畢業(yè)設(shè)計(jì)-s7-200plc板材切割控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-06 18:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 動(dòng)切割啟動(dòng) 按鈕 SB13 手動(dòng)工件松開(kāi) 按鈕 SB4 手動(dòng)切割槍上升 按鈕 SQ1 切割槍上限 位 置 開(kāi)關(guān) SB5 手動(dòng)切割槍下降 按鈕 SQ2 切割槍下限 位置 開(kāi)關(guān) SB6 手動(dòng)切割槍左移 按鈕 SQ3 切割槍左限 位置 開(kāi)關(guān) SB7 手動(dòng)切割槍右移 按鈕 SQ4 切割槍右限 位置 開(kāi)關(guān) SB8 手動(dòng)切割槍乙炔閥門(mén) 按鈕 SQ5 大車(chē)到位 位置 開(kāi)關(guān) SB9 手動(dòng)切割槍切割氧和高壓氧閥門(mén) 按鈕 數(shù)字量輸出部分 在這個(gè) 控制系統(tǒng)中，主要輸出控制的設(shè)備有各種接觸器、電動(dòng)機(jī)等，共有 10 個(gè)輸出點(diǎn)，其具體分配如表 32 所示 。 表 32 數(shù)字輸出量地址分配 表 輸出點(diǎn)編號(hào) 代碼 名稱(chēng) 輸 出點(diǎn)編號(hào) 代碼 名稱(chēng) KM1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 正向 接觸器 YV3 切割槍乙炔 電磁閥 KM2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反向接觸器 YV4 切割槍氧電磁閥 KM3 切割槍電動(dòng)機(jī)正向接觸器 YV5 切割槍高壓氧電磁閥 KM4 切割槍電動(dòng)機(jī)反向接觸器 YV6 壓緊裝置 電磁閥 YV1 切割槍上升電磁閥 YV7 松開(kāi) 裝置 電磁閥 YV2 切割槍下降電磁閥 根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求、如表 31 和表 32 所示的 I/O 分配情況以及如圖 31 所示的硬件連接示意圖，設(shè)計(jì)出板材切割控制系統(tǒng) PLC 控制部分硬件連接圖，如圖 32 所示，此控制面板上的手動(dòng)控制部分主要在調(diào)試7 系統(tǒng)時(shí)使用，調(diào)試完成后基本處于閑置狀態(tài)。 圖 32 板材切割控制系統(tǒng) PLC 控制部分硬件連接圖 其他資源配置 要完成 系統(tǒng)的功能除了 PLC及其擴(kuò)展模塊之外，還需要各種限位開(kāi)關(guān)、電磁閥和接觸器等儀器設(shè)備 。 限位開(kāi)關(guān) 用來(lái)控制切割槍在運(yùn)動(dòng) 過(guò)程 中的停止位置，防止移動(dòng)超限導(dǎo)致事故。 （ 1） 上限位開(kāi)關(guān)。控制切割槍上升時(shí)的位置，防止向上運(yùn)動(dòng)超出范圍。 （ 2） 下限位開(kāi)關(guān)?？刂魄懈顦屜陆禃r(shí)的位置，防止向下運(yùn)動(dòng)超出范圍。 （ 3） 左限位開(kāi)關(guān)?？刂魄懈顦屪筮\(yùn)動(dòng)的位置，防止向左運(yùn)動(dòng)超出范圍。 S7200 系列PLC L M SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 SB10 SB11 SB12 SB13 SB14 SQ1 SQ2 SQ34 SQ4 KM1 KM2 KM3 KM4 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 YV6 SB1 SA 8 （ 4） 右限位開(kāi)關(guān)?？刂魄懈顦層疫\(yùn)動(dòng)的位置，防止向右運(yùn)動(dòng)超出范圍。 電磁閥 使用一個(gè) 氣缸、一個(gè)電磁閥就能實(shí)現(xiàn)切割槍的上升和下降，在板材切割系統(tǒng)中，用了一些電磁閥 [4]。 （ 1）上升電磁閥：控制氣缸驅(qū)動(dòng)切割槍上升至設(shè)定位置 。 （ 2）下降電磁閥：控制氣缸驅(qū)動(dòng)切割槍下降至設(shè)定位置。 （ 3）壓緊電磁閥：控制氣缸驅(qū)動(dòng)壓緊機(jī)構(gòu)壓緊工件。 （ 4）松開(kāi)電磁閥：控制氣缸驅(qū)動(dòng)壓緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)工件。 接觸器 此系統(tǒng)中，大車(chē)不需要時(shí)刻 運(yùn)轉(zhuǎn)，而是根據(jù) PLC 檢測(cè)相關(guān)狀態(tài)后，發(fā)出控制大車(chē)運(yùn)行的指令。因此，必須在大車(chē)的電動(dòng)機(jī)部分裝 個(gè)可以控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和停止的接觸器，在連接到 PLC 控制接觸器，最后到達(dá)控制目的。 人機(jī)界面 由于需要對(duì)板材的氣缸長(zhǎng)度進(jìn)行修改，為了 方便 ,需要采用人機(jī)界面進(jìn)行控制和顯示。 此控制系統(tǒng)中，采用西門(mén)子公司為 S7200設(shè) 計(jì)的 TD200[5]。 文本顯示器 TD200 的特點(diǎn)如下。 （ 1）最大顯示 2 行中文文本。 （ 2）支持中英文顯示。 （ 3）與 S7200 通過(guò) RS485 通信。 （ 4）顯示器為 LCD 顯示。 （ 5） 可通過(guò)通信口供電，當(dāng)距離較長(zhǎng)時(shí)，也可以利用獨(dú)立電源供電。 （ 6） 顯示器電路具有反接、短路 、浪涌保護(hù)和電子自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。 （ 7） 允許調(diào)整指定的程序變量。 （ 8）允許強(qiáng)制改變輸入 /輸出點(diǎn)。 （ 9） 組態(tài)軟件采用 STEP 7Micro/WIN32 SP4 版本，無(wú)須單獨(dú) HMI組態(tài)軟件。 各類(lèi)按鈕 急停按鈕采用 帶鎖的，常閉觸點(diǎn)，按下旋轉(zhuǎn)復(fù)位按鈕；手動(dòng) /自動(dòng)按鈕采用旋鈕，一邊常閉，一邊常通；其余按鈕均采用觸點(diǎn)觸發(fā)方式。 4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用西門(mén)子公司專(zhuān)為 S7200 系列可編程控制器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的 STEP 7Micro/WIN32[6]，既可開(kāi)發(fā)控制程序使用，也可實(shí)時(shí)監(jiān)控程序執(zhí)行的狀態(tài)。根9 據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設(shè)計(jì)情況，以及 PLC 控制系統(tǒng)中 I/O的分配情況，進(jìn)行軟件編程設(shè)計(jì)。在軟件設(shè)計(jì)中，首先需要按照控制系統(tǒng)的功能要求畫(huà)出系統(tǒng)流程框架圖，然后細(xì)化流程圖，按照不同的功能要求編寫(xiě)不同的功能模塊。 總體 流程設(shè)計(jì) 根據(jù)控制系統(tǒng) 的功能要求， 控制過(guò)程分為手動(dòng)和自動(dòng)控制模式。 手動(dòng)控制模式 在手動(dòng) 控制模式下，可單獨(dú)控制每一個(gè)設(shè)備的運(yùn)行，相互之間沒(méi)有順序，互不干擾，其流程圖如圖 41 所示。 圖 41 手動(dòng)控制模式流程圖 自動(dòng)控制模式 處于自動(dòng)狀態(tài) 時(shí)，系統(tǒng)上電后按下切割啟動(dòng)，系統(tǒng)開(kāi)始工作，其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面。 （ 1）系統(tǒng)上電后，按下啟動(dòng)按鈕。 （ 2） 大車(chē)攜帶板材開(kāi)始運(yùn)行，到達(dá)切割槍處停止。 （ 3） 大車(chē)到位后， 傳送帶通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制前進(jìn)所需的長(zhǎng)度后停止。 （ 4）停止后，啟動(dòng)壓緊裝置將板材固定。 （ 5） 固定 后，調(diào)用切割程序，切割結(jié)束后，切割槍自動(dòng)復(fù)位。 （ 6）復(fù)位后，壓緊裝置松開(kāi) 。 （ 7）延時(shí)一秒后， 如果沒(méi)用按下停止按鈕，跳至步驟（ 5）循環(huán)執(zhí)行。 （ 8） 如果停止按鈕被按下，系統(tǒng)停止。 自動(dòng)控制模式 工作流程圖如圖 42 所示。 在以上流程圖中，調(diào)用了切割子程序，切割子程序的工作過(guò)程包括。 （ 1）大車(chē)到位后，切割槍左移， 左移到位后，切割槍下降。 （ 2）下降到位后，先打開(kāi)乙炔閥門(mén)，啟動(dòng)定時(shí)器。 手動(dòng)控 制模式 大車(chē)運(yùn)行 切割槍運(yùn)行 壓緊裝置運(yùn)行 各種氣體閥門(mén)的控制 10 （ 3）定時(shí) 5s，時(shí) 間到后，打開(kāi)切割氧和高壓氧的閥門(mén)，啟動(dòng)定時(shí)器。 （ 4）定時(shí) 1s，時(shí)間 到后，切割槍在電動(dòng)機(jī) 帶動(dòng)下，向右移動(dòng)，開(kāi) 切割。 （ 5）到右限位后，切割過(guò)程結(jié)束，切割槍自動(dòng)復(fù)位。 切割過(guò)程流程圖如圖 43 所示。 以金屬板材為例，詳細(xì)介紹切割過(guò)程，如果操作對(duì)象是石板的話，它們的工作基本一致，只是細(xì)節(jié)上有差異，主要有以下幾個(gè)方面的差異。 （ 1）切割工具上的不同。 石板切割 一般采用刀具進(jìn)行切割。 （ 2）對(duì)石板來(lái)說(shuō)，大多數(shù)較厚，一次切割無(wú)法完成，需要多次切割。 （ 3） 由于石板需要多次切割，因此刀具的每次切削量不能太大， 需要 控制，所以采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)對(duì)每次的切削量進(jìn)行控制 。 圖 42 自動(dòng)控制模式工作流程圖 圖 43 切割過(guò)程流程圖 自動(dòng)控制 大車(chē)運(yùn)行 切割下降 切割程序 切割氧高壓氧門(mén)開(kāi) 切割復(fù)位 定時(shí) 1s 切割左移 乙炔門(mén)開(kāi) 切割程序 定時(shí) 5s 切割右移 結(jié)束 大 車(chē)到位 ？ 是否到位？
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