S7-200PLC板材切割控制系统设计毕业设计(DOC毕业设计论文).doc

S7 200 PLC 板材切割控制系统设计 目 录 摘要 I Abstract II 1 概述 1 1 1 板材切割系统简介 1 1 2 板材切割系统的功能要求 2 2 系统总体设计 3 2 1 板材切割系统的结构 3 2 2 板材切割系统的工作原理 4 3 硬件系统配置 5 3 1 PLC 选型 5 3 2 PLC 的 I O 资源配置 6 3 3 其他资源配置 7 4 软件系统设计 8 4 1 总体流程设计 9 4 2 各模块语句表设计 11 5 系统设计中的问题及解决方法 16 5 1 硬件方面的问题 16 5 2 软件方面的问题 16 主要参考文献 18 致谢 19 附录 20 摘 要 本文介绍了利用可编程控制器 PLC 步进电机和火焰切割枪组成了 板 材切割控制系统 给出了 PLC 和板材切割的主要控制技术环节 中心控制器 通过与各种接触器 电磁阀的连接 实现板材切割控制系统的自动启停 调 节不同长度板材的切割功能 等 进而实现自动系统的安全可靠控制 同时充 分利用已有资源和各种 接触器 电磁阀组成了比较完整的板材切割控制系统 与原来的继电器接触器控制线路相比 降低了故障检修的难度 提高了可靠性 用户理解容易 使用方便 不需要适应期 本文还介绍了系统的软件设计和调 试 并给出了系统的语句表程序 关键词 PLC 板材切割 步进电机 ABSTRACT The stepper motor flame cutting gun and the structure of its control system are presented in this paper It pays more attention to the method using PLC to control machine carry out a system of automatic underway stop adjust soon and safe the function etc Meantime it use fully resources that it have owned and kinds of switches to constitute a good cut system compare to the old cut system it reduce the problem of mending and upgrade the property of safe User can understand easily use conveniently and there is no need to adapt This text still introduces these software design of the system and adjusts to try and give a form of language procedure of the system Key words PLC The Materials Cutting The Stepper Motor 1 概述 在机械加工过程中 板材切割常用方式有手工切割 半自动切割机切割 及数控切割机切割 手工切割灵活方便 但手工切割质量差 尺寸误差大 材料浪费大 后续加工工作量大 同时劳动条件恶劣 生产效率低 半自动 切割机中仿形切割机 切割工件的质量较好 由于其使用切割模具 不适合 于单件 小批量和大工件切割 其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动 强度 但其功能简单 只适合一些较规则形状的零件切割 数控切割相对手 动和半自动切割方式来说 可有效地提高板材切割 的效率 切割质量 减 轻操作者的劳动强度 从各种数控切割机应用情况来看 国内生产的数控切割机的技术水平 整机性能等整体水平都取得了可喜的进步 逐步赶上国际先进水平 满足用 户的需要 进一步提高了市场竞争力 从发展趋势来看 数控切割机市场上 数控火焰切割机将保持其基本市场 专用型材数控切割设备 接触式和非 接触式非金属专用数控切割设备也将会有较大的发展空间 整个数控切割机 市场将不断扩大 目前 我国机械工业钢材使用量已达到3 亿吨以上 钢材的切割量非 常大 而随着现代机械加工业地发展 对切割的质量 精度要求的不断提高 对提高生产效率 降低生产成本 具有高智能化的自动切割功能的要求也在 提升 提高数控切割机的生产效率和切割质量 降低生产使用成本 提高整 机自动化水平和系统稳定性 完善系统功能成为其技术发展的方向 1 1 板材切割系统简介 板材切割系统主要是对各种材料进行加工的生产系统 目前很多生产单位 依然采用手动操作 不仅步骤繁多 而且需要熟练的技巧和丰富的经验 同时 在实际的工业生产环境中 由于在切割时出现的大量粉尘 尤其石板切割 噪音 温度较高 金属板切割 等因素 使得工厂现场环境十分恶劣 同时各 种不同的材料在大小 前进速度及进给长度都是根据切割过程中的情况而发生 变化的 容易造成产品质量不稳定 随着科学技术的进步 自动化的控制系统 已经逐步出现 并且已得到了广泛的应用 用机器人代替人进行自动化的操作 已经成为现实 并且速度快 质量高 也能改善工人的劳动条件 根据切割材料的不同 板材切割系统主要分为两个方面 一是金属切割方 面 另一个是石板切割方面 对于金属板材的切割 大多采用火焰切割方法 即通过高温将金属熔化 然后利用气流将金属板材隔断 在控制系统中 在适 当时点燃可燃气体对板材进行切割 实现对金属板材的加工要求 金属板材切 割示意图如图 1 1 所示 工件 压紧 切割枪 到位 切割枪 预热 切割 开始 开始 工件 松开 切割 结束 工件 移动 图 1 1 金属板材切割示意图 对于石板的切割 大多采用刀盘切割的方式 即利用刀盘的高速旋转 对 石板进行切割 在此控制系统中 由于板材的厚度一般比较厚 因此需要多次 切割才能完成一次加工过程 当刀盘没有达到切割系统所设置的下限时 需要 往返切割以实现切割功能 石板切割系统工作示意图如图 1 2 所示 开始 工件 压紧 刀盘 启动 刀盘 到位 切割 开始 工件 移动 工件 松开 下降一个 切削量 到达另外一边 下降一个 切削量 进行反向切割 是否已 到下限 是 否 图 1 2 石板切割系统工作示意图 1 2 板材切割系统的功能要求 在对板材进行切割时 由于受力不均匀 导致切割机的转速发生变化从 而影响切割的精度 最后影响板材的质量 因此采用自动控制作为其主要的 控制方式 早期的控制方式为液压控制系统 该系统结构复杂 制造要求 高 使用此类设备需要增设油泵站 增加占地面积和噪声 但是由于中国在 液压方面的元件制造工艺及其质量方面的原因 对于某些控制要求无法达 到 因此需要进口国外设备 使得该设备维护方面有部分困难 基于计算机的控制系统 硬件结构方面总线标准化程度高 软件资源丰 富 可支持实时操作 具有速度快 实时性强 可进行复杂处理的优点 但对环境有一定要求 要在干扰小 具有一定温度和湿度的环境下使用 在 复杂的生产环境下 粉尘和电磁干扰的作用会影响计算机的控制性能 可编程控制器的控制系统 适用于工业现场环境恶劣 干扰较多的场合 同时编程易学简单 利于推广 最重要的是其安装 设计简单 如果需要 改变控制逻辑或增加控制功能时 只需改变程序即可 对硬件连线改动较少 便于进行技术改造 采用 PLC 作为控制器具有运行速度快 调试周期短 维护简单和较高的可靠性 该控制系统使用 PLC 作为核心控制器 其可靠性高 抗干扰能力强的 优点可保证控制系统的可靠运行 切割系统的功能主要是完成板材的切割和移动 其主要涉及两方面的 功能 一是检测输入信号 二是控制输出信号 板材切割控制系统主要完 成对操作按钮输入的检测 大车输送到位的检测 切割枪位置的检测 大车 步进到位的检测等 控制输出的控制方式主要有 传送带步进电动机的控 制 切割枪左右运动电动机的控制 切割枪电磁阀的控制 切割枪气体阀门 的控制 压紧装置的控制 2 系统总体设计 切割机控制系统的设计主要包括两个 方面 一个是机械结构设计 另一 个是 PLC 电气控制设计 机械结构是实现控制功能的基础 PLC 电气控制 系统是实现控制功能的核心部分 两方面的设计过程相互独立 但在设计之 前需要整体考虑 先分析和研究控制系统的整体功能 对整体结构深入了解 之后 设计出整体框架 明确两个部分的具体功能和接口 2 1 板材切割系统的结构 随着企业对各类板材的质量要求不断提高 板材加工的要求也越来越高 因此采用传统继电器控制线路的切割系统已经无法满足产品质量要求 利用 PLC 对板材切割系统进行改造后 可提高系统的抗干扰能力和板材切割的精 度 该切割系统的机械结构比较简单 主要包括牵引机 切割机 液压系 统和电气控制系统等及其附属结构 设备 2 1 1 牵引机 也就是大车 上面带有可以用步进电机驱动的传送带 通过电动机的 驱动带动工件进行移动 完成工件的输送功能 2 1 2 切割机 其为核心设备 包括压紧机构 切割枪和进给系统等设备 压紧机构由 一对 V 型铁在气缸的带动下 通过杠杆机构进行压紧 通过PLC 的指令控 制气缸的上升和下降 最后实现压紧和松开的操作 切割枪包括三个气体 阀门 按照不同的开启顺序 通过PLC 的控制可实现切割枪的打开 关闭 2 1 3 液压系统 由泵站和相应的液压控制系统 1 构成 相应的油缸通过对应的泵站进行 控制 将原动机的机械能转换成液体的压力能 完成压紧松开 功能 2 1 4 电气控制系统 通过对板材切割系统的功能要求进行分析 可以看到该切割系统的电气 控制 2 相对比较复杂 需要检测较多的输入信号 控制较多的输出量 而且 还要保证切割系统按步运行 因此就要设置每个设备启动和停止标志 在编 程时需要有清晰的逻辑控制时序 2 2 板材切割系统的工作原理 该系统的工作过程包括以下几个方面 1 首先大车携带工件前进 使工件达到切割枪所在的位置下方 可通 过切割枪下方的限位开关进行检测 2 大车到位后 启动压紧装置 经过延时后 压紧结束 3 延时结束后 切割枪下降到位 4 下降到位后 依次启动乙炔 切割氧 高压氧阀门 点燃火焰 5 待预热一段时间后 启动切割枪左右移动电动机 开始切割过程 6 切割结束后 切割枪复位 7 松开压紧机构 传送带在步进电动机的驱动下移动固定的长度 8 再次启用切割枪 切割过程循环进行 板材切割系统原理图 如图图 2 1 所示 带有传送 带的小车 压块 切 割 枪 运料车 板材 图 2 1 板材切割系统原理图 板材切割系统工作 主要过程示意图如图 2 2 所示 大车移 动到位 压紧装置 压紧工件 延时后切 割枪下降 切割枪依次 打开各阀门 开始 切割 切割结束切 割枪到位 压紧装置 松开工件 传送带步进 设定的距离 图 2 2 板材切割系统工作主要过程示意图 3 硬件系统配置 如何设计板材切割系统的控制系统和所需的各硬件设备 如图3 1 所 示的是板材切割系统的硬件连接示意图 此控制系统的核心处理器是 PLC 主要输入和输出量多为数字量 PLC 操作面板 限位开关 人机界面 驱动电磁阀 驱动电动机 图 3 1 板材切割系统的硬件连接示意图 3 1 PLC 选型 根据控制系统的功能要求 从经济性 可靠性等方面来考虑 选择西门 子 S7 200 系列 PLC 作为板材切割控制系统的主机 此控制系统的控制过程 比较简单 算法也不复杂 因此选用的CPU 总共有 19 个数字量输入和 11 个数字量输出 共需 30 个数字量 I O 点数 以及程序容量和控制的要求 选择 CPU226 3 作为该控制系统的主机 如果选择 CPU224 则需要扩展一个数字量输入 输出模块 可选的数字 量输入和输出模块有 EM221 EM222 和 EM223 EM221 和 EM222 是单独的输 入或者输出扩展模块 为了便于硬件的安装和减小PLC 系统所占体积 采 用 EM223 模块 EM223 是一个输入 输出混合模块 有多种型号可选 这里 选择 EM223 中的 8 点 DC 输入和 8 点 DC 输出 既能满足系统的控制要求 同时也满足了控制系统的 I O 点数的要求 3 2 PLC 的 I O 资源配置 根据系统的功能要求 对 PLC 的 I O 进行配置 具体分配如下所示 3 2 1 数字量输入部分 在此控制系统中 所需要的输入量基本上都属于数字量 主要包括各种 控制按钮和限位开关 共有 19 个数字输入量 如表 3 1 所示 表 3 1 数字输入量地址分配表 输入点编号代码名称输入点编号代码名称 I0 0SB1 急停按钮 I1 2SB10 手动大车前进按钮 I0 1SB2 复位按钮 I1 3SB11 手动大车后退按钮 I0 2SA 手动 自动转换开关 I1 4SB12 手动工件压紧按钮 I0 3SB3 自动切割启动按钮 I1 5SB13 手动工件松开按钮 I0 4SB4 手动切割枪上升按钮 I1 6SQ1 切割枪上限位置开关 I0 5SB5 手动切割枪下降按钮 I1 7SQ2 切割枪下限位置开关 I0 6SB6 手动切割枪左移按钮 I2 0SQ3 切割枪左限位置开关 I0 7SB7 手动切割枪右移按钮 I2 1SQ4 切割枪右限位置开关 I1 0SB8 手动切割枪乙炔阀门按钮 I2 2SQ5 大车到位位置开关 I1 1SB9 手动切割枪切割氧和高压 氧阀门按钮 3 2 2 数字量输出部分 在这个控制系统中 主要输出控制的设备有各种接触器 电动机等 共 有 10 个输出点 其具体分配如表 3 2 所示 表 3 2 数字输出量地址分配表 输出点编号代码名称输出点编号代码名称 Q0 0KM1 步进电动机正向接触器 Q0 6YV3 切割枪乙炔电磁阀 Q0 1KM2 步进电动机反向接触器 Q0 7YV4 切割枪氧电磁阀 Q0 2KM3 切割枪电动机正向接触器 Q1 0YV5 切割枪高压氧电磁阀 Q0 3KM4 切割枪电动机反向接触器 Q1 1YV6 压紧装置电磁阀 Q0 4YV1 切割枪上升电磁阀 Q1 2YV7 松开装置电磁阀 Q0 5YV2 切割枪下降电磁阀 根据控制系统的功能要求 如表 3 1 和表 3 2 所示的 I O 分配情况以 及如图 3 1 所示的硬件连接示意图 设计出板材切割控制系统PLC 控制部 分硬件连接图 如图 3 2 所示 此控制面板上的手动控制部分主要在调试 系统时使用 调试完成后基本处于闲置状态 Q0 0 Q0 1 Q0 2 Q0 3 Q0 4 Q0 5 Q0 6 Q0 7 Q1 0 Q1 1 S7 200 系列 PLC I0 0 LM I0 1 I0 2 I0 3 I0 4 I0 5 I0 6 I0 7 I1 0 I1 1 I1 2 I1 3 I1 4 I1 5 I1 6 I1 7 I2 0 I2 1 I2 2 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 SB10 SB11 SB12 SB13 SB14 SQ1 SQ2 SQ3 4 SQ4 KM1 KM2 KM3 KM4 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 YV6 SB1 SA 图 3 2 板材切割控制系统 PLC 控制部分硬件连接图 3 3 其他资源配置 要完成系统的功能除了 PLC 及其扩展模块之外 还需要各种限位开关 电磁阀和接触器等仪器设备 3 3 1 限位开关 用来控制切割枪在运动 过程中的停止位置 防止移动超限导致事故 1 上限位开关 控制切割枪上升时的位置 防止向上运动超出范围 2 下限位开关 控制切割枪下降时的位置 防止向下运动超出范围 3 左限位开关 控制切割枪左运动的位置 防止向左运动超出范围 4 右限位开关 控制切割枪右运动的位置 防止向右运动超出范围 3 3 2 电磁阀 使用一个气缸 一个电磁阀就能实现切割枪的上升和下降 在板材切割 系统中 用了一些电磁阀 4 1 上升电磁阀 控制气缸驱动切割枪上升至设定位置 2 下降电磁阀 控制气缸驱动切割枪下降至设定位置 3 压紧电磁阀 控制气缸驱动压紧机构压紧工件 4 松开电磁阀 控制气缸驱动压紧机构松开工件 3 3 3 接触器 此系统中 大车不需要时刻 运转 而是根据 PLC 检测相关状态后 发 出控制大车运行的指令 因此 必须在大车的电动机部分装个可以控制电 动机运转和停止的接触器 在连接到PLC 控制接触器 最后到达控制目的 3 3 4 人机界面 由于需要对板材的气缸长度进行修改 为了 方便 需要采用人机界面进 行控制和显示 此控制系统中 采用西门子公司为S7 200 设计的 TD200 5 文本显示器 TD200 的特点如下 1 最大显示 2 行中文文本 2 支持中英文显示 3 与 S7 200 通过 RS 485 通信 4 显示器为 LCD 显示 5 可通过通信口供电 当距离较长时 也可以利用独立电源供电 6 显示器电路具有反接 短路 浪涌保护和电子自恢复保险丝 7 允许调整指定的程序变量 8 允许强制改变输入 输出点 9 组态软件采用 STEP 7 Micro WIN32 V4 0 SP4 版本 无须单独 HMI 组态软件 3 3 5 各类按钮 急停按钮采用带锁的 常闭触点 按下旋转复位按钮 手动 自动按钮 采用旋钮 一边常闭 一边常通 其余按钮均采用触点触发方式 4 软件系统设计 采用西门子公司专为 S7 200 系列可编程控制器设计开发的 STEP 7 Micro WIN32 6 既可开发控制程序使用 也可实时监控程序执行的状态 根据 控制系统的控制要求和硬件部分的设计情况 以及 PLC 控制系统中 I O 的分配 情况 进行软件编程设计 在软件设计中 首先需要按照控制系统的功能要求 画出系统流程框架图 然后细化流程图 按照不同的功能要求编写不同的功能 模块 4 1 总体流程设计 根据控制系统 的功能要求 控制过程分为手动和自动控制模式 4 1 1 手动控制模式 在手动控制模式下 可单独控制每一个设备的运行 相互之间没有顺序 互不干扰 其流程图如图 4 1 所示 手动控 制模式 大车运行切割枪运行压紧装置运行 各种气体阀 门的控制 图 4 1 手动控制模式流程图 4 1 2 自动控制模式 处于自动状态 时 系统上电后按下切割启动 系统开始工作 其工作过 程包括以下几个方面 1 系统上电后 按下启动按钮 2 大车携带板材开始运行 到达切割枪处停止 3 大车到位后 传送带通过步进电动机控制前进所需的长度后停止 4 停止后 启动压紧装置将板材固定 5 固定后 调用切割程序 切割结束后 切割枪自动复位 6 复位后 压紧装置松开 7 延时一秒后 如果没用按下停止按钮 跳至步骤 5 循环执行 8 如果停止按钮被按下 系统停止 自动控制模式 工作流程图如图 4 2 所示 在以上流程图中 调用了切割子程序 切割子程序的工作过程包括 1 大车到位后 切割枪左移 左移到位后 切割枪下降 2 下降到位后 先打开乙炔阀门 启动定时器 3 定时 5s 时间到后 打开切割氧和高压氧的阀门 启动定时器 4 定时 1s 时间到后 切割枪在电动机 带动下 向右移动 开 切割 5 到右限位后 切割过程结束 切割枪自动复位 切割过程流程图如图 4 3 所示 以金属板材为例 详细介绍切割过程 如果操作对象是石板的话 它们 的工作基本一致 只是细节上有差异 主要有以下几个方面的差异 1 切割工具上的不同 石板切割一般采用刀具进行切割 2 对石板来说 大多数较厚 一次切割无法完成 需要多次切割 3 由于石板需要多次切割 因此刀具的每次切削量不能太大 需要控制 所以采用步进电动机对每次的切削量进行控制 自动控制 大车运行 切割下降 切割程序 切割氧高 压氧门开 切割复位 定时 1s 切割左移 乙炔门开 切割程序 定时 5s 切割右移 结束 大车到 位 是否到 位 N Y 停止 压紧装 置松开 Y Y Y N N N 左移到 位 下降到 位 定时到 位 定时到 位 右移到 位 N N NY Y Y Y Y N N 压紧装 置启动 传送带移 一段距离 切割完 毕 图 4 2 自动控制模式工作流程图 图 4 3 切割过程流程图 4 2 各模块语句表设计 在设计程序过程中 会使用到许多寄存器 继电器 定时器等软元件 为了便于编程修改 在程序编写前应先列出可能用到的软元件 如表4 1 所示 表 4 1 元件设置表 元件意义内容备注 M0 0 急停标志on 有效 M0 1 手动标志on 有效 M0 2 自动标志on 有效 M0 3 自动启动标志on 有效 M0 4 大车运行标志on 有效 M0 5 工件压紧标志on 有效 M0 6 切割程序标志on 有效 M0 7 传送带移动设定的距离on 有效 M1 0 传送带步进后到位标志on 有效 M1 1 切割枪左移标志on 有效 M1 2 切割枪下降标志on 有效 M1 3 乙炔阀门打开标志on 有效 M1 4 切割氧和高压氧阀门打开标志on 有效 M1 5 切割枪右移标志on 有效 M1 6 切割枪上升标志on 有效 M1 7 切割枪复位标志on 有效 M2 0 大车后退标志on 有效 M2 1 工件松开标志on 有效 T37 乙炔阀门打开后延时 505s T38 切割氧和高压氧阀门打开后延时 101s T40 工件压紧时间 101s T41 工件松开时间 101s VD0 板材长度 10010cm 以下程序以金属板材切割控制为主 由于在自动状态时 设备的执行按 先后顺序执行 因此采用顺序控制指令编写软件 4 2 1 手动程序 在系统上电后 将旋钮置于手动状态 可通过面板上的按钮控制每个设 备的运行 手动控制系统主要是便于在生产线初装时进行调试 检测各个设 备是否正常运行 手动控制语句表程序如下 LD I0 0 M0 0 急停标志位 LDN I0 2 I0 2 为常开时 是手动状态 AN M0 0 M0 1 手动标志位 LD M0 1 LPS A I0 4 手动状态下 切割枪上升 M1 6 LRD A I0 5 手动状态下 切割枪下降 M1 2 LRD A I0 6 手动状态下 切割枪左移 M1 1 LRD A I0 7 手动状态下 切割枪右移 M1 5 LRD A I1 0 手动状态下 打开切割枪乙炔阀门 M1 3 LRD A I1 1 手动状态下 打开切割枪切割氧和高压氧阀门 M1 4 LRD A I1 2 手动状态下 大车前进 M0 4 LRD A I1 3 手动状态下 大车后退 M2 0 LRD LD I1 4 手动状态下 压紧工件 O M0 5 ALD AN M2 1 M0 5 LPP A I1 5 手动状态下 松开工件 M2 1 4 2 2 自动程序 在生产中 切割系统大多处于自动运行状态 系统通过 PLC 检测各种状态 控制设备的运行 按照设定的参数顺序启动 自动控制语句表程序如下 LD SM0 1 MOVD 100 VD0 初始化赋值 将所需切割的板材长度存入 PLC 寄存器 M1 7 复位切割枪位置 LD M0 2 A I0 3 自动状态下启动切割过程 SCRT S0 0 启动状态 S0 0 LSCR S0 0 状态 S0 0 开始 LD SM0 0 CALL SBR 2 SBR2 调用子程序 2 大车运行 LD I2 2 SCRT S0 1 大车到位启动状态 S0 1 SCRE LSCR S0 1 状态 S0 1 开始 LD SM0 0 CALL SBR 0 SBR0 调用子程序 0 控制传送带步进一定距离 LD M1 0 SCRT S0 2 到位后 启动状态 S0 2 SCRE LSCR S0 2 状态 S0 2 开始 LD SM0 0 M0 5 压紧工件 TON T40 10 启动定时 LD T40 SCRT S0 3 定时 1s 后 启动状态 S0 3 SCRE LSCR S0 3 状态 S0 3 开始 LD SM0 0 CALL SBR 3 SBR3 调用子程序 3 完成切割过程 LD I1 6 SCRT S0 4 切割完成后 切割枪自动复位 启动状态 S0 4 SCRE LSCR S0 4 状态 S0 4 开始 LD SM0 0 M2 1 切割过程结束 松开工件 TON T41 10 LD T41 A I1 6 SCRT S0 1 工件松开后 启动状态 S0 1 LD I0 0 SCRT S0 0 急停后转到状态 S0 0 等待 SCRE 4 2 3 子程序调用 在自动控制程序中 调用了几个子程序 在不同的子程序中 实现不同的 功能要求 子程序 0 7 初始化步进电动机的脉冲输出 写脉冲输出的控制字 并 完成脉冲的输出 子程序 1PTO 脉冲网络设置 步进电动机在启动时需要从低频 率开始 然后逐渐增加频率 才能到达高速运行的状态 在停止时 也需要先 降低脉冲频率才可以正常停止 所以需要脉冲串多段输出 子程序 2 也是控制 步进电动机的脉冲输出 主要对步进电动机进行慢速驱动 子程序 3 8 实现切割 过程 子程序 0 语句表程序如下 LD SM0 0 MOVB 16 A8 SMB67 写控制字 Q0 0 为脉冲输出端口 允 许脉冲输出 多段 PTO 脉冲串输出时 间为 ms 不允许更新周期值和脉冲数 MOVW 100 SMW168 网络表首地址 100 CALL SBR 1 SBR1 调用子程序 1 网络表设置 ATCH INT 0 INT0 10 中断连接 脉冲输出完毕 产生中断 ENI 开中断 PLS 0 Q0 0 输出脉冲 中断 0 语句表程序如下 LD SM0 0 M1 0 脉冲发完后产生中断 输出 M1 0 表示 传送带到位 子程序 1 语句表程序如下 LD SM0 0 MOVB 3 VB100 脉冲段数为 3 MOVW 300 VW101 第一段脉冲周期为 300ms MOVW 1 VW103 第一段周期增量为 1 MOVD 200 VD105 第一段脉冲个数为 200 个 MOVW 100 VW109 第二段脉冲周期为 100ms MOVW 0 VW111 第二段周期增量为 0 MOVD 1000 VD113 第二段脉冲个数为 1000 个 MOVW 300 VW117 第三段脉冲周期为 300ms MOVW 5 VW119 第三段周期增量为 5 MOVD 100 VD121 第三段脉冲个数为 100 个 子程序 2 语句表程序如下 LD SM0 0 MOVB 16 A8 SMB67 MOVW 1000 VW200 脉冲周期 1000ms MOVW 0 VW202 周期增量 为 0 MOVD 10000 VD204 脉冲个数为 10000 PLS 0 子程序 3 语句表程序如下 LSCR S1 0 LD SM0 0 M1 1 切割枪左移 LD I2 0 切割枪左移到位 SCRT S1 1 SCRE LSCR S1 1 LD SM0 0 M1 2 切割枪下降 LD I1 7 切割枪下降到位 SCRT S1 2 SCRE LSCR S1 2 LD SM0 0 M1 3 乙炔阀门打开 TON T37 20 定时 5s LD T37 O M1 4 M1 4 乙炔阀门打开 5s 后 切割氧 和高压氧阀门打开 TON T38 10 定时 1s LD T38 O M1 5 M1 5 定时 1s 后 切割枪右移 LD I2 1 切割枪右移到位 SCRT S1 3 SCRE LSCR S1 3 LD SM0 0 M1 6 切割枪上升 LD I1 6 切割枪上升到位 STOP 停止 SCRE 语句程序对应的梯形图程序 9 见附录 5 系统设计中的问题及解决方法 在板材切割系统中 遇到的主要问题集中在设备选择 安放位置 调试 和生产过程的控制等情况中 5 1 硬件方面的问题 在该系统中 各种设备的选择 摆放位置 以及接近开关的位置选择 PLC 外围电路和接线处的设计 是该控制系统的主要硬件问题 在机械设计方面 在控制过程中需要采用气缸 因此对于压缩空气有 一定的要求 要求具有一定压力和一定的洁净程度 由于板材切割系统所 处环境温度较高 且空气湿度 大 空气压缩机对湿空气压缩后 水蒸气含量 增大造成锈蚀 严重影响了气缸 电磁阀等相关结构的使用 减少了其寿命 导致气动元件频繁更换 降低了生产效率 通过增加一些辅助设备对杂质和 水分进行过滤 这样就能增加气动元件的寿命 在 PLC 的外围硬件连接方面 由于输出大多是和接触器等元件连接 PLC 输出的突然断开和闭合会形成突波干扰 对PLC 输出端子造成损坏 因 此需要加装一些保护装置 增加触点的寿命 同时手动控制和自动控制面板 可以分开来做 因为手动控制主要是用于调试系统使用 在大多数情况下采 用自动控制模式 因此在生产时 就可将手动控制面板移除 即可方便操作 又便于调试 5 2 软件方面的问题 软件方面主要问题在于逻辑错误和书写错误 程序编写完毕后 需要 先用 S7 200 仿真软件 10 对程序进行软件仿真 主要检查存在 书写错误等 然后通过模拟硬件的方式检查程序 主要 检查程序是否存在逻辑上的错误 观察输入和输出状态指示灯 看是否按照所需的逻辑状态亮和灭 对子程 序 3 切割过程的仿真如图 5 1 对程序进行调试时 采用根据功能模块分类 后 分别调试 修改 最后合到一起进行总体调试和修改 在编写程序中 设备的操作基本上是按照顺序来控制 因此 需要合 理设置设备的工作和停止条件 可充分利用PLC 自身的定时器和硬件设备 中的各种信号 在压紧装置压紧工件程序中 由于没有检测压紧是否到位的 信号 所以采用 PLC 内部定时器进行控制 由于需要多次对大车发出驱动信 号 控制大车前进设定的长度 因此需要设定好高速脉冲的发送时间 图 5 1 切割过程仿真图 主要参考文献 1 周士昌主编 液压系统图集 M 北京 机械工业出版社 2002 2 王得胜 韩红彪主编 电气控制系统设计 M 北京 电子工业出版社 2011 3 陈建明 电气控制与 PLC 应用 M 北京 电子工业出版社 2009 4 姚福来 工业过程控制系统用电磁阀 M 北京 机械工业出版社 2010 5 西门子公司 TD400C 人机界面使用手册 2009 6 廖常初 可编程序控制器的编程方法与工业应用 M 重庆 重庆大学出版社 2001 7 王立红 基于 PLC 的步进电机行程控制 D 辽宁工业大学研究论文 2008 8 吴中俊 黄永红 可编程序控制器原理及应用 M 北京 科技出版社 1999 9 胡学林 可编程控制器教程 提高篇 M 北京 电子工业出版社 2005 10 杨后州 西门子 S7 200 PLC 编程速学与快速应用 M 北京 电子工业出版社 2010 致 谢 本论文从选题到完成 每一步都是在谢袁飞老师的细心指导和热情关怀下 完成的 倾注了她大量的心血 谢袁飞老师渊博的学识 严峻的治学态度及随 和的为人之道给我留下了难以磨灭的印象 这将使我终身受益 同时 谢袁飞老 师在生活上也给了我极大的鼓励和帮助 为此 我要对他致以最衷心的感谢 在本科学习的四年中 我与同学建立了深厚的友谊 他们在我遇到困难时 无私地伸出援助之手 对他们的帮助我特别感谢 本论文的顺利完成 离不开 各位老师 同学和朋友的关心和帮助 没有他们的帮助和支持是没有办法完成 我的学士学位论文的 同窗之间的友谊 师生之间的情谊不敢稍忘 最后 我向湘南学院物电系的全体老师们和同学们再次表示衷心感谢 谢 谢你们 谢谢 附 录 语句表程序对应的梯形图程序 手动程序及子程序 0 和中断 0 如下 自动程序如下 子程序 1 子程序 2 和子程序 3 如下 能人士的能人士的 50 个个习惯习惯 在行在行动动前前设设定目定目标标 有目标未必能够成功 但没有目标的肯定不能成功 著名的效率提升大师博思 崔西説 成功就是目标的达成 其他都是这句话的注释 现实中那些顶尖的成功人士不是成功了才设定目标 而是设定了目标才成功 一次做好一件事一次做好一件事 著名的效率提升大师博思 崔西有一个著名的论断 一次做好一件事的人比同时涉猎多个领域的人要好得多 富 兰克林将自己一生的成就归功于对 在一定时期内不遗余力地做一件事 这一信条的实践 培养重点思培养重点思维维 从重点问题突破 是 高效能人士思考的一项重要习惯 如果一个人没有重点地思考 就等于无主要目标 做事的效率必然会十分低下 相反 如果他抓 住了主要矛盾 解决问题就变得容易多了 发现问题发现问题关关键键 在许多领导者看来 高效能人士应当具备的最重要的能力就是发现 问题关键能力 因为这是通向问题解决的必经之路 正如微软总裁兼首席软件设计师比尔 盖茨所説 通向最高管理层的最迅捷 的途径 是主动承担别人都不愿意接手的工作 并在其中展示你出众的创造力和解决问题的能力 把把问题问题想透想透彻彻 把问题想透 彻 是一种很好的思维品质 只要把问题想透彻了 才能找到问题到底是什么 才能找到解决问题最有效的手段 不找借口不找借口 美国 成功学家格兰特纳说过这样的话 如果你有为自己系鞋带的能力 你就有上天摘星星的机会 一个人对待生活和工作是否负责 是决定他能否成功的关键 一名高效能人士不会到处为自己找借口 开脱责任 相反 无伦出现什么情况 他都会自觉主动地将自 己的任务执行到底 要事第一要事第一 创设遍及全美的事务公司的亨瑞 杜哈提说 不论他出多小两种能力是 第一 能思想 第二 能 按事情的重要程度来做事 因此 在工作中 如果我们不能选择正确的事情去做 那么唯一正确的事情就是停止手头上的事情 直 到发现正确的事情为止 运运假公济私 那么你要尝试学习如何与不同的人相处 提高自己化 能人士的能人士的 50 个个习惯习惯 在行在行动动前前设设定目定目标标 有目标未必能够成功 但没有目标的肯定不能成功 著名的效率提升大师博思 崔西説 成功就是目标的达成 其他都是这句话的注释 现实中那些顶尖的成功人士不是成功了才设定目标 而是设定了目标才成功 一次做好一件事一次做好一件事 著名的效率提升大师博思 崔西有一个著名的论断 一次做好一件事的人比同时涉猎多个领域的人要好得多 富 兰克林将自己一生的成就归功于对 在一定时期内不遗余力地做一件事 这一信条的实践 培养重点思培养重点思维维 从重点问题突破 是 高效能人士思考的一项重要习惯 如果一个人没有重点地思考 就等于无主要目标 做事的效率必然会十分低下 相反 如果他抓 住了主要矛盾 解决问题就变得容易多了 发现问题发现问题关关键键 在许多领导者看来 高效能人士应当具备的最重要的能力就是发现 问题关键能力 因为这是通向问题解决的必经之路 正如微软总裁兼首席软件设计师比尔 盖茨所説 通向最高管理层的最迅捷 的途径 是主动承担别人都不愿意接手的工作 并在其中展示你出众的创造力和解决问题的能力 把把问题问题想透想透彻彻 把问题想透 彻 是一种很好的思维品质 只要把问题想透彻了 才能找到问题到底是什么 才能找到解决问题最有效的手段 不找借口不找借口 美国 成功学家格兰特纳说过这样的话 如果你有为自己系鞋带的能力 你就有上天摘星星的机会 一个人对待生活和工作是否负责 是决定他能否成功的关键 一名高效能人士不会到处为自己找借口 开脱责任 相反 无伦出现什么情况 他都会自觉主动地将自 己的任务执行到底 要事第一要事第一 创设遍及全美的事务公司的亨瑞 杜哈提说 不论他出多小两种能力是 第一 能思想 第二 能 按事情的重要程度来做事 因此 在工作中 如果我们不能选择正确的事情去做 那么唯一正确的事情就是停止手头上的事情 直 到发现正确的事情为止 运运假公济私 那么你要尝试学习如何与不同的人相处 提高自己化 能人士的能人士的 50 个个习惯习惯 在行在行动动前前设设定目定目标标 有目标未必能够成功 但没有目标的肯定不能成功 著名的效率提升大师博思 崔西説 成功就是目标的达成 其他都是这句话的注释 现实中那些顶尖的成功人士不是成功了才设定目标 而是设定了目标才成功 一次做好一件事一次做好一件事 著名的效率提升大师博思 崔西有一个著名的论断 一次做好一件事的人比同时涉猎多个领域的人要好得多 富 兰克林将自己一生的成就归功于对 在一定时期内不遗余力地做一件事 这一信条的实践 培养重点思培养重点思维维 从重点问题突破 是 高效能人士思考的一项重要习惯 如果一个人没有重点地思考 就等于无主要目标 做事的效率必然会十分低下 相反 如果他抓 住了主要矛盾 解决问题就变得容易多了 发现问题发现问题关关键键 在许多领导者看来 高效能人士应当具备的最重要的能力就是发现 问题关键能力 因为这是通向问题解决的必经之路 正如微软总裁兼首席软件设计师比尔 盖茨所説 通向最高管理层的最迅捷 的途径 是主动承担别人都不愿意接手的工作 并在其中展示你出众的创造力和解决问题的能力 把把问题问题想透想透彻彻 把问题想透 彻 是一种很好的思维品质 只要把问题想透彻了 才能找到问题到底是什么 才能找到解决问题最有效的手段 不找借口不找借口 美国 成功学家格兰特纳说过这样的话 如果你有为自己系鞋带的能力 你就有上天摘星星的机会 一个人对待生活和工作是否负责 是决定他能否成功的关键 一名高效能人士不会到处为自己找借口 开脱责任 相反 无伦出现什么情况 他都会自觉主动地将自 己的任务执行到底 要事第一要事第一 创设遍及全美的事务公司的亨瑞 杜哈提说 不论他出多小两种能力是 第一 能思想 第二 能 按事情的重要程度来做事 因此 在工作中 如果我们不能选择正确的事情去做 那么唯一正确的事情就是停止手头上的事情 直 到发现正确的事情为止 运运假公济私 那么你要尝试学习如何与不同的人相处 提高自己化 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀