基于PLC的上料裝置系統(tǒng)

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)題 目：自動(dòng)涂管機(jī)上料裝置機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)班級(jí)： 機(jī)電07-1 姓名： 孫世勇 指導(dǎo)教師： 姜艷華 完成日期： 2011.1.10 一、設(shè)計(jì)題目自動(dòng)涂管機(jī)上料裝置機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)要求1、控制要求：（1）自動(dòng)循環(huán)部分控制：?jiǎn)?dòng)后，完成一次上料過(guò)程后回到原位再連續(xù)工作。（2）點(diǎn)動(dòng)控制：每按一次啟動(dòng)按鈕，執(zhí)行一個(gè)工作步。（3）單循環(huán)控制：即啟動(dòng)后，完成一次上料過(guò)程回到原位停止，等待。2、課題要求：（1）完成硬件設(shè)計(jì)：輸入輸出分配表、操作面板圖、外部接線圖 軟件設(shè)計(jì)：流程圖、梯形圖、仿真截圖（2）完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)三、上交材料1、開(kāi)題報(bào)告2、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)四、進(jìn)度安排第一周：

2、搜集資料，了解送料過(guò)程和原理及課程設(shè)計(jì)要求，編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，開(kāi)展PLC的硬件設(shè)計(jì)；第二周：深入研究階段，設(shè)計(jì)PLC的硬件及軟件設(shè)計(jì)；第三周：檢查硬件及軟件設(shè)計(jì)，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師日期摘要隨著工業(yè)自動(dòng)化水平日益提高，眾多工業(yè)企業(yè)均面臨著傳統(tǒng)生產(chǎn)線的改造和重新設(shè)計(jì)問(wèn)題。PLC（可編程序控制器）是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，近年來(lái)在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)的上料系統(tǒng)與老式的涂管系統(tǒng)比較，他具有操作簡(jiǎn)單，使用方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低故障率低等優(yōu)點(diǎn)，最主要是因?yàn)橥苛暇哂?/p>

3、毒性，PLC遠(yuǎn)程操作可以避免操作人員受到毒素傷害。 關(guān)鍵詞：上料裝置、PLC、流程圖、梯形圖AbstractWith the increasing level of industrial automation, many industrial enterprises are faced with the transformation of traditional production lines and re-design issues. PLC (programmable logic controller) is a microprocessor as the core of the ind

4、ustrial control devices, it will relay control system with the traditional combination of computer technology in recent years in industrial automation, mechanical and electrical integration, the transformation of traditional industries Aspects are universally applied. The design of the feeding syste

5、m and coated tube system is relatively old-fashioned, he is simple, easy to use, easy to reform, small size, light weight, low power consumption and low failure rate, etc., mainly because the paint is toxic. PLC remote operation by the operator to avoid toxic injury.Keywords：Feeding device、PLC、Flow

6、chart、Ladder diagram目 錄1引言11.1題目設(shè)計(jì)11.2設(shè)計(jì)方法11.3設(shè)計(jì)結(jié)果12整體23系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)23.1器件的選擇23.1.1步進(jìn)電機(jī)的選擇23.1.2PLC的選擇 33.2外部接線圖43.3控制面板元件布置圖54軟件設(shè)計(jì)54.1系統(tǒng)程序流程圖64.2上料系統(tǒng)PLC控制程序74.2.1初始化程序74.2.2手動(dòng)程序74.2.3自動(dòng)程序85參考文獻(xiàn)91.引言1.1題目意義我本次做的課題是基于PLC涂管機(jī)上料裝置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。目前的現(xiàn)狀是人工上料居于普遍現(xiàn)象，導(dǎo)致效率低，誤差大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，危險(xiǎn)系數(shù)高和有害環(huán)境都制約著制造業(yè)的發(fā)展。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平日益提高，眾多工業(yè)企業(yè)

7、均面臨著傳統(tǒng)生產(chǎn)線的改造和重新設(shè)計(jì)問(wèn)題，本課題就致力于解決這些問(wèn)題，并普及?；赑LC的上料裝置簡(jiǎn)化了操作工藝，提高了生產(chǎn)效率，改善了勞動(dòng)條件，節(jié)省了作業(yè)人員，保障了生產(chǎn)安全。1.2設(shè)計(jì)方法 此次設(shè)計(jì)遵循的是PLC的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，即首先根據(jù)題意設(shè)計(jì)并畫(huà)出系統(tǒng)的外部接線圖，再此基礎(chǔ)上相應(yīng)的面板控制圖也可輕松作出，做完硬件部分開(kāi)始設(shè)計(jì)軟件部分，這也是此次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，首先需要畫(huà)出流程圖，因?yàn)橐粋€(gè)設(shè)計(jì)你要向人表明你做的是什么，設(shè)計(jì)完流程圖就是最核心的問(wèn)題了，進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，這一部分需要細(xì)心，更需要我們想到所有能發(fā)生的情況并匯總的梯形圖中1.3設(shè)計(jì)結(jié)果有完整的硬件部分和軟件部分。硬件部分主要包括

8、器件的選擇、外部接線圖、控制面板元件布置圖；軟件部分主要包括流程圖、梯形圖。同時(shí)應(yīng)有完整的理論說(shuō)明部分。2.整體設(shè)計(jì)通過(guò)操作面板來(lái)選擇所需要的按鈕和要執(zhí)行的動(dòng)作。用限位開(kāi)關(guān)控制各個(gè)動(dòng)作的準(zhǔn)確性，將信號(hào)傳遞給PLC，再由PLC內(nèi)部處理后輸出，經(jīng)過(guò)三相異步電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來(lái)控制涂管機(jī)的上行和下行。3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1器件的選擇3.1.1 步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器本文采用三相異步電動(dòng)機(jī)控制傳送帶的動(dòng)力單元。通過(guò)電機(jī)正傳和反轉(zhuǎn)來(lái)控制送料裝置的上行和下行。三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，運(yùn)行可靠，價(jià)格便宜，具有較好的為太和動(dòng)態(tài)特性的優(yōu)點(diǎn)。3.1.2 PLC的選型根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，選用三菱公司生產(chǎn)的

9、FX2N-32MR-001型PLC機(jī)。FX2N-32MR-001雖然小巧,但其內(nèi)綜合有各種性能，包括同步脈沖控制、中斷輸入、脈沖輸出、數(shù)據(jù)處理、模擬量設(shè)定和時(shí)鐘功能等，能廣泛處理機(jī)械控制應(yīng)用問(wèn)題。它完整的通信功能保證了與個(gè)人計(jì)算機(jī)、其它FX 系列PLC和FX可編程終端的通信。這些通信能力使4軸聯(lián)動(dòng)簡(jiǎn)易機(jī)械手能方便的融合到工業(yè)控制系統(tǒng)中。為了節(jié)省成本，不另外選用PLC的專(zhuān)用運(yùn)動(dòng)控制模塊，而是直接利用PLC的高速脈沖輸出功能（PLSY指令）。由于本系統(tǒng)選用繼電器輸出型的PLC，為避免繼電器不能可靠關(guān)斷導(dǎo)致機(jī)械手動(dòng)作失靈，故用PLC的一個(gè)輸出點(diǎn)控制繼電器，再由它控制電磁鐵的得失電。確定了關(guān)鍵器件的型

10、號(hào)和參數(shù)，則接下來(lái)需要做的是如何對(duì)輸入和輸出點(diǎn)進(jìn)行分配，根據(jù)工藝流程及設(shè)計(jì)要求，為便于查看，分別繪制輸入、輸出接口功能表如下:表3-1 涂管機(jī)上料裝置控制系統(tǒng)的PLC輸入接口功能表序號(hào)工位名稱(chēng)輸入口1啟動(dòng)按鈕X0002停止按鈕X0013 上行X0024 下行X0035 上料X0046下料X0057單步選擇開(kāi)關(guān)X0068單周期選擇開(kāi)關(guān)X0079連續(xù)選擇開(kāi)關(guān)X01010回原點(diǎn)開(kāi)關(guān)X01111手動(dòng)開(kāi)關(guān)X01212上限位X01313下限位X014輸入點(diǎn)備用X016X020 表3-2 涂管機(jī)上料裝置控制系統(tǒng)的PLC輸出接口功能表序號(hào)工位名稱(chēng)輸出口1電機(jī)正轉(zhuǎn)Y0012電機(jī)反轉(zhuǎn)Y0023入料Y0034出料Y

11、004輸出口備用Y005Y0093.2外部接線圖外部接線電路圖如下圖所示: 圖3-33.3控制面板元件布置圖上料裝置根據(jù)生產(chǎn)的需要，可以實(shí)現(xiàn)多種不同的工作方式：（1）第一種：連續(xù)該步驟完成一個(gè)周期的循環(huán)后，自動(dòng)返回初始步，進(jìn)入下一個(gè)周期的循環(huán)，在沒(méi)有發(fā)出終止命令的情況下一直循環(huán)。（2）第二種：?jiǎn)沃芷谠摬襟E完成一個(gè)周期的循環(huán)后，自動(dòng)停止，等待命令。（3）第三種：?jiǎn)尾皆摬襟E每出動(dòng)一次按鈕，只工作一次對(duì)應(yīng)步驟 ， （4）四五種：手動(dòng)該步驟通過(guò)四個(gè)運(yùn)動(dòng)指令按鈕來(lái)控制裝置運(yùn)動(dòng)，此步驟主要適用于調(diào)試。系統(tǒng)的操作面板示意圖：圖3-44 軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)程序流程圖：根據(jù)上料的流程及控制要求，設(shè)計(jì)控制流程框

12、圖如下所示：4.2上料系統(tǒng)PLC控制程序4.2.1 初始化程序FX系列PLC的狀態(tài)初始化指令I(lǐng)ST的功能指令編號(hào)為FNC60，它與STL指令一起使用，專(zhuān)門(mén)用來(lái)設(shè)置具有多種工作方式的控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)可以簡(jiǎn)化復(fù)雜的順序控制程序的設(shè)計(jì)工作。IST指令中的S20和S24用來(lái)指定在自動(dòng)操作中用到的最低和最高的狀態(tài)繼電器的元件號(hào)，源操作數(shù)M30用來(lái)指定與工作方式有關(guān)的輔助繼電器的首元件。IST指令的執(zhí)行條件滿足時(shí)，一些特殊輔助繼電器被自動(dòng)指定為以下功能，并保持不變。M8040:禁止轉(zhuǎn)換；M8041:轉(zhuǎn)換啟動(dòng)；M8042：?jiǎn)?dòng)脈沖M8043：回原點(diǎn)完成；M8044（X010）：原點(diǎn)條件。初始化程序如下：圖4-24.2.2手動(dòng)程序手動(dòng)程序用初始狀態(tài)繼電器S0控制，因?yàn)槭謩?dòng)程序、自動(dòng)程序、和回原點(diǎn)程序均用STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，這3部分程序不會(huì)同時(shí)被驅(qū)動(dòng)，所以用STL指令和IST指令編程時(shí)，直接編譯即可。手動(dòng)程序如下：圖4-34.2.3自動(dòng)程序在原點(diǎn)條件滿足時(shí)，特殊輔助繼電器M8044（原點(diǎn)條件）為ON，自動(dòng)返回原點(diǎn)結(jié)束后，用SET指令將M8043（回原點(diǎn)完成）置為ON，并用RST指令將回原點(diǎn)順序功能圖中的最后一步S13復(fù)位。自動(dòng)返回原點(diǎn)程序如下：圖4-4圖4-4參考文獻(xiàn)1廖常初.F