机电传动控制课程设计说明书.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除目录一、引言31.1任务描述31.1.1系统组成31.1.2工艺流程41.2控制任务和要求:41.3设计方案5二、控制方案的选择52.1控制要求：62.2系统工作方式：62.3安全保护措施及紧急情况处理：6三、I/O分配表6四、 PLC硬件接线图8五、 编写系统控制流程图9六、编程过程说明9七、程序调试说明107.1 设计调试过程中的错误：107.2 控制面板的操作说明（控制面板见附录二）11结束语11参考文献12附录12附录一：编程梯形图和指令12附录二：操作面板21一、引言随着微电子技术的发展，可编程控制器以微处理器为核心适用于开关量、模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制领域，成为一种多功能、高可靠性、应用场合做多的工业控制微型计算机。可编程逻辑控制器，是微机技术和继电器技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器。塑料注射成型机简称注塑机，主要用于热塑料加工，是一个集机电液一体的典型系统。由于一次能够成型复杂制品，后加工量小，加工塑料的种类多，自问世以来，发展非常迅速，已成为塑料加工的主要方法。老式中小型注塑机的电气控制系统大多采用继电气控制，线路复杂，故障率高，维修麻烦。而可编程控制器是专为工业环境下应用而设计的工业计算机。由于它具有可靠性高、编程方便、抗干扰能力强、维修方便等特点。因此广泛应用于各种类型的机械生产过程的控制。1.1任务描述本系统是典型的顺序动作装置，它借助于8个电磁阀YV1YV8，完成闭模、射台前进、注塑、保压、预塑、射台后退、开模、顶针前进、顶针后退和复位等操作工序，其中注射和保压工序需要一定的时间延迟。1.1.1系统组成 注塑机一般通常由注射系统、合模系统、液压传达动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。1.1.2工艺流程 注塑机的工作原理是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。工艺流程包括闭模、射台前进、注塑、保压、预塑、射台后退、开模、顶针前进、顶针后退和复位等操作工序，其中注射和保压工序需要一定的时间延迟。工艺流程图如图所示:图1为工艺流程图。 1.2控制任务和要求:（1）按照上图所示的注塑机工艺流程图完成顺序控制（2）注塑机工作时有通电指示（不通过PLC）（3）PLC工作时有运行指示（4）在进行开模工序、闭模工序有工作状态指示（5）在原点时有位置指示 图1. 注塑机工艺流程图 1.3设计方案 因为本设计是典型的顺序控制问题，要求用多种方式完成控制（1） 采用置位、复位指令和定时指令完成（2） 采用移位寄存器指令和定时器指令完成二、控制方案的选择注塑机由于自身结构及其工艺流程决定了其控制方式是比较典型的顺序动作装置，主要包含了以下内容：（1）合模：模板快速接近定模板，确定无异物存在下，系统转为高压，将模板锁和。（2）射台前移到位：射台前进到指定位置（3）注塑：可设定螺杆以多段速度，压力和行程，将筒前端的熔料注入模腔。 （4）冷却和保压：按设定多种压力和时间段，保持料筒的压力，同时模腔冷却成型。 （5）冷却和预塑：模腔内制品继续冷却，同时液力马达驱动螺杆旋转将塑料粒子前推，螺杆在设定的背压控制下后退，当螺杆后退到预定的位置，螺杆停止旋转，注射油缸设定松退，预料结束。 （6）射台后退：预塑结束 （7）开模：模板后退到原位（8）顶出：顶针顶出制品由于本设计是典型的顺序控制问题，要求多种方式完成：1.采用置位、复位指令和定时指令完成;2.采用移位寄存器指令和定时器指令完成。2.1控制要求：（1）启动按钮只有原位时，才起效；（2）顺序完成，有互锁，下个动作运行时前一个动作停止，其中保压、预塑延时运行；（3）注塑机工作时有通电指示（不通过PLC）；（4）PLC工作时有运行指示；（5）在进行开模工序、闭模工序有工作状态指示；（6）在原点时有位置指示。 2.2系统工作方式： 工作方式为半自动：每完成一个工作循环后，机器停下，再次按下启动按钮，则机床开始新一轮的加工。2.3安全保护措施及紧急情况处理：（1）顺序完成有互锁保护：限位开关压下后开始执行动作，同时因为互锁将前一个动作断开，一次只执行一个动作。（2）如遇紧急情况，直接关闭机器电源，即可。三、I/O分配表输入元件作用电路元件X000启动按钮SBX001原点行程开关SQ1X002闭模终止限位开关SQ2X003射台前进终止限位开关SQ3X004加料限位开关SQ4X005射台后退终止限位开关SQ5X006开模终止限位开关SQ6X007顶针前进终止限位开关SQ7X010顶针后退终止限位开关SQ8输出元件作用电路元件Y000PLC工作时运行指示L1Y001电磁阀YV1YV1Y002电磁阀YV2YV2Y003电磁阀YV3YV3Y004电磁阀YV4YV4Y005电磁阀YV5YV5Y006电磁阀YV6YV6Y007电磁阀YV7YV7Y010电磁阀YV8YV8Y011闭模指示灯L2Y012开模指示灯L3Y013原点位置指示灯L4中间继电器作用M31M31闭合，YV1闭合，开始闭模M32M32闭合YV3闭合，开始闭模M33M33闭合，闭模指示灯点亮M34M34闭合，YV8闭合，射台开始前进M35M35闭合,YV7闭合，开始注射M36M36闭合,YV7闭合，开始保压M37M37闭合,YV8闭合，开始保压M40M40闭合,YV1闭合，开始预塑M41M41闭合,YV7闭合，开始预塑M42M42闭合,YV6闭合，射台后退M43M43闭合,YV2闭合，开始开模M44M44闭合,YV4闭合，开始开模M45M45闭合,开模指示灯点亮M46M46闭合,YV3闭合，顶针前进M47M47闭合,YV5闭合，顶针前进M50M50闭合,YV4闭合，顶针后退M51M51闭合,YV5闭合，顶针后退M52M52闭合,原点指示灯点亮四、 PLC硬件接线图图2 PLC硬件接线图五、 编写系统控制流程图六、编程过程说明程序说明：（1）首先一定要回到原位才能按下启动按钮，所以起始时，原点行程开关SQ1被压下。按下启动按钮SB，电磁阀YV1和YV3得电，闭模开始，同时闭模指示灯L2点亮。（2）当SQ1弹起，闭模终止；限位开关SQ2压下时，电磁阀YV8得电，射台前进。（3）当SQ2弹起，射台前进终止；限位开关SQ3压下，电磁阀YV7得电，注射开始。（4）当SQ3弹起时，注射停止；从SQ3被压下后时间继电器延时1S后闭合，电磁阀YV7、YV8得电，开始实现保压工艺。（5）当SQ3被压下时间继电器延时3S时，电磁阀YV1、YV7得电，预塑开始。（6）当SQ3弹起时，预塑终止；限位开关SQ4被压下时，电磁阀YV6得电，射台后退。（7）当SQ4弹起，射台后退终止；限位开关SQ5被压下，电磁阀YV2、YV4得电，实现开模工艺，同时开模指示灯L3点亮。（8）当SQ5弹起时，开模终止；限位开关SQ6被压下，电磁阀YV3、YV5得电，顶针前进开始。（9）当SQ6弹起时，顶针前进终止；限位开关SQ7被压下时，电磁阀YV4、YV5得电，顶针后退开始。（10）当SQ7弹起时，顶针后退终止；限位开关SQ8压下时，电磁阀YV8得电，PLC复位，原点指示灯L4点亮。再按下SB，重复上述过程。指示灯L1为PLC的运行指示，L5为注塑机工作时的通电显示。这次机电传动控制课程设计开始时设计的方案有很多的错误，但最后通过不断地检索信息、资料，坚持改进、思考、调试，同学间的互相帮助，老师的解答，经过多次的修改终于确定了最后的设计程序，其梯形图、指令见附录一，。七、程序调试说明7.1 设计调试过程中的错误：（1）第一种方法在调试过程中的问题主要是，在SQ3压下后的计时，由于从T0闭合到T1闭合中间相差2S，所以采用从SQ3闭合开始计时，延时1S，T0闭合，延时3S，T1闭合，实现延时控制。 （2）第二种方法在调试过程中，问题很多，通过不断地查阅资料，询问同学、老师，最终还是完成了控制过程。因为启动按钮SB是点动实现PLC的接通，所以用置位实现整个控制的过程。计时也很苦恼，开始时设计的是从SQ3闭合开始算，延时1S，T0闭合，延时3S，T1闭合。但是实际调试时,闭合SQ3后，延时后并没有实现保压、预塑工艺。最后通过观察调试时的时序图发现，必须加入一个时间间隔先把SQ3断开后，延时后才能看见保压工艺实现。所以采用添加M22，让它先断开然后再让M20闭合，才能实现。就是说在SQ3闭合后0.5S，M22断开，M22断开0.5S后，M20再以脉冲的形式闭合一次，实现一次移位。开始设计时是用SB闭合产生置位M17的方法，最后移位寄存器指令输出的M1到M10全是高电平。为了保证每次只有一个工艺动作，甚至添加了互锁。最后问过老师后，采用了PLS M17的方法，实现了M17只有一个高电平，在一个扫描周期过后，都是低电平，所以M1到M10中每次只有一个亮，从而实现了步进控制。在移位寄存器指令中，因为移位过程很快，用行程开关无法实现单步控制，所以移位过程中选用脉冲位移，限位开关SQ闭合后，产生M16的单脉冲，再来控制移位寄存器指令完成单步移动。为避免因误按下SB按钮，从而导致再次输入进去一个脉冲，导致一个工艺运行时另外一个工艺也在进行，选择在X000处添加M1到M10的动断按钮。7.2 控制面板的操作说明（控制面板见附录二）按下启动按钮SB后，注塑机开始工作，指示灯L1是PLC工作时的运行指示，指示灯L2是闭模工序的工作状态指示，指示灯L3是开模工序的工作状态指示，指示灯L4是原点位置指示，指示灯L5是注塑机工作时的通电指示。加工完成，注塑机自动回到原位。如遇紧急情况，切断电源，注塑机立即停止工作。结束语虽然PLC学习时间不长，掌握的知识很有限，但是通过本次课程设计确实学到了很多东西。首先熟悉了课堂上所学的基本内容，通过不断地检索信息，对PLC的构成和工作原理有了进一步深入的认识。尤其是PLC编程部分，感触颇深。当课程设计任务放到我们面前时，开始是感觉无从下手，最后按照课堂上老师教的，先确定输入输出，写I/O分配表，然后再按照要求一步步编写，最后进行校验。第一种方法比较简单，没有什么问题。到第二种用移位寄存器指令编程的时候，问题就比较复杂了，上网检索了很过关于PLC中移位寄存器指令的课件、教学视频、编程，一点点分析。程序编出来了，问题也出来了。控制移位寄存器指令的脉冲可以一步步让它实现移位功能，但输出结果是所有的工艺都亮，没办法就选择了各个工艺顺序控制时添加互锁。但是就像传棒子一样，每个人手里还是有一个棒子，怎样才能像击鼓传花一样，一个棒子往后传呢，怎样实现步进式控制呢。最后上网检索后终于发现，输入单脉冲，就是按下启动按钮SB后产生一个1，然后在整个扫描周期内全为0，就可以实现最后一个棒子的传递，同时也可省去中间不必要的互锁环节。最后经靳老师建议，在开头部分添加了每个工序的动断开关，就是在每个工艺动作时，不能再输入一个棒子。避免因误按下启动按钮SB引起的整个加工环节中有俩个棒子在传递的问题，即一个工艺动作时，其它工艺都不能动作。类似此种问题是课堂上，我们没有学过的，只有实践环节，自己真正编程过程中才能一步一步发现的，发现问题、解决问题，经验积累，最后才能达到真正的领悟和提升。这中间离不开同学和老师的帮助，在这里感谢对我给予帮助的同学，感谢靳老师的帮助和引导。本次课程设计巩固了我们所学的知识，培养了独