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1、目录一、设计目的 1二、设计任务 1三、设计序言 2四、振动下料机的基本构成 3五、液压系统的选择 3六、振动下料机的 PLC控制硬件的选择 8七、振动下料机的 PLC控制软件的设计 17八、PLC程序指令表 20九、振动下料机的控制面板 21十、总结 22十一、参考文献 22十二、设计心得 23振动下料机的 PLC 控制一 、设计目的1、掌握三菱FX2N系列可编程控制器硬件电路的设计方法。2、熟练使用三菱 FX2N系列可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制 器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法。3、掌握三菱FX2N系列可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运 行方法。4、 通过课程设计使

2、学生能熟练掌握数据的查询（图书、网络），PLC课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。二、设计任务（一）振动下料机的PLC控制步骤1、初始化：压下按钮，线圈JC2 得电和线圈 JC3 不得电，送进缸后退及夹紧缸松开。2、 夹紧缸夹紧：松开到位开关SQ3和后退到位限位 SQ1同时动作，则 线圈 JC3 得电，夹紧缸夹紧棒料3、 送进缸前进：夹紧后，压力继电器发出信号，JC2失电而JC1得电, 送进缸向右送料。4、 夹紧缸松开：直到碰到限位开关SQ2经延时后，棒料剪断，线圈JC3 失电。5、送进缸后退：松开到位开关 SQ3发出信号，JC1失电而JC2得电，送 进缸向左

3、后退。（二）任务及要求1 、画出本控制的 I/O 分配图2、画出控制梯形图，可实现自动、半自动控制3、写出指令4、设计控制电路图5、上机调试6、编写课程设计说明书一份三、设计序言（一）当今下料机的现状 下料机是一些轻工行业不可缺少的设备。传统观念，下料机是借助于机器运动的作用力加压于刀模，对材料进行切割加工的机器。在机械加工行业特别是锻压工业中，下料往往是将金属棒、管坯料按规定的尺 寸分离切断或锯断的所谓下料工序的第一道工序。 也是获得诸如普通的 圆柱销类标准件、内燃机活塞销、金属链条连接销、滚动轴承内外圈及 滚子等零件毛坯的关键工序。 提高下料效率是提高整条生产线效率的基 础。采用人工下料存

4、在劳动强度大、下料效率低、自动化程度差、下料断面质量差、下料造成的材料浪费严重成本高、下料时的能耗大等问题,从而大大降低了产品的商业竞争性，已被逐步淘汰，所以开发出一种具 有优越性能的新型下料方法势在必行。振动下料机在大批量生产中提高劳动生产率具有重要作用，其关键技术是整机的液压系统与电气控制系 统。（二）控制方案的选择传统的下料机采用继电器-接触器控制方案时，其电器动作噪声 大，控制系统接线复杂，维护困难，在加上我国低压电器质量差，更使 该继电器-接触器控制系统故障率高，给实际工业生产带来了很大困难，特别是当改变工艺或使其控制功能更加完善时，需要改变硬件线路，这 在工业实际中操作完成是比较困

5、难的。为此，本设计采用了可编程控制器（PLC）对该下料机的振动下料过程进行控制的方案。实际应用结果表明，该PLC控制方案具有通用性好、 可靠性高、可以适应恶劣工作环境、控制功能强大、编程使用方便控制 线路比较简单等优点，是一种较为理想的控制方法，值得在工业实际中 推广应用。四、振动下料机的基本构成该振动下料机总的来说是由机械部分、液压系统和电器控制三大部分组成。为了便于对其控制动作的分析叙述，这里将其按动作顺序来分 析，并且认为其是由送进机构、夹紧机构和振动下料机构三部分组成这 三部分按工序从前到后的顺序布置如图1所示。图1振动下料机的基本构成该振动下料机的工作原理为先将预制有环状“V”字形缺

6、口需要切断分离的棒、管坯料通过夹紧机构的液压缸将其夹紧，送进机构的液压 缸将其逐渐送入到振动下料机中， 然后使棒料在振动下料机构中沿着环 状“V”字形缺口的根部产生低周疲劳断裂，从而形成良好的分离断面。 一旦棒料被分离切断，夹紧机构的液压缸松开，送进机构的液压缸后退 到位。再重复循环上述的动作过程，进行下一个分离切断动作。五、液压系统的选择（一）液压系统的组成 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有 齿轮泵、叶片泵和柱塞泵

7、。执行元件 （如液压缸和液压马达 ） 的作用是将液体的压力能转换为 机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。控制元件 （ 即各种液压阀 ）在液压系统中控制和调节液体的压力、 流 量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制 阀和方向控制阀。 压力控制阀又分为益流阀 （安全阀 ） 、减压阀、顺序阀、 压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向 控制阀包括单向阀、液控单向阀、 梭阀、 换向阀等。 根据控制方式不同， 液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、 高压球阀、胶管总成、测压接头、压力

8、表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液 和合成型液压油等几大类。（二）液压系统结构液压系统由信号控制和液压动力两部分组成， 信号控制部分用于驱 动液压动力部分中的控制阀动作。液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含 有各种控制阀，其用于控制工作油液的流量、压力和方向；执行部分含 有液压缸或液压马达，其可按实际要求来选择。基本液压回路中的动作顺序控制元件（二位四通换向阀）的换向 和弹簧复位、执行元件（双作用液压缸）的伸出和回缩以及溢流阀的开 启和关闭。（三）涉及到的液压元件原理和

9、功能1、电磁阀的原理：电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同 的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就 会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔， 而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力 来推动油刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。这样 通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。2、柱塞泵的工作原理：以一个柱塞为原理介绍，一个柱塞泵上有两个单向阀，并且方向相 反，柱塞向一个方向运动时缸内出现负压，这时一个单向阀打开液体被 吸入缸内，柱塞向另一个方向运动时，将液体压缩后另一个单向阀被打 开，被吸入缸内

10、的液体被排出。这种工作方式连续运动后就形成了连续 供油。将介3、减压阀的工作原理： 减压阀是采用控制阀体内的启闭件的开度来调节介质的流量， 质的压力降低，同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度，使阀后压 力保持在一定范围内，在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在 设定的范围内，保护其后面的器具。4、压力继电器的工作原理：压力继电器是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元 件。当系统压力达到压力继电器的调定值时，发出电信号，使电气元件 （如电磁铁、电机、时间继电器、电磁离合器等）动作，使油路卸压、 换向，执行元件实现顺序动作，或关闭电动机使系统停止工作，起安全 保护作用等。5、电磁溢流

11、阀原理介绍：电磁溢流阀一种液压压力控制阀。 在液压设备中主要起定压溢流作 用和安全保护作用。定压溢流作用：在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流 量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余 流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压 力波动开启）。安全保护作用：系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的 极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压 力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10 %20）。实际应用中一般有：作卸荷阀用，作远程调压阀，作高低压多级控 制阀，作顺序阀，用于产生背压（串在回油路上）。溢流阀

12、一般有两种结构： 1 、直动型溢流阀 。2、先导型溢流阀（四）振动下料机的液压系统图：（五）液压系统组成部件的选择： 考虑到该机正常工作所需的夹紧力和送进力很大和控制的灵活方便性，该振动下料机的夹紧和送进动作均采用液压系统来实现，其液压 系统原理如图 2 所示。为了提高其性能，图 2 中选用的两换向阀均为 湿式交流板式连接型电磁换向阀。考虑到该振动下料机正常工作时，将 棒料送入振动下料机构中所需要的送进力较小， 相应地进入送进缸的油 压也较小；而在图 2的液压系统中采用的申福牌CY型轴向手动变量柱塞泵SCY14-1B的公称油压为3115MPa，因只有这样的高油压才能使夹紧缸产生足够的夹紧力保证

13、振动下料机正常工作，为此本文作者选用了由山西榆次液 压元件厂制造的车辆用液压缸(DG-J50C-E1-Y1)油压为 16MPa行程为100mm作为送进液压缸。故在图 2的液压系统送进缸支 路中设置了减压阀 JDF - B10F,通过该减压阀可将进入到送进缸的油压 从3115MPa减少到16Mpa,保证了送进液压缸的安全工作。为了防止当夹紧缸夹紧棒料后送进缸产生送进动作时夹紧缸内的油压下降导致夹紧力不足，从而造成振动下料机无法正常分离切断棒料，因而在图 2的液压系统夹紧缸的支路中设置了一个液控单向阀 A1Y-Hb10B,其为内泄式，正向开启压力014Mpa,当反向开启出口无背压时，最小控制压力为

14、116MPa。从图2可看出，当夹紧缸夹紧棒料后，会使送进缸在送进过程中柱塞泵出口的油压下降，但由于液控单向阀A1Y- Hb10B的存在，夹紧缸内的油不会倒流，因此其缸内的油压不会下 降，因此夹紧力不变；而当夹紧缸反向朝右运动放松棒料时，由于夹紧 缸左腔油压升高， 图2中的液控单向阀 A1Y-Hb10B的控制口内的油压升 高，在达到其反向启动控制油压116MPa时，会使液控单向阀 A1Y-Hb10B反向打开，从而可顺利地使夹紧缸油腔的油通过其再由二位四通电磁 24BI1-H10B -T 流入油箱。动作名称信号来源电磁铁通断电1YA2YA3YA初始化压下按钮，线圈 JC2得电和线圈JC3不得电，送

15、进缸后退及夹紧缸松开+夹紧缸夹紧松开到位开关 SQ3和后退到位限位 SQ1冋时动作，则线圈JC3得电，夹紧缸夹紧棒料+送进缸前进夹紧后，压力继电器发出信号，JC2失电而JC1得电，送进缸向右送料+夹紧缸松开直到碰到限位开关 SQ2经延时后，棒料剪断，线圈 JC3失电+送进缸后退松开到位开关 SQ3发出信号，JC1失电而JC2得电，送进缸向左后退+表1-1液压元件动作顺序表对图2的液压系统动作过程的分析后可看出，通过对两个换向阀的线圈得失电的控制，就可达到使夹紧缸和送进缸按照规定的顺序动作之 目的。表1-1列出了图2中的各液压元件在一个完整的全自动下料循环 中的工作顺序及信号来源。六、振动下料机

16、的PLC控制硬件的选择（一）设计所涉及到的PLC介绍PLC英文全称Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是：一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环 境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序， 执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令， 并通过数字或模拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面 有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLCoPLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子 装置。它采用可以编制程序的存

17、储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模 拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。（二）PLC的特点1可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰 技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用 PLC构成控制系统，和同等

18、规模 的继电接触器系统相比， 电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分 之一，故障也就大大降低。2 配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。 可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。3 易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接 口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与 表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC

19、的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算 机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线， 使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更 重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5 体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体 化的理想控制设备。（三）PLC的基本结

20、构从结构上分，PLC分为固定式和组合式 （模块式）两种。固定式 PLC 包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一 个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。1. CPU 的构成CPU是 PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个 CPU它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中， 同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。 进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再

21、按指令规 定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构 成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存 储程序及数据，是 PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详 细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。 CPU的控制器控制 CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但 工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器 指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制 器指挥下工作。CPU速度和内存容量是 PLC的重要参数，它们决定

22、着PLC 的工作速度， IO 数量及软件容量等，因此限制着控制规模。2.I/O 模块PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O ）完成的。I/O模块集成了 PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点 反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DC），模拟 量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。常用的 I/O 分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC 110VAC 24VDC按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（

23、0-10V,0-5V,-10-10V ）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 除了上述通用 IO 外，还有特殊 IO 模块，如热电阻、热电偶、脉冲 等模块。按 I/O 点数确定模块规格及数量， I/O 模块可多可少，但其最大数 受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。5. 电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的 还为输入电路提供 24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC 或110VAC，直流电源（常用的为 24VDC。6. 底板或机架大多数模块式 PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模 块间

24、的联系，使 CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间 的连接，使各模块构成一个整体。7. PLC 系统的其它设备编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持 型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我 们系统的上位机。人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触 摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软 件）充当人机界面非常普及。8. PLC 的通信联网依靠先进的工业网络技术可以迅速有

25、效地收集、 传送生产和管理数 据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有 人提出 "网络就是控制器 " 的观点说法。（三） PLC 的工作原理一 . 扫描技术当 PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、 用户程序执行和输出刷新三个阶段。 完成上述三个阶段称作一个扫描周 期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。1. 输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据， 并将它们存入 I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用 户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使

26、输入状态和数据发 生变化， I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如 果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能 保证在任何情况下，该输入均能被读入。2. 用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户 程序（梯形图 ）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由 各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在 I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指 令。即

27、，在用户程序执行过程中，只有输入点在 I/O 映象区内的状态和 数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程 序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用； 相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下 一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。3. 输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。同样的若干条梯形图，其排列次序不同，

28、执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序 的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当 然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之 间就没有什么区别了。一般来说，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即 一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新 等所有时间的总和。（四）振动下料机的 PLC的选用下表为一些 FX2N系列的PLC参数和价格：综合设计要求以及 PLC价格、性能，我选择使用三菱公司的FX2NC-32M型号的PLC，选择它的原因有：1、价钱便宜，三菱 FX系列的PLC市场占有率很高,几乎到处都有卖的. 价格上透明，没有

29、暴利可言了。2 、性能优越 , 编程方便 , 容易学习。我觉得三菱 PLC 在定位控制指令这 一块上做得是比较好的，用过很多PLC,欧美的日本的都有，总的来说感 觉用三菱的高速脉冲输出指令或者定位指令是比较方便的, 不用另外去写太多辅助的程序 , 一句话就能驱动。而且定位指令种类又多。3、 如果都是低端产品来比较 ，三菱比别的PLC做得要好很多，仅内存上， 三菱FX1S系列比松下FPO系列的大太多了，价钱却是一样的。4、 由于设计有 13个输入点，7个输出点，而 FX2NC-32M型号的PLC有 16个输入点和 16个输出点，已经足够用了，满足设计所需求的。当然也有他的缺点：FX系列毕竟是低端

30、 PLC,扫描速度比较慢。根据该振动下料机上述的工作原理特别是其液压系统的动作顺序，结合所选用的三菱公司的FX2N系列PLC产品的性能，在保证控制动作可靠、控制系统简单、造价低、控制功能强、编程方便的前提下，获得 了如图 3 所示的振动下料机 PLC 控制硬件接线图。（四）振动电动机和油泵电动机开停按钮设计这种振动下料机用来产生振动的电动机为 Y 系列 IP44 封闭式三相异步 电动机Y132S1-2、515kW 2900r/min、1111A,而油泵的驱动电动机为 Y系 列IP44封闭式三相异步电动机 Y132M-4 715kW 1440r/min、1514A,由于 这两台电动机的额定功率和

31、电流均较大，因而必须选用两个交流接触器，而 相应地控制这两个交流接触器动作的控制线圈的电流仍很大， 造成所选用的 合适的三菱公司的FX2N产品无法满足其正常工作的电流的要求；加之对振 动电动机及油泵电动机的控制动作简单， 这两台电动机一旦开动后就一直不 停地运转，直至停机为止。鉴于上述原因，本文将振动电动机和油泵电动机 开停的四个按钮开关量均独立于 PLC 之外，而仍保持原有的接触器控制方 案。相应的两个电动机开动运转显示用的两个信号灯及电源信号灯也均独立 于PLC之外，不作为PLC的输出量，这样就减少了 PLC的输入和输出量的 数目，降低了所选用的PLC的价格，因为PLC的价格往往和其输入输

32、出点的 多少密切相关，真正发挥了 PLC 控制复杂系统和接触器控制大电流的优势， 所以图3中PLC的输入量中没有这两个电动机的开停按钮。（五）PLC的输入开关设计从图3中可看出，对该下料机进行PLC控制时，作为PLC的输入量应包 括了三个限位开关 SQ1、SQ2、SQ3 ，反映夹紧缸夹紧的压力继电器的电信号 KL,整个运转过程控制方式的自动与手动选择开关 KA和KH电路中控制电 源开关KT包括启动按钮KB和停止按扭KS以及手动操作时的4个开关K1、 K2、K3 K4,以上共计12个输入量。输出包括两个液压电磁阀的三个电磁 线圈JC1、JC2、JC3,四个信号灯，共计7个输出量。从图3可知，所选

33、择的PLC为三菱公司生产的FX2N系列的FX2NC-32MT 型号，该PLC的输入量为16个，输出量为16个，输入采用两组汇点式接线 方式，输出采用三组汇点式接线方式，其输入量为直流DC24V电源该直流DC24V为PLC自身提供，输出为继电器控制方式，输出电压为 220交流，直 接驱动图 2 中的液压电磁阀顺序动作。 图 3中的四个信号灯是为了实时检测 动作过程设置，均采用交流 6.3V 电源，该电压由变压器提供。七、振动下料机的 PLC 控制程序的设计根据上述控制的要求， 经过深入分析， 采用由三菱公司提供的 FX2NC-32M型号说明书编制系统软件，在微机上编制振动下料机PLC控制程 序，

34、然后用通讯电缆将控制程序由微机下载到 PLC之内（或者PC与PLC连 接输入软件），经反复调试修改并在实际的下料机上运行，获得了图 4 所示 的状态转移图，经反复调试取得了比较满意的控制效果。（一）选择状态转移图的原因由于设计所要求的夹紧功能以及其动作顺序有明确的先后顺序， 故选择 状态转移图觉得比较简单、直观。梯形图接近电气控制原理图，所以开始更 好学些。状态转移图易懂，设计程序更简单，也比较好。（二）设计方案说明根据状态转移图动作顺序，阐述系统的工作原理。 该控制程序由两个子程序组成，分为自动 / 半自动程序和手动程序。自 动/ 半自动程序先进行系统各元件位置的初始化，然后再按照要求来完成

35、所 需的控制任务。初始化的目的在于保证周期工作时，各个工作部分能处于相 应的位置，否则就会给后面的加工带来不便，因此在初始化中，要求夹紧缸 处于松开状态，送进缸回退到位， 在按下结束按钮之后应使设备复位初始化。 即工作之前之后都初始化。两种控制方式 : 手动和自动，由两个子程序 即子 程序 1 和子程序 2 实现。一个子程序进行手动控制，设置手动控制功能主要 是为了进行不同材质及直径的棒料的振动下料工艺参数的摸索研究。当然， 正常生产中采用的是全自动控制方式。在图4的状态转移图中，程序一开始运行，PLC自动提供一个脉冲M8002 在第一扫描周期闭合ON区间S0-S26复位，辅助继电器M0得电，

36、其常开触 点M0闭合，然后再按下启动按钮，这时程序有三个选择：自动、半自动、手 动，还有从自动返回到主程序。以下分别讲述其动作先后运行顺序。（1）自动程序：当按下自动按钮时，首先下料机进行初始化，两位四 通电磁阀JC3线圈断电，夹紧缸处于松开状态，同时三位四通电磁阀 JC1线 圈断电、JC2线圈得电。送进缸柱塞左行后退，当送进缸到达左极限行程开 关SQ1时，其常开触点闭合。夹紧缸柱塞后退到限位开关SQ3松开线圈闭合。当以上两者条件满足时，状态转移，送进缸停止运动，完成初始化。这 样当送开限位开关SQ3左限位开关SQ1同时闭合时，状态转移，两位四通 电磁阀线圈JC3得电，夹紧缸夹紧棒料。夹紧后，

37、压力继电器发出信号，三 位四通电磁阀JC2失电而JC1得电，送进缸向右送料。直到碰到限位开关SQ2 经延时后，棒料剪断，两位四通电磁阀线圈 JC3失电。松开到位开关SQ3发 出信号，三位四通电磁阀JC1失电而JC2得电，送进缸向左后退。如此完成 一个循环。由于启动 /闭合按钮和自动按钮保持闭合，循环将保持下去，直 至启动/停止按钮打开。（2）半自动程序：当按下半自动按钮时，由于半自动按钮为点触按钮， 即按下按钮后，其按钮马上回到断开状态，程序只能运行一个工作周期。所 以，按一次半自动按钮，振动下料机将：初始化 -夹紧缸夹紧-送进缸前进 - 夹紧缸松开 - 送进缸后退，由于半自动按钮打开了，故不

38、能进行第二次循环 工作。（3）手动程序：当按下手动按钮时，振动机将随手动开关实现夹紧、 松开、左行、右行的动作。同时，我设置了左行和右行开关互锁，即两者不 能同时输出。因为输出丫1、丫2连接的线圈JC1、JC2是在同一个三位四通电 磁阀上，两个线圈是不能同时得电的。即只有先按下的开关才有效，后按下的开关是无效的。在手动状态下，还设置了 4 个指示灯，分别为：左行指示 灯、右行指示灯、夹紧指示灯、松开指示灯，这样可以清楚得看到振动下料 机的动作状态，可以实现远程控制。返回主程序，可以选择手动、自（4）手动切换到自动程序 : 当程序处于手动时，按下返回按钮， X004 输出信号，状态转移此时手动控

39、制将无效。动、半自动程序。5）如果要停止运行，只需要把图3 中的启动 / 停止开关打到停止档即可。八、PLC 程序指令表LDM800226 STLS22SETS327 OUT丫001ZRST S028 RST丫002OUTM029 LDX012LDM030 SETS23SETS431 STLS23STLS432 OUTT0LDX000K10001234568 AND X00334 LDT09 SET S2635 SETS2410 LD X00136 STLS2411 OR X00237 RSTY00312 AND X00038 LDX01313 SET S2039 SETS2514 STL S

40、2040 STLS2515 OUT Y00241 OUTY00216 RST Y00142 RSTY00117 RST Y00343 LDX01118 LD X01144 ANDX01319 AND X01345 SETS420 SET S2146 STLS2621 STL S2147 LD X02122 SET Y00348 SETY00323 LD X01449 LD X02224 SET S2250 RSTY00351 LD X02360 OUTY00552 ANI Y00261 LDX01353 OUT Y00162 OUT Y00654 LD X02463 LDX01455 ANI Y00164 OUTY00756 OUT Y00265 LDX00457 L