冲压机控制系统罗洪福

1、沈阳理工大学课程设计专用纸 No课程设计（论文）题目：冲压机控制系统设计名称：机电传动控制班级学号：1001011317 学生姓名：指导教师：李 岩2012年12月21日 成 绩 评 定 表学生姓名罗洪福班级学号1001011317专 业机械设计制造及自动化课程设计题目冲压机控制系统设计评语组长签字：成绩日期 20 年 月 日课程设计任务书学 院机械工程学院专 业机械设计制造及自动化学生姓名罗洪福班级学号 1001011317课程设计题目冲压机控制系统设计实践教学要求与任务: 1.设计内容： 1）完成课程设计指导书所要求的控制循环。 2）按停止按钮，完成当前循环后再停。 3）按复位按钮，机械手

2、和冲压机均回原位4）要求可以实现手动、回原点、单周期、连续控制。5）连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。2.设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图3）设计说明书工作计划与进度安排:1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天2）PLC梯形图设计与调试 4天3）说明书撰写 1天4）答辩 1天指导教师： 2012 年11月27日专业负责人：陈白宁2012年11月27日学院教学副院长：201 年 月 日目 录前 言41.设计题目：冲压机控制系统52. 控制要求53. 任务分析64. 方案确定75. 输入输出点数的确定及PLC选型71、输入点数72、输出点数76.

3、 PLC端子接线及其设计说明87. PLC程序设计及其设计说明91. 主程序设计说明92. 公用程序及说明103. 顺序功能图114. 自动程序梯形图及说明125. 手动程序梯形图及说明156. 回原点程序梯形图及说明168. 程序调试说明179. 结束语1710. 参考文献18 前 言可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，它是以微处理器为核心，综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。PLC应用领域有：（1）数字量的逻辑控制，（2）运动控制，（3）闭环过程控制，（4）数据处理，（5）通信联网。本次课程设计的目的是掌握

4、机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器接触器控制电路的PLC改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。1.设计题目：冲压机控制系统2. 控制要求 （1）按下启动键后，把工件放在传送带1上，启动传送带1将工件送到工位1；（2）打开进料机械手吸盘控制阀，使吸盘吸住工件；（3）进料机械手伸出将工件送入冲压机加工台的工位2，断开吸盘并退回；（4）冲压模具下降，冲压完工件后上升；（5）出料机械手进入冲压机加工台；（6）出料机械手吸盘吸住工件；（7）将工件放到工位

5、3，松开出料吸盘，出料机械手退回原位；（8）启动传送带2将工件从工位3送走；要求1. 要求有三种工作方式：手动、回原点、单周期、连续。 2. 连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。3. 任务分析 图1 冲压机系统示意图A. 本系统主要功能是冲压工件。B. 利用传送带将工件进行传送。C. 利用进料机械手将工件转移，进行加工；利用出料机械手转移工件，然后送走。4. 方案确定1）冲压模具的上限位和下限位分别利用传感器来控制。2）工位1、工位2、工位3分别利用传感器来控制。3）进料机械手原位、出料机械手原位分别利用传感器来控制。 4）用开关来实现手动、回原点、单周期和连续的控制。 5）按下开关，执行

6、自动程序，用开关接通手动、回原点可执行相应操作。6）进料吸盘控制阀通过工位1传感控制，出料吸盘控制阀通过工位3和进料机械手原位来控制。5. 输入输出点数的确定及PLC选型1、输入点数 1）传送带1和传送带2传送要用到2个输入来实现。 2）进料过程中要利用4个输入，出料过程中也要用到4个输入。 2）冲压模具要用到4个输入来实现。 3）各工位利用3个输入实现。 4）启动、停止还有各种方式运作要6个输入来实现。 所以总共需要23个输入。2、输出点数 1）传送带2个输出。 2）进料过程3个输出，出料过程3个输出。 3）冲压模具要2个输出。 4）声光报警要用2个输出。 5）所以总共需要12个输出。根据输

7、入、输出点数选用S7-200 CPU 226。6. PLC端子接线及其设计说明 图2 PLC端子接线说明：为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时）以可靠的切断PLC的负载电源，设置了交流接触器KM。在PLC开始运行时，按下“负载电源”按钮，使KM线圈得电并自锁，KM的主触点接通，给外部负载提供交流电源，出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断开负载电源。7. PLC程序设计及其设计说明 1. 主程序设计说明 图3 主程序结构1） 工作方式。 系统设有手动、单周期、连续和回原点4种工作方式。 2）在每种工作方式下，执行相应的子程序。2. 公用程序及说明 图4 公用程序说明：1）公用程序用于处理各种

8、工作方式都要执行的任务，以及处理不同工作方式之间的相互切换。 2）出料机械手在原点的条件为：机械手原位I0.3、工位3的常开触点闭合，表示出料机械手退的常闭触点回Q1.0闭合，此时原点条件M0.5为ON。在开始执行用户程序（SM0.1为ON）或者系统处于手动状态或者回原点状态（I1.1或I1.2为ON）时，初始步M0.0将被置位，为进入单周期和连续工作方式做好准备。如果此时M0.5为OFF状态，M0.0将被复位，初始步为不活动步，无法进入单周期或连续工作方式。 3）当系统处于手动工作方式时，必须将非初始步复位。在非连续方式下，I1.4的常闭触点断开，则启动后表示连续工作状态的标志M0.6复位。

9、3. 顺序功能图 图5 顺序功能图说明：在连续工作方式下，I1.4为1状态，连续时每打抱循环一次，计数器加1，当加到设定值时，进行声光报警。在单周期工作方式下，I1.3为1状态。4. 自动程序梯形图及说明 图6 自动程序梯形图说明： 1）图中M0.6R作用是：按下停止按钮后不会马上停止工作，而是在当前工作周期的操作结束后，才停止运作。M0.6用启动按钮I0.0和停止按钮I0.4来控制。连续工作方式下运行时，它处于ON状态，当系统完成循环次数后，它就断开了。 2）在连续工作方式下，在初始步为活动步时按下启动按钮I0.0，M2.0变为活动步，传送带上开始传送，与此同时，控制连续工作的M0.6通电并

10、且自保持。当执行完M2.6即出料机械手退回原位后，系统进入下一个循环。3）在单周期工作方式下，I1.3处于ON状态，按下启动按钮后，传送带1开始传送。执行完一个周期后，系统不再进行下一个周期。5. 手动程序梯形图及说明 图7 手动程序说明：为了保证系统的安全，在手动程序中设置了一些必要的连锁：1）设置了进料机械手的伸出与退回之间的互锁，设置了出料机械手的伸出与退回之间的互锁，设置了冲压模具下降与上升之间的互锁。2）有限位开关来限制机械手的移动范围。6. 回原点程序梯形图及说明 图8 回原点程序说明：当回原点按钮I1.2接通时，系统执行回原点程序，进料、出料机械手回原位，冲压模具回原位。8. 程序调试说明1）正确设计I/0端子分配，然后正确选择CPU。2）在连续工作方式下，计数器触发后未声光报警。经调试和修改后，连接声光报警装置，使其能报警。3）声光报警报个不停。当我发现这个问题后，我加入了一个计时器，使声光报警时间得到控制。4）一定要注意，当系统一次只能执行一种工作方式，不能即连续工作又先手动工作方式。9. 结束语通过这次课程设计，在老师的指导帮助下，锻炼了我的动手能力，分析能力，使我更加熟练地掌握了机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法，掌握了常用电器元件的选择方法，并且让我感受到了学以致用的快乐。通过这次课程设计，我具备了一定的控