基于plc的自动摆饼机控制系统的设计及实现（顾小强）

基于PLC的自动摆饼机控制系统的设计及实现,答辩人：顾小强导 师：井元伟 教授,主要内容,1. 绪 论,2. Buck变换器的非奇异终端滑模控制,3. Buck变换器的离散时间全程滑模控制,4.基于T-S模糊模型的Boost变换器积分滑模控制,5.结论与展望,1. 绪 论,2.自动摆饼机机械设计,3. 控制系统总体方案设计,4. 控制系统硬件选择,5. 控制系统软件及其通信网络设计,6. 结论与展望,绪论,课题的研究意义 沈阳造币厂目前贵金属车间光边机光边工序后的摆饼工作需要一套自动化设备解决以下主要问题： （1）解决贵金属坯饼表面划伤的质量问题； （2）替代坯饼手工摆盘工作，提高劳动效率； （3）实现入库坯饼自动计数。,绪论,研究现状国内研究现状： 目前，在国内的造币专用设备中，还没有相应的自动摆饼机的存在。但是关于自动摆放装置设计与研究已经深入到生产生活的各个领域： (1) 电子加工业; (2) 食品生产行业; (3) 汽车制造业。,绪论,国外研究现状： 国外关于自动摆饼系统的这一具体实际问题的研究也并不多见。多数研究集中在硬币分类问题上，主要成果如下： (1) 硬币分类摆放装置； (2) 硬币的自动分类计数机 (3) 硬币快速分类、排列设备研究。,自动摆饼机机械设计,自动摆饼机系统结构设计主要包括传输机构、X-Y双向工作台机构、上下料盘机构的结构设计。 送料传输带的设计 1. 传输机构 气动悬浮传送装置的设计 直线导轨滑块的选取 2. X-Y双向工作台机构设计 丝杠的选取 伺服电机的选取 工作原理 3. 上下料盘机构 提升丝杠的选取 电机的选取,自动摆饼机机械设计,气动悬浮传送装置X-Y双向工作台,自动摆饼机机械设计,上下料盘机构,控制系统总体方案设计,控制系统的选定： 要实现对机电一体化的自动摆饼机的有效控制，控制系统有多种方案可以选择。其中最主要有如下几种：继电器-接触器系统采用单片机的控制系统采用PLC与PC机相联系的控制系统 通过对这几种控制系统有缺点的对比，最终选定采用PLC与PC机相联系的控制系统来完成对自动摆饼系统的控制。,控制系统总体方案设计,人机界面方案的选定 触摸屏是用户和计算机之间实现互动的最简单、最直接的方式。 触摸屏的组态 触摸屏方案的选定 触摸屏的功能设计,状态监视,系统控制,参数设置,系统报警,控制系统总体方案设计,自动摆饼机控制系统电气设计 ：控制电路电源与主电路图3.6 电源电路图,控制系统总体方案设计,图3.7 主电路图,控制系统总体方案设计,在电路确定之后，需要对PLC的信号输入、输出电路；器件之间如何连接的端子接线方案进行设计。最后确定了自动摆饼机控制柜的安装布置。电气设备结构图如下 ：图3.22 电气设备结构图,控制系统硬件选择,控制系统硬件选择,输入信号设备的选择,CPU的选型,I/O模块的选型,PLC模块选取,触摸屏的选择,执行装置,低压断路器的选择,电源模块选型,控制系统硬件选择,总体结构图如下：图4.3 总体结构图,控制系统软件及其通信网络设计,图5.1 系统设计流程图,程序举例详细说明-料盘托架运动控制,上升一个料盘,图5.10 托架上升流程图,程序举例详细说明-料盘托架运动控制,下降到准备位,图5.11 托架下降流程图,程序举例详细说明-料盘托架运动控制,料盘托架下降到底,图5.12 托架向低限位下降流程图,程序举例详细说明-料盘托架运动控制,料盘上升准备到位,图5.13 托架上升到准备位流程图,程序举例详细说明-料盘托架运动控制,复位,图5.14 复位流程图,自动摆饼系统的通信实现,MPI在自动摆饼控制系统中的应用 图5.15 MPI组态图,自动摆饼系统的通信实现,PROFIBUS在自动摆饼控制系统中的应用 图5.17 PROFIBUS系统结构图,结论与展望,结论 沈阳造币厂研发了一套自动摆饼系统。该系统的研发是一个较为复杂，而且必须兼顾多重品质的过程。 1. 设备研发应用成熟PLC控制技术； 2. 满足印钞造币行业内数字管理要求，成功地解决了手工摆饼效率低，自动计数等问题； 3. 填补了国内专用设备的空