现代生产线PLC测试系统课程设计

苏州科技学院2011机械专转本第四章洗衣机测试系统程序4.1控制系统的流程分析在PLC控制系统应用中，梯形图的设计是最主要的问题，它是计算机程序设计与电气控制设计思想结合的产物，有替代设计法、逻辑代数设计法、程序流程图设计法、功能模块设计法四种主要设计方法。本设计是顺序动作过程，采用程序流程图设计法编制PLC系统软件，程序工作过程可用流程框图表示。用此方法编程只要对各个工序进行简单的顺序设计就能保证机械正确动作，使用者也能很容易理解全部动作过程，能自动执行对各个工序的监视，试运行调整及故障检查非常方便，尤其是大大地减轻了编程的工作量，缩短了软件系统设计时间。根据系统的设计要求，我们分析了系统工作方式，并以此设计了如下的流程图，如图6。图4.1系统程序流程图（此为一条板链生产线的流程，其他三条亦然）系统开始运行时，要先检测故障按钮和急停按钮的情况。若有故障，故障输出点输出，同时将系统运行点、传送带运行点复位，将相应的定时器和计数器也复位。当有紧急情况按下急停按钮00201时，急停点00201输出，同时复位相应的定时器。系统通电后，若没有急停和停止按钮按下，输送带开始运行。辊道A向下运行，将冰箱向下输送。当用于位置检测的光电传感器02000发出信号时，即说明有冰箱到达，当此信号停止时，说明冰箱正在向移栽机正上方移动。当反射式光电开关发出信号时，冰箱已移动到移栽机正上面的位置，此刻电磁阀接受到反射式光电开关发出的信号得电，用移栽机将冰箱顶起，然后移栽机上小电机运行，将冰箱送至副传输线。冰箱被送至至板链输送带上，当接收完一台冰箱后，起始位置的对射式光电传感器发出一个信号，表示接收完毕，并给电磁阀一个信号，让移栽机返回且使辊道继续运行。处于板链输送带的尾部的光电开关用于给接机的移栽机一个信号，告诉其要接机了，并使辊道电机停转。对射式光电开关发出信号，表示冰箱处于移栽机正上方，可以使电磁阀失电返回了。当冰箱流到下个位置检测处时，这时可以使移栽机从新接机。通过三种工作方式所对应的三个按钮的选择，来选择工作方式。流程图中的停止信号包含两层含义，急停还是停止。通过对停止信号的判断，看是板链货物已满还是紧急停车来选择下一步的工作方式。若是货物已满，则是02005发出的信号，对应的输出移栽机动作，接箱并下行。C，D,E,F输送带的工作过程都如上面所述。4.2系统编程环境介绍CX-Programmer是OMRON公司新的编程软件，他可完成用户程序的建立，编辑，检查，调试以及监控，同时还具有完善的维护等功能，使得程序的开发及系统的维护更为简单快捷。CX-P编程软件的主要功能CX-P编程软件可以实现梯形图或语句表的编程，编译检查程序，程序和数据的上传及下载，设置PLC的设定区，对PLC的运行状态或内存数据进行监控和测试，打印程序清单，文档管理等功能。CX-P编程软件界面包括标题栏，菜单栏，工具条，状态栏以及五个窗口。文件菜单条可完成如新建，打开，关闭，保存，页面设置，打印预览，打印设置等操作。编辑菜单提高编辑用的各种工具，如剪切，复制，粘贴等或数据块操作，及查找，替换，删除，微分等功能。其图形界下图图4.2CX-P编程软件界面工具条是将CX-P编程软件中最常用的操作以按钮形式出现，提高更加快捷的鼠标操作。工程窗口中，以分层树状结构显示与工程相关的PLC和程序细节。以个工程可以生产多个PLC，美俄PLC包含符号表，设置，内存，程序等内容，。工程窗口可以实现快速编辑符号，设定PLC，以及切换各个程序段显示。图标工作窗口用于编辑梯形图程序或语句表程序，并可以显示全局变量或本地变量等内容。在查看窗口中，可以同时显示多个PLC中某个地址编号的继电器的内容，以及他们的在线工作情况。状态栏在编辑时提供一些有益信息，包括PLC工作模式，CPU类型，PLC连时的循环时间及错误信息。用CX-P编程软件编制用户程序可以按一下步骤进行：启动CX-P软件，建立新的工程文件，绘制梯形图，编译程序，下载程序和监视程序运行等。建立新的工程文件，单击文件菜单中的“新建”命令，或者点击工具条上的新建按钮来创建新的工程。此时屏幕上出现下图对话框进行PLC的设置。图4.3新建命令界面1在“设备名称”栏中键入新建工程的名称2在“设备型号”栏中选择PLC的型号，然后再点击右边的设置按钮，设置PLC的型号和程序容量等内容。3在“网络类型”中选择PLC的网络类型，一般采用默认值。4在“注释”栏中输入与PLC有关的注释。完成以上设置后，单击确定按钮，显示编程软件的操作界面，如图所示：图4.4编程软件的操作界面4.3PLC程序编制及仿真调试PLC软件的主要功能是对提升机的启动、加速、减速、停车等过程控制、信号采集、逻辑处理。PLC软件设计采用模块化结构，程序编制采用梯形图。上位机软件主要对系统运行状态、故障状态实时监控，对运行数据、故障数据进行存储和记忆。PLC软件结构的设计是根据提升机工艺和控制要求，将控制任务和过程分解为许多子过程和子任务。再对各个子过程和子任务进行模块设计、功能说明，形成一个模块化的程序结构。要配置的PLC，其输入、输出点数分别与系统的输入、输出设备相对应。本控制系统的输入设备有：启动按钮、停止按钮、移载机控制按钮、急停按钮、限位传感器1，2，3，限位传感器4，5，6等。输出信号包括：急停输出、传送带运行输出、移载电机正转输出、移载电机反转输出、板链电机1正转输出、板链电机2正转输出、系统运行指示输出、故障输出等。根据输入、输出点数，系统选用OMRON公司的C200H系列小型PLC，它有650—1176点的输入输出点，能够满足系统的要求。控制系统的I／O分配表如表所示。有12个光控开关，用于限位作用。他们的地址为00500、00501……00511，00600、00601……00611，共26个光控开关，其中00501、00504、00507、00510、00601、00604、00607、00610为反射式光控开关，其余为对射式。内部辅助继电器区为200通道开始的区域。I／O地址分配表输入地址对象描述输出地址对象描述输出地址对象描述00400C线方式101000大电机A02001移栽机0正转00401C线方式201001大电机B02002移栽机1正转00402C线方式301002大电机C02003移栽机2正转00403D线方式101003大电机D02004移栽机3正转00404D线方式201009大电机E02005移栽机4正转00405D线方式301005大电机F02006移栽机5正转00406E线方式100200总启动02007移栽机6正转00407E线方式200209总停车02008移栽机7正转00401E线方式300409F线方式100410F线方式200411F线方式3图4.5C上图节选了部分系统的工作段，包括其各种组成部件。在此，我们一这段来分析工作过程，并编制片段程序，如图12所示。此为C线同进同出的方式运行程序。按下启动按钮00200后，A线电动机启动，生产线开始工作。当冰箱向下流动时，光控开关00500产生动作信号，用以保持冰箱之间的距离。当反射式光控开关00501产生动作信号时，此时冰箱移动到移载机正上方，使电磁阀02001得电、C线电动机01002启动，提升冰箱至C线高度且将冰箱送至C线。将冰箱向右流动两秒后，TIM000动作，A线电动机重新启动。当冰箱触发00503产生动作信号后，使移栽机02005接机，直至光控开关00504产生信号，此时冰箱处于移栽机正上方，且00504使电磁阀02005失电下降，B线电机01001启动，直至冰箱触发00505，才使C线电机重新启动，如此往复。图4.6C线片段参考文献[1]吕景泉.可编程序控制器及其应用[M].北京:机械工业出版社2001

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