位置。
1.2.2机械手的控制过程
机械手动作的流程图(如图2—1)
图2--1 机械手动作的流程图
机械手的任务是搬运物品，要求它将传送带A上的物品搬至传送带B上，由于传送带A、B都按规定的方向和规律运行，故可将物品传送到指定的位置。
机械手搬运物品工作时，传送带A为步进式传送，每当机械手从传送带A上取走一个物品时，该传送带前进一段距离，将下一个物品传送到位，以便机械手在下一个工作循环取走物品。机械手按照规定的动作，将传送带A上的物品搬运到传送带B上。传送带B是连续运转的。
机械手的上、下、左、右4个方向都有行程开关进行位置限制，当机械手运动到对应位置时，就会碰上相应的行程开关，机械手将进行运动状态的切换。机械手夹紧动作结束的判断采用时间继电器，设计一定的时间来表明工件已经夹紧；而机械手放松动作结束的判断则是用行程开关，当碰上行程开关时，就判定放松动作已执行完毕。
设计要求是：有半自动工作方式和手动工作方式，当位于手动工作方式时，用按动按钮去控制机械手的动作；当位于半自动工作方式时，在机械手处于原位情况下，按动起动按钮，机械手就能自动完成一个循环过程并停在原位待命。其具体要求如下：
（1）机械手在原始位置，按下启动按钮，传送带B开始运行，机械手从右下限位置开始上升。
（2）机械手上升到上限行程开关位置，压动行程开关后，上升动作结束，机械手开始左旋。
（3）机械手左旋到左限行程开关位置，压动行程开关后，左旋动作结束，机械手开始下降。
（4）机械手下降到下限行程开关位置，压动行程开关后，下降动作结束，传送带A起动。
（5）传送带A向机械手方向前进一个物品的距离后停止，机械手开始抓物。
（6）机械手抓物，由手指上的行程开关控制抓紧程度，抓物结束后，机械手开始上升。
（7）机械手上升到上限行程开关位置，压动行程开关后，上升动作结束，机械手开始右旋。
（8）机械手右旋到右限行程开关位置，压动行程开关后，右旋动作结束，机械手开始下降。
（9）机械手下降到下限行程开关位置，压动行程开关后，下降动作结束，机械手开始放下手中物品。
（10）机械手放物经一个适当的延时，放物结束，一个工作循环完毕。
（11）整个搬物工作应设计成既能电动，又能长动控制（连续工作方式）。
1.2.3机械手的PLC控制设计要求
(1)控制装置选用PLC作为系统的控制核心，根据工艺要求合理选配PLC机型和I/O接口。
(2) 整个搬物工作既可执行点动控制，又能长动控制两种方。
(4) PLC的接地应按手册中的要求设计，并在图中表示或说明。
(5) 为了设备安全运行，考虑必要的保护措施，入如电动机过热保护、控制系统短路保护、过载保护等。
(6) 绘制电气原理图：包括主电路、I/O接线图，编制PLC的I/O接口功能表。
(7) 选择电器元件、编制元器件目录表。
(8) 绘制接线图、电控柜布置图和配线图、控制面板布置图和配线图等。
(9) 采用梯形图或指令表编制PLC控制程序。
第二章 机械手PLC电气控制系统总体设计过程2.1．总体方案说明1) 机械手PLC电气控制系统运动控制由电动机通过交流接触器完成起、停控制，正、反转和旋转，由于电动机是感性负载，在电动机再起动过程中会产生较大的启动电流，因此电动机采用热继电器实现过载保护，其热继电器的常开触点通过中间继电器转换后，作为PLC的输入信号，用以完成各个电动机系统的过载保护，此外，利用熔断器实现短路保护。
2) PLC选用继电器输出型。
3) PLC自身配有24V直流电源，外接负载时考虑其供电容量。PLC接地端采用第三种接地方式，提高抗干扰能力。
2.2 PLC电气控制系统电气控制原理图设计2.2.1 主电路设计
PLC电气控制系统主电路(如图2—2)
图2—2 PLC电气控制系统主电路
1.在主回路里用低压断路器实现过载，短路，失压保护，在各回路加装熔断（FU1、FU2、FU3、FU4、FU50器和热继电器（FR1、FR2、FR3、FR4、FR5），能对电机和主回路起到较好的保护作用。
2、主回路中交流接触器KM1、KM2分别控制传送带A的电动机M1、传送带B的电动机M2；交流接触器KM3和KM4控制机械手的电动机M3正、反转完成机械手的上升和下降；交流接触器KM5和KM6控制机械手的电动机M4正、反转完成左旋和右旋的控制功能；交流接触器KM7和KM8控制机械手的电动机M5，正、反转完成机械手的夹紧和放松的功能。
看看
看看，怎么没图
kankan