【正文】 ... 26 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 共 34 頁(yè) 引言 隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技水平的提高，人類控制活動(dòng)的范圍越來(lái)越廣，控制的能力也原來(lái)越強(qiáng)。s system paper and procedure, and carry on the spot of adjust to try. This system is controled the whole production line by the Mitsubishi FX2N type PLC, include a Gun way transmission up anticipate anization and automatically put a set anization, double the work well type up anticipate an anization, porterage to assemble anization, process blunt press an anization, porterage heap Duo anization is six of the system operation is simple and decline low cost, effectively toughenned student for using flexibly knowledge. Key words： Type THJDAL3 automatic production line。 關(guān)鍵詞： THJDAL3型自動(dòng)生產(chǎn)線 ； PLC；控制 Abstract with science technical development, automatically the production has already occupied the not mutable position in the , development design and operate the talented person 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。 本系統(tǒng)由三菱 FX2N型 PLC控制整個(gè)生產(chǎn)線，包括 輥道傳送 上料機(jī)構(gòu)、自動(dòng)擺臺(tái)機(jī)構(gòu)、雙工位井式上料機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)裝配機(jī)構(gòu)、加工沖壓機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)堆垛機(jī)構(gòu)六個(gè)部分。所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇一個(gè)最接近實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備 —— THJDAL3 型自動(dòng)生產(chǎn)線。 編號(hào)： 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書 題 目： 基于 FX2NPLC 改造的 THJDAL3 型自動(dòng)生產(chǎn)線 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(hào)： 105320xx21 指導(dǎo)教師： 廖曉梅 職 稱： 高級(jí)工程師 題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)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(dòng)生產(chǎn)已占據(jù)了工業(yè)中不可取代的位置。當(dāng)然，培養(yǎng)設(shè)計(jì)和操作自動(dòng)產(chǎn)線的人才 也是至關(guān)重要的。 THJDAL3 型自動(dòng)生產(chǎn)線是實(shí)驗(yàn)室中購(gòu)買的生產(chǎn)設(shè)備，它綜合了液壓與氣壓原理、PLC 技術(shù)、電器與控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等多門課程的知識(shí)，屬于一種較為典型的生產(chǎn)線設(shè)備，為了將其現(xiàn)有的控制系統(tǒng)改造為由三菱 FX2N 型 PLC 控制，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生對(duì)其現(xiàn)有的控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研，并根據(jù)其控制要求，做出總體設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出該套系統(tǒng)的控制圖紙和程序，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試。改造的系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、降低成本，有效鍛煉了學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用。s the existing control system carry on an investigation, and request and do a total design project according to its control, design one the control diagram of set39。PLC。特別是在現(xiàn)在的大工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為了保證正常的生產(chǎn)和工作條件或?yàn)榱松a(chǎn)出更高質(zhì)量、更高性能的產(chǎn)品，必須對(duì)某些物理量（如溫度、壓力、力矩、重量、流量、液位、電壓、電流、位移、速度和轉(zhuǎn)速等）進(jìn)行精確 的控制，盡量使這些物理量保持在某個(gè)數(shù)值附近，或按特定的規(guī)律變化。為了滿足這種控制上述物理量的需求，就必須對(duì)生產(chǎn)機(jī)械或設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的、適當(dāng)?shù)牟僮骺刂?，以消除或減弱外界干擾對(duì)設(shè)備的影響。 就目前發(fā)展看，自動(dòng)化技術(shù)是綜合利用了計(jì)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(shí)，采用設(shè)備集成和信息集成，實(shí)現(xiàn)了從規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、管理銷售等功能的自動(dòng)化控制。 自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)就是用合適的機(jī)械和電氣設(shè)備來(lái)充當(dāng)給定元件、測(cè)量元件、比較元件、放大元件、執(zhí)行元件、以及校正元件等控制器的構(gòu)成要素，并把這些機(jī)械和電氣設(shè)備有機(jī)地、按邏輯地結(jié)合在一起，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、計(jì)算、判斷、調(diào)節(jié)、控制的功能。 當(dāng)機(jī)械或電氣都能實(shí)現(xiàn)某一功能時(shí)，要考慮價(jià)格、性能、可靠性、壽命、參數(shù)調(diào)整、維護(hù)維修等多種因素來(lái)進(jìn)行選擇。 因此，隨著電子電氣技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的原先必須使用復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合都逐步使用電氣設(shè)備來(lái)取代機(jī)械 設(shè)備，特別是智能化的控制設(shè)備，如可編程控制器（ PLC）、工控計(jì)算機(jī)等出現(xiàn)后，電氣設(shè)備在自動(dòng)控制領(lǐng)域越來(lái)越多地起著核心作用，電氣控制的地位正變得越來(lái)越重要。當(dāng)然，培養(yǎng)設(shè)計(jì)和操作自動(dòng)產(chǎn)線的人才也是至關(guān)重要的。 本課題的目的是將 THJDAL3型自動(dòng)生產(chǎn)線現(xiàn)有 的控制系統(tǒng)改造為由三菱 FX2N型PLC控制。通過(guò)該系統(tǒng)的教學(xué)，可引導(dǎo)高校自動(dòng)化類專業(yè)的教學(xué)發(fā)展以及改革的走向，促進(jìn)了工學(xué)結(jié)合高等技能人員培養(yǎng)模式的創(chuàng)新和改革，培養(yǎng)出更多能適應(yīng)企業(yè)需求的高素質(zhì)、多技能的、自動(dòng)化控制人才，同時(shí)為推動(dòng)了時(shí)代及工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 方案一：可用西門子 PLC 控制該系統(tǒng)， 西門子 PLC 是德國(guó)品牌，指令比較抽象，學(xué)習(xí)難度較大，但指令較少 ，容易記住指令。若本系統(tǒng)利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)較深短時(shí)間難以掌握，另外，步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)和變頻器價(jià)格較貴，提高成本，操作麻煩。三菱 品牌具有針對(duì) 離散控制 以及 運(yùn)動(dòng)控制 的優(yōu)點(diǎn) ，三菱的指令豐富，有專用的定位指令，易于控制定位，要實(shí)現(xiàn)某些復(fù)雜的動(dòng)作控制是三菱的強(qiáng)項(xiàng) 。 但是，三菱的模擬量模塊價(jià)格昂貴，程序復(fù)雜， 相對(duì)西門的通信，三菱是處于弱勢(shì)的 。作者在校學(xué)習(xí)的也是三菱 PLC，利用自己已學(xué)知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)大部分是離散控制和運(yùn)動(dòng)控制，所以該系統(tǒng)選用方案二。跟國(guó)際同行業(yè)相比，我國(guó)的自動(dòng) 化水平還顯得不夠成熟，在運(yùn)用于開(kāi)發(fā)方面尤其不足，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的改造尚處于起步階段，這與自動(dòng)化水平成熟的發(fā)的國(guó)家差距明顯。目前，對(duì)于不同品牌的 PLC 控制器而言，他們的共同趨勢(shì)都是向小型微 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 3 頁(yè) 共 34 頁(yè) 型和巨型兩個(gè)方向發(fā)展，功能越來(lái)越往兩個(gè)方面：特殊功能模塊，產(chǎn)品規(guī)格會(huì)系列會(huì)更多、更全，周邊相關(guān)產(chǎn)品線也會(huì)越來(lái)越豐富；性價(jià)比越來(lái)越高，能更加恰當(dāng)而不浪費(fèi)地滿足控制系統(tǒng)的要求。從這一現(xiàn)狀可以看出，我國(guó)的自動(dòng)化水平與國(guó)外技術(shù)還有一個(gè)明顯的差距?？梢?jiàn)，在 21 世紀(jì)這個(gè)信息化、自動(dòng)化、智能化的大時(shí)代，可編程控制器的前景會(huì)無(wú)限寬廣，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)人才的需求也會(huì)不斷增長(zhǎng)，自動(dòng)化專業(yè)也必將成為 21 世紀(jì)的一個(gè)新熱門專業(yè)。 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)要求與產(chǎn)品的概述 畢業(yè)設(shè)計(jì)要求 可編程控制器 (PLC)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置。 PLC 的應(yīng)用已成為一個(gè)世界潮流，在不久的將來(lái) PLC 技術(shù)在本國(guó)將得到更全面的推廣和應(yīng)用。 THJDAL3 型自動(dòng)生產(chǎn)線是實(shí)驗(yàn)室中購(gòu)買的生產(chǎn)設(shè)備，它綜合了液壓與氣壓原理、PLC 技術(shù)、電器與控制技術(shù)、傳 感器技術(shù)等多門課程的知識(shí)，屬于一種較為典型的生產(chǎn)線設(shè)備，為了將其現(xiàn)有的控制系統(tǒng)改造為由三菱 FX2N 型 PLC 控制，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生對(duì)其現(xiàn)有的控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研，并根據(jù)其控制要求，做出總體設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出該套系統(tǒng)的控制圖紙和程序，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試。它在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)上又針對(duì)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)目的進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，強(qiáng)化了自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試能力。涵蓋了自動(dòng)化類中機(jī)電一體化和電氣自動(dòng)化專業(yè)中所涉及的 PLC控制、變頻調(diào)速、傳感檢測(cè)、氣動(dòng)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速、機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝與系統(tǒng)調(diào)試等內(nèi)容。通過(guò)該系統(tǒng)的教學(xué)，可引導(dǎo)高校自 動(dòng)化類專業(yè)的教學(xué)發(fā)展以及改革的走向，促進(jìn)了工學(xué)結(jié)合高等技能人員培養(yǎng)模式的創(chuàng)新和改革，培養(yǎng)出更多能適應(yīng)企業(yè)需求的高素質(zhì)、多技能的、自動(dòng)化控制人才，同時(shí)為推動(dòng)了時(shí)代及我國(guó)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 （ 2）整體結(jié)構(gòu)采用開(kāi)放式和拆裝式，具有明顯的動(dòng)手拆裝實(shí)訓(xùn)功能，可以拆裝到各零部件及每顆細(xì)小的螺絲，能很好的服務(wù)于項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)教學(xué)。 （ 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(kāi)關(guān)、光電開(kāi)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(jì)（論文）說(shuō)明書 第 5 頁(yè) 共 34 頁(yè) 和指示元件的電路通過(guò)端子排進(jìn)行連接。 系統(tǒng)框圖 本系統(tǒng)主要完成工件的加工與傳送 任務(wù)，通過(guò) PLC 控制接收、處理數(shù)據(jù)，只要一旦有輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò) PLC 處理，就會(huì)在輸出端有相應(yīng)的輸出。 圖 32 系統(tǒng)原理框圖 4 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及所需器材設(shè)備 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 該系統(tǒng)涵蓋的傳感器數(shù)量很多，包括 電感式、光電式、光纖式以及色標(biāo) ，每種傳感器都有其特性和原理，它們的作用及用法也不盡相同，它們共同協(xié)作時(shí)可使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作。 該裝置上 使用了 大量的氣動(dòng)元件，包括多種電控氣動(dòng)閥、多種氣動(dòng)缸、氣動(dòng)夾爪、真空吸盤、真空發(fā)生器、過(guò)濾減速 閥等。 自動(dòng) 生產(chǎn) 線 的 6個(gè)部分 機(jī)構(gòu)由三 臺(tái) PLC協(xié)同聯(lián)動(dòng) 控制，這使得自動(dòng)化生產(chǎn)教學(xué)系統(tǒng)可以分成 相對(duì)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(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，而且每個(gè)學(xué) 系 統(tǒng) 啟 動(dòng) FX2N48MR型 PLC 加工沖壓機(jī)構(gòu) 輥道傳送上料機(jī)構(gòu) 自動(dòng)擺臺(tái)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