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本科毕业设计本科毕业设计(论文论文) (2012 届) 论文题目论文题目 基于 PLC 的冲孔加工机控制系统设计 (英文) The Design Of Punching Machine Control System Based On PLC 所在学院 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 日 基于基于 PLC 的冲孔加工机控制系统设计的冲孔加工机控制系统设计 （ ） 2011 年 12 月 摘摘 要要 传统的冲孔加工系统是由工人将工件放置在冲孔模具上，然后冲压机动作 完成冲孔，工人再取出工件。该方法结构简单，但效率低，成本高，易发生事 故。针对这种情况，开发一种基于 PLC 的冲孔加工机控制系统，实现工件补充， 气压冲孔，测控与工件搬运四大功能，多个加工进给或检测执行部件同时工作， 可实现零件产品一次装、夹完成多道加工或者检测工序，并实现流水作业，提 高生产效率，降低生产成本。 本控制系统选用三菱 FX2D-32MR-DS 作为控制器。首先研究了冲孔加工机设 备的结构、工作原理。在硬件设计部分，完成 PLC 的选型和外部低压电器的选 用，设计硬件接线图。在软件设计部分，给出程序流程图，编写程序，完成触 摸屏设计。最后，进行现场调试与改进。 关键词：关键词：PLC;旋转工作台；触摸屏 Abstract The traditional punching system process is that workers place the work piece on the table, and then punching machine starts punching, finally workers remove the work piece. The method is simple, but inefficient, high cost and unsafe. In view of this situation, develop a PLC-based punching control system. Achieve four functions：Add work piece, punching, test holes and handling. At the same time complete multi-channel processes or testing process, achieve assembly-line, increase productivity and reduce production costs. The control system selects the Mitsubishi FX2D-32MR-DS as the controller. First, I am studied the structure of punching machine and working principle. In the part of hardware design, complete the selection of PLC and low-voltage electrical, design of the hardware connection diagram. In the part of software design, draw a program flow chart, programming and. complete the design of touch panel. Finally, commissioning and improvement. Key Words: PLC; Rotary Table; Touch Panel 目目 录录 1 引言 .- 1 - 2 冲孔加工机结构与工作原理.- 2 - 2.1 冲孔加工机结构.- 3 - 2.2 冲孔加工机工作原理.- 3 - 3 硬件设计.- 5 - 3.1 系统总体框图.- 5 - 3.2 输入输出设备确定.- 5 - 3.3 PLC 选型.- 5 - 3.4 PLC 的 I/O 分配.- 6 - 3.5 ACE 软件.- 7 - 3.5 主电路设计与原理图.- 7 - 3.6 PLC 控制电路设计与电路图.- 8 - 4 软件设计.- 10 - 4.1 程序设计.- 10 - 4.2 系统总流程图.- 10 - 4.3 工作台复位流程与复位程序.- 11 - 4.3.1 复位流程.- 11 - 4.3.2 复位程序.- 13 - 4.4 工位状态处理程序.- 13 - 4.5 补给流程与程序.- 14 - 4.5.1 补给流程.- 14 - 4.5.2 补给程序.- 15 - 4.6 工件冲孔流程图与程序.- 15 - 4.6.1 工件冲孔流程图.- 15 - 4.6.2 工件冲孔程序.- 16 - 4.7 测孔、合格工件搬运流程与程序.- 17 - 4.7.1 测孔、合格工件搬运流程.- 17 - 4.7.2 测孔、合格工件搬运程序.- 18 - 4.8 不合格工件搬运流程图与程序.- 19 - 4.8.1 不合格工件搬运流程图.- 19 - 4.8.2 不合格工件搬运程序.- 19 - 4.9 循环停止.- 19 - 4.10 人机界面设计.- 20 - 4.10.1 触摸屏工作原理.- 20 - 4.10.2 台达 Client Ver1.1 编程软件.- 20 - 4.10.3 人机界面设计.- 20 - 5 接线和调试.- 23 - 5.1 接线.- 23 - 5.2 调试.- 24 - 6 结论 .- 27 - 致 谢 .- 28 - 参考文献 .- 29 - 附录 1 梯形图.- 30 - 附录 2 指令表.- 34 - 附录 3 毕业设计说明书.- 35 - 本科毕业论文- 1 - 1 引言引言 随着时代的发展,当今的技术也日趋完善、竞争愈演愈烈;单靠人工的操作 已不能满足于目前的制造业前景,也无法保证更高质量的要求和高新技术企业的 形象. 人们在生产实践中看到,自动化给人们带来了极大的便利和产品质量上的保 证,同时也减轻了人员的劳动强度,减少了人员上的编制.在许多复杂的生产过程 中难以实现的目标控制、整体优化、最佳决策等,熟练的操作工、技术人员或专 家、管理者却能够容易判断和操作,可以获得满意的效果.人工智能的研究目标 正是利用计算机来实现、模拟这些智能行为,通过人脑与计算机协调工作,以人 机结合的模式,为解决十分复杂的问题寻找最佳的途径1。 基于 PLC 的冲孔加工控制系统通过 PLC 控制回转工作台的旋转，工件的补 给、冲孔、检测同时进行，可实现零件产品一次装、夹完成多道工序，实现流 水作业，大大提高工作效率，降低生产成本，提高了产品质量，提高了企业的 竞争力。 旋转工作台在机械上有各种实现方法，具体机械结构不是电气控制所关心 的问题。电气控制主要关心旋转工作台的驱动机构，就旋转驱动执行机构而言 有气动控制、液压控制、带制动的电机以及步进电机、伺服电机等。 结合具有旋转工作台部件的机床设备的 PLC 电气控制资料查阅，本设计采 用带制动电机作为驱动机构。 本科毕业论文- 2 - 2 2 冲孔加工机结构与工作原理冲孔加工机结构与工作原理 多工位旋转工作台机床设备在机械加工、自动焊接、产品检测等自动化机 床设备中得到广泛应用。通过控制工作台旋转，多个加工进给或检测执行部件 同时工作，可实现零件产品一次多道加工或者检测工序，并能实现流水作业， 大大提高了工作效率。 本设计采用带制动电机驱动方式，配以合适的减速机，如图 2-1: 图 2-1 带制动电机 本设计采用 3 相电机，接线示意图如图 2-2: 图 2-2 接线图 本科毕业论文- 3 - 2.1 冲孔加工机结构 气压式冲孔加工机由：传送带、旋转台、冲孔机、测控机、位置检测传感 器、工件检测传感器、气缸 A、气缸 B 组成。冲孔加工机结构示意图如图 2-3: 图 2-3 冲孔加工机结构示意图 2.2 冲孔加工机工作原理 (1)在第 1 工位上设有转盘定位传感器 PH1 和工件检测传感器 PH0。当 PH1 有 信号时，转盘停止旋转(带制动电机 M1)，然后工件补充（电机 M0），冲 孔（电磁换向阀），测孔（电磁换向阀），搬运（气缸 A、气缸 B）一起 动作。当 PH0 有信号且各道工序完成，转盘电机启动。 (2)在第 2 工位设有冲孔机，上限位开关 SQ2，下限位开关 SQ1。当工位上有 工件时进行冲孔工序。冲孔机开始下行，当 SQ1 动作，冲孔完成，冲孔机 返回， 当 SQ2 动作，冲孔工序完成。 (3)在第 3 工位设有测孔机，上限位开关 SQ4，下限位开关 SQ3，气缸 A 控制 的废料箱隔离挡板。当工位上有工件时进行测孔工序。首先测孔机下行， 在设定的时间内测孔到底（SQ3 动作），为合格品，否则，为不合格。当 SQ3 动作或测孔设定时间到，测孔机上行，当 SQ4 动作，测孔工序完成。 不合格品由 A 缸抽离隔离板，不合格工件掉入废料箱。合格工件，送到第 4 工位。 本科毕业论文- 4 - (4)在第 4 工位设有气缸 B 控制的包装箱隔离挡板，当工位上有合格工件时， 气缸 B 动作抽离隔离挡板，合格工件落入包装箱。 (5) 工件的补充、冲孔、测孔和搬运同时进行。 本科毕业论文- 5 - 3 硬件设计硬件设计 3.1 系统总体框图 本控制系统以控制器为核心，有传感器、按键、限位开关等输入设备，输 出信号控制指示灯、电磁换向阀、电机。如图 3-1: 控 制 器 传感器 按键 限位开关 指示灯 电机 电磁换向阀 图 3-1 系统总体框图 3.2 输入输出设备确定 对控制系统分析，需要两个常开按钮需 2 点输入，两个传感器需 2 点输入， 四个限位开关需 4 点输入，三只电机需 3 点输出，2 个双线圈三位四通换向阀 需 4 点输出，A 缸 B 缸需 2 点输出，因此共需 8 点输入，9 点输出。 3.3 PLC 选型 PLC 选型主要从机型、I/O 点、内存容量等方面参考选择。 系统中有用到传感器作为输入设备，因此需选用直流输入型作为控制设备。 本设计选型主要考虑使用 I/O 点数，系统共使用 8 点输入，9 点输出，考虑 10%20%的备用量后，选用三菱 FX2D-32MR-DS 控制器，如图 3-2： 本科毕业论文- 6 - 图 3-2 FX2D-32MR-DS FX2D-32MR-DS 是 DC24V 电源，DC24V 输入，继电器输出型 PLC，有 16 点输入，16 点输出满足设计要求。 3.4 PLC 的 I/O 分配 输入端子分配，如表 3-1 所示： 表 3-1 输入端子分配表 软元件名 注释 连接设备 X0 启动 常开按钮 X1 循环停止 常开按钮 X2 转盘定位 PH1 传感器 X3 第 1 工位工件检测 PH2 传感器 X4 冲孔下限位 SQ1 限位开关 X5 冲孔上限位 SQ2 限位开关 X6 测孔下限位 SQ3 限位开关 X7 测孔上限位 SQ3 限位开关 本科毕业论文- 7 - 输出端子分配，如表 3-2 所示： 表 3-2 输出端子分配表 软元件名 注释 连接设备 Y0 油泵电机 中间继电器(KA1) Y1 转盘电机 中间继电器(KA2) Y2 传送带电机 中间继电器(KA3) Y3 冲孔下行 中间继电器(KA4) Y4 冲孔上行 中间继电器(KA5) Y5 测孔下行 中间继电器(KA6) Y6 测孔上行 中间继电器(KA7) Y7 A 缸 中间继电器(KA8) Y10 B 缸 中间继电器(KA9) 3.5 ACE 软件 AutoCAD Electrical 是面向电气控制设计师的 AutoCAD 软件，专门用于创 建和修改电气控制系统图档。该软件除包含 AutoCAD 的全部功能外，还增加 了一系列用于自动完成电气控制工程设计任务的工具，如创建原理图，导线编 号，生成物料清单等。 AutoCAD Electrical 提供了一个含有 650,000 多个电气符号和元件的数据库， 具有实时错误检查功能，使电气设计团队与机械设计团队能够通过使用 Autodesk Inventor 软件创建的数字样机模型进行高效协作。AutoCAD Electrical 能够帮助电气控制工程师节省大量时间。 AutoCAD Electrical 一般制图流程： 新建项目绘制原理图绘制面板图图纸清单报告 3.5 主电路设计与原理图 本设计共有 3 个动力设备：传送带电机、工作台电机（带制动）、油泵电 机。 QS1 刀开关、QF1 自动开关闭合主电路得电；KM1 控制油泵电机启停， KM2 控制旋转工作台启停，KM3 控制传送电机启停；每一路都有熔断器与热 继电器，作为短路与过载保护，制动电机接有 RC 电路有保护接点作用，控制 变压器部分，整流器产生 DC24V，供 PLC 与控制电路使用，如图 3-3: 本科毕业论文- 8 - QF1 FU1 KM1 FR1 M 3 M2 FU2 FR2 M 3 M1 R2R3 C2C3 YV1 R1 C1 KM2 FU3 KM3 FR3 M 3 M0 L1 L2 L3 U12 V12 W12 U13 V13 W13 1U1 1V1 1W12U1 2V1 2W1 U31 V31 W31 U1 V1 W1 3U1 3V1 3W1 U32 V32 W32 U21 V22 W21 U22W22 1 2 34 QS1 TC 5FU4 1 M + N L VC 5-D 9 6-C FU5 7-B,7-F 24VDC 7-G,7-H,8-B FU6 7-G 10 L11 L21 L31 PE 7 8 11 9 5-E 6-C 6 6 GND1 图 3-3 主电路原理图 3.6 PLC 控制电路设计与电路图 FX2D-32MR-DS 是 DC24 电源，DC24V 输入，继电器输出型 PLC。 24V、0V 两点接整流器输出 DC24V，GND 保护性接地。 启动按钮接 X0；循环停止按钮接 X1；PH1、PH2 接 X2、X3，使用 PLC 内部 DC24V 电源；SQ1-SQ4 分别接 X4-X7。 按照电气设计规范要求，PLC 输出接中间继电器通过中间继电器的常开触 电去控制接触器的开闭达到电气隔离的目的，输出线圈两端并联二极管防止线 圈的断电瞬间存在的过渡过程产生较高的电压破坏电路，线圈两端并联指示灯。 Y0 输出接 KA1 线圈（控制油泵电机 M2）；Y1 接 KA2 线圈（控制工作台 电机 M1）；Y2 接 KA3 线圈（控制传送电机）；Y3 接 KA4 线圈（控制三位四 本科毕业论文- 9 - 通阀使冲孔机下行）；Y4 接 KA5 线圈（控制三位四通阀使冲孔机上行）；Y5 接 KA6 的线圈（控制三位四通阀使测孔机下行）；Y6 接 KA6 的线圈（控制三 位四通阀使测孔机上行）;Y7、Y10 接 KA8、KA9 控制 A、B 缸，如图 3-4： SB2SB1 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 FU4 S1S2 1117 2021 24 24V GND 0V COM 24V X0 启动 X1 循环停止 X2 转盘定位 X3 第1工位工件检测 X4 冲孔下限 X5 冲孔上限 X6 测孔下限 X7 测孔上限 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 PLC1 FX2N-32MR-D BASE 16 IN/16 OUT BASE UNIT COM1 Y0Y1Y2Y3 COM2 Y4Y5Y6Y7 COM3Y10 Y11 Y12 Y13COM4 Y14 Y15 Y16 Y17 6-E 24VDC 6-E 6-E 24VDC 6-E 8-F KA4 8-F KA5 8-F KA6 9-F KA7 YA2YA3YA4 下行 冲孔 HL1 上行 冲孔 HL2 下行 测孔 HL3 上行 测孔 HL4 电源 HL7 GND2 11 18 D1 22 D2 30 D3 D4 6-E 6-D KA1 KA2 KA3 KA4 26 KA9 40 KA5 29 KA6 32 KA7 34 KA8 36 YA1 A缸 HL5 B缸 HL6 9-F KA8 9-F KA9 8-F KA1 8-F KA2 8-F KA3 油泵 KM1 14 转盘 KM2 传送 KM3 8 10 1619 43 FR1FR2FR3 121315 8 23 25 2728 31 44 33 3537 38 3941 42 8 图 3-4 控制电路原理图 本科毕业论文- 10 - 4 软件设计软件设计 4.1 程序设计 (1)GPPWIN 为三菱 PLC 专用编程软件之一，在平台上能实现新建程序、编译、 读入或写出程序、监控程序等。在新建时应先确定通信端口和 PLC 型号，当以 梯形图形势输入指令时，应经编译后，才能下载程序。在下载程序时，PLC 必 须打在 STOP 状态。运行或监控程序时，PLC 状态开关拨到 RUN 位置。 (2)确定 PLC 型号和通信端口。 编程前，先设置通信端口和 PLC 型号。在“工程”|“新建”窗口确定 PLC 系 列和型号。在“在线”|“传输设置”中确定通信口。 (3)编程 输入用户程序，用户程序可以通过梯形图也可以通过语句输入。通过工具 栏上“梯形图/指令表显示切换”按钮进行梯形图、指令表切换。 (4)程序编号后，按 F4 进行变换。控制程序梯形图见附录 2，指令表附录 3。 (5)脱机运行 程序在计算机上仿真运行，并测试所编写程序运行情况。 (6)下载用户程序 经过转换的程序通过专用下载线（SC-09）下载到 PLC 的内存 RAM，“在 线”|“PLC 写入”（PLC 处于 STOP 状态）。 4.2 系统总流程图 冲孔加工机控制系统软件设计主要包括工作台复位，工位状态处理，工件 补给、冲孔、测量、搬运模块，循环停止，如图 4-1： 本科毕业论文- 11 - 开始 PLC上电初始化 启动 工作台复位 工位状态处理 工件补充工件冲孔 工件测孔 与A缸控制 B缸控制 循环停止？ NO 循环停止 YES 启动 图 4-1 系统总流程图 PLC 上电初始化，按启动按钮工作台进入复位流程，复位工作完成后工作 台四个工位用四个状态位表示进行状态移位，然后控制系统四个流程并行运行， 接着判断是否有循环停止请求，有冲孔机停止，没有冲孔机继续进行冲孔工作。 4.3 工作台复位流程与复位程序 4.3.1 复位流程 在冲孔加工控制系统启动前对工作台四个工位上可能残余工件进行清除， 因此需要循环四次，如图 4-2： 本科毕业论文- 12 - 开始 状态20工作台旋转 旋转 到位 A缸动作状态21 延时2秒 状态22 延时 完成 计数加1 计数与4比较 状态23 等于4 小于4 图 4-2 复位流程图 工作台复位，首先工作台旋转 90，旋转到位，A 缸动作及延时 2 秒，延 时完成，计数器加 1，共需循环 4 次，计数器值与 4 做比较，小于 4 继续循环， 等于 4 循环结束，复位工作完成，进入下一流程。 本科毕业论文- 13 - 4.3.2 复位程序 图 4-3 复位程序 4.4 工位状态处理程序 工件检测，即检测工位上是否有工件，可以通过安装接近开关实现。工件 检测的作用一般有两个，一是作为产品计数，另一个作用是作为检测信号输入 给 PLC，使得 PLC 根据各个工位是否有工件，以决定某一工位是否需要执行加 工进给动作。如果工位没有工件则该工位执行机构自动进入待机状态。零件检 测可以采用每个工位都安装接近开关的方法实现，但这样会增加成本，提高故 障率，而且很多情况下，机械结构上或者工艺上不能保证每一个工位上都能安 装能检测开关。因此，可采用一只接近开关检测工件，当补给工位转入加工工 本科毕业论文- 14 - 位前检测其是否有工件。可以采用 PLC 中位寄存器移位的方法记忆每个工位上 的是否有工件来实现这一功能。 图 4-4 工位工件状态 4.5 补给流程与程序 4.5.1 补给流程 状态25 工件补充 （KA3） 延时5秒 状态26 工件补充 标志置1 状态27 NO YES 5秒内PH2 检测到工件 图 4-5 补给流程图 本科毕业论文- 15 - 补给流程开始，传送带电机启动， 5 秒内，工件没有到位，则跳转到步 27 等待。5 秒内，工件到位，则到步 26 将工件补给标志位置 1，然后到步 27 等待。 4.5.2 补给程序 图 4-6 补给程序 本科毕业论文- 16 - 4.6 工件冲孔流程图与程序 4.6.1 工件冲孔流程图 状态28 第工位2有工件？ 冲孔机下行 （KA4） YES 状态29 N0 冲孔机上行 （KA5） 状态30 SQ1动作 SQ2动作 图 4-7 冲孔流程图 冲孔开始，判断第二工位有无工件（通过标志位 M1），没有工件，则跳 转到步 30 后等待。有工件，则冲孔机下行，当冲孔机接触 SQ1 限位开关，冲 孔机上行，碰到 SQ2 限位开关，进入步 30 等待。 4.6.2 工件冲孔程序 本科毕业论文- 17 - 图 4-8 冲孔程序 4.7 测孔、合格工件搬运流程与程序 4.7.1 测孔、合格工件搬运流程 状态31 第3工位有工件？ 测控机下行 （KA6） 延时5秒 YES 5秒内SQ3动作？ NO 状态35 YES 测孔机上 行（KA7） 状态34 延时完成 状态32 NO 测控机上 行（KA7） 状态33 SQ4动作 冲孔位状态置0 A缸动作（KA8） 延时2秒 图 4-9 测孔流程图 测孔流程开始，判断第三工位有无工件（通过标志位 M2）。若无工件， 则跳转到步 34 等待。有工件，测孔机开始下行，5 秒内测控到底 SQ3 动作，则 进入步 35，测孔机上行，SQ4 动作进入等待，反之，5 秒内 SQ3 没有动作，进 入步 32，测孔机开始上行，待 SQ4 动作，SQ4 动作，进入步 33，对测孔位工 件状态标志置 0，A 缸动作延时 2 秒，延时完成，进入步 34 等待。 本科毕业论文- 18 - 4.7.2 测孔、合格工件搬运程序 图 4-10 测孔程序 本科毕业论文- 19 - 4.8 不合格工件搬运流程图与程序 4.8.1 不合格工件搬运流程图 状态36 第4工位有工件 B缸动作(KA9) 延时2秒 YES 状态37 延时完成 NO 图 4-11 不合格工件流程图 不合格工件搬运开始，判断第四工位有无工件（通过标志位 M3），无工 件跳转到步 37 等待，有工件，B 缸动作延时 2 秒，延时完成进入步 37 等待。 4.8.2 不合格工件搬运程序 图 4-12 不合格工件搬运程序 4.9 循环停止 当机床设备要停止工作时，需要输入一个停止信号，这个信号一般由操作 者按下一个停止按钮实现。对旋转工作台机床设备，由于设备循环运行，如果 本科毕业论文- 20 - 工作台旋转时突然停机则再次开机时需要复位，对于某些机械结构的旋转工作 台复位比较麻烦，若是金属切削的旋转工作台机床，在刀具进给时突然停机， 则会造成刀具损坏、零件报废等问题。因此，应选择在一个加工循环完成时停 机较为合适。由于各循环时间上是连贯，人工无法给出准确的瞬间停机信号， 则需要在 PLC 程序上作相应处理。这个停机信号可以在加工的任何时候输入， 当机床设备工作完一个循环后，自动停机。对应的按钮叫“循环停止”按钮。 4.10 人机界面设计 4.10.1 触摸屏工作原理 人机界面组要有文本显示器、操作员面板和触摸屏，具有发命令和监控及 显示的功能。操作人员可在触摸屏上组合文字、按钮、指示灯、仪表、图形、 表格、测量数字等，来监控管理或显示机器设备的运行状态。 人机界面由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器、显示单元、输 入单元、通讯接口、数据存储单元等。不同的编程软件可适用不通的触摸屏， 软件不同其编程的方法也不通。本设计使用台达的触摸屏，使用 Client Ver1.1 编程软件进行设计。 4.10.2 台达 Client Ver1.1 编程软件 (1)在编程软件中新建画面，设置有关参数，设定连接控制器的型号 (2)组态界面 (3)编译画面 (4)离线模拟 4.10.3 人机界面设计 本设计采用台达 DOP-A57BSTD 8 GRAY 触摸屏，设计共有两个画面：启 动画面与控制画面。 (1)启动画面 本科毕业论文- 21 - 单击工具栏“元件”|“绘图”|“静态文字”选项，在绘图区域适当位置单击左键 进行文本框绘制，再键入文字。 单击工具栏“元件”|“按钮”|“换画面”选项，在绘图区域适当位置单击左键绘 制按钮，在按钮属性中改变画面选择控制画面，如图 4-13: 图 4-13 启动画面 (2)控制画面 静态文字输入同上。 单击工具栏“元件”|“按钮”|“保持型”，在绘图区域适当位置放置按钮。本设 计用到 9 点输入，因此需 9 个保持型按钮，在按钮属性中设置写入存储器地址 为 X0-X10。 单击工具栏“元件”|“指示灯”|“状态指示灯”，在绘图区域放置指示灯。 本设计用到 9 点输出，因此需绘制 9 个状态指示灯，在状态指示灯属性中 设置读取存储器地址为 Y0-Y10,如图 4-14: 本科毕业论文- 22 - 图 4-14 控制画面 本科毕业论文- 23 - 5 接线和调试接线和调试 5.1 接线 根据前面设计的原理图在控制柜上接线，SB1（常开按钮）接 X0；SB2 接 X1； SB3 模拟 PH1 转盘定位传感器接 X2；SB4 模拟 PH2 第 1 工位工件检测 传感器接 X3；SB5 模拟冲孔机下限位开关 SQ1 接 X4；SB6 模拟冲孔机上限位 开关 SQ2 接 X5；SB7 模拟测孔机下限位开关 SQ3 接 X6； DL1（指示灯）指 示油泵电机工作状态接 Y0；DL2 指示转盘电机（M1）状态接 Y1；DL3 指示传 送电机（M0）状态接 Y2；DL4 指示冲孔机下行状态接 Y3；DL5 指示冲孔机上 行状态接 Y4；DL6 指示测孔机下行状态接 Y5；DL7 指示测孔机上行状态接 Y6；DL8 指示 A 缸状态；DL9 指示 B 缸状态，如图 6-1: 图 6-1 接线图 本科毕业论文- 24 - 5.2 调试 首先对编好的程序进行离线模拟，模拟通过后进行在线调试。 打开 GPPWIN 软件，再打开编写好的程序，进行通信端口和 PLC 型号设 置，进行编译后，进行程序写入（下载程序是必须在 STOP 状态）。运行或程 序监控使，控制器开关拨到 RUN 位置。 计算机编写好的组态程序通过 RS-232 通信电缆下载到触摸屏（COM1）， 触摸屏通过 RS-422 来监控 PLC 运行状况。首先要对环境和模组参数进行设定， 然后对画面进行编译，再进行下载。经过调试，设计项目达到预期要求。 以下是生产一个合格品工件的在线调试。调试监控画面如图 6-2: 图 6-2 调试监控画面 （1）按下启动按钮 X0，油泵电机启动 Y0 有输出并一直保持。 （2）2 秒后，转盘电机启动 Y1 有输出。 （3）按下转盘定位按钮 X2（模拟定位传感器输出信号），A 缸动作 Y7 有 输出，从步骤（2）开始循环 4 次。 本科毕业论文- 25 - （4）4 次循环完成，经过 2 秒后，转盘启动 Y1 有输出，指示灯显示如步骤 （2）。 （5）按下定位按钮 X2，开始 4 道工序，此时冲孔、测孔、搬运工位均无工 件都不动作，只进行工件补给，因此，传送电机动作 Y2 有输出。 （6）按下 X3（模拟工件检测传感器输出信号）工件补给到位，工作台旋转 Y1 有输出，指示灯状态如步骤（2）所示。 （7）按下定位按钮 X2,此时，冲孔位有工件，因此补给、冲孔两道工序同 时进行，Y2，Y3（冲孔下行）有输出。 （8）按下 X3 工件补给到位、X4（模拟 SQ1 动作）冲孔完成，Y4（冲孔上 行）有输出。 （9）按下 X5（模拟 SQ2 工作）冲孔机退回到位，工作台旋转 Y1 有输出， 指示灯状态如步骤（2）所示. （10）按下 X2，此时冲孔、测孔工位均有工件，这时补给、冲孔、测孔 3 道 工序同时进行，Y2、Y3、Y5（测孔机下行）有输出。 本科毕业论文- 26 - （11）按下 X3、X5、X6（模拟 SQ3 动作）测孔到位，此时 Y4、Y6（测孔 机上行）。 （12）按下 X5、X7（模拟 SQ4 动作）测孔机退回到位，Y1 有输出，指示灯 状态如步骤（2）所示。 （13）按下 X2,冲孔、测孔、搬运都有工件，4 到工序同时进行， Y2、Y3、Y10（B 缸动作）有输出。 （14）2 秒后，按下 X3、X4、X6，Y4、Y6 有输出，指示灯状态如步骤 （11）所示。 （15）按下 X5、X7，Y1 有输出，生产一个合格品工件的流程就完成了。 经测试其它状况下，测试结果与预期结果均相同，基本达到本次的要求。 本科毕业论文- 27 - 6 结论结论 本设计按照任务书要求进行设计，基本达到预期目的，可以实现工作台启 动、循环停止操作。 毕业设计不仅是对所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。 这次设计使我明白自己的知识面太过狭窄，自己所要学习的东西还有很多。此 次的设计给我带来了液压气动方面的知识、学会了 ACE 制图，也使编程能力有 了一定的提高。 通过此次设计，使我了解到学会查找资料、阅读资料的重要性，也懂得了 一个控制系统设计的一般流程。想要很好的设计一个控制系统，就先得了解控 制设备的工作原理。在了解设备工作原理的时候，就需要许多机械方面的知识。 一个好的控制系统需要不断的调试修改，才能达到预期目标。 现实的控制系统比我们想象的复杂，需要考虑很多因素，只有更多的实践 自己才有更多的提升。 本科毕业论文- 28 - 致致 谢谢 本次设计是在指导老师郑子含的精心指导下完成的。她在我的毕业设计的 选题、开题以及撰写过程中始终严格要求，及时地给我指导和指正。从大二开 始，她在学习、生活上给了我很大的帮助和支持，至此论文完成之际，我向郑 子含老师致以最诚挚的感谢和深深的敬意！ 通过此次设计，一方面让我认识到自己的不足，发现了学习中的错误之处； 另一方面又积累丰富的知识，吸取别人好的方法和经验，增强对复杂问题的解 决能力，摸索出一套解决综合问题的方法，为自己以后的工作和学习打下坚实 的基础。 在此，我还要感谢一起过大学生活的每个同学和老师，正是由于你们的帮 助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成！ 鉴于本人所学知识有限，经验不足，在此过程中难免存在一些错误和不足 之处，恳请各位老师给予批评和指正。 本科毕业论文- 29 - 参考文献参考文献 1 可编程控制器技术讨论与未来发展EB/OL,2011-11-10, 2 郁汉琪，盛党红等.电气控制与可编程序控制器应用技术M.第 2 版.南京： 东南大学出版社，2010，7. 3 徐晓东,施桂和.旋转工作台机床设备的 PLC 电气控制J. 机床电器， 2008， 35(2):33-43. 4 初航.三菱 FX 系列 PLC 编程及应用M.北京：电子工业出版社，2011，1. 5 方宝义. 浅析控制系统中 PLC 的选型J. 中国科技纵横，(6):50-51. 6 单荣圻.液压回转工作台回转控制系统电气线路逻辑设计方法J.江南大学学 报(自然科学版),1987,(1):70-81. 7 吴春玉，辛莉等.液压与气动技术M.北京：北京大学出版社，2008，8. 8 廖常初.触摸屏组态与应用技术M.北京:机械工业出版社，2007，1. 9 林瑞光.电击与拖动基础M.第二版.杭州:浙江大学出版社，2010，2. 10 江德松.三工位旋转工作台的 PLC 控制设计J.机械工程师 ，2009， (8): 89-91. 11 马少华，龚鹏. 基于 PLC 的回转工作台液压控制系统的研究J.科学技术与 工程，2008，9，8(18):5265-5267. 12 朱学军.基于 FX2N 的液压回转工作台顺序控制方法J.低压电器， 2005， (10):33-36. 13 S. Mohsen Safavi, S. Saeed Mirian, Reza Abedinzadeh , Mehdi Karimian. Use of PLC module to control a rotary table to cut spiral bevel gear with three-axis CNC millingJ.The International Journal of A