【正文】 目 錄 目錄 ……………………………………………………………………… .1 摘要 ……………………………………………………………………… .2 一， 應(yīng)用系統(tǒng)總體方案設(shè)計 ……………………………………… 2 １．１ PLC 控制系統(tǒng)類型 ………………………………………… 3 １．２系統(tǒng)的運行方式 …………………………………………… .3 二， 系統(tǒng)硬件設(shè)計根據(jù) ２．１工藝要求 ……………………………………………………… 3 ２．２設(shè)備狀況 ……………………………………………………… 4 ２．３控制功能 …………………………………………………… … 4 ２．４ I/O 點數(shù)和種類 ……………………………………………… ...5 三 .系統(tǒng)軟硬件設(shè)計文件 …………………………………………… ..5 ３．１ PLC 型號的選擇 ……………………………………………… 5 ３．２確定安排 PLC 的輸入 \輸出點 ………………………………… ..11 ３．３ 工藝流程圖與動作順序表 …………………………………… ..14 ３．４ PLC 現(xiàn)場器件的安裝接線較長 ……………………………… ...15. ３．５各模塊程序設(shè)計 ……………………………………………… .15. 附錄：附加外文翻譯 ……… …………………………………… 21 鳴謝 …………………………………………………… ..27 參考資料 ……………………………………………… .28 【 摘要 】 ＰＬＣ電氣和測控系統(tǒng)設(shè)計 2 本文主要介紹以模擬生產(chǎn)實際的自動線為對象，利用電子、機械、檢測技術(shù)融為一體的 PLC 的控制技術(shù)，實現(xiàn) PLC 控制的多樣性和柔性化控制要求，其中包括 PLC 的選型，系統(tǒng)的運行方式，步進電動機的 PLC 控制，工業(yè)機械手的 PLC控制 【 關(guān)鍵詞 】 PLC、 步進電動機、 工業(yè)機械手 【 Abstract】 The main introduction of this text regards producing the real transfer machine in simulation as the target , utilize control technology of PLC that the electron, machinery, detection technique bine together, realize variety and flexibility that PLC controls control and require， Including the selecting type of PLC, systematic operation way, PLC which walks into the motor controls, PLC of the industry manipulator controls 【 Key words】 PLC,walks into the motor, industry manipulator 第一章 應(yīng)用系統(tǒng)總體方案設(shè)計 １ .1 PLC 控制系統(tǒng)原理 ＰＬＣ電氣和測控系統(tǒng)設(shè)計 3 １ .2 系統(tǒng)的運行方式 用 PLC 構(gòu)成的控制系統(tǒng)有三種運行方式 ,即自動、半自動和手動。 。自動運行方式是控制系統(tǒng)的主要運行方式。這種運行方式的主要特點是在系統(tǒng)工作過程中，系統(tǒng)按給定的程序自動完成被控對象的動作，不需要人工干預(yù)。系統(tǒng)的啟動可由ＰＬＣ本身的啟動系統(tǒng)進行也可由ＰＬＣ發(fā)動啟動預(yù)告，由操作人員確認并按下啟動響應(yīng)啟動響應(yīng)按鈕后，ＰＬＣ自動啟動系統(tǒng)。 。這種運行 方式的特點是系統(tǒng)在啟動和運行過程中的某些步驟需要人工干預(yù)才能進行下去。半自動方式多用于檢測手段不完善，需要人工判斷或某些設(shè)備不具備自控條件需要人工干涉的場合。 。手動運行方式不是控制系統(tǒng)的主要運行方式，而是用于設(shè)備調(diào)試、系統(tǒng)調(diào)整和特殊情況下的運行方式，因此它是自動運行方式的輔助方式。與系統(tǒng)運行的方式的設(shè)計相對應(yīng)， 第二章．系統(tǒng)硬件設(shè)計根據(jù) ２．１ 工藝要求 加工自動生產(chǎn)線的工藝要求是以機械加工自動線為對象，實現(xiàn)自動線的上料、輸送、夾緊加工、轉(zhuǎn)位、夾緊加工、松開、卸料多種動作的模擬加工自 動線設(shè)計。采用小型壓縮ＰＬＣ電氣和測控系統(tǒng)設(shè)計 4 機組（功率為１ .5ＫＷ ,氣源壓力為 `） 為動力 ,用小型氣動元件、行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、可編程控制器（ＰＬＣ）來實現(xiàn)動作要求。 ２．２ 設(shè)備狀況 自動線的上料采用氣缸的動作又由相應(yīng)的電磁閥來控制。自動線的輸送動作由步進電動機帶動實現(xiàn)間隔輸送，實現(xiàn)設(shè)計要求的輸送狀況。從輸送帶到夾緊加工過程是利用簡單機械手（１）控制對象實現(xiàn)工件的加工，再利用機械手送回由步進電機控制的傳送帶上，繼續(xù)下一個工位的操作。用簡單機械手（２）實現(xiàn)工件的轉(zhuǎn)位加工，用機械手（３）實現(xiàn)卸料的動手 ，至此完成整個生產(chǎn)線的動作過程。 其中機械手（１）、機械手（２）、機械手（３）的全部動作都由氣缸驅(qū)動，其中上升、下降動作由上升／下降氣缸完成 。夾緊、放松動作由夾緊／放松氣缸完成；右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)由右轉(zhuǎn)／左轉(zhuǎn)氣缸完成。所有氣缸的動作又由相應(yīng)的電磁閥來控制。其中上升／下降氣缸和左轉(zhuǎn)／右轉(zhuǎn)氣缸分別由雙線圈兩位電磁閥控制。上升／下降、左轉(zhuǎn)／右轉(zhuǎn)分別上升／下降電磁閥、左轉(zhuǎn)／右轉(zhuǎn)電磁閥控制。機械手的放松／夾緊氣缸由一個單線圈兩位置電磁閥控制，當(dāng)該線圈通電時，機械手夾緊，該線圈斷電時，機械手放松。為了使機械手在工作過程中實現(xiàn)自 動或半自動運行，選用限位行程開關(guān)（上升、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)位置控制）和光電開關(guān)（有工件檢測）給相應(yīng)電磁閥傳遞啟動信號。 ２．３ 控制功能 由工藝要求和設(shè)備狀況設(shè)計系統(tǒng)的類型、規(guī)模、機型、模塊、軟件等內(nèi)容。 生產(chǎn)線控制系統(tǒng)應(yīng)有如下功能要求： （１）自動操作。系統(tǒng)自動操作啟動，自動生產(chǎn)線按要求自動運行。 （１） 手動操作。就是用按鈕操作對機械手和其他動作的每一種運動單獨進行控制。 （２） 復(fù)位操作。 ＰＬＣ電氣和測控系統(tǒng)設(shè)計 5 根據(jù)上述功能要求，控制系統(tǒng)需要設(shè)計成單級控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)對系統(tǒng)各驅(qū)動器件的控制。運行方式需要選用自動運行方式和手動運行 方式以實現(xiàn)不同情況的動作要求。 ２．４ I/O 點數(shù)和種類 根據(jù)工藝要求、設(shè)備狀況和控制功能，統(tǒng)計系統(tǒng) I/0 點數(shù)。 手一的輸入點數(shù)：上下限位行程開關(guān)，２個；左右限位行程開關(guān)，２個；右下限位行程開關(guān)（裝料），１個。輸出點：五個電磁閥線圈。同理：機械手二有五個輸入點，五個輸出點。機械手三有五個輸入點。五個輸出點 1)推工件缸有一個行程開關(guān)，一個接近傳感器，二個電磁閥線圈。 二個輸入，二個輸出。加各種光電開關(guān)和手動按鈕和轉(zhuǎn)換開關(guān)，共有：３６個輸入點，２６個輸出點。 第三章 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計文件 ３．１ 根據(jù) I/0 點數(shù)、ＣＰＵ能力和響應(yīng)速度選擇 PLC 型號 : 品牌 ：三菱 型號 ： FX2N80MR 特性 ：超高速的運算速度 ()， 50%小型化設(shè)計，程序容量 :內(nèi)置8K STEP RAM ，最大可擴充至 16K STEP，可使用 FX 系列模塊，可做 8 臺主機連線 ,，可以采用最小 8 點的擴展模塊進行擴展 . (FX2N80MR 結(jié)構(gòu) ) ＰＬＣ電氣和測控系統(tǒng)設(shè)計 6 開始 指示燈顯示正常 空氣壓縮機啟動 光電開關(guān)一 機械手一上料加工 光電開關(guān)二 機械手二上料加工 光電開關(guān)三 機械手三卸料 原位 原位 原位 T 時間到 步進電機轉(zhuǎn) 一定脈沖 時間到 步進電機停 推工件缸 接近傳感 推缸返回 ＰＬＣ電氣和測控系統(tǒng)設(shè)計 7 SQ1 SQ4 右轉(zhuǎn) YA1 SQ0 SQ3 左轉(zhuǎn) YA2 SQ5 右下限位 （機械手結(jié)構(gòu)示意圖） 機械手通常位于原點。圖中 SQ1 為下限位開關(guān)， SQ1 為上限位開關(guān)， SQ3， SQ4分別為右限位和左限位開關(guān)。機械手 的左右轉(zhuǎn)動和有工件的夾持與松開，均由電磁閥驅(qū)動氣缸來實現(xiàn)。電磁閥 YA4 控制機械手下降， YA5 負責(zé)夾持及松開 工件， YA3 使機械手上升。 YA1 使機械手右轉(zhuǎn)， YA2 使機械手左轉(zhuǎn) 。 夾緊YA5JNDU 松開 上升 YA3 下降 YA4 ＰＬＣ電氣和測控系統(tǒng)設(shè)計 8 一．上料加工時按下起動按鈕，各機械手動作如下框圖所示工作。 YA4 得電動作，機械手先由原點下降，碰到下限位開關(guān) SQ１后 YA4 失電，停止下降；電磁閥 YA5 動作將工件夾持，為保證工件可靠夾緊，機械手在該位置等待 1S 時間；待夾緊后 YA3 得電動作使機械手開始上升，碰到上限位開關(guān) SQ2 后 YA3 失電，停止上升； YA1 得電，改向右轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到右限位開關(guān) SQ3 位置時， YA1 失電停止右轉(zhuǎn)； YA4 得電，改為下降，到碰到右下限位開關(guān) SQ5 時， YA4 失電，機械手將工件松開。放在夾具上。松開延時一秒后使 YA3 得電機械手上升，碰到上限位行程開關(guān) SQ2 后 YA3 失電停止上升。這時夾具夾緊工件，數(shù)控機床進行加工。機械手在上等待加工完成信號。當(dāng)加工完成，機械手 YA4 得電，機械手下降。碰到右下限位開關(guān) SQ5 時， Y