沖壓機(jī)控制系統(tǒng)羅洪福

沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙NoPAGEPAGE18沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：沖壓機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)名稱：機(jī)電傳動(dòng)控制班級(jí)學(xué)號(hào)：1001011317學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：李巖2012年12月21日

成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué)生姓名羅洪福班級(jí)學(xué)號(hào)1001011317專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)題目沖壓機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)語組長(zhǎng)簽字：成績(jī)?nèi)掌?0年月日

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化學(xué)生姓名羅洪福班級(jí)學(xué)號(hào)1001011317課程設(shè)計(jì)題目沖壓機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):1.設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）完成《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》所要求的控制循環(huán)。2）按停止按鈕，完成當(dāng)前循環(huán)后再停。3）按復(fù)位按鈕，機(jī)械手和沖壓機(jī)均回原位4）要求可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回原點(diǎn)、單周期、連續(xù)控制。5）連續(xù)時(shí)，循環(huán)5次結(jié)束，聲光間斷報(bào)警5秒。2.設(shè)計(jì)要求：1）畫出端子分配圖和順序功能圖2）設(shè)計(jì)并調(diào)試PLC控制梯形圖3）設(shè)計(jì)說明書工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:1）理解題目要求，查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案1天2）PLC梯形圖設(shè)計(jì)與調(diào)試4天3）說明書撰寫1天4）答辯1天指導(dǎo)教師：2012年11月27日專業(yè)負(fù)責(zé)人：陳白寧2012年11月27日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：201年月日

目錄TOC\o"1-3"\h\u12576前言 426791.設(shè)計(jì)題目：沖壓機(jī)控制系統(tǒng) 5201592.控制要求 5227013.任務(wù)分析 680654.方案確定 787925.輸入輸出點(diǎn)數(shù)的確定及PLC選型 7174881、輸入點(diǎn)數(shù) 734922、輸出點(diǎn)數(shù) 7224976.PLC端子接線及其設(shè)計(jì)說明 8109217.PLC程序設(shè)計(jì)及其設(shè)計(jì)說明 9289991.主程序設(shè)計(jì)說明 997892.公用程序及說明 10235173.順序功能圖 11124524.自動(dòng)程序梯形圖及說明 12142845.手動(dòng)程序梯形圖及說明 1578256.回原點(diǎn)程序梯形圖及說明 1639608.程序調(diào)試說明 17162089.結(jié)束語 17450110.參考文獻(xiàn) 18

前言可編程序控制器（ProgrammableLogicController）簡(jiǎn)稱PLC，它是以微處理器為核心，綜合了微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置。PLC應(yīng)用領(lǐng)域有：（1）數(shù)字量的邏輯控制，（2）運(yùn)動(dòng)控制，（3）閉環(huán)過程控制，（4）數(shù)據(jù)處理，（5）通信聯(lián)網(wǎng)。本次課程設(shè)計(jì)的目的是掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本原理、PLC控制電路的設(shè)計(jì)方法以及繼電器—接觸器控制電路的PLC改造方法。掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中繼電器—接觸器控制和PLC控制的基本原理、設(shè)計(jì)方法及兩者的關(guān)系。掌握常用電器元件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與設(shè)計(jì)能力。1.設(shè)計(jì)題目：沖壓機(jī)控制系統(tǒng)2.控制要求（1）按下啟動(dòng)鍵后，把工件放在傳送帶1上，啟動(dòng)傳送帶1將工件送到工位1；（2）打開進(jìn)料機(jī)械手吸盤控制閥，使吸盤吸住工件；（3）進(jìn)料機(jī)械手伸出將工件送入沖壓機(jī)加工臺(tái)的工位2，斷開吸盤并退回；（4）沖壓模具下降，沖壓完工件后上升；（5）出料機(jī)械手進(jìn)入沖壓機(jī)加工臺(tái)；（6）出料機(jī)械手吸盤吸住工件；（7）將工件放到工位3，松開出料吸盤，出料機(jī)械手退回原位；（8）啟動(dòng)傳送帶2將工件從工位3送走；要求1.要求有三種工作方式：手動(dòng)、回原點(diǎn)、單周期、連續(xù)。2.連續(xù)時(shí)，循環(huán)5次結(jié)束，聲光間斷報(bào)警5秒。

3.任務(wù)分析圖1沖壓機(jī)系統(tǒng)示意圖本系統(tǒng)主要功能是沖壓工件。利用傳送帶將工件進(jìn)行傳送。利用進(jìn)料機(jī)械手將工件轉(zhuǎn)移，進(jìn)行加工；利用出料機(jī)械手轉(zhuǎn)移工件，然后送走。4.方案確定1）沖壓模具的上限位和下限位分別利用傳感器來控制。2）工位1、工位2、工位3分別利用傳感器來控制。3）進(jìn)料機(jī)械手原位、出料機(jī)械手原位分別利用傳感器來控制。4）用開關(guān)來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回原點(diǎn)、單周期和連續(xù)的控制。5）按下開關(guān)，執(zhí)行自動(dòng)程序，用開關(guān)接通手動(dòng)、回原點(diǎn)可執(zhí)行相應(yīng)操作。6）進(jìn)料吸盤控制閥通過工位1傳感控制，出料吸盤控制閥通過工位3和進(jìn)料機(jī)械手原位來控制。5.輸入輸出點(diǎn)數(shù)的確定及PLC選型1、輸入點(diǎn)數(shù)1）傳送帶1和傳送帶2傳送要用到2個(gè)輸入來實(shí)現(xiàn)。2）進(jìn)料過程中要利用4個(gè)輸入，出料過程中也要用到4個(gè)輸入。2）沖壓模具要用到4個(gè)輸入來實(shí)現(xiàn)。3）各工位利用3個(gè)輸入實(shí)現(xiàn)。4）啟動(dòng)、停止還有各種方式運(yùn)作要6個(gè)輸入來實(shí)現(xiàn)。所以總共需要23個(gè)輸入。2、輸出點(diǎn)數(shù)1）傳送帶2個(gè)輸出。2）進(jìn)料過程3個(gè)輸出，出料過程3個(gè)輸出。3）沖壓模具要2個(gè)輸出。4）聲光報(bào)警要用2個(gè)輸出。5）所以總共需要12個(gè)輸出。根據(jù)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)選用S7-200CPU226。6.PLC端子接線及其設(shè)計(jì)說明圖2PLC端子接線說明：為了保證在緊急情況下（包括PLC發(fā)生故障時(shí)）以可靠的切斷PLC的負(fù)載電源，設(shè)置了交流接觸器KM。在PLC開始運(yùn)行時(shí)，按下“負(fù)載電源”按鈕，使KM線圈得電并自鎖，KM的主觸點(diǎn)接通，給外部負(fù)載提供交流電源，出現(xiàn)緊急情況時(shí)用“緊急停車”按鈕斷開負(fù)載電源。7.PLC程序設(shè)計(jì)及其設(shè)計(jì)說明1.主程序設(shè)計(jì)說明圖3主程序結(jié)構(gòu)工作方式。系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)、單周期、連續(xù)和回原點(diǎn)4種工作方式。2）在每種工作方式下，執(zhí)行相應(yīng)的子程序。2.公用程序及說明圖4公用程序說明：1）公用程序用于處理各種工作方式都要執(zhí)行的任務(wù)，以及處理不同工作方式之間的相互切換。2）出料機(jī)械手在原點(diǎn)的條件為：機(jī)械手原位I0.3、工位3的常開觸點(diǎn)閉合，，表示出料機(jī)械手退的常閉觸點(diǎn)回Q1.0閉合，此時(shí)原點(diǎn)條件M0.5為ON。在開始執(zhí)行用戶程序（SM0.1為ON）或者系統(tǒng)處于手動(dòng)狀態(tài)或者回原點(diǎn)狀態(tài)（I1.1或I1.2為ON）時(shí)，初始步M0.0將被置位，為進(jìn)入單周期和連續(xù)工作方式做好準(zhǔn)備。如果此時(shí)M0.5為OFF狀態(tài)，M0.0將被復(fù)位，初始步為不活動(dòng)步，無法進(jìn)入單周期或連續(xù)工作方式。3）當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)工作方式時(shí)，必須將非初始步復(fù)位。在非連續(xù)方式下，I1.4的常閉觸點(diǎn)斷開，則啟動(dòng)后表示連續(xù)工作狀態(tài)的標(biāo)志M0.6復(fù)位。3.順序功能圖圖5順序功能圖說明：在連續(xù)工作方式下，I1.4為1狀態(tài)，連續(xù)時(shí)每打抱循環(huán)一次，計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到設(shè)定值時(shí)，進(jìn)行聲光報(bào)警。在單周期工作方式下，I1.3為1狀態(tài)。4.自動(dòng)程序梯形圖及說明圖6自動(dòng)程序梯形圖說明：1）圖中M0.6R作用是：按下停止按鈕后不會(huì)馬上停止工作，而是在當(dāng)前工作周期的操作結(jié)束后，才停止運(yùn)作。M0.6用啟動(dòng)按鈕I0.0和停止按鈕I0.4來控制。連續(xù)工作方式下運(yùn)行時(shí)，它處于ON狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)完成循環(huán)次數(shù)后，它就斷開了。2）在連續(xù)工作方式下，在初始步為活動(dòng)步時(shí)按下啟動(dòng)按鈕I0.0，M2.0變?yōu)榛顒?dòng)步，傳送帶上開始傳送，與此同時(shí)，控制連續(xù)工作的M0.6通電并且自保持。當(dāng)執(zhí)行完M2.6即出料機(jī)械手退回原位后，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。3）在單周期工作方式下，I1.3處于ON狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕后，傳送帶1開始傳送。執(zhí)行完一個(gè)周期后，系統(tǒng)不再進(jìn)行下一個(gè)周期。5.手動(dòng)程序梯形圖及說明圖7手動(dòng)程序說明：為了保證系統(tǒng)的安全，在手動(dòng)程序中設(shè)置了一些必要的連鎖：1）設(shè)置了進(jìn)料機(jī)械手的伸出與退回之間的互鎖，設(shè)置了出料機(jī)械手的伸出與退回之間的互鎖，設(shè)置了沖壓模具下降與上升之間的互鎖。2）有限位開關(guān)來限制機(jī)械手的移動(dòng)范圍。6.回原點(diǎn)程序梯形圖及說明圖8回原點(diǎn)程序說明：當(dāng)回原點(diǎn)按鈕I1.2接通時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行回原點(diǎn)程序，進(jìn)料、出料機(jī)械手回原位，沖壓模具回原位。8.程序調(diào)試說明1）正確設(shè)計(jì)I/0端子分配，然后正確選擇CPU。2）在連續(xù)工作方式下，計(jì)數(shù)器觸發(fā)后未聲光報(bào)警。經(jīng)調(diào)試和修改后，連接聲光報(bào)警裝置，使其能報(bào)警。3）聲光報(bào)警報(bào)個(gè)不停。當(dāng)我發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后，我加入了一個(gè)計(jì)時(shí)器，使聲光報(bào)警時(shí)間得到控制。4）一定要注意，當(dāng)系統(tǒng)一次只能執(zhí)行一種工作方式，不能即連續(xù)工作又先手動(dòng)工作方式。9.結(jié)束語通過這次課程設(shè)計(jì)，在老師的指導(dǎo)幫助下，鍛煉了我的動(dòng)手能力，分析能力，使我更加熟練地掌握了機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的