【文章內(nèi)容簡介】 夾緊氣缸和穿刺氣缸開始工作。每個工位夾緊氣缸的松、緊限位和穿刺氣缸的上、下限位的磁感應(yīng)接近開關(guān)共有四個，總共十二個；在夾緊氣缸和穿刺氣缸的兩個極限位置分別裝有一個磁感應(yīng)接近開關(guān)，磁 21 感應(yīng)接近開關(guān)的基本工作原理是：當磁性物質(zhì)接近傳感器時，傳感器便會動作，并輸出傳感器信號。若在氣缸的活塞（或活塞桿）上安裝上磁性物質(zhì)，在氣缸缸筒外面的兩端位置各安裝一個磁感應(yīng)接近開關(guān)，就可以用這兩個傳感器分別標識氣缸運動的兩個極限位置 。當氣缸的活塞桿運動哪一端時，哪一端的磁感應(yīng)接近開關(guān)就動作并發(fā)出電信號。在 PLC 自動控制中，可以利用該信號判斷夾緊氣缸和穿刺氣缸的運動狀態(tài)或所處的位置，目的是簡介判斷工位是否處于正確位置。在傳感器上設(shè)置有 LED 顯示用于顯示傳感器的信號狀態(tài)，供調(diào)試使用。傳感器動作時，輸出信號 1， LED 燈亮；傳感器不動作時，輸出信號為 0， LED 燈不亮。 本系統(tǒng)中還設(shè)有三個氣 電轉(zhuǎn)換開關(guān)，作用是判斷充氮氣和抽真空是否達到預(yù)設(shè)的充氣壓力和真空壓力。通過調(diào)查統(tǒng)計得知：本系統(tǒng)中共有 23 個輸入點設(shè)備，所以需要選擇一塊 DI32 DC24 的 信號模板作為輸入模塊。 輸出模塊的選擇 。 在本設(shè)計中，許多控制對象，如指示燈的亮和滅、真空泵的啟動和停止、繼電器的觸點、蜂鳴器、閥門的打開和關(guān)閉等，對它們的控制只需通過二值邏輯“ 1”和“ 0”來實現(xiàn)。這種信號通過數(shù)字量輸出模塊去驅(qū)動。數(shù)字量輸出模塊按輸出方式不同分為繼電器輸出型、晶體管輸出型、晶閘管輸出型等。在本設(shè)計中選擇是繼電器輸出型。根據(jù)統(tǒng)計，本設(shè)計中的輸出設(shè)備共需要輸出點數(shù) 20，所以需要選擇一塊 DO32DC24V/ 的信號模板作為輸出模塊。 其中，在指示燈和真空泵都安有繼電器線圈，其作用控制真空泵 的電源和控制三層的各顏色指示燈。當夾緊氣缸和穿刺氣缸完成動作后，通過控制真空通道和氮氣通道的電磁閥線圈，控制各工位的真空通道和氮氣通道及穿刺氣缸的上下位、夾緊氣缸的松緊位。 PLC 的 總 程序設(shè)計 圖 8 總程序圖 22 在主程序中用于加緊限位， 在主程序中用于啟動按鈕， 在主程序中用于上限位， 在主程序中用于縮回限位， 在主程序中用于左轉(zhuǎn)限位。 圖 9 分程序圖 在程序中代表的是伸出繼電器， 在程序中代表推料二前點， 在程序中代表推料 3 前點， 在程序中代表推料一前點。 23 圖 10 子程序圖 在程序中代表推料二前點， 在程序中代表推料三前點， ┃ P┃代表的是上升沿。 圖 11 機械手程序圖 該位總是打開 。 首次掃描周期時該位打開，一種用途是調(diào)用初始化子程序。 如果保留性數(shù)據(jù)丟失，該位為一次掃描周期打開。該位可用作錯誤內(nèi)存位或激活特殊啟動順序的機制。 從電源開啟條件進入 RUN（運行）模式時，該位為一次掃描周期打開。該位可用于在啟動操作之前提供機器預(yù)熱時間。 24 機械 手的程序設(shè)計 圖 12 機械手分程序圖 M 表示輔助繼電器， I 表示輸入繼電器， Q 表示輸出繼電器 輔助繼電器 在程序內(nèi)部使用 ,不能提供外部輸出；輸入繼電器 為接收外部輸入設(shè)備的信號；輸出繼電器 為輸出程序執(zhí)行結(jié)果并驅(qū)動外部設(shè)備 25 復(fù)位部分程序設(shè)計 圖 12 復(fù)位部分程序 該位總是打開 。 首次掃描周期時該位打開，一種用途是調(diào)用初始化子程序。 如果保留性數(shù)據(jù)丟失，該位為一次掃描周期打開。該位可用作錯誤內(nèi)存位或激活特殊啟動順序的機制。 從電源開啟條件進入 RUN（運行）模式時，該位為一次掃描周期打開。該位可用于在啟動操作之前提供機器預(yù)熱時間。 26 工件 分揀部分程序 設(shè)計 圖 13 工件分揀部分程序圖 在工件分揀程序中代表推料繼電器， 在工件分揀程序中代表推料前點。 圖 14 工件分揀部分程序圖 在工件分揀程序中代表推料前點， 在工件分揀程序中代表無聊檢測光電傳感器。 27 圖 15 工件分揀部分程序圖 M 表示輔助繼電器， I 表示輸入繼電器， Q 表示輸出繼電器 輔助繼電器 在程序內(nèi)部使用 ,不能提供外 部輸出； 組態(tài)流程設(shè)計 為了操作上的方便 人們用觸摸屏來代替鼠標或鍵盤。工作時， 我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏 ， 然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標或菜單件安裝在顯示器屏幕 前面 用于檢測用戶觸摸位置。 接受后送觸摸屏控 制器 .而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標 ,再送給 CPU 它同時能接收 CPU 發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。 圖 24 觸摸屏程序控制功能轉(zhuǎn)換圖 歡 迎 界 面運 行 模 式 控 制界 面觸 摸 界 面點 擊 按 鈕 歡 迎界 面復(fù) 位啟 動氣 缸 復(fù) 位氣 缸 Ⅱ 活 塞 桿 推 出S B 3S B 5S B 4S B 6 28 歡迎界面：為啟動 界面，即啟動觸摸屏后自動進入的界面，如圖 27 所示。圖右上角設(shè)置一個指示燈。在本界面狀態(tài)，若系統(tǒng)已進入運行模式，則該指示燈閃爍，催促操作人員將界面切換到運行模式監(jiān)控界面。 圖 10 運行模式監(jiān)控界面 運行模式監(jiān)控界面 ：運行模式監(jiān)控界面包括一個自鎖按鈕（ SB3）、三個自復(fù)位按鈕 (SB SB SB6)、兩個指示燈 (HL HL6)、兩個用于裝配件計數(shù)的顯示（ B槽和 C 槽）和一個置于界面右下角用于切換界面的按鈕（切換到歡迎界面）。 觸摸屏應(yīng)連接到 PLC 的編程口。通過二個用戶窗口的組態(tài)來實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控 ,組態(tài)用戶界面 應(yīng)具有下列功能： 測 試 模 式 歡 迎界 面測 試 模 式 控 制界 面觸 摸 界 面點 擊 按 鈕 測 試模 式 歡 迎 界 面機 械 手 調(diào) 試輸 送 機 調(diào) 試氣 缸 調(diào) 試S B 5S B 4S B 6 圖 23 測試模式歡迎界面觸摸屏程序控制功能轉(zhuǎn)換圖 29 測試模式歡迎界面：為啟動界面，即啟動觸摸屏后自動進入的界面，如圖 25 所示。圖右上角設(shè)置一個指示燈。在本界面狀態(tài)，若系統(tǒng)已進入測試模式，則該指示燈閃爍，催促操作人員將界面切換到測試模式監(jiān)控界面 。 圖 24 觸摸屏程序控制功能轉(zhuǎn)換圖 歡 迎 界 面運 行 模 式 控 制界 面觸 摸 界 面點 擊 按 鈕 歡 迎界 面復(fù) 位啟 動氣 缸 復(fù) 位氣 缸 Ⅱ 活 塞 桿 推 出S B 3S B 5S B 4S B 6 30 結(jié)束語 本系統(tǒng)的設(shè)計 基于 PLC 的電氣控制系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)方案 和人機界面 HMI 技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合，簡化了硬件結(jié)構(gòu)，使得開發(fā)的控制系統(tǒng)符合開發(fā)式體系結(jié)構(gòu)的要求，系統(tǒng)的可擴展性、可靠性、可維護性大大提高，最重要的是實現(xiàn)了 自動裝配加工生產(chǎn)線這一技術(shù)的應(yīng)用 。 操作簡單，降耗低，實驗性能高的設(shè)計目標， 更好地滿足了實際生產(chǎn)的需要 ,提高了經(jīng)濟效益， 并且在安全問題上也有了一定的保障。 經(jīng)過實踐檢驗，本設(shè)計方案達到了預(yù)期的效果，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。 三年的大學(xué)學(xué)習(xí)，使我們有一個系統(tǒng)的自動化專業(yè)知識和全新的認識。本次畢業(yè)設(shè)計是我們學(xué)習(xí)的一個重要實踐方面的一個全面的設(shè)計任務(wù)，它奠定了良好的基礎(chǔ)，為我們以 后從事技術(shù)工作的，全面的掌握所學(xué)知識，直觀的檢測。為了能夠更好地完成本次畢業(yè)設(shè)計，我把極端的努力，做了充分的準備。 首先，我的課程設(shè)計問題考慮的指導(dǎo)下，和幫助的教練，需要收集和整理數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)計的要求，然后做一個簡單的分類。 其次，設(shè)計任務(wù)的要求，按照張文濤老師給出的第一個開發(fā)的整體方案的設(shè)計，按照設(shè)計要求的教練，一步一步地完成設(shè)計任務(wù)的進度。幾個星期前拆除的數(shù)控實驗，畢業(yè)設(shè)計做了很好的鋪墊，讓我這樣做是沒有太大意義的陌生，更得心應(yīng)手一些。 課程設(shè)計走到了盡頭，但想約我學(xué)到了知識，遇到的困難 ，仍記憶猶新。它讓我知道新產(chǎn)品的設(shè)計，原來的老產(chǎn)品的改造是一個復(fù)雜的技術(shù)過程，不能忍受任何含糊之處。設(shè)計人員應(yīng)先了解設(shè)計的目的理解的價值和實用性的產(chǎn)品，在產(chǎn)品的設(shè)計思路，確定總體方案，獲取信息，以及產(chǎn)品的設(shè)計規(guī)格書，圖紙的最后準備。 31 謝辭 時間總是過得很快，轉(zhuǎn)眼間，三年 的美好的大學(xué)生活仿佛就要在這篇畢業(yè)論文最后的謝辭里緩緩落幕，青春散場，時光依然，有些悵然若失，卻又收獲滿載。 在本論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師 李宏 老師傾注了大量的心血，從 論文的 選題到開題報告， 從搜集資料到 寫作提綱， 從寫稿到反復(fù)修改，期間經(jīng) 歷了喜悅、 枯燥 、痛苦和彷徨， 一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關(guān)，循循善誘 ， 正是 李 老師的無私幫助與熱忱鼓勵，我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成，謝謝 李宏 老師 。 在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。 寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著 要告別學(xué)生時代，邁進社會 生活的開始。 32 參考文獻 廖常初， PLC 編程及應(yīng)用 [M] 北京：機械工業(yè)出版社， 2021， 5 山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣及自動化系 ?！稒C電工程技術(shù)》 。 中國知 網(wǎng)（數(shù)字圖書館）， 2021 年 01 期 王國海，沈鵬，《可編程序控制器及其應(yīng)用》，北京：中國勞動出版社， 2021 譚維瑜 :《電機與電氣控制》，北京：機械工業(yè)出版社 范建東 .馮太合 . 可編程控制器原理及其應(yīng)用（第四版） .華南理工大學(xué)出版社， 2021 年 2 月 張應(yīng)金 . 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