机电系统综合课程设计-模块化生产教学系统的PLC控制系统设计.doc

机电系统综合课程设计模块化生产教学系统的PLC控制系统设计 学院名称： 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师姓名： 2015年5月目录一.MPS系统的第二站控制设计 31.结构、气动回路图、上电电气图 32.PLC的I/O分配表，I/O接线图 5 3.顺序流程图144.触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表165. 组态王控制界面17二.MPS系统的两站联网PLC控制设计（第2站和第1站）19三.调试过程中遇到的难题和解决方法21四.课程设计体会及小结21五.参考资料22六附录231.1结构：由机械手、横臂、回转台（由交流伺服电机及涡轮蜗杆减速装置驱动）、电感式传感器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成将工件从上站搬至下一站。横缸（伸缩缸）夹爪（机械手） 回转结构 升降缸 调理组合 I/O接口板 电缆C1 电磁阀组合控制面板 1回转机构：回转平台、减速装置涡轮蜗杆减速器（交流伺服电机驱动）。将驱动结构与机械手臂连接，实现手臂回转。2抓取存放机构：主要由横缸、升降缸、夹爪组成。完成工件的存取操作加入光纤传感作为工件夹取成功与否检测。3I/O接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。4控制面板：完成设备启动上电等操作。（具体在按钮上有标签说明）。1.2电气特性指标： 1输入电压：交流220V/0.8A，50Hz。 2输出电压：直流24V/4.5A;(设备执行驱动电压) 3工作环境：0到55工作，-20到70保存。相对湿度：35-85，禁止腐蚀性，可燃性气体接触，防止导电尘埃。 4气压工作在0.4-0.6 Mpa之间1.3电气图：1气动回路图：搬运站2.1桌面I/O接口板接线图 A输入：（包含外部对应I/O接口板端口与PLC输入的连接） B输出：（包含外部对应I/O接口板端口与PLC输出的连接）注：图中名称对应器件说明PLC地址的对应表：输入部分X01B2伸缩缸伸出位X11B1伸缩缸缩回位X22B1夹爪有无工件检测X33B1升降缸下降位X43B2升降缸上升位X54B1原点输出部分Y0*CA电机脉冲Y11Y1伸出缸缩回Y22Y2伸出缸伸出Y32Y1夹爪松开Y42Y2夹爪夹紧Y53Y1升降缸下降Y6COUNT1伺服ONY7*CB电机方向CI/O接口板介绍1外形结构图： 注： 为区分在同一设备中出现的N个I/O接口板在名称T与C后加数字。2电缆接口与接线端子对应连接表：电缆接口CI/O接口板T接线端C-1T-1C-2T-2C-3T-3C-4T-4C-5T-5C-6T-6C-7T-7C-8T-8C-13T-13C-14T-14C-15T-15C-16T-16C-17T-17C-18T-18C-19T-19C-20T-20C-9/10/21/22T-24VC-11/12/23/24T-0V参考上电路图与I/O接口板介绍可知外部与接口板对应关系。以上图纸如觉不清晰可用CAD软件打开查看。（双击图纸即可）DI/O接口板与PLC连接桌面上I/O接口板为T1，通过C1（25电缆线）与PLC相连。电缆C1导线接口板T1接线端PLC与电源接口C1-1T1-1驱动器CN1-8（*CA）C1-2T1-2PLC-Y1C1-3T1-3PLC-Y2C1-4T1-4PLC-Y3C1-5T1-5PLC-Y4C1-6T1-6PLC-Y5C1-7T1-7驱动器CN1-8（*CA）C1-8T1-8驱动器CN1-8（*CA） C1-13 T1-13PLC-X0 C1-14 T1-14PLC-X1 C1-15 T1-15PLC-X2 C1-16 T1-16PLC-X3 C1-17 T1-17PLC-X4 C1-18 T1-18PLC-X5 C1-19 T1-19PLC-X6 C1-20 T1-20PLC-X7C1-9/10/21/22 T1-24V24V（电源接线端子）C1-11/12/23/24 T1-0V0V（电源接线端子）2.2控制面板各站都可通过一控制面板来控制PLC的控制程序使各站按要求进行工作，一个控制面板上有5个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关（同时可用于简单PLC实验中单独使用）。A各按钮开关的控制功能定义为：（从左到右另有标签说明）l 带灯按钮，绿色 开始（X10）l 带灯按钮，黄色 复位（X11）l 按钮，黄色 特殊功能按钮（X12）l 两位旋钮，黑色 自动/手动（X13）l 两位旋钮，黑色 单站/联网（X14）l 按钮，红色 停止（X15）l 带灯按钮，绿色 上电l 急停按钮，红色 急停B控制面板接线图：挂板上I/O接口板为T2,通过C2与控制面板板连接T2再与PLC连接。 参考以上I/O接口板的介绍对应下图与控制面板的连接。电缆C2导线控制面板按钮接线端T2接线端挂板各器件端C2-1开始灯-1T2-1PLC-Y10C2-2复位灯-1T2-2PLC-Y11C2-3T2-3C2-4T2-4C2-5T2-5C2-6T2-6C2-7上电灯-1T2-7上电继电器KM0-6脚C2-8C2-19T2-8PLC-Y16C2-13开始按钮-1T2-13PLC-X10C2-14复位按钮-1T2-14PLC-X11C2-15特殊按钮-1T2-15PLC-X12C2-16手/自按钮-1T2-16PLC-X13C2-17单/联按钮-1T2-17PLC-X14C2-18停止按钮-1T2-18PLC-X15C2-19上电-2急停-2T2-19上电继电器KM0-5脚C2-20急停按钮-1T2-20上电继电器KM0-14脚C2-9/10/21/22L1L2L7共端T2-24V24V（电源接线端子）C2-11/12/23/24S1-S6共端/S7-1T2-0V0V（电源接线端子）控制面板接线图2.3挂板： A挂板布局图： B挂板急停电路图：（含CCINK模块连接）3.流程介绍：PLC上电，M8002得电置M0为1（左移指令开始），等待上电操作（上电后X16为1）到下步，复位灯亮（提示按复位按钮），按下复位按钮到下步，进行复位操作完成后（用传感器信号等反映完成情况）进入下步，开始灯亮（提示按开始按钮），按下开始按钮进入下步，等前站到位信号到了后进入下步， 读上站工件颜色信号M1/2S，伸缩缸出，升降缸下降，夹爪闭，升降缸上，伸缩缸回，给到下站所需脉冲数（给上站取走信号），电机转（发脉冲）手臂转到下站位，等下站就绪信号，伸缩缸出，升降缸下降，夹爪开，升降缸上升给下站放好信号，伸缩缸回给回原点脉冲，电机转到前站位，返回M5等前站工件到。等前站到位信号M1/2读前站颜色信号M1/2S给前站取走信号M2/1等下站准备就绪信号M3/2给下站颜色信号M2/3S给后站放好信号M2/3 4. 触摸屏控制1.各按钮地址开始（X10） 复位（X11）特殊功能按钮（X12）自动/手动（X13）单站/联网（X14）停止（X15）上电（Y16）急停(Y17)2.控制界面截图 1）进入画面2)选择画面 3）运行状态监控画面5.组态王控制界面1.组态王控制画面及说明 组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强，开放性好，易于扩展，经济，开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层，监控层，管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监控与控制，且在自动控制系统中完成上传下达，组态开发的重要作用。尤其考虑三个方面的问题：画面，数据，动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口，实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式，数据链接功能。2.各按钮地址开始（X10） 复位（X11）特殊功能按钮（X12）自动/手动（X13）单站/联网（X14）停止（X15）上电（Y16）急停(Y17)3运行系统界面图片二MPS系统的两站联网PLC控制设计（第2站和第1站）2.1 PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图（1）联网通讯流程图等前站到位信号M1/2读前站颜色信号M1/2S给前站取走信号M2/1等下站准备就绪信号M3/22.2搬运站（第二站）程序图 见附录2.3通讯软元件地址表三.调试过程中遇到的难题和解决方法1.输入程序后发现横梁旋转过度，在郭老师和毛老师的帮助下编写了伺服电机程序解决了问题。2.在编写PLC程序，调试过程中，遇到诸多困难，在毛老师的帮助下通过查找代码等方法修改程序，最终实现了全部要求。3.触摸屏无法导入Easymanager编写的软件，经检查发现，电脑中的地址端口与PLC地址端口不吻合，修改后，实现导入。4.触摸屏显示plc no response ,检查plc地址和触摸屏地址以解决。5.组态王运行过程中按钮无法使用，经检查，参数设置有误，最终完成了对PLC的控制。四.课程设计体会及小结 在此次课程设计中我们接触到了PLC程序的设计、触控屏程序和面板的设计、联网程序和面板的设计。在整个过程中，我们首先要了解设备的机械结构和气控回路，也就是要了解并熟悉机械设备的工作原理和过程；其次，我们使用GX-Developer软件进行PLC程序的编写，并花费了相当的时进行调试；再次，我们又用EasyManager软件进行触控屏面板的设计，从切换面板到按钮的选择，都体现了同学们的智慧；最后，通过