plc的实习报告(推荐9篇)
一、系统功能分析:
1.自动门控制装置的硬件组成:自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1、关门执行机构KM2、指示灯等部件组成。2.控制要求:
1)当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时,开门执行机构KM1动作,电动机正转,到达开门限位开关K3位置时,电机停止运行。2)自动门在开门位置停留8秒后,自动进入关门过程,关门执行机构KM2被起动,电动机反转,当门移动到关门限位开关K4位置时,电机停止运行。3)在关门过程中,当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时,应立即停止关门,并自动进入开门程序。
4)在门打开后的8秒等待时间内,若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时,必须重新开始等待8秒后,再自动进入关门过程,以保证人员安全通过。
5)关门等待状态中,绿灯A长亮,绿灯B熄灭;开、关门过程中,绿灯B闪烁,绿灯A熄灭。
6)为搬运货物等特殊情况需要,设置一个开关,开关合上时,门打开,并长时间保持,直至开关断开,门关上,恢复常态。
二、设计要求:写出IO分配表;设备选型并列写出设备清单;画出硬件接线原理图、布局与实物接线图;软件设计;安装制作出实物系统,并调试好。
三、总体设计方案:
选用三菱FX2N-16MR型PLC为控制核心,以正泰CJX2-1210型接触器为驱动的电气控制线路,实现一台三相异步电动机进行正反转,正转为开门,反转为关门。用两个行程开关实现正转、反转停止。当自动门碰到开门行程开关使其闭合,电动机就进入等待8S的状态,然后在门打开后的8秒等待时间内,若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时,必须重新开始等待8秒后,再自动进入关门过程,以保证人员安全通过。在关门过程中,当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时,应立即停止关门,并自动进入开门程序。
四、IO分配表
五、设备选型与清单
六、硬件原理图
随着电子技术的迅猛发展, PLC即可编程控制器在社会中的应用越来越广泛, PLC技能人才的结构性需求矛盾日益增大。为培养实用型技术人才, 在职业技术学校开展PLC实习教学, 是推动电类教学发展的客观要求, 也是促进职业技术学校自身发展的必然选择。经过多年的教学和实践, 我对此方面体会如下:
1 抓好专业教学的基础训练
由于职业技术学校的学生底子较薄, 在学习过程中容易产生抵触情绪, 导致PLC理论知识贫乏, 甚至造成学校高投入低产出, 得不偿失。因此, 在PLC的实习教学过程中, 指导教师一定要正确处理教与学的关系, 激发学生的学习积极性和发挥学生的主观能动性。如尽量科学、合理安排好教学内容的顺序, 帮助学生增强自信心;结合教学内容, 组织学生参加社会实践, 引导学生把所学的知识应用到现实中去, 意识到PLC的重要性, 从而激发学习的兴趣。当学生把学习当作一种乐趣, 就会产生强烈的动力, 变”要我学”为”我要学”。
2 注重创新教学方法
目前, 在《PLC原理及应用》课程实践教学上, 被广泛认可和采用的方法是“简单验证式”或“机械重复式”的实训, 学生在实训时也只是“依葫芦画瓢”的进行程序输入、线路连接。我认为, 这种教学方法是不利于培养学生的思考和创新能力的。对于PLC实习教学, 教师要努力给学生创造思考的条件, 让学生动手, 动脑, 动口, 使他们深刻地理解, 掌握知识并有效地利用。这样, 才能可以培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力, 才能从本质上学好这门课程。
托尔斯泰说:“成功的教学所需要的不是强制, 而是提高学生的学习兴趣。”众所周知, 学习兴趣是启动大脑思维的动力。要实现这种转化, 教师在教学中要结合教材特点, 广泛使用的FXTRN软件来学习PLC编程。在一种人造的情境或环境里学习所学的知识, 技能和能力。在分析过程中, 学生可以自已提出问题, 并自已找出解决问题的途径和手段, 从而培养学生独立分析问题和独立处理问题的能力。而所选的每个课题以贴近生活的实例为重点, 比如设计一些控制车流的互锁程序、控制一个指定时间间隔变化的交通灯及当检测到一个物体时, 自动门的打开或关闭等较为贴近生活的课题。以现广为应用的“交通灯的时间控制”课题为例。课题大意:控制交通灯红信号灯先亮10s后熄灭, 然后黄信号灯亮5s后熄灭, 绿信号灯亮10s后熄灭, 重复动作。学生对该课题既感兴趣又感觉到有一定的难度。所以, 教师应预先想好难点和重点, 做好引导工作。教师可以从以下几方面来解决难点:首先, 讲解时间定时器的用法, 然后分析交通信号灯的控制时序图, 设计一个开关控制红, 黄, 绿信号灯变化闪烁的程序, 通过这个练习, 学生可以知道在编写程序时, 要了解每个灯的信号变化状态, 避免重复输出。其次, 介绍内部继电器的功能和用法, 并利用自锁程序完成对每个灯闭合状态的锁存。最后, 教师要让学生进行PLC程序写入启动仿真演示。经此引导, 本课题的设计思路就非常清晰, 难点也被一一分解。
3 注重学生能力的培养
近年来, PLC以其功能强大, 可靠性高, 编程简单, 安全性好, 以及抗干扰能力强等突出的优越性, 迅速晋级并成为当代工业自动化的支柱设备之一。然而PLC这类技能型人才呈现出供不应求的局面。与这一趋势不相适 (下转第176页) (上接第132页) 应的是:PLC技能人才的培养教育方式仍然沿袭过去轻技能, 重理论的传统教学模式。因此, 我认为职业技术学校要加强PLC实习教学, 必须以培养学生实操能力为重点。充分利用校企合作的实践训练基地, 长期安排学生顶岗实训, 进一步强化学生实际应用能力, 在生产中逐步实现学生向生产者的转变, 培养学生运用所学的基本理论, 分析和解决工程实际问题的能力。既进行了技能训练, 又可以开展课题研究, 承担社会工程项目和生产任务, 为学生按行业要求设计训练项目, 使学生可消化已学过的理论知识, 加深对相关理论知识的理解, 还能锻炼动手能力, 并在此基础上培养创新能力。如电梯的PLC控制、首先教师把电梯的控制分成5部分: (1) 程序的启动与停止。 (2) 程序运行过程。 (3) 电梯在上升或下降到呼叫楼屋时的延时程序。 (4) 电梯门程序控制。 (5) 报警系统程序控制。然后再把学生分成5个小组, 并明确各小组在实训中的任务和目标。通过这些程序的组合完成一套电梯的控制系统。让学生在完成“任务”中掌握知识、技能与方法。从而促进良好的人际合作关系, 使不出校门或者在未毕业的学生就能初步掌握这些现代化技术和能力。
时代在发展, 职业技术教育的实习教学不应该总停留在传统的实习模式上。只要我们抓好专业教学的基础训练, 抓住科技发展带来的契机, 加强实践性教学。调动学生学习的主动性、积极性, 使学生的思维能力、动手操作能力、创新能力得到了培养和发展, 也提高了课堂教学效率, 更加提高了学生素质从而降低办学成本, 提高办学效率, 全面增强学校在市场经济下的综合竞争力!为社会培养更多有技术能力的人才。S
【参考文献】
[1]王国海, 沈蓬, 主编.可编程控制器及其应用[M].中国劳动社会保障出版社.
[2]高安邦, 智淑亚, 徐建俊, 主编.新编机床边电气与PLC控制技术[M].机械工业出版社.
[3]梁耀光, 余文烋, 主编.现代电工新技术教程[J].广东省职业技能鉴定指导中心.
[4]广东省电工新技术教程编审, 组编.电工新技术教程实训指导[Z].
参考文献
[1]王国海, 沈蓬, 主编.可编程控制器及其应用[M].中国劳动社会保障出版社.
[2]高安邦, 智淑亚, 徐建俊, 主编.新编机床边电气与PLC控制技术[M].机械工业出版社.
[3]梁耀光, 余文烋,主编.现代电工新技术教程[J].广东省职业技能鉴定指导中心.
一、PLC的现状和存在的主要问题
PLC是一种以微处理器为基础,综合计算机、自动控制和网络通信等为一体的工业控制装置。目前PLC实习教学中存在的问题主要表现在以下几个方面。
1.学生对PLC项目缺乏整体认识
在PLC实习教学中,老师把重点放在程序的编写和讲解演示上。对于操作,一般是在老师的指导下接线。而且教学中,学生了解的是某一种PLC的编程软件,而对于它在工业控制中的地位、作用缺乏整体的认识,更谈不上用PLC控制系统设计实际的项目。
2.学生的创新能力低
在实习中,大多数的设备都采用按钮和LED指示灯模拟PLC的输入和输出。只能进行一些简单的硬件实验和软件编程,学生的PLC综合应用能力得不到提高。而实际应用中主要是硬、软件的系统设计,这样学生的应用能力和创新能力不能得到充分的开发。
3.学生缺乏综合运用的培养
实习教学是每个课题练习都有的环节,要练习哪个课题时,只有这一个知识点的程序不利于综合运用。学生对学科间的相互联系缺乏全面、系统的认识,因此,需要这种学科间互相交叉、融合的新课题来加强对学生综合能力、创新能力的培养。
二、实习教学中PLC的改革方向
针对上述问题,教学中加强了学科的交叉和融合,即用单片机仿真PLC控制的教学。其核心是:以学生为主,用廉价的单片机(大约十几元)作为核心,开发单片机仿真PLC控制实验平台,即学生自己动手用单片机设计一个能够在实习车间运行的PLC控制系统。
1.操作简单,易于实现
PLC也就是应用于环境较恶劣的工业现场的计算机。由单片机作为主控芯片构成的PLC,已被许多工程控制系统所采用。另外,教学用的计算机运行稳定,在实习中学生动手设计的PLC硬件电路,即使没有增加可靠的保护电路,也能顺利地完成,使单片机仿真PLC控制的顺利进行有了保障。
2.实施思路和方案
在基础练习完成以后,将单片机仿真PLC控制作为课程设计和创新实验的内容,组成“基础实验+课程设计+创新实验”的多层次实习模式。
3.具体方法
将单片机和PLC之间的差别一一对应进行转换,方法如下:
(1)将PLC梯形图转换成汇编程序。PLC控制中采用梯形图编程,是位操作,因此选用具有位操作逻辑指令功能的单片机,就可以很方便地实现转换。
(2)用汇编语言中的循环指令完成PLC巡回扫描工作。单片机的程序只运行一次就停机,而PLC的工作原理是巡回扫描。用单片机汇编循环指令加汇编语言程序起始地址标号构成一条汇编语句,就可以模拟PLC的巡回扫描工作方式。例如,选用单片机ATMEL89C2051,利用LJMP/AJMPSTART指令就可以模拟PLC的巡回扫描工作方式。
(3)用单片机的缓冲区来完成PLC的集中采样集中输出。单片机的输入输出端采用实时输入、实时输出模式,在时间上是串行关系,而PLC大都采用集中输入、集中输出模式。为此,可以在RAM区设置输入缓冲作为输入映像寄存器,一次性读入全部输入端状态,将其存入输入缓冲区;然后,按照梯形图程序行的逻辑关系,从输入缓冲区读取相应输入端子状态,运算处理后将待输出的结果存入输出缓冲区。当程序行全部执行完毕后,一次性将输出缓冲区的值输出到相应的输出端子。这样即可完成单片机仿真PLC对控制对象的控制功能。
4.实施意义及效果
(1)培养学生对工程设计的整体认识。单片机仿真PLC控制项目不再是验证性的项目,而是学生进行硬件和软件设计的过程。要完成这个项目,既要掌握单片机的语言,又要掌握PLC的编程,更重要的是掌握单片机和PLC的区别和联系。此次实训能够使得学生的思维模式正向跨学科、多层次、全方位发展。
(2)培养学生的动手能力和创新能力。该项目是在单片机硬件的基础上,将PLC程序一一对应转换成汇编语言程序,从而达到单片机仿真PLC控制的,其创新的空间大。目前国内所用的PLC几乎全部都是进口的,该项目对学生自主开发PLC、培养创新能力有很大的帮助作用。
用单片机仿真PLC控制项目在实习教学中是可行的,一片单片机只需十几元。PLC实习教学有待于向多学科的交叉与融合方向发展;不再是纯粹的验证性实习,而是要求学生在实训中独立完成项目。在今后的工作中能够更好地适应企业的要求。成为专业技术更强、能力更高的高素质专业技能人才。
专 业:电气工程及其自动化
班 级:电气09-3
姓 名:田振
学 号:26010316
目录
一、实习名称-------------------------------------------------------------2 二、实习目的-------------------------------------------------------------2 三、控制要求-------------------------------------------------------------2 四、机械手应用----------------------------------------------------------3 五、设计部分-------------------------------------------------------------4
1、PLC控制接线图--------------------------------------------4
2、顺序功能图---------------------------------------------------5
3、梯形图---------------------------------------------------------6
4﹑系统运行与调试--------------------------------------------12
六﹑ 参考文献------------------------------------------------------------14
七、实习心得------------------------------------------------------------14
一、实习名称:机械手PLC 控制
二、实习目的:
1.学会西门子S7-200PLC的使用;
2.掌握顺序功能图的编程设计方法;
3.掌握STEP7-MicroWIN的使用方法;
4.掌握PLC工程设计方法;
三、控制要求
系统在电气设计上,电机主要采用步进电机和直流电机,分别控制水平
移动、垂直移动及送货台的动作。传感器采用对射式、反射式传感器以及微动开关,用于完成货物的检测和限位保护。系统在机构设计上采用滚珠丝杠、滑杠和普通丝杠作为主要传动机构。
机械手的工作方式有四种。
1、单周期方式:机械手在原位压左限位开关和上限位开关。按一次操作按钮机械手开始下降,下降到左工位压动下限开关后自停,接着机械手夹紧工件开始上升,上升到原位压动上限开关后自停,接着机械手开始右行直到压到右限位开关后自停,接着机械手下降,下降到右工位压到下限开关(两个工位用一个上限开关)后自停,接着机械手放松原件后开始上升直到压到上限位开关后自停接着机械手开始左行直到压到左限位开关后自停。至此一个周期结束,要再按一次操作按钮才会开始下一个周期的运行。
2、连续方式:启动后机械手反复运行上述周期的动作过程。
3、单步方式:每按一次操作按钮,机械手完成一个工步。
4、手动方式:按下按钮则机械手完成一个动作,松开按钮机械手则停止。 机械手操作流程图
四、机械手应用
机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。它能模仿人手臂的某些动作功能,可按固定顺序在空间抓、放、搬运物体等,动作灵活多样,广泛应用在工业生产和其他领域内。近年来,随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大的特点,并能代替人类在危险与有毒性环境中工作,极大地提高了生产效率与工作精度,保障人身安全,改善劳动环境等,因此,机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用,例如:
(1)机床加工工件的装卸,特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。
(2)在装配作业中应用广泛,在电子行业中它可以用来装配印制电路板,在机械 行业中它可以用来组装零部件。
(3)可在劳动条件差,单调重复易子疲劳的工作环境工作,以代替人的劳动。
(4)可在危险场合下工作,如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。
(5)宇宙及海洋的开发。
(6)军事工程及生物医学方面的研究和试验。
五、设计部分
综合实验报告
题
目:
基于PLC控制器的电梯控制系统设计与实现
系
别:
自动化系
班
级:
自动化1
学生姓名:
钮海兴
指导教师:郑凤仁、石春鹤、谢莹
2011年06月 10日
引言
人类已进入21世纪,科学技术突飞猛进,经济知识和信息产业初见端倪,特别是自动化术的讯速发展和广泛应用,对社会的政治、经济、军事、文化等领域产生越来越深刻。电梯控制系统系统是人们生活中不可缺少的部分,它的用途、及安全性对于乘坐者来说都至关重要。本论文叙述到的是电梯控制系统实现的。重点介绍了电梯控制系统的实现过程:包括系统分析、系统调查、功能设计、系统状态设计、系统实现、系统测试和调试等。
1.基础知识
1.1 电梯控制系统前台开发工具 : 触摸屏,PLC, 1.2 KGL及编程语言概述
1.3 系统开发所需设备工具概述
触摸屏 :(触摸屏的工作原理)作为一种最新的电脑输入设备,它是目前最简
单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引
力的全新多媒体交互设备。
PLC 的定义 PLC 即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础 的 新 型 工 业 控 制 装 臵。第一节 PLC简述 简述 一,PLC的特点: 1,高可靠性2,编程简单,使用方便 可采用梯形图编程方式,与实际继电器控制电路非常接近,一般电气工作者很容 易接受.3,环境要求低 适用于恶劣的工业环境.4,体积小,重量轻5,扩充方便,组合灵活 二,PLC的硬件结构: 1,硬件框图
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装臵。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF 变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般 由整流、中间直流环节、逆变和控制4 个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
电机:把电能转换为机械能 的电机,称为电动机。
2、按照产生或取用电能种类的不同,电机分为直流电机与交流电机。产生电能的称 为发电机,取用电能的称为电动机。电动机分为交流电动机和直流电动 机两大类.交流电动机又分为单相的和三相的,异步的和同步的。直流 电动机按照励磁方式的不同分为他励、并励、串励和复励四种。交流电动机应用较为普遍,特别是异步电动机应用广泛。2 系统分析...............................................2.1 背景说明
通过PLC的学习掌握必要技能,通过电梯这样课题,通过老师的提示,自我的理解,完成这一任务,2.2 系统开发目的
检验自己的学习情况,达到可以自主独立编程电梯程序,锻炼自己的自学能力,独立思考的能力。
2.3 系统需求陈述
我们将要讨论的是电梯的控制问题,下面给出对这个问题的描述。
在一幢有m层楼的大厦中需要一套控制n部电梯的产品,要求这n部电梯根据下列约束条件在楼层间移动。
C1:每部电梯有m个按钮,每个按钮代表一个楼层。当按下一个按钮时该按钮指示灯亮,同时电梯驶向相应的楼层,当到达由按钮指定的楼层时指示灯熄灭。
C2:除了大厦的最低层和最高层之外,每层楼都有两个按钮分别指示电梯上行和下行。当这两个按钮之一被按下时相应的指示灯亮,当电梯到达此楼层时灯熄灭,电梯向要求的方向移动。
C3:当电梯无升降动作时,关门并停在当前楼层。 2.4 系统脚本说明
表1 电梯系统正常情况脚本
〃 用户A在3楼按上行按钮呼叫电梯,用户A希望到7楼去
〃 上行按钮指示灯亮
〃 一部电梯到达3楼,电梯内的用户B已按下了到9楼的按钮
〃 上行按钮指示灯熄灭 〃 电梯开门 〃 用户A进入电梯
用户A按下电梯内到7楼的按钮 〃 7楼按钮指示灯亮 〃 电梯关门 〃 电梯到达7楼 〃 7楼按钮指示灯熄灭 〃 电梯开门 〃 用户A走出电梯
〃 电梯在等待时间到后关门
〃 电梯载着用户B继续上行到达9楼 表2 电梯系统异常情况脚本
〃 用户A在3楼按上行按钮呼叫电梯,但是用户A希望到1楼
〃 上行铵钮指示灯亮
〃 一部电梯到达3楼,电梯内用户B已按下了到9楼的按钮 〃 上行按钮指示灯熄灭 〃 电梯开门 〃 用户A进入电梯
〃 用户A按下电梯内到1楼的按钮 电梯内1楼按钮指示灯亮 〃 电梯在等待超时后关门 〃 电梯上行到达9楼
〃 电梯内9楼按钮指示灯熄灭 〃 电梯开门 〃 用户B走出电梯 〃 电梯在等待超时后关门
〃 电梯载着用户A下行驶向1楼 系统动态设计............................................3.1 状态转换图基础
状态转换图(简称为状态图)通过描绘系统的状态及引起系统状态转换的事件,来表示系统的行为。
状态是任何可以被观察到的系统行为模式,一个状态代表系统的一种行为模式。在状态图中用圆形框或椭圆框表示状态,通常在框内标上状态名。状态规定了系统对事件的响应方式。系统对事件的响应,既可以是做一个(或一系列)动作,也可以是仅仅改变系统本身的状态。通常,在表示状态的框内用关键字do(后接冒号)标明进入该状态时系统的行为(即所做的动作)。
事件是在某个特定时刻发生的事情,它是对引起系统从一个状态转换到另一个状态的外界事件的抽象。简而言之,事件就是引起系统状态转换的控制信息。 在状态图中,从一个状态到另一个状态的转换用箭头线表示,箭头表明转换方向,箭头线上标上事件名。必要时可在事件名后面加一个方括号,括号内写上状态转换的条件。也就是说,仅当方括号内所列出的条件为真时,该事件的发生才引起箭头所示的状态转换。
3.2 电梯控制系统状态转换图 系统详细设计............................................4.1 系统的功能模型 建立模型
分析的第一步是构造控制对象模型。在这个步骤中将抽象出控制对象和它的属性,并用模型图描绘控制对象及它们彼此之间的关系。控制对象所提供的服务将在分析后期或设计阶段再确定下来。
为了抽象出问题域中包含的控制对象,可以用下述三个过程产生候选对象,并对所得到的结果加以精化。
1、精确地定义问题 应该尽可能简洁地定义所需要的产品,最好只用一句话来描述目标系统。例如,对电梯系统可以像下面那样描述。
在一个m层楼的大厦里,用每层楼的按钮和电梯内的按钮来控制n部电梯的移动。
2.提出非形式化策略
为了提出一种解决上述问题的非形式化策略,必须确定问题的约束条件。在上面已经对电梯问题提出了三种约束。最好能用一小段文字把非形式化策略清楚地表达出来,对电梯问题来说,解决问题的非形式化策略可表达如下。
在一幢有m层楼的大厦里,用电梯内的和每个楼层的按钮来控制n部电梯的运动。当按下电梯按钮以请求在某一指定楼层停下时,按钮指示灯亮;当请求获得满足时,指示灯熄灭。当电梯无升降操作时,关门并停在当前楼层。
3.把策略形式化
在以上这段描述非形式化策略的文字中,共有八个不同的名词:按钮、电梯、楼层、运动、大厦、指示灯、请求和门。这些名词所代表的事物可作为控制对象的初步候选者。其中,楼层和大厦是处于问题边界之外的,因此可以忽略;运动、指示灯、请求和门可以作为其他类的属性,例如,指示灯(的状态)可作为按钮类的属性,门(的状态)可作为电梯类的属性。经过上述筛选后只剩下两个候选类,即电梯和按钮。
补充了电梯控制器类之后,得到了图1所示的对象模型。
4.2 电梯对象模型第一次迭代图
图1电梯系统对象模型的第一次迭代
4.3电梯对象模型第二次迭代图
图2 电梯系统对象模型的第二次迭代 4.4电梯对象模型第三次迭代图
图5 电梯系统对象模型的第三次迭代 5 系统实现
电梯控制程序:
电梯1
电气工程及自动化
基于PLC的电梯控制系统设计
一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义
1.本课题的研究背景及意义
(1)题目背景:随着城市建设的不断发展,楼群建筑不断增多,电梯在当今社会的生活中有着广泛的应用。电梯作为楼群建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的,而呼叫是随机的,电梯实际上是一个人机交互式的控制系统,单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的,因此,大部分电梯控制系统都采用随机逻辑方式控制。传统的电梯运行逻辑控制系统采用继电器逻辑控制线路。这种控制线路,存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术上发展来看,这种系统将逐渐被淘汰。如何解决电梯的可靠性、维护方便等问题已成为全社会关注的焦点和大众的迫切心声。
(2)题目研究的意义:目前,由可编程序控制器和微机组成的电梯运行逻辑控制系统,正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短,这种电梯运行更加可靠,并具有很大的灵活性,可以完成更为复杂的控制任务,已成为电梯控制的发展方向,其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现。
可编程控制系统是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器,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,通过数字式或模拟式的输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程。通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能,而且最主要的是可编程控制器的“可编程”功能,使得当改变电梯的控制功能时,只要更改程序即可,而不需要像继电器控制系统那样改变硬件和接线。
2.国内外电梯的情况
当今世界,电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家,电梯的使用相当普遍。
世界上有名的几家电梯公司,诸如:美国奥梯斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等,其电梯的产量已占世界市场的51%。其中,奥梯斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。
目前,国外除了以交流电梯取代直流电梯以外,在低层楼房越来越多的使用液压电梯。此外,家用小型电梯将成为电梯家族中新的组成部分。
电梯是集机电一体的复杂系统,不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域,还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言,应具有高度的安全性。事实上,在电梯上己经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候,对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而,只有电梯的制造,安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量,才能全面保证电梯的最终高质量、在国外,己“法规”实行电梯制造、安装和维修一体化,实行由各制造企业认可的、法规认证的专业安装队和维修单位,承担安装调试、定期维修和检查试验,从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。因此,可以说乘坐电梯更安全。美国一家保险公司对电梯的安全性做过认真地调查和科学计算,其结论是:乘电梯比走楼梯安全5倍。据资料统计,在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次,而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。
解放前,我国只有2000台电梯,几乎没有电梯生产企业。解放后,随着我国经济建设的发展,电梯企业应运而生。我国的电梯企业由60年代开始起步,到了70年代己初具规模。
改革开放以来,我国电梯的需求量急剧上升。在我国通过引进国际电梯标准以及发达国家的先进产品和技术,产生了一支以中外合资企业为主体的外向型企业队伍。如中国迅达公司、天津奥梯斯公司、上海三菱公司、苏州迅达公司和广州电梯工业公司等企业,就是通过合资和补偿贸易方式,引进发达国家的先进管理和技术,不断改善现有产品结构和管理体制,使企业素质和产品质量都提高到了一个新水平,推出一代电梯新产品。
目前,交流调压调速电梯技术已趋成熟,一些企业都有成功的产品。微机控制电梯是电梯技术的方向,一些生产企业与科研单位相结合,相继推出了微机控制的电梯新机型,使控制功能得到增强,电梯的性能得到改善,明显提高了可靠性。除了合资企业外,也有其他厂家开发出了变频调速电梯新产品。另外,用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、放火厅们、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能;对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺。总之,与国外先进技术水平相比,虽然还存在一定差距,但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。
近年来,为保证电梯最终质量,在建立全国性完整的电梯管理法规、落实检查机构、壮大安装调试队伍、组建维修保养网络和提高相关人员技术素质等方面,正在进行着一系列实质性的工作。我国电梯行业,正在走向法规化,加速步入世界先进行列。
二、研究的基本内容,拟解决的主要问题:
(1)查找相关资料,了解国内外电梯控制系统的发展状况,熟悉现有电梯控制系统的发展方向。
(2)
阐述电梯的结构和可编程控制器的结构,了解PLC在电梯领域应用的优势及其硬件组成。
(3)对电梯的硬件设计。
(4)对电梯PLC控制原理进行分析。
(5)对电梯的软件设计。
这里我主要应用PLC原理对电梯的指层控制模块、轿内指令和厅外召唤登记与消号模块、电梯的选层和定向模块、电梯运行控制模块等进行设计。
三、研究步骤、方法及措施:
步骤及方法:
(1)了解现行电梯的结构和可编程控制器的结构。
(2)分析相关的PLC改造。
(3)基于PLC的电梯控制系统的设计。
(4)分析效果。
(5)得出结论。
措施:图书馆查找相关的书籍、期刊、杂志等,通过上网寻找相关的一些资料,查看当代对该技术的研究成果和最新的动态。然后通过对这些资料的学习和研究进一步的熟悉和理解设计所需的相关知识。在设计过程中及时与指导老师探讨,对不了解的问题及时向老师请教。
四、参考文献:
[1]
台方.可编程控制器应用教程[M].北京:中国水利水电出版社,2001,9
[2]
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关键词:维修电工,实习,PLC,结合教学
“维修电工”的含义已不仅仅是传统上的操作和维修了, 在现代维修电工专业教学中充实可编程控制器及其应用的课题势在必行。我作为一名职业技术学校机电技术专业的实习指导教师, 经过多年的实习教学和实践, 有如下一些体会:
1 维修电工很有必要开设现代PLC课程
我校电子专业有自己的模式和特色, 且在教学实践中不断的探索和完善。例如机电专业二年级的实习课程已涉及机床控制电路的学习, 同时开设了PLC (可编程控制器) 这门课程。电器电路的安装及维修, 不是单纯强调多练就能从根本上解决问题的。没有一定的电工控制理论基础是学不好维修电工实习课程的, 于是我查找了实习用的相关教科书, 发现机床控制电路不外乎是基本逻辑控制电路。因此, 我把学生可以理解和接受的逻辑代数中的逻辑与、逻辑或、和逻辑非的控制关系介绍给同学们, 让他们在学习中具备最基本的控制理论。而这些知识恰恰与高级电工专业教学中的数字电路知识和可编程控制器应用技术是紧密联系的。这样既使学生掌握电路的基本分析方法, 了解简单机床控制电路的设计技巧, 增加了学生的学习兴趣;又为将来步入高级电工学习PLC (可编程控制器) 技术、复杂设备的维修奠定了基础。
通过多年教学实践, 这样安排教学便于学生接受机床配电这一单元的知识, 并能使学生做到知识上的融会贯通, 从而有效的提高了教学效率的同时, 提高了学生的专业技术理论知识和分析解决实际问题的专业操作技能水平与能力。
2 以市场需要为根本立足点, 注重学生现代PLC能力的培养
PLC (可编程控制器) 正是综合了计算机技术、自动控制技术以及通讯技术发展起来的新一代工业自动化控制装置。它以其控制能力强、改变生产程序灵活方便、稳定性和可靠性高等特点, 在工业自动化控制中显示出较大的优越性。
我校在完成了电力拖动单元电路 (点动控制、正反转控制、星-三角形控制) 和机床控制电路的专业教学内容基础上, 紧随其后安排了PLC (可编程控制器) 这一学科。我们在教学中应用的是三菱FX2N-48MR型PLC设备, 采用梯形图这种图形语言, 因为它沿用了传统的继电接触器控制中的继电器触点、线圈、串并联等术语和图形符号, 而且还加进了许多功能强而又使用灵活的指令, 将计算机的特点结合进去, 编程容易。同时, 梯形图比较形象、直观, 对于熟悉继电接触器控制系统的学生来说也易于接受。在模拟实验编程程序时, 对于可编程控制器各种输入输出来讲既形象又直观, 并且可以根据教学、考核需要, 将设备各独立的控制环节有机结合, 精心编排, 设计例题。例如:在基本指令和梯形图设计的课题中, 可以结合前面所学的电力拖动单元控制电路 (电动控制、正反转控制、星-三角形降压启动控制) 或机床控制电路进行编程练习和程序的相互修改练习, 也可以分别利用2—3台电动机的简单顺序控制运动进行传统控制和PLC控制编程练习比较。以此来充分发挥设备各控制环节与教学、考核内容之间的联系, 较好的完成教学、考核任务, 达到一机多用的目的。
3 维修电工与现代PLC的教学体会和探讨
可编程控制器虽然型号、系列、厂家多种多样, 但是它们都是采用逻辑指令、梯形图的编程方式。可以通过对某一品牌可编程控制器编程的学习, 达到触类旁通的目的。例如我校有三菱、西门子、松下、欧姆龙等可编程控制器, 但我们主要采用的三菱FX2N—48MR型号的可编程控制器来学习和应用。三菱FX2N—48MR的编程设备利用编程软件在计算机上用编程软件编程。在编程过程中以及调试中都极大的方便了操作者对所编程序随时进行检查和修改。我校2007年所建的PLC机房共投资了80台亚龙科技集团的YL-235机电一体化可编程控制器设备, 分作3间实训室。同时, 使用计算机编程软件进行教学, 分别实现三菱模拟软件教学演示等、网络化教学、脱机编程减少教学设备投入、学生上机实习或考核的时间不再受PLC机器数量的限制等。
在长时间的教学实践中, 我感到可编程控制器技术与维修电工控制电路有着密不可分的紧密联系。我们只要抓好专业教学的基础训练, 以市场需求和导向为根本立足点, 合理安排好教学内容的先后顺序, 在教学中取得很好的社会效益和经济效益的。也只有这样, 我们的职业技术教育才能在激烈的市场竞争中求得发展, 更好的将理论与实践有机的结合起来, 焕发出勃勃的生机与活力。
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关键词:PLC 兴趣教学
PLC是电气自动化专业的核心课程,目的是培养学生能够进行程序设计的基本技能,但是由于职业学校的学生基础差,学习热情不高,学习缺乏独立性和自主性,所以在课程教学中要培养学生的学习兴趣,激发学生学习动机,培养学生的自主学习能力和编程能力。
一、激发学生学习PLC课程的兴趣
“成功的教学始于良好的开端”所以在课堂教学中,为了能够充分调动学生学习的主动性和积极性,极大地提高学生学习兴趣,在第一次课中必须让学生充分理解该课程在实际生产和生活中的作用,要让学生了解PLC课程的专业知识框架,PLC的特点,PLC的功能,如具有定时,计数控制,顺序控制,数据处理等功能。
通过演示交通灯,简易机械手,广告霓虹灯等实验,使学生亲眼看到实验结果,产生跃跃欲试的学习求知欲。这样,学生也了解了PLC课程的学习目标和要达到的技术水准,对PLC课程充满好奇,激发学生学习的兴趣。
本课程由易到难的教学过程中,要不断激发并保持学生的学习兴趣,还需要使用多种教学方法。
二、以自主学习方式的引导式教学
学习是一个主动性的过程和个性化的过程,学习的途径是多种的,其中自主学习方式是培养学生具有学习能力的有效方法,是一种培养学生主动参与探究发现的学习方法,能更好促进学生思维发展。
在PLC课程教学中,学习PLC内部软继电器时,对于定时器,计数器的编号,定时时间设置,计数设置,定时计数范围,基本电路等较易理解掌握的知识点,可以采用自主学习方式。对于定时器的应用,教师可以引导学生编写小程序来加深理解和巩固。例如:利用定时器实现的,有三只彩灯,按下启动按钮,第一只彩灯亮5秒后熄灭,然后第二只彩灯亮5秒后熄灭……如此循环。对于这样的小程序,大部分学生完全可以独立自主完成,如果教师采用满堂灌的填鸭式教学,学生没有一个独立思考过程,学生的思维没有得到思考和开发的锻炼,而且还会使学生感觉厌倦,失去学习兴趣。对于少数几个不能完成的学生,教师要积极鼓励学生,引导学生诱发思考“定时器定时间到,定时器触点动作”这个知识点,让学生在知识探索过程中,深入思考寻求解决的方案。使学生在体验洞然若开,在柳暗花明的情感中,增强学习信心,对高难度编程充满期待,学习求知欲和学习兴趣被激发。
三、培养学生问题意识的案例教学
在实施案例教学过程中,要培养学生的问题意识,“小疑则小进,大疑则大进”有了疑问,就有了思考的方向,学生才会深入钻研和思考,通过努力解决问题。例如“交通信号灯控制”中绿灯闪亮的实现,要求学生用PLC模拟实现。控制要求:东西绿灯亮,并维持20秒。到20秒时,东西绿灯闪亮,闪亮3秒后熄灭,东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮2秒,2秒后,东西黄灯熄灭,东西红灯亮……对于此案例,与生活紧密相关,激起学生学习兴趣,并具有一定的挑战性,给学生足够的思考空间,鼓励学生说出解决此案例的方案和疑问。
对于东西绿灯闪亮3秒怎样实现?这个问题是本案例的重难点,是需要突破的。(1)分析闪亮过程,亮0.5秒,灭0.5秒一共亮灭3秒,可以使用一个0.5秒和一个3秒的两个定时器实现。(2)分析闪亮过程,亮0.5秒,灭0.5秒一共亮滅3次,可以使用一个0.5秒定时器和一个计数3次的计数器实现。(3)分析闪亮过程,亮0.5秒,灭0.5秒一共亮灭3秒,可以使用一个定时3秒的定时器实现。
案例教学使学生有学有所用之感,培养学生问题意识使学生具有探究精神,自主探究完成任务,这种成功所带来的成就感,会使学生产生强烈的学习兴趣。
四、理实一体化教学
PLC是一门理论与实践相结合的学科,以往的传统教学方式是先讲理论课,下一次课再去上机调试,这样学生在上机调试时,如果不能实现控制要求,学生不知如何应用上次课所学理论知识来解决问题,而显得束手无策,使理论与实践脱节。理实一体化教学方式,使学生边分析控制要求边思考,边学习理论知识边实践,边编程边调试,看到实实在在的模拟结果,可以极大地调动学生学习的主动性,产生更强烈的学习动机与学习兴趣。
五、赏识教育
学生在学习过程中,伴随着丰富的情感体验,有成功的乐趣也有失败的困惑与沮丧,当学生取得成功时,得到老师的赞赏会更加自信,激发学生浓厚的学习兴趣。当学生遇到挫折一筹莫展想退缩时,更需要教师的鼓励与引导,肯定学生的独到之处,引导学生思考出不足之处,激励学生深入思考,找到解决问题的方案,使学生体验到成功的喜悦。不断地肯定学生,激励学生,你的鼓励与赏识会使学生思维更加活跃,学习热情更加高涨。
托尔斯泰说过:“成功的教学不是强制,而是激发学生的学习兴趣。”学习兴趣是学生学习的内在起点,是培养探索精神的直接动力。激发学生学习兴趣,有利于活跃课堂气氛,有利于学生对所学知识的理解和记忆。能使学生愉快地学习,充满自信、充满热情地学习。能充分发挥学生的主体作用,极大提高学生学习的积极性,有力促进学生思维发展,使课堂教学效果显著提高。
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实验一
电机正反转控制
一、实验目的
1. 学习和掌握PLC的实际操作和使用方法 ;
2. 学习和掌握PLC控制三相异步电动机正反转的硬件电路设计方法;
3. 学习和掌握PLC控制三相异步电动机正反转的程序设计方法;
4. 学习和掌握PLC控制系统的现场接线与软硬件调试方法。
二、实验设备
主机模块,电源模板,电机正反转控制实验板,开关、按钮板,连接导线一套。
三、实验原理
三相异步电动机定子三相绕组接入三相交流电,产生旋转磁场,旋转磁场切割转子绕组产生感应电流和电磁力,在感应电流和电磁力的共同作用下,转子随着旋转磁场的旋转方向转动。因此转子的旋转方向是通过改变定子旋转磁场旋转的方向来实现的,而旋转磁场的旋转方向只需改变三相定子绕组任意两相的电源相序就可实现。
四、控制要求
1、初始状态
接触器KM1、KM2都处于断开状态,电机M1处于停止状态。
2、启动操作(1)正转控制
按下电机正转按钮SB2,KM1闭合,电机M1正转;按下按钮SB1,电机停止运行。(2)反转控制
按下电机反转按钮SB4,KM2闭合,电机M1反转;按下按钮SB1,电机停止运行。(3)正反转切换控制
当电机正转时,按下按钮SB4,KM1断电,KM2闭合,电机M1反转。
当电机反转时,按下按钮SB2,KM2断电,KM1闭合,电机M1正转。
3、停止操作
按下停止按钮SB1,电机M1无论在何种状态电机都将停止运行。
4、过载保护 当电机过载时(按下按钮FR1),电机停止运行。
五、输入输出分配
1、输入
SB1——X001(停止按钮)SB2——X002(电机M1正转按钮)SB4——X004(电机M1反转按钮)FR1——X005(热继电器保护)
2、输出
KM1——Y001(电机正转接触器)KM2——Y002(电机反转接触器)
X001Y001KM1 SB1X002Y002KM2 SB2SB3X004 X005 FRCOMCOM AC
六、实验程序 1.梯形图程序
2.指令表程序
实验二
电机星形起动三角运行
(TVT90HC-1)
一、实验目的
1.学习和掌握PLC的实际操作和使用方法 ;
2.学习和掌握PLC控制三相异步电动机星形起动三角运行的硬件电路设计方法;
3.学习和掌握PLC控制三相异步电动机星形起动三角运行的程序设计方法;
4.学习和掌握PLC控制系统的现场接线与软硬件调试方法。
二、实验设备
主机模块,电源模板,电机星形起动三角运行实验板,开关、按钮板,连接导线一套。
三、实验原理
对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说,如果在启动时将定子绕组接成星形,待起动完毕后再接成三角形,就可以降低启动电流,减轻它对电网的冲击,这样的起动方式称为星三角减压启动,或简称为星三角启动(Y-Δ启动)。星三角起动法适用于正常运行时绕组为三角形联接的的电动机,电动机的三相绕组的六个出线端都要引出,并接到转换开关上。起动时,将正常运行时三角形接法的定子绕组改接为星形联接,起动结束后再换为三角形连接。
四、控制要求
1、初始状态
接触器KM3、KMY、KMΔ都处于断电状态,电机M2处于停止状态。
2、启动操作
按下启动按钮SB2,接触器KM3、KMY闭合,电机M2接成星型连接,实现降压启动,3秒钟后KMY断开、KMΔ闭合,电机接成三角型连接,投入正常运行。
3、运行过程中发生过载(按下按钮FR2)或按下停止按钮SB1时,无论电机处于何种状态都将停止运行,其它设备恢复初始状态。
五、输入输出分配
1、输入 SB1——X001(停止按钮)SB2——X002(启动按钮)FR2——X003(热继电器保护)
2、输出
KM3——Y001(电机星型连接接触器)KMY——Y002(电机角型连接接触器)KMΔ——Y003
SB1X001Y001KM3 SB2X002Y002KMY X003Y003KMFR COMCOM
AC
六、实验程序 1.梯形图程序
2.指令表程序
实验三
天塔之光(发射型闪烁)
(TVT90HC-2)
一、实验目的
1.用PLC构成灯光闪烁控制系统;
2.熟悉掌握日本三菱公司PLC的硬、软件功能和性能后,练习PLC的实用接线; 3.学习和掌握三菱PLC控制系统的现场接线与软硬件调试方法。
二、实验设备
主机模块,电源模板,天塔之光实验板,开关、按钮板,连接导线一套。
三、实验原理
本次毕业设计是应用三菱PLC天塔之光设计的硬件电路,并利用梯形图控制程序设计。通过控制定时继电器的功能来实现各彩灯按一定的规律点亮和熄灭。接通延迟定时器SD的特点(如果RLO有正跳沿,则接通延迟定时器启动指令,以设定的时间值启动指令的定时器)。这种控制电路结构简单,可靠性高,应用性强;软件程序适应范围广,对各彩灯按一定的规律点亮和熄灭的控制,只需要改变相应的定时器的时间接通即可。
四、控制要求
1、初始状态
灯塔上的各个灯均为熄灭状态。
2、启动操作
按下启动按钮SB1,L1亮,1s后灭;接着L2,L3,L4,L5亮,1s后灭;随之L6,L7,L8,L9亮,1s后灭;如此循环。
3、停止操作
按下停止按钮SB2,灯塔上的各个灯全部熄灭。
五、输入输出分配
1、输入
启动按钮--X000 停止按钮--X001
2、输出 L1--Y001 L2--Y002 L3--Y003 L4--Y004 L5--Y005 L6--Y006 L7--Y007 L8--Y010 L9--Y011
3、灯的布局
单个小绿灯为L1;黄灯从左至右为L2、L3、L4、L5;红灯从左至右为L6、L7、L8、L9。
六、实验程序 1.梯形图程序
COMSB1SB2FRX001X002X003Y001Y002Y003Y004Y005Y006Y007Y010Y011COM L1L2L3L4L5L6L7L8L9 2.指令表程序
实验四
交通灯自控与手控
(TVT90HC-3)
一、实验目的
1.用PLC构成交通灯自控与手控控制系统;
2.熟悉掌握日本三菱公司PLC的硬、软件功能和性能后,练习PLC的实用接线; 3.学习和掌握三菱PLC控制系统的现场接线与软硬件调试方法。
二、实验设备
主机模块,电源模板,交通灯自控与手控实验板,开关、按钮板,连接导线一套。
三、控制要求
1、初始状态
东西、南北两路交通灯及人行道交通灯都处于关闭状态,路面交通灯数码显示区显示00。
2、操作顺序
当按下“开始”按钮,交通灯开始工作。首先东西向绿灯亮4秒后闪2秒,然后东西向黄灯亮3秒,接着东西向红灯亮9秒,同时在数码显示区用倒计时方式显示东西向指示灯的剩余时间。与东西向交通灯对应的是南北向红灯亮9秒后,然后南北向绿灯亮4秒闪2秒,接着南北向黄灯亮3秒,在此过程中南北路交通灯无对应的数码显示。在此运行过程中人行道指示灯L1红灯亮表示禁止行人通过。
当按下人行道通行按钮“S1”,此时东西向、南北向交通灯均显示出红灯亮,表示十字路口的车辆都禁止通过。与此同时人行道红灯L1灭,绿灯L2亮表示行人可以通过此路口,时间为10秒钟,同时数码显示当前人行道的剩余时间,当时间为零后立即返回到原来的路口状况,交通灯接着正常运行。
3、停止操作
当按下“停止”按钮交通灯都停止运行。数码显示牌显示00。
四、输入输出分配
1、输入
启动——X000; 停止——X001; S1——X002(人行道通行钮)
2、输出
东西绿——Y010; 东西黄——Y011; 东西红——Y012; 南北绿——Y013; 南北黄——Y014; 南北红——Y015 L1——Y016(人行道红灯); L2——Y017(人行道绿灯)SEG接法
A0——Y000; B0——Y001; C0——Y002; D0——Y003; A1——Y004; B1——Y005; C1——Y006; D1——Y007 启动SB1SB2停止S1人行通道X000X001X002Y000Y001Y002Y003Y004Y005Y006Y007Y010Y011Y012Y013Y014Y015Y016Y017COMCOM A0B0C0D0A1B1C1D1东西绿东西黄东西红南北绿南北黄南北红红灯绿灯
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