模块化生产教学系统的PLC控制系统设计.docx
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模块化生产教学系统的PLC控制系统设计
JIANGSUUNIVERSITY
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
第三站
学院名称：
机械工程学院
专业班级：
机械（卓越）10xx
学生姓名：
wbb（3100301xxx）
指导教师：
毛卫平
2013年7月3日
目录
第一章MPS系统的第三站控制设计任务书………………3
1.1MPS系统介绍及其第三站工艺流程描述………………………4
1.2气动回路图——见附录…………………………………………5
1.3PLC的I/O分配表与I/O接线图………………………………6
1.4顺序功能图（附录）和控制面板………………………………8
1.5触摸屏的控制……………………………………………………11
1.6组态王的控制……………………………………………………14
第二章MPS系统的两站联网PLC控制设计………………15
2.1PLC与PLC之间联网通讯的功能框图及程序清单……………15
2.2通讯软元件地址表…………………………………………………16
第三章设计中遇到的难题及解决的办法…………………19
第四章设计心得与体会……………………………………19
第五章参考资料……………………………………………20
附录：
程序清单
第1章MPS系统的第三站控制设计任务书
一:
研究的课题
模块化生产教学系统的PLC控制
二:
课程设计的目的
通过对模块化生产教学系统（MPS）中单站和两站联网的PLC控制设计，全面了解和掌握PLC控制系统的设计方法，包括外部电路,气动回路设计，程序设计，PLC和PLC之间的通讯，系统调试，同时熟悉触摸屏人机界面和组态王软件在PLC控制系统中的应用。
三:
使用的设备
1.模块化生产教学系统（MPS）
2.配备组态王、GXDeveloper、FXGXWIN软件的电脑
3.PWS6600C触摸屏
4.PC与PLC、PC与触摸屏的通信电缆
四:
课程设计要求
⒈MPS系统设计介绍及工艺流程图
自动化生产教学系统是为提高学生动手能力和实践技能而设计、生产的一套实用性实验设备。
该装置由六套各自独立而又紧密相连的工作站组成。
这六站分别为：
上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站和分类站。
该实验装置的一大显著特点是：
具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制。
将六个模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习。
在基本单元模块培训完成以后，又可以将相邻的两站、三站……直至六站连在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。
由于该系统囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、气动、PLC（可编程控制器）、传感器等多种技术，给学生提供了一个典型的综合科技环境，使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升。
因此该套装置非常适合对在校学生和初上岗位的工程技术人员进行培训，是培养机电一体化人才的理想设备。
⒉MPS系统的两站联网PLC控制设计
（1）将两站连接在一起，调节相邻站的位置并固定。
采用CC-Link现场总线通讯方式，使用专用CC-Link电缆连接系统主站模块FX2N-16CCLMCC-Link和接口模块FX2N-32CCLCC-LINK的接线端子，进行主站与远程设备站中开关设定后连接主站模块、接口模块以及PLC电源。
（2）编写调式用主站资源链接程序，并下载至主站模块。
（3）根据PLC两站联网控制的顺序流程图，列出CC-Link通讯软件的地址表，在计算机上使用梯形图编写PLC联网控制程序，下载至控制器，运行程序并调试，观察工作过程能否实现，检查工作信息的正确性。
⒊利用“组态王”软件对本站进行监控
要求建立“MPS监控系统”的工程,创建按钮监控画面，定义外部设备和数据变量，并建立按钮的动画连接和通讯。
五、设计步骤
1、阅读MPS系统的有关资料和图样，了解各站完成的任务和要求，确定控制方案。
2、设计单站电气线路图和气动回路图。
3、列出PLC的I/O分配表，画出I/O接线图。
4、编写PLC控制的功能框图和程序。
5、参考有关书籍及说明书，制作触摸屏控制画面。
6、将程序下载后调式。
7、编写两站联网PLC控制的功能框图和程序，进行联网调试。
8、打印程序清单软元件注释表，编写设计说明书。
1.1MPS系统介绍及其第五站工艺流程描述
（1）MPS系统设计介绍及工艺流程图
自动化生产教学系统是为提高学生动手能力和实践技能而设计、生产的一套实用性实验设备。
该装置由六套各自独立而又紧密相连的工作站组成。
这六站分别为：
上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站和分类站。
该实验装置的一大显著特点是：
具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制。
将六个模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习。
在基本单元模块培训完成以后，又可以将相邻的两站、三站……直至六站连在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。
由于该系统囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、气动、PLC（可编程控制器）、传感器等多种技术，给学生提供了一个典型的综合科技环境，使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升。
因此该套装置非常适合对在校学生和初上岗位的工程技术人员进行培训，是培养机电一体化人才的理想设备。
（2）第三站工艺流程描述
流程介绍：
PLC上电，M8002得电置M0为1（左移指令开始），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，给前站就绪信号（等前站到位信号）到了后进入下步，读上站工件颜色信号，转盘电机转90度，当只有一工件时置，定位缸出，打孔缸电机工作，当有2个或2个以上工件时M72=1，定位缸出，打孔缸电机动作检测缸下降完成后进入下步，所有缸回打孔电机停，返回M3。
1.2气动回路图
1.3PLC的I/O分配表与I/O接线图
（1）PLC的I/O分配表
I地址
注释
O地址
注释
X0
光电接近开关B1（有无工件检测）
Y0
回转工作台电机继电器K1
X1
电感接近开关B2（工作台转位）
Y1
钻孔电机继电器K2
X2
磁电接近开关1B1（进给缸上位）
Y2
进给缸电控气动阀1Y1
X3
磁电接近开关1B2（进给缸下位）
Y3
检测缸电控气动阀2Y1
X4
磁电接近开关2B1（检测缸上位）
Y4
夹紧缸电控气动阀3Y1
X5
磁电接近开关2B2（检测缸下位）
Y10
开始灯L1
X6
磁电接近开关3B1（夹紧缸后位）
Y11
复位灯L2
X7
磁电接近开关3B2（夹紧缸前位）
X13
自动/手动按钮S4
X10
开始按钮S1
X14
单站/联网按钮S5
X11
复位按钮S2
X15
停止按钮S6
X12
特殊按钮S3
X16
上电按钮S7
（2）PLC的I/O分配表与I/O接线图
A．输入：
（包含外部对应I/O接口板端口与PLC输入的连接）
B．输出：
（包含外部对应I/O接口板端口与PLC输出的连接）
1.4顺序流程图（附录）与控制面板
（1）顺序流程图
加工站流程图
上电
M0复位灯闪（L2）y11闪
（S2）X11=1&X16=1；复位上电
M1复位（工作台转动）y0=1
X1=1&X2=1&X4=1&X6=1；有工件进给、钻空、检测在原位置
M2开始灯闪（L1）y10闪
（S1）X10=1；开始加工
M3等待工件（coq）y23=1向前站发信号
X0=1&X14=0；有下一个工件，且单站
M4读信息（T0=1S）（coq）y23=0
T0=1S
M5等后站信号
[X14=1&（ciq）X23=1&（cih）X24=1]or[X14=0&X12=1]；单站、特殊
M6工作台转动（M1）y0=1（工件信息移位）&T1=2S
（B2）X1=1&T1=1
M7夹紧y4=1钻孔（M2）y1=1、y2=1&检测y3=1
X3=1&X5=1&X7=1；加工检测完
M8三缸复位y2=0y3=0y4=0M2停转y1=0
M9
返回M3
X2=1&X4=1&X6=1钻头等到原位
（2）控制面板
各站都可通过一控制面板来控制PLC的控制程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）。
.画面及说明,控制、信息软元件地址表
●带灯按钮，绿色开始（X10Y10）
●带灯按钮，黄色复位（X11Y11）
●按钮，黄色特殊功能按钮（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（X16）
●急停按钮，红色急停（X17）
上电和急停控制电路
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MITSUBISHIF940GOT触摸屏开发了这个操作界面。
为使整个MPS系统能正常工作，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。
（触摸屏画面及其说明）
“开机画面”
“主菜单画面”
“自动画面”
“手动画面”
“设置画面”
自动软元件地址表：
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
x16
急停按钮
x17
1.6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。
组态王控制画面及说明：
控制方式及画面说明：
其中上电按钮按下后，系统得电，复位灯开始闪烁，按下复位按钮后，开始灯闪烁，按下开始后，系统开始运行。
一个进程后，按下特殊按钮，即可以继续运行程序，可以使系统连续运行，但出现故障时，按下急停按钮，即可以停止系统，避免故障发生。
第二章MPS系统的两站联网PLC控制设计
2.1第三站联网PLC程序流程图：
第三章设计中遇到的难题及解决的办法
问题1：
在转盘第一次转到位，钻头第一次加工，此时检测还没有工件，无法检测。
解答：
因为在实际加工中一旦检测不
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