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1、机电系统综合课程设计-模块化生产教学系统的PLC控制系统设计第五站学院名称：京江学院专业班级：J机械1103学生姓名：倪恺铠学生学号：41111020872014年3月11日目录1.1 MPS系统介绍及其第五站基本介绍 31.2 电 气 线 路 图 和 启 动 回 路 图一一见 附录 51.3 PLC 的I/O 接口板接线图见附录 61.4 顺序流程图（附录）与控制面板 61.5 触摸屏的控制 111.6 组态王的控制 16第一章上料站与搬运站 19联网PLC控制2.1 PLC与PLC之间联网通讯的功能框图及程序清单2.2通讯软元件地址表第二章设计中遇到的难题及解决的办法 21第四章 设计心得
2、与体会 22第五章参考资料 23附录：程序清单第一章MPS系统的第五站控制设计任务书1.1本站基本介绍一.结构：I/O 口板、通讯接口板、由平移工作台、吊臂、机械手、开关电源、可编程序控制器、按钮、 多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成工件的安装与搬运。夹爪（机械手）吊臂1 平移工作台：由左缸、右缸和工作台面（直线轴承）等组成。该机械结构将左、右缸的直线运动转化成机械手臂圆周运动。利用两气缸的终末端位组合完成四位的定位（完成前站位、中间站位、后站位的操作）。2 吊臂抓取结构：由吊臂结构升降缸、夹爪缸组成。手臂上下夹取完成几站间取和放工件 操作。3. I/O接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆
3、C1与PLC的I/O相连。4. 控制面板：完成设备启动上电等操作（具体在按钮上有标签说明）。5 废料存放位：用来存放加工站中的不合格工件。6.光纤传感器：在夹爪与安装工位装有光纤传感用来检测工件夹取成功与否并发出报警。 二电气特性指标：1 输入电压：交流 220V/0.8A , 50Hz。2 输出电压：直流 24V/4.5A;（设备执行驱动电压）3 工作环境：0到55C工作，-20 C到70C保存。相对 湿度：35-85 %，禁止腐蚀性，可燃性气体接触，防止导电尘埃。4 气压工作在 0.4-0.6 Mpa 之间。第五站工艺流程描述流程介绍：PLC上电，M8002得电置M0为1 （左移指令开始）
4、，等待上电操作（上电后X16 为1）到下步，复位灯亮（提示按复位按钮），按下复位按钮到下步，进行复位操作完成后（用传感器信号等反映完成情况）进入下步，开始灯亮（提示按开始按钮），按下开始按钮进入下步，等待上站工件到，到后进入下步，升降缸下降，夹爪闭，升降缸上升，右缸回（到 安装位），等安装站准备就绪，升降缸下降，夹爪开，升降缸上升给安装站放好信号，等安 装完，升降缸下降，夹爪闭，左缸回（到后站位），等后站就绪，升降缸下降，夹爪开，升降缸上升，给后站放好信号，左、右缸出（到前站工位），返回M51.2 电气线路图和气动回路图气动原理图左缸右缸171T” I TT+ 42 El*夹爪缸升降缸4E4E
5、21 *iQ j L -iLj I安装搬运站气动原理图1.3 PLC的I/O接口板接线图包含外部对应I/O接线板端口与PLC输出的连接中名称对应器件说明PLC地址的对应表如下：安装搬运站I/O地址分配表输入部分X01B1磁电开关（左缸缩回位）X11B2磁电开关（左缸伸出位）X22B1磁电开关（右缸缩回位）X32B2磁电开关（右缸伸出位）X4B1光纤传感器（夹爪工件检测）X54B1磁电开关（升降缸缩回位）X64B2磁电开关（升降缸伸出位）X7B2光纤传感器（安装位工件检测）X10S1开始按钮X11S2复位按钮X12S3特殊按钮X13S4自动/手动按钮X14S5单站/联网按钮X15S6停止按钮X1
6、6KM0上电继电器常开触点X15S6停止按钮输出部分Y01Y1左缸电磁换向阀（出）Y11Y2左缸电磁换向阀（回）Y22Y1右缸电磁换向阀（出）Y32Y2右缸电磁换向阀（回）Y43Y1夹爪缸电磁换向阀（开）Y53Y2夹爪缸电磁换向阀（闭）Y64Y1升降缸电磁换向阀（回）Y10L1开始灯Y11L2复位灯Y16上电（触摸屏控制）Y17KM1急停继电器（触摸屏控制）I/O接线图1.4 顺序流程图（附录）与控制面板程序流程图M8002M0X16=1M1丨丫11二1（复位灯闪）厶一X11 = 1M2Y4=1, Y6=0（夹爪开，升降缸出）X6=1M3 丫0=1,丫2=1（转左工位）X1 = 1 &X3=1
7、& X4=1M4 Y10=1（开始灯闪）X10=1M5等3站发信X12=1 （3站发信）M6Y6=1（升降缸回）,读大工件信息X5=1M7Y5=1（夹爪闭）,T0=0.8SX4=0&T0=1M8|Y6=0（升降缸出）X6=1 &X4=0M9Y3=1（转安装工位）,向3站发信X2=1 &X4=0M10Y6=1（升降缸回）X5=1 &X4=0M11Y4=1（夹爪开）,T1=0.8sT5=1 &X7=1M12Y6=0（升降缸出），向4站发信，等4站信号X6=1 &X7=1 &X12=1（ 4 站发信）M13 Y6=1（升降缸回），读小工件信息X5=1M14Y5=1（夹爪闭）,T2=0.8SX2=0&
8、T2=1M15M16M17M18M19M20M21Y6=0（升降缸出）X6=1Y1 = 1（转右工位），等6站信号X0=1 &X2=0 &X12=1（6 站发信）Y6=1（升降缸回），发大小工件信息X5=1 &X2=0Y4=1（夹爪开）,T3=0.8sT3=1Y6=0（升降缸出）X6=1Y0=1,Y2=1（转左工位）X1 = 1 &X3=1 &X4=1返回M5将编制好的程序送入 PLC,运行通过，并将程序存盘 。废料处理流程图：待自第三站的工件到达且有废料，本程序中的X002常开触点闭合，机械手进行废料处理工序，将废料利用夹爪夹住送至第三工位。控制面板各站都可通过一控制面板来控制PLC的控制程
9、序使各站按要求进行工作，一个控制面板上有5个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关（同时可用于简单 PLC实验中单独使用）A.各按钮开关的控制功能定义为：（从左到右另有标签说明）带灯按钮，绿色带灯按钮，黄色按钮，黄色开始（X10）复位（X11）特殊功能按钮（X12）两位旋钮，黑色自动/手动（X13）两位旋钮，黑色单站/联网（X14）按钮，红色停止（X15）带灯按钮，绿色上电急停按钮，红色急停1.5触摸屏控制画面为使MPS（模块化生产系统）有一个更好的人机界面，能直观的了解MPS所属各站工作的状态，我们用 MITSUBISHI F940GOT触摸屏开发了这个操作界面。为使整个MPS系统能正常工作，
10、在系统接通电源之前，首先检查MPS所属各站485BD通讯模 块接口是否接牢，触摸屏 GOT与 PLC的通讯线是否已与 PL连接好MPS系统接通电源后，GOT随即启动，首先是开机画面。点击“进入！”键即进入菜单选择。点击“上电”键，复位灯开始闪烁，再按复位键，点击“复位”键，这时机器开始动作，回原点，同时开始灯闪烁，提示我们按开始键，点击“开始”键，机器运行到等工件位，当前 站有工件送过来并放好，点击“特殊”键，机器开始执行放工件的命令，放好后，机器又回 到等工件位。JUHITECHEl4工锻回回到F3F4F5每一个按键都能实现其对应的单步操作。设置界面，可以实现时间设置，背灯，对比对设置。自动
11、软兀件地址表开始按钮x10复位按钮x11特殊按钮x12手/自按钮x13单/联按钮x14上电按钮x15急停按钮x161.6组态王控制画面组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、 动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设
12、计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面， 并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。FJ.K丄貝居 3JE .U 召 m.瞄僵罗LitZttJ 小 U_AL1J霜册FTni* M-F!4晶-VtT?3卫曲* Id M駐衬祀才詐帯冲L -4爭IE兴會戟嘿g-*虽二I M :睥 If- CDI g mu* :FdfSSi：-i -勺闵茁更措.lABfcfi舟惦疗拿冃拿日3曰PI很舅心申tfi弟历史莎 ：，【-抬 Mir:丁 *Sfif r加斯疗軒咬S主t4口
13、IF咛走 rTjjfrt# Of- 整中討吊 c电尸駅=. ntnwft 博：如.力刖竹即聊朝承和就 目记棗洋血梯旺巧K 检止 啦丄叵町 吒叭T 呀 hiffT磕甜L0 书新It电5&內住E串1内命字冲區8申内产轉IQ內打旦故垃内匝意审13ihHWJF%35pp&内亦二仃u.轴匸】130L-tS22mITr哀時.23nrI?L-电野24mIJ5If B25HIf席曲FIX伽i.J fi荒ZTFU：TU砲23FLCTIBL-ftSr甜nrTHKSS0FIX130内肝注內存实Ml；L3IFT iJIFft.ff* t充旳益i )袪工ffi啊舒* FK.fS-J 4 J I7：OTKIR点击上电”键
14、，复位灯开始闪烁，再按复位键，点击复位键，这时机器开始动作， 回原点，同时开始灯闪烁，提示我们按开始键，点击“开始”键，机器运行到等工件位，当 前站有工件送过来并放好，点击“特殊”键，机器开始执行放工件的命令，放好后，机器又 回到等工件位。第二章MPS系统的两站联网PLC控制设计第五站联网PLC序流程图：M01,_Y11闪M3Y5=1,T1（夹爪闭）Y3=1（到安装工位）等安装站就绪Y6=1（下降）,T0xY4=1,T2（夹爪开）Y6=1,T0xb&cTOY6=0,Y4=1 ,T4等前站工件到前站到位信号M89Y6=0,T20（上升）,M704Y6=0（上升）等安装站安装完Y6=1（下降），T
15、0丫仁1（到右边工位）等后站就绪 M81Y6=1（下降），T0等后站就绪信号M95地址具体说明主站地址/CCINK地址从站号/地 址地址具体说明5站给3站信号（废品 处理结束）M801FROM-M8015 站 TO-M80给3站处理结束5站给3站信号（已取走）M801FROM-M89t5 站 TO-M89给3站已取走信号3站给5站信号（颜色）M1511TO-M10015站FROM-M1003站工件颜色3站给5站信号（废品）M1511TO-M20015站FROM-M2003站有信号3站给5站信号（可以取）M951TO-M9515站FROM-M813站工件到位软元件地址表:X = & -Y4=1,
16、T2（夹爪开）第三章 设计中遇到的难题及解决的办法问题一：两段移位指令编写问题采用移位指令时，由于程序过长，分成两段写成。但是在两端连接处，赋值值没有传递下去。经过老师指导，发现吗第二段开始m10没有得电，可以将上一段最后一个m9串联到第二段，并将移位指令写成【 sflt m9 m10 k13 k1 】问题二：传感器硬件问题运行程序后，发现爪臂重视不能回到原位，时常出现停止不动的问挺。以为是程序错误。经过老师指导，在监控模式下，发现一个传感器一直没有得电，查看实验台发现，传感器没有固定好，将传感器固定之后，程序正常运行。问题三：计时器问题爪臂在原位爪工件是，还没有完全下降就转到下一个工位。经过
17、老师指导，发现是定时器设置时间过短。将定时器时间改长后，问题得到解决。第四章设计心得与体会时间过得很快，一转眼，为期两周的PLC课程设计就要结束了，在这次课程设计中，我学习了如何对MPS系统单站PLC控制设计，如何通过adp在制作触摸屏画面，以及借助“组 态王”软件设计控制画面对 MPS系统单站控制，并学习了 MPS系统的两站联网的设计。 这次 课程设计是对我们在机电传动课上所学知识的检验与拓展在老师的指导下我们最终完成设计任务。从MPS系统的PLC控制程序到触摸屏到组态王设计以及两站联网的设计，我都以主要设计者角色带领组员一起研讨一起测试，在这过程中，我们遇到了各种各样的困难，但是在老师的耐
18、心指导下，还记得在PLC控制程序的调试 过程中，我们的程序总是不能正确有运行，在老师的指点下，最终能够正确运行了，而且非常完美，体会到了学习的乐趣。编写程序调试程序是一个漫长的过程，充满曲折和反复，最后还是老师帮忙找出错误，最后成功的喜悦让人非常欣慰，有着很强烈的成就感， 这种感觉只有真正参与并且在不断地失败后仍然坚持下来的人才能体会到的。而在触摸屏和组态王控制画面的设计过程中，我们同样也遇到了许多困难，在老师的讲课后，我们坚持学与问相结合，将所有组员发动起来，共同完成了触摸屏和画面的设计，并实现了完美运行， 充分体会到了合作快乐，同时认识到了团队合作的重要性。这次PLC课程设计我认为是对我自身很好的锻炼，使我对 PLC控制方面的知识获得了长足的进步。总的来说，这次机电控制系统课程设计是我学会了很多，感谢老师!第五章参考资料1机电传动控制邓星中编华中科技大学社出版2. PLC应用开发技术与工程实践求是科技编著人民邮电出版社3. MPS补充资料4. SRS-M05资料5. ADPV611触摸屏说明书