基于某PLC的冲孔加工机控制系统.doc

word毕 业 设 计论文 任 务 书 学生：学号： 年 级：专业： 班 级：系部：毕业设计论文题目：基于PLC的冲孔加工机控制系统完成日期：设计地点：指导教师：系部负责人：发任务书日期： 毕业设计论文任务容一、设计内容：1对本课题的总体介绍：传统的自动控制系统由继电器接触器控制组成，存在故障多、可靠性差、工作寿命短、不易检修等缺点。随着PLC的普与和完善，以与PLC本身所具有的高可靠性、易编程修改的特点，在自动控制系统中应用取得了良好的效果。基于PLC的冲孔加工机控制系统示意图如下所示。系统由5个流程组成：复位流程，去除剩余工件；工件补充流程，根据有无工件控制传送带的启停；冲孔流程，根据冲孔位置有无工件控制冲孔机是否实施冲孔加工；测孔流程，检测孔加工是否合格，由此判断工件的处理方式；搬运流程，将合格工件送入包装箱。因为只有一个放在工件补充位置的PH0来侦测工件的有无，而另外的钻孔、测孔与搬运位置并没有其他传感装置，那么应如何得知相应位置有无工件呢？此题所使用的方式是为工件补充、钻孔、测孔与搬运设置4个标志，即M10-M13。当PH0侦测到传送带送来的工件时，如此设定M10为1，当转盘转动后，用左移指令将M10-M13左移一个位元，亦即M11为1,钻孔机因此标志为1而动作。其他依此类推，测孔机依标志M12动作、包装搬运依M13动作。2主要容：工件的补充、冲孔、测试与搬运可同时进展。工件的补充由传送带电机M0驱动送入。工件的搬运分合格品与不合格品两种，由测孔局部判断。假如测孔机在设定时间能测孔到底MS2 ON，如此为合格品，否如此即为不合格品。不合格品在测孔完毕后，由A缸抽离隔离板，让不合格的工件自动掉入废料箱；假如为合格品，如此在工件到达 搬运点后，由B缸抽离隔离板，让合格的工件自动调入包装箱。3. 对完成课题容的具体要求：根据控制要求编写毕业论文，容包括：设计过程和有关说明。PLC硬件配置电路。PLC状态转移图。PLC控制程序(梯形图和指令表)，用仿真软件和编程软件将程序录入计算机并进展模拟调试。其他说明如设计过程中遇到的问题与解决方法、对课程设计的心得等。二、时间安排与要求：序号日期起止周数设计论文工作进度17月2日7月15日收集相关资料与有关专利文献。27月16日7月31日编制电气控制总体方案。38月1日8月15日PLC硬件配置电路。48月16日8月31日PLC状态转移图。PLC控制程序(梯形图和指令表)，用仿真软件和编程软件将程序录入计算机并进展模拟调试。59月1日9月20日毕业论文撰写。三、其他需要说明的的事项：毕业设计论文撰写容与格式要求必须严格按照学院教务处规定的格式执行(分别详见附件2和3)。在设计过程中,同学们要以严谨的科学态度，创新的精神,独立地保质保量完成毕业设计任务。注：任务书由指导教师填写21 / 26摘要随着计算机工业控制技术的不断开展，计算机监控技术日趋完善，PLCProgrammable logic controller程序逻辑控制工业控制系统为各式各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用，其主要原因在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比拟完善的解决方案。基于冲孔加工程序流程的特殊性，PLC在自动加工行业中逐渐使用。传统的冲孔加工系统是由工人将工件一件一件放置在冲孔模具上，然后冲压机动作完成冲孔，工人在取出工件。该方法结构简单，但效率低，本钱高，易发生事故。随着PLC的普与和完善，以与PLC本身所具有的高可靠性、易编程修改的特点，在自动控制系统中应用取得了良好的效果。本文以冲孔加工机自动控制系统通过PLC控制来实现工件补充，气压冲孔，测控与工件搬运四大功能来提高生产效率，降低生产本钱。具体为控制运送工件的传送带的启停，根具冲孔位置有无工件控制冲孔机是否实施冲孔加工，检测孔加工是否合格，由此判断工件的处理方式以与将不合格工件放入废料箱，将合格工件放入包装箱。关键词：PLC控制、冲孔加工系统、自动控制目录1 引言11.1 PLC的开展前景11.2 PLC的结构12 本设计的任务描述2工作容22.2 功能分析32.3 整个流程的I/O分配表42.4 原点复位流程52.5 工件补充流程62.6 气压冲孔流程62.7 测孔流程72.8 工件搬运流程82.9 整个控制系统的顺序功能图82.10 PLC的冲孔加工机控制系统梯形图102.10.1 PLC的冲孔加工机控制系统梯形图的编制102.10.2 PLC的冲孔加工机控制系统程序的编制132.10.3 PLC的冲孔加工机控制系统仿真效果图163 总结204 致谢215 参考文献221引言1.1 PLC的开展前景在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进展顺序动作，并按照逻辑关系进展连锁保护动作的控制，与大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM通用汽车公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable ControllerPC。个人计算机简称PC开展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic ControllerPLC。上世纪80年代至90年代中期，是PLC开展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。1.2 PLC的结构从结构上分，PLC分为固定式和组合式模块式两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规如此组合配置。CPU的构成:CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的存放器中，同时，诊断电源和PLC部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、存放器与实现它们之间联系的数据、控制与状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口与有关电路。存主要用于存储程序与数据，是PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析CPU的部电路，但对各局部的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令与执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进展数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。存放器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量与软件容量等，因此限制着控制规模。I/O模块：PLC与电气回路的接口，是通过输入输出局部I/O完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入DI，开关量输出DO，模拟量输入AI，模拟量输出AO等模块。电源模块：PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源220VAC或110VAC，直流电源常用的为24VDC。1.6 底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。2本设计的任务描述a) 工件的补充、冲孔、测孔以与搬运可同时进展。b) 工件的补充由传送带电机M0驱动送入。c) 工件的搬运分合格品和不合格品两种，其合格与不合格由测孔不分判断完成。假如测孔机在规定时间能测孔到底MS2为ON如此为合格品，否如此为不合格品。d) 不合格品在测孔完毕后，由A缸抽离隔离板，不合格的工件掉入废料箱；合格品在检测完毕后，B缸抽离隔离板，合格品掉入包装箱。e) 工作图 见图 1-1图 1-1 冲孔加工机工作图2.2 功能分析a) 系统由5个流程组成，复位工程，去除剩余工件，工工件补充流程，根据有无工件控制传送带的启停，冲孔流程，根据判断冲孔位置有无工件控制冲孔机是否实施冲孔加工，测孔流程，检查孔加工是否合格，检查方式为如果在规定时间测孔机能测孔到底，如此该工件为合格品，否如此为不合格品。然后将合格品放入包装箱，不合格品放入废料箱。b) 本设计将工件补充，冲孔，测孔以与搬运设置为4个标志，即M10-M13。当PH0检测到传送带送来的工件时，如此设定M10的值为1当转盘转动后，左移指令将M10-M13左移一个位元，即M11为1，因此钻孔机标志为1时动作，当M12为1时测孔机动作，当M13为1时，进展包装搬运。c) 工件搬运流程：当传送带传送后在两种情况下动作才会完毕，一是PH0测得工件已补入，二是设定时间到后PH0仍未检测到工件。d) 冲孔流程：当M11为1时，表示冲孔机位置有工件，此时冲孔机动作，开始冲孔。冲孔完成后，MS0为ON，冲孔机退回，直到MS1为ON时，冲孔机停止退回。e) 测孔流程：当M12为1时，表示测孔机位置有工件。此时测孔机动作，进展测孔。假如在规定时间测孔到底，即MS2为ON，表示该工件为合格品，如此测孔流程完毕，将工件送到包装箱；假如在规定时间没有测孔到底，如此说明冲孔过程失败，此工件为不合格品。此时需要做以下动作：f) 去除工件g) 驱动A缸抽动隔离板，将不合格品放入废料箱。并延时一段时间，确保工件掉入废料箱。h) 工件搬运流程：当M13为1时表示搬运位置有工件，此时B缸动作，抽离隔板，工件掉入包装箱，并延时一段时间，以确保工件掉入包装箱。2.3 整个流程的I/O分配表整个流程的I/O分配表输入输出输入继电器作用输出继电器作用X000STOP按钮Y000M0X001START按钮Y001M1X002PH0Y002A缸X003PH1Y003B缸X004MS0Y004冲孔X0005MS1Y005测孔X006MS2X007MS3表1-1整个流程的I/O分配表2.4 原点复位流程见图1-2图 1-2原点复位流程此流程是去除工作台上的剩余零件，确保补充工件之前已将剩余的工件去除不影响工作的正常进展。2.5 工件补充流程见图1-3 图1-3工件补充流程此流程是将手工填充的工件通过传送带运送到工作台上。2.6 气压冲孔流程见图1-4 图 1-4气压冲孔流程此流程是如果检测到有工件需要冲孔，冲孔机将进展冲孔动作。2.7 测孔流程见图1-5 图 1-5气压冲孔流程此流程是检测被冲孔的工件是否合格，并将合格与不合格的工件进展分类处理。2.8 工件搬运流程见图1-6 图 1-6工件搬运流程将冲孔合格的工件搬运到包装箱。2.9 整个控制系统的顺序功能图见图1-7 图 1-7整个控制系统的顺序功能图PLC的冲孔加工机控制系统梯形图2.10.1 PLC的冲孔加工机控制系统梯形图的编制根据题目所给要求，合理选用器件，编制合理的梯形图，以达到预期效果，实现PLC的冲孔加工机控制系统的自动控制，梯形图编制见图1-8图 1-8PLC的冲孔加工机控制系统梯形图PLC的冲孔加工机控制系统程序的编制根据所编制的正确梯形图，写出PLC的冲孔加工机控制系统的程序。程序如下：见图1-9见图1-9PLC的冲孔加工机控制系统的程序2.10.3 PLC的冲孔加工机控制系统仿真效果图见图1-10图1-10PLC的冲孔加工机控制系统仿真效果图3总结本次课程设计对我受益匪浅，让我系统性地认识和全面地掌握了也全面地掌握了PLC编程和调试技术，对plc梯形图、指令表、外部接线图与PLC设计原理有了更深入的了解。让我将平常学的PLC编程与应用方法学以致用，使我的PLC编程能力有了很大提高和进步，让我对PLC应用有了深入细致的了解。也对ProE软件技术的应用，对其根本概述、根本2D草图绘制草绘模式、根本几何图形绘制、草图的编辑、草图的几何约束操作、尺寸标注与修改、根本实体特征绘制新建零件文件操作方法、拉伸、旋转、扫描、混合等特征的操作、基准特征的应用基准平面、基准轴、基准点、基准坐标系、基准曲线、工程图特征的设计孔、筋、圆角、倒角、拔模、特征的操作特征的删除、隐含与恢复、插入、修改与定义、复制、阵列、图层的操作、高级实体特征的应用可变剖面扫描特征、扫描混合特征、螺旋扫描特征、曲面特征的应用根本曲面特征的应用、边界混合曲面特征，曲面特征编辑、曲面的实体化，零件装配设计装配约束类型、根本操作、编辑操作、与PROE工程图根本操作、工程图环境变量、图框格式与标题栏、工程图的详细操作的根本操作等有了更深入的了解。也让我了解了关于更多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。同时遇到问题要和同学互相讨论交流。让我将平常学的根本技能与应用方法学以致用，使我的综合应用能力有了很大提高和进步。 首先，寻找有关的资料和课题并且研究设计方案，进展设计的总体规划，理清课程设计思路，但是将这些具体的方案落实到每一个设计环节和步骤中，难免会出现一些错误，这就需要在进展设计的过程中利用所掌握的知识认真排查错误原因，多方面的思考问题，不断地改正自己的设计不足之处和错误。其次，运用所学的知识对设计零件进展优化设计，最后进展合理的装配，得到所需最终设计的产品。对于机床电器控制，对硬件电路的工作原理和可编程知识的掌握是进展下一步的软件设计的关键。进入设计方案和具体的编程与调试运行阶段，在这个阶段中，对系统的需求分析和如何采用模块化设计思想是设计方案主要解决的问题。在没有任何有价值的参考资料的情况下，通过不断地设计尝试和反复地设计调试初步解决了问题。4 致谢随着片片枫叶的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比拟欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在整个的设计中我更加了解到了：5参考文献1廖常出可编程序控制器应用技术第五版2汉兵，叶伯生，道善数控系统中嵌式PLC梯形图编程的软件实现.组合机床与自动化加工技术，2001( 12): 26-283周峰，王新华等软PLC编辑系统的设计与实现.计算机工程程与应用，2005 (7): 1111134运波 PLC梯形图设计中的关键技术.5辛舟 PLC 控制侧窗自动冲孔模设计机械与电子,2005(10): 53-546薛东彬, 王浩钢. 基于PLC 的票据自动冲孔机控制系统设计自动化技术与应用, 2005, 24(11): 43-45.7宋曲家筛板冲孔自动送料装置设计硕士论文8梅丽凤，杜丽芬，英辉，越岭双头冲孔机PLC控制系统的设计与实现工业大学学报(自然科学版)9王敏，继武，杜华基于PLC的普通车床控制系统改造工程学院学报10炽岚机床数控系统PLC编辑器的设计硕士论文