【正文】 N48MR001 AC 220V 1 主控制 2 YV1 電磁閥 ZDF Φ 80mm,公稱壓力 AC 220V 1 物料控制 3 BT 隔離變壓器 380V/220V 380V/12V 500VA 1 提供 PLC及附屬電源 4 SB1~SB9 按鈕 LA1911 9 PLC 輸入 5 QB 轉(zhuǎn)換開關(guān) 3ST1 IN=6 QS 隔離開關(guān) NH3100 60A 1 隔離電機(jī) 7 FR1 過熱繼電器 JR281353 調(diào)節(jié)范圍23~32A 1 防止電機(jī)過載 8 FR2 過熱繼電器 JR281314 7~10A 防止電機(jī)過載 9 M1 異步電機(jī) Y2180M2 22kw 1 帶動(dòng)小車運(yùn)動(dòng) 10 M2 異步電機(jī) Y2112M2 4kw 1 帶動(dòng)小車倒料 11 FU1 熔斷器 RL1 60A、熔體 25A 1 保護(hù)電機(jī) M1 12 FU2 熔斷器 RL1 15A、熔體 10A 1 保護(hù)電機(jī) M2 13 FU3 熔斷器 RT18 32A、熔體 2A 1 PLC 短路保護(hù) 14 KM1~KM4 中間繼電器 HB2EDC12V 24V 4 無(wú)線控制輸入 15 KM6~KM7 交流接觸器 CJ2063A 電壓規(guī)格：380V 2 電動(dòng)機(jī) M1 控制 16 KM5 交流接觸器 CJ2010A 電壓規(guī)格：380V 1 電動(dòng)機(jī) M2 控制 17 IC1 紅外發(fā)射芯片 PT2262 1 發(fā)射紅外信號(hào) 18 IC2 紅外接收芯片 PT2272 1 接收紅外信號(hào) 19 IC3 16 模擬開關(guān) CD4046 1 選擇開關(guān) 控制柜的安裝布置設(shè)計(jì) 本次課程設(shè)計(jì)選擇的三菱 PLC，一共使用了 14 個(gè)輸端子其中有四個(gè)為無(wú)線輸入端子，另外四個(gè)手動(dòng)輸入端子，兩個(gè)啟動(dòng)和停止按鈕，一個(gè)急 停按鈕占三個(gè)輸入端子，手自動(dòng)轉(zhuǎn)換占一個(gè)。在設(shè)計(jì)的時(shí)候手動(dòng)控制排四個(gè)按鈕在面板上，起停和急停三個(gè)開關(guān)也設(shè)計(jì)為按鈕模式。另外在面板上還要添加兩個(gè)報(bào)警燈，用來(lái)指示故障問題。 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 15 頁(yè) 停 止手 動(dòng) （ 無(wú) 線 ） 模 式自 動(dòng) 模 式右出 料 報(bào) 警緊 急 停 車X X mXXm小 車 左 移小 車 右 移小 車 倒 料 啟 動(dòng)小 車 進(jìn) 料小 車 報(bào) 警 圖 控制柜面板圖 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 16 頁(yè) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移 圖設(shè)計(jì) 此次 軟件 設(shè)計(jì)采用的 的是 順序控制編程法 思想 ，通過對(duì) 設(shè)計(jì)要求 的分析可以畫 出相應(yīng)的 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 ， 如圖 所示 。如果是手動(dòng)控制模式，則程序跳轉(zhuǎn)到手動(dòng)控制程序 模塊，由手動(dòng)或無(wú)線遙控控制系統(tǒng)運(yùn)行；如果是自動(dòng)控制模式，則程序跳轉(zhuǎn)到自動(dòng)控制模塊。如果已經(jīng)運(yùn)行三次，則系統(tǒng)停止運(yùn)行 30 秒并對(duì)計(jì)數(shù)器 C0 清零，停止時(shí)間由定時(shí)器 T5定時(shí)。小車如果沒有在 S1 位置，進(jìn)料口未開啟，則用定時(shí)器 T1 對(duì)進(jìn)料口未開啟時(shí)間進(jìn)行定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到后開啟燈光報(bào)警；小車在 S1 位置，進(jìn)料口開啟，對(duì)在進(jìn)料口的小車進(jìn)料，進(jìn)料時(shí)間由 T0定時(shí)。對(duì)小車開始移動(dòng)到到達(dá) S2 位置的時(shí)間用定時(shí)器 T2進(jìn)行定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到了就發(fā)出燈光報(bào)警。定時(shí)時(shí)間到后進(jìn)入下一步，控制電機(jī) 反轉(zhuǎn)，將小車帶回 S1 位置。小車到達(dá) S1 位置后定時(shí)器 T4 計(jì)時(shí)停止，小車回到進(jìn)料口位置后回到初始步，判斷系統(tǒng)是否是自動(dòng)模式。 中間元件表 PLC 梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是一些 存儲(chǔ)單元 （軟繼電器），每一軟繼電器與 PLC 存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。如果該存儲(chǔ)單元為 “0” 狀態(tài)，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為 “0” 或 “OFF” 狀態(tài)。 表 中間元件表 此次軟件設(shè)計(jì)中使用的中間元件如表 所示。 編程平臺(tái)的介紹 GX Developer 是三菱 PLC 的編程軟件。支持梯形圖、指令表、 SFC、 ST 及 FB、 Label 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC 程序功能。 此外，選擇 FX 系列的情況下，還能變換成 FXGP(DOS),FXGP(WIN)格式的文檔。 3）程序的標(biāo)準(zhǔn)化 ● 標(biāo)號(hào)編程，用標(biāo)號(hào)編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識(shí)軟元件的號(hào)碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。 ●功能塊（以下，略稱作 FB）， FB 是以提高順序程序的開發(fā)效率為目的而開發(fā)的一種功能。此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序時(shí)的順序輸入錯(cuò)誤。 4）能夠簡(jiǎn)單設(shè)定和其他站點(diǎn)的鏈接 由于連接對(duì)象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復(fù)雜的系統(tǒng)的情況下也能夠簡(jiǎn)單的設(shè)定。 (a) 沒有必要再和可編程控制器連接。 ● 在幫助中有 CPU 錯(cuò)誤，特殊繼電器 /特殊寄存器的說明，所以對(duì)于在線中發(fā)生錯(cuò)誤，或者是程序制 作中想知道特殊繼電器 /特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利。 控制程序設(shè)計(jì) 使用順序控制設(shè)計(jì)法時(shí)首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。編程時(shí)將順序流程動(dòng)作的過程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對(duì)控制系統(tǒng) 的功能流程順序進(jìn)行分配，一步一步的按照順序動(dòng)作。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。 梯形圖是 PLC 使用得最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱為 PLC的第一編程語(yǔ)言 。 首先介紹 的是手動(dòng)模式和自動(dòng)模式之間的轉(zhuǎn)換程序，這是此次的程序設(shè)計(jì)重點(diǎn)之一，本次設(shè)計(jì)的手自動(dòng)轉(zhuǎn)換程序 如 圖 所示 。當(dāng) X3 斷開時(shí)， 通過 X3 的常閉觸點(diǎn)， 線圈 M1得電 ， M1 常開觸點(diǎn)閉合， 這樣就進(jìn)入手動(dòng)程序 。同理進(jìn)入自動(dòng)程序后，手動(dòng)程序就停止運(yùn)行。 然后介紹這次 的是手動(dòng)控制模塊程序， 它包括手動(dòng)按鈕控制盒無(wú)線遙控控制。對(duì)于手動(dòng)程序其實(shí)也很簡(jiǎn)單主要是通過四個(gè) 控制開關(guān) 分別為 X X XX10 控制，而無(wú)線模塊的控制是通過另外四個(gè) 開關(guān) 分別為 X1 X1 X1 X14控制 ，將其分別并聯(lián)控制相應(yīng)的線圈 Y0、 Y Y Y3，從而控制小車送料過程。 其控制程序如 圖 。在這里面要 按照順序功能圖，采用步進(jìn)梯形指令，設(shè)計(jì)的程序 如圖 所示 。 當(dāng) 計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù) 3次 時(shí)，即表示 小車已經(jīng) 循環(huán) 送料三次， 需要停止 30秒后再運(yùn)行， 所 以 定時(shí)器 T5 得電并 定時(shí) 30s， 這時(shí)計(jì)數(shù)器的常閉觸點(diǎn)斷開，程序不再往后執(zhí)行。當(dāng)計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù) 未滿 3次 時(shí)，其常閉輔助觸點(diǎn)閉合，程序向 S23 步運(yùn)行。 第三步 的工作是交流異步電機(jī) M1 正轉(zhuǎn)，控制 小車往右移動(dòng)，用 Y1 來(lái) 驅(qū)動(dòng) 。 一旦 X2 導(dǎo)通，程序就會(huì)進(jìn)入倒料步驟 S25。 T3時(shí)間一到，就會(huì)進(jìn)入到下一步 S26 的運(yùn)行 程序 。 這一步使交流異步電機(jī) M1 反轉(zhuǎn)， 小車向左運(yùn)行。 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 22 頁(yè) 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 23 頁(yè) 圖 自動(dòng)控制程序 最后就是設(shè)計(jì)自動(dòng)程序的故障診斷與報(bào)警。 因?yàn)檫@兩處報(bào)警的運(yùn)行原理 相同，當(dāng)出 現(xiàn)問題時(shí) 都是因?yàn)殡姍C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)問題從而使小車無(wú)法按時(shí)到達(dá)相應(yīng)位置， 也可以看作就是同一個(gè)問題， 為了簡(jiǎn)化程序， 所以把它們合成一個(gè)報(bào)警。 這樣一旦 電機(jī) 出現(xiàn)問題，定時(shí)器定時(shí)一到 ，小車沒有按時(shí)到達(dá)相應(yīng)位置就發(fā)出警報(bào)， 就可以知道小車 送料過程 出 現(xiàn) 問題，這樣工作人員也可以馬上對(duì)故障進(jìn)行排除。 所以對(duì)進(jìn)料 口設(shè)置 報(bào)警 ，這個(gè)進(jìn)料口報(bào)警設(shè)置 工作原理也是通過定時(shí)器對(duì) 沒有 放料 的 時(shí)間進(jìn)行定時(shí)，定時(shí)時(shí)間也必須大于 原來(lái) 放料時(shí)間，定時(shí)器定時(shí)一到 ，發(fā)出警報(bào)， 就可以知道小車 進(jìn)料過程 出 現(xiàn) 問題，這樣工作人員也可以馬上對(duì)故障進(jìn)行排除。 程序的仿真調(diào)試 因?yàn)槿獾?GX developer 具有仿真 調(diào)試 功能，因此 這次軟件設(shè)計(jì)直接 用 GX 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 24 頁(yè) developer 進(jìn)行 編寫 梯形圖并 仿真 調(diào)試 。 在該對(duì)話框中可以很清楚的看到我們 需要設(shè)置的一些選項(xiàng)，首先是在 PLC 系列欄里點(diǎn)擊右邊的下三角形，就會(huì)彈出一個(gè)下拉菜單選擇自己對(duì)應(yīng)的實(shí)際 PLC 系列號(hào) ， 在這次設(shè)計(jì)中選擇FXCPU；然后是選擇 PLC 的類型，同樣點(diǎn)擊右邊的下三角形，可以選擇需要的型號(hào) FX2N（ C)。當(dāng)設(shè)置完以上的內(nèi)容以后，就點(diǎn)擊確定，就會(huì)新建一個(gè)空白的梯形圖編輯區(qū)，然后就可以編寫需要的梯形圖。 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 25 頁(yè) 圖 程序檢查結(jié)果 GX Developer 軟件中增添了 PLC 程序的離線調(diào)試功能，即仿真功能。 在程序檢查沒有錯(cuò)誤 后將 程序輸入 PLC， 并根據(jù)如下步驟進(jìn)行 在線監(jiān)控和時(shí)序圖的仿真 。 2） 選擇工具菜單并單擊“梯形圖邏輯測(cè)試起動(dòng)”鍵 ， 等幾秒 后出現(xiàn) 如 圖 所示畫面，此時(shí) PLC 程序進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài) 。 4） 單擊軟元件中的位軟元件窗口中的“ X”與“ Y” ， 出現(xiàn)圖 所示的畫面 。 圖 梯形圖邏輯測(cè)試功能圖 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 26 頁(yè) 圖 軟元件測(cè)試窗口 圖 軟元件監(jiān)視窗口 在 GX developer 中仿真的方法為：點(diǎn)擊工具欄右邊的一個(gè)藍(lán)色按鈕（梯形圖邏輯測(cè)試 起點(diǎn) /結(jié)束）然后就會(huì)進(jìn)入仿真的過程，當(dāng)完全進(jìn)入仿真模式后，在點(diǎn)擊 “在線” — “調(diào)試” — “軟元件調(diào)試”就彈出一個(gè)調(diào)試的對(duì)話框， 在對(duì)話框輸入需設(shè)置的信號(hào)， 可以依次按程序的步驟進(jìn)行仿真。然后是 Y000 導(dǎo) 通 ， T0 開始計(jì)時(shí) ， 10S 后 T000 輔助觸點(diǎn)得電。 手動(dòng)使 X002 強(qiáng)制 ON，此時(shí) Y002 通，同時(shí) T3開始定時(shí) 。 計(jì)數(shù) 3 次后， T5 開始定時(shí)，30s 后 S23 才通。 圖 手動(dòng)程序調(diào)試結(jié)果 由于這個(gè)程序不太復(fù)雜，仿真調(diào)試滿足設(shè)計(jì)要求。易控以功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定、圖形精美、易學(xué)易用、開發(fā)高效、擴(kuò)展容易等優(yōu)點(diǎn)為自動(dòng)化系統(tǒng)提供了理想的監(jiān)控解決方案。 2） 易控開創(chuàng)性的功能設(shè)計(jì)，滿足更多更高需求。 4） 圖形豐富、畫面精美。 上位機(jī)監(jiān)控畫面的組態(tài)設(shè)計(jì) 上位機(jī)的靜態(tài)界面如下圖 所示。本次設(shè)計(jì)要做出小車分別在自動(dòng)以及手動(dòng)狀態(tài)下的進(jìn)料、右移 、卸料、左移的效果。設(shè)置以 plc 的輸入輸出來(lái)設(shè)置，分別讀取 plc 的 X寄存器和 Y 寄存器中的數(shù)據(jù)。 plc 的輸出接口從 Y0 到 Y5 分別對(duì)應(yīng)：進(jìn)料閥 門、拖動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)、拖動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)、卸料電機(jī)啟動(dòng)、進(jìn)料報(bào)警、拖動(dòng)報(bào)警。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的變量設(shè)置 本次設(shè)計(jì)的變量共設(shè)計(jì)了 4個(gè)變量組，分別為： plc 輸入變量組、 plc 輸出變量組、手動(dòng)變量組。在各個(gè)按鈕的鍵按下事件中關(guān)聯(lián)改變各自所對(duì)應(yīng)的 plc 輸入量，來(lái)模擬實(shí)際生產(chǎn)中的情況。 進(jìn)料報(bào)警與拖動(dòng)報(bào)警的動(dòng)畫條件分別為 plc 輸出量 .進(jìn)料報(bào)警為 true 以及plc 輸出量 .拖動(dòng)報(bào)警為 true。下面將分別介紹著三個(gè)動(dòng)畫的設(shè)置。 組態(tài)軟件的仿真調(diào)試 程序編輯完成后想要測(cè)試動(dòng)畫的正確性，需要 plc 的輸出量信號(hào)。 按下進(jìn)料按鈕，小車裝料；按下右移按鈕，小車右移；按下卸料鍵后，小車卸料； 卸料完成后，小 車回歸水平狀態(tài)；按下左移按鈕，小車左移。 運(yùn)行易控組態(tài)軟件進(jìn)入組態(tài)畫面，分析小車送料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，建立結(jié)構(gòu)框架，組建系統(tǒng)工程。上位監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試圖如圖 所示： 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 33 頁(yè) 圖 上位監(jiān)控調(diào)試過程圖 上位機(jī)與 PLC控制系統(tǒng)的連機(jī)調(diào)試 1） 基于易控組態(tài)軟件的上位監(jiān)控界面與 GX Simulator 的連接：打開 MX Component 應(yīng)用軟件，設(shè)置其與 GX Simulator 虛擬通道的連接。這樣，具有上下位控制的小車送料全虛擬 PLC 控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)就形象、逼真的完成了。本次設(shè)計(jì)運(yùn)用的可編程控制器實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)運(yùn)料小車控制器，避開了以往繼電器接觸不良、開關(guān)易損壞等缺點(diǎn)，可靠性和穩(wěn)定性都有所提高。同時(shí)，由于輸入輸出很明顯，不需要好多額外的外接電路，讓實(shí)驗(yàn)更簡(jiǎn)潔。即使在出現(xiàn)故障、緊急停止等環(huán)節(jié)中都能快捷操作。 通過這次對(duì)小車自動(dòng)運(yùn)料的 PLC 控制的 課程 設(shè)計(jì)， 加深了對(duì)理論知識(shí)認(rèn)識(shí)，學(xué)到了一些 課本上沒有的知識(shí) ， 通過實(shí)際的操作，認(rèn)識(shí)到了 實(shí)際動(dòng)手 自己的不足，這使我以后會(huì)更努力的學(xué)習(xí)，來(lái)補(bǔ)足自己的缺點(diǎn)。 在本次設(shè)計(jì)的過程中，我始終受到同學(xué)的幫助和老師的關(guān)心，真正認(rèn)識(shí)到“實(shí)踐出真知”的客觀性和必然性。 在設(shè)計(jì)完成之際 ,我要特別感謝我的指導(dǎo)老師鄭老師的熱 情關(guān)懷和悉心 指導(dǎo)。 在設(shè)計(jì)的寫作過程中 ,也得到了許多同學(xué)的寶貴建議 ,同時(shí)還到許多在工作 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 36 頁(yè) 過程中許多同學(xué)的支持和幫助 ,特別是和我同一組的那些同學(xué) ,在此一并致以誠(chéng)摯的謝意。