【正文】 n of automatic production line is also to the pass is this graduation designs to choose an experiment equipmentstype THJDAL3 that approaches actual production most automatic production line. Type THJDAL3 automatic production line is purchase in the laboratory of production equipments, it synthesized hydraulic and barometric principle, PLC technique, electric appliances and control technique, spread a feeling machine technique the knowledge of etc. several courses, belong to a kind of more typical production line equipments, for the sake of will it the existing control system reform in order to be controled by the Mitsubishi FX2N type PLC, this graduation designs to request student as to it39。 1 課題的意義及設(shè)計方案論證 課題意義 隨著 現(xiàn)代 科學(xué)技術(shù)的 不斷快速 發(fā)展，自動 化 生產(chǎn)已 占據(jù) 了 現(xiàn)代 工業(yè) 的半壁江山 。 綜上所述，要根據(jù)不同的設(shè)備選用不同的控制方式，要合理的選用 PLC，用其長處，避其短處。 產(chǎn)品概述 本系統(tǒng)是一種最為典型的機(jī)電與自動化產(chǎn)品，是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)而研制的，它適合機(jī)電一體化、電氣自動化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。 這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)氣動元件時，不僅能單獨(dú)了解每一個分離元件，并且還可以通過多種氣動元件相互組成的系統(tǒng)來學(xué)習(xí) 氣動元件與其它元件之間是如何配合起來進(jìn)行協(xié)調(diào)工作的 。 ①可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。在三菱 PLC 的眾多系列中， FX2N 系列是一款性能極佳的產(chǎn)品，根據(jù)不同的功能，它還延伸出了以不同類型、不同點(diǎn)數(shù)輸入輸出端口作為區(qū)別的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品，用戶可根據(jù)需求選擇能實(shí)現(xiàn)不同功能的產(chǎn)品。失電退回。 (4)光纖傳感器：檢測工件到位情況。 (1)控制電源：直流 24V/6A (2)PLC 控制器：三菱 FX2N型 48點(diǎn) I/O型 CPU（可根據(jù)需要選擇其他品牌） (3)電磁閥： SY51205LZD01 (4)調(diào)速閥：出氣節(jié)流式 (5)磁性開關(guān)： DC73 I/O接線圖 雙工位井式上料機(jī)構(gòu) I/O接線圖如另附圖紙所示。在真空發(fā)生器啟動并吸取物料后，延時一段時間，目的是保證物料被準(zhǔn)確吸附在真空吸盤上。 (1)控制電源：直流 24V/6A (2)PLC控制器：三菱 FX2N型 48點(diǎn) I/O型 CPU（可根據(jù)需要選擇其他品牌） (3)電磁閥： SY51205LZD、 SY52205LZD (4)調(diào)速閥：出氣節(jié)流式 (5)磁性開關(guān)： DC7 A93 (6)氣缸 : CDJ2B164 TSB16 150SD JCF20 50SD MHZ232D (7)光電傳感器： WT100N1419 I/O接線圖 加工沖壓機(jī)構(gòu) I/O接線圖如另附圖紙所示。 (1)磁 性傳感器：用于氣缸的位置檢測。 搬運(yùn)堆垛機(jī)構(gòu)梯形圖如附錄 三所示。 (1)設(shè)計原則 ① 完整性原則 ： 最大限度的滿足工業(yè)生產(chǎn)過 程或機(jī)械設(shè)備的控制要求。 ③ PLC 的 I/O 端口分配。 現(xiàn)場調(diào)試。這一階段必須對被控對象所有功能全面的了解，對對象的各種動作及動作時序、動作條件、必要的互鎖與保護(hù)；電氣系統(tǒng)與機(jī)械、液壓、氣動及各儀表等系統(tǒng)間的關(guān)系； PLC 與其他設(shè)備的關(guān)系， PLC 之間是否 通信聯(lián)網(wǎng)；系統(tǒng)的工作方式及人機(jī)界面，需要顯示的物理量及顯示方式等。 氣缸 控制示意圖 氣動手指 氣缸 控制示意圖如圖 63所示 。 當(dāng)自動擺臺上有物料時，堆垛搬運(yùn)機(jī) 械 手伸縮氣缸伸出，帶動貨 叉 伸入 物料塊側(cè)面的搬運(yùn) 槽 中 ， 直流減速電機(jī) 一 工作，將工件抬 升至 預(yù)設(shè)位置后，伸縮氣缸縮回， 直流減速電機(jī) 二 啟動，控制工件 平移至加工臺的正上方 ，到達(dá)加工沖壓裝置工作臺 上方時 ， 將同時觸發(fā) X軸方向上的行程限制開關(guān)。 工作臺完全到達(dá)沖壓室最內(nèi)部 的檢測位為長程移動氣缸的縮回限位。（接線注意棕色接“ +”、藍(lán)色接“ ”、黑色接輸出）。當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給 PLC發(fā)出一個到位信號。（接線注意棕色接“ +”、藍(lán)色接“ ”、黑色接輸出）。 圖 51 輥道傳送上 料機(jī)構(gòu) 梯形圖 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 第 11 頁 共 34 頁 自動擺臺機(jī)構(gòu) 由蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動裝置、直流電機(jī)、擺臺、同步傳送帶、光纖傳感器組成。 (1)光電傳感器 1：物料檢測為光電漫反射型傳感器，工件庫中有物料時為 PLC提供一個輸入信號。 PLC 用軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計安裝接線工作量大為減少。計算機(jī) 、 THJDAL3 自動生產(chǎn)線實(shí)驗臺。插拔線連接電路與端子排連接電路相結(jié)合，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保 證電路連接的快速、安全和可靠。 總之， PLC 已成為解決自動控制問題的最有效工具，必將越來越廣泛地受到人們的關(guān)注。 方案二：可用三菱 PLC 控制該系統(tǒng)，三菱 PLC 是日系品牌，編程直觀易懂學(xué)習(xí)起來比較輕松。所涵蓋內(nèi)容從最底層的感應(yīng)元件、傳感器到執(zhí)行機(jī)構(gòu)、自動化監(jiān)測系統(tǒng)等非常廣泛，是現(xiàn)代化工業(yè)建立與發(fā)展的一個重要支柱技術(shù)，是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活改善的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是本世紀(jì)工業(yè)發(fā)展的一項至關(guān)重要的關(guān)鍵技術(shù)，其地位的重要不言而喻。 編號： 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 題 目： 基于 FX2NPLC 改造的 THJDAL3 型自動生產(chǎn)線 控制系統(tǒng)設(shè)計 系 別： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 學(xué)生姓名： 潘 求星 學(xué) 號： 105320xx21 指導(dǎo)教師： 廖曉梅 職 稱： 高級工程師 題目類型： 理論研究 實(shí)驗研究 工程設(shè)計 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā) 應(yīng)用研究 20xx 年 5 月 26 日 √ √ 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動生產(chǎn)已占據(jù)了工業(yè)中不可取代的位置。 就目前發(fā)展看，自動化技術(shù)是綜合利用了計算機(jī)技術(shù)、制造技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)、通訊技術(shù)和管理科學(xué)等學(xué)科知識，采用設(shè)備集成和信息集成，實(shí)現(xiàn)了從規(guī)劃設(shè)計、生產(chǎn)制造、管理銷售等功能的自動化控制。若本系統(tǒng)利用現(xiàn)有的實(shí)驗器材步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)和變頻器，根據(jù)學(xué)生在校所學(xué)的知識是難以完成的，參數(shù)設(shè)定需要的軟件學(xué)校不 能提供和涉及的知識較深短時間難以掌握，另外，步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)和變頻器價格較貴，提高成本，操作麻煩?？梢?，在 21 世紀(jì)這個信息化、自動化、智能化的大時代，可編程控制器的前景會無限寬廣，對自動化技術(shù)人才的需求也會不斷增長，自動化專業(yè)也必將成為 21 世紀(jì)的一個新熱門專業(yè)。 （ 4）該實(shí)訓(xùn)裝置 PLC模塊 I/O端子、變頻器接線端子、各常用模塊接線端子，均采用安全型插座，使用帶安全插頭的導(dǎo)線進(jìn)行電路連接；各指令開關(guān)、光電開關(guān)、傳感器 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 第 5 頁 共 34 頁 和指示元件的電路通過端子排進(jìn)行連接。 通訊線： USB 接口連線、 RS232 接口連線。 ⑤系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試和維修方便。主要完成將工件依次送至滾輪式傳送帶上，沒有工件時，整個系統(tǒng)處于原位狀態(tài)。 輥道傳送上料機(jī)構(gòu) 梯形圖如圖 51所示。 當(dāng)工件庫中有物料或存放料臺有物料，傳感器有信號輸出。 (5)磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測。 (1)光電傳感器：當(dāng)有物料到放入時，給 PLC一個輸入信號，通過傳感器頂端電位器可調(diào)傳感器的靈敏度和距離。所以在編程時，應(yīng)考慮這一因素寫入延時程序。 (1)控制電源：直 流 24V/6A (2)PLC控制器：三菱 FX2N型 48點(diǎn) I/O型 CPU（可根據(jù)需要選擇其他品牌） (3)電磁閥： SY51205LZD、 SY52205LZD (4)調(diào)速閥：出氣節(jié)流式 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 第 17 頁 共 34 頁 (5)磁性開關(guān)： Z7 A93 (6)氣缸 : MGPM20150Z73L、 MSQB30R (7)限位開關(guān)： V1551C25 (8)直流減速電機(jī) 1和 2： Aslong JGB373530 (9)方形減速箱（ Z型減速箱） (10)彈性聯(lián)軸器： *10mm外徑 20mm I/O接線圖 搬運(yùn)堆垛 機(jī)構(gòu) I/O接線圖如另附圖紙所示。 圖 62 單向電磁閥示意圖 注：單向電控閥 同樣可控制氣缸的雙向運(yùn)動，區(qū)別于雙電控電磁閥的是：單電控電磁閥失電時只保 持氣缸接入時的原位（即無動作），在得電時氣缸工作至工作位，失電立即返回原位；雙電控電磁閥在一個電磁閥得電瞬間執(zhí)行一個動作，斷電保持，另一個電磁閥得電才回執(zhí)行第二個反向動作。設(shè)計人員必須深入現(xiàn)場，認(rèn)真調(diào)查研究，收集資料，并于相關(guān)技術(shù)人員和操作人員一起分析討論，相互配合，共同解決設(shè)計中出現(xiàn)的問題。 ② 軟件模擬法是在 PLC 中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場信號 。在進(jìn)行 I/O 通道分配時應(yīng)給出 I/O 通道分配表，表中應(yīng)包含 I/O 編號、設(shè)備代號、名稱及功能等。 ② 可靠性原則 ： 確保計算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性。 6 自動生產(chǎn)線電氣原理及硬件設(shè)計 電氣控制電路組成 本系統(tǒng)電氣控制部分集電源控制模塊、按鈕模塊、可編程控制器模塊、變頻器模塊等 集 于一體。當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給 PLC發(fā)出一個到位信號。 在物料塊的兩個裝配孔被準(zhǔn)確填充，同時長程無桿氣缸被啟動縮回左限位后，接下來需要將被放置的物料壓實(shí)進(jìn)入裝配孔中。在上述動作完成后，搬運(yùn)下降氣缸失電縮回，并啟動長程無桿氣缸，將搬運(yùn)下降氣缸和真空發(fā)生器從系統(tǒng)左限位搬運(yùn)往右限位。 小工件顏色分為黑白二色，兩種工件分別安放在圓形井式工件架中，加工 沖壓裝置完成后，由推料氣缸將工件推到出料臺上，光電傳感器檢測到物料到位后，等待搬運(yùn)裝配裝置抓取。 (1)控制電源：直流 24V/6A (2)PLC控制器：三菱 FX2N型 48點(diǎn) I/O型 CPU（可根據(jù)需要選擇其他品牌） (3)光纖式傳感器 :E3XNA11 I/O接線圖 自動擺臺機(jī)構(gòu) I/O接線圖如另附圖紙所示。 (5)導(dǎo)桿滑塊氣缸：由單向氣動電控閥控制。同時，三菱公司還特別為個系列的 PLC 開發(fā)了與之對應(yīng)的拓展模塊、特殊模塊、通信接口以及通信模塊等。 為了適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用要求， PLC 從硬件和軟件方面采用了大量的技術(shù)措施，一遍能在惡劣的環(huán)境下長時間可靠運(yùn)行，現(xiàn)在大多數(shù) PLC 的平均無故障運(yùn)行時間可達(dá)幾十萬小時。 自動 生產(chǎn) 線 的 6個部分 機(jī)構(gòu)由三 臺 PLC協(xié)同聯(lián)動 控制，這使得自動化生產(chǎn)教學(xué)系統(tǒng)可以分成 相對應(yīng)的 完全獨(dú)立的工作機(jī)構(gòu)，使 得多名學(xué)生 可以同時進(jìn)行學(xué)習(xí)，而且每個學(xué) 系 統(tǒng) 啟 動 FX2N48MR型 PLC 加工沖壓機(jī)構(gòu) 輥道傳送上料機(jī)構(gòu) 自動擺臺機(jī)構(gòu) 搬運(yùn)堆垛機(jī)構(gòu) 雙工位井式上料機(jī)構(gòu) 搬運(yùn)裝配機(jī)構(gòu) FX2N48MR型 PLC 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 第 6 頁 共 34 頁 生 都有 機(jī)會了解不同的部分 。它在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場基礎(chǔ)上又針對教學(xué)及實(shí)訓(xùn)目的進(jìn)行了專門設(shè)計，強(qiáng)化了自動化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試能