三棱PLC注塑机系统控制.docx
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三棱PLC注塑机系统控制
目录
第1章三菱FX2N系列PLC1
1.1PLC的基本结构1
1.2PLC的工作原理1
1.3三菱FX2N系列PLC介绍2
第2章硬件设计3
2.1PLC的选型3
2.2硬件接线图4
第3章软件设计5
3.1系统设计顺序功能图5
3.2梯形图的设计6
第4章调试及结果分析8
4.1硬件和软件的调试8
4.2调试结果分析8
结束语12
参考文献13
第1章三菱FX2N系列PLC
1.1PLC的基本结构
1、中央处理单元（CPU）:
中央处理单元（CPU）是PLC的控制核心。
它按照PLC系统程序赋予的功能：
a.接收并存储从用户程序和数据；b.检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。
2、存储器:
可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。
存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序（用户程序存和数据）的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。
3．输入接口电路:
输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实际涉及到的信号当中，开关量最普遍。
4．输出接口电路：
可编程序控制器的输出有：
继电器输出（M）、晶体管输出（T）、晶闸管输出（SSR）三种输出形式。
5．电源:
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。
如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。
一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
如FX1S额定电压AC100V—240V，而电压允许范围在AC85V—264V之间。
允许瞬时停电在10ms以下，能继续工作。
一般小型PLC的电源输出分为两部分：
一部分供PLC内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。
1.2PLC的工作原理
PLC则是采用循环扫描的工作方式。
一个扫描周期主要可分为两个模式,分别是RNU模式和STOP模式,共五个工作阶段。
1内部处理阶段：
内部处理阶段，复位WDT（监控定时器），检查硬件、程序存储器，正常则顺序执行用户程序，不正常则转到错误处理程序。
2通信处理阶段：
通信处理阶段，PLC与别的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。
3输入刷新阶段：
在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。
完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。
在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。
4程序执行阶段：
在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。
当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。
5输出刷新阶段：
当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路（输出映像寄存器），并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。
第2章硬件设计
2.1PLC的选型
根据设计要求有启动、限位开关SQ1、SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7、SQ7、SQ8九个输入点和电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4、YV5、YV6、YV7、YV8八个输出点
考虑15%的备用点则
所需输入点数为：
9X（1+15%）=10.35取整数11
所需输出点数为：
8X（1+15%）=9.2取整数10
所以选择PLC的型号为：
FX2n－32MR
FX2N-32MR-001型PLC的输入技术参数如表2-1所示。
表2-1FX2N-32MR-001的输入技术参数
输入电压
输入电源
输如ON电流
输入OFF电源
输入阻抗
输入隔离
输入响应时间
X000～7
X010以内
X000～7
X010以内
X000～7
X010以内
X007～7
X010以内
DC24V
7mA
5mA
4.5mA
3.5mA
≦1.5mA
≦1.5mA
3.3kΩ
4.3kΩ
光电绝缘
0～60ms可变
注：
输入端X0～X17内有数字滤波器，其响应时间可由程序调整为0～60ms。
FX2N-32MR-001型PLC的输出技术指标如表2-2所示
表2-2FX2N-32MR-001的输出技术指标
项目
继电器输出
晶闸管输出
晶体管输出
外部电源
AC250，DC30V以下
AC85～240V
DC5～30V
最大负载
电阻负载
2A/1点；8A/4点共享；8A/8点共享
0.3A/1点
0.8A/4点
0.5A/1点
0.8A/4点
感性负载
80V·A
15V·A/AC100V
30V·A/AC200V
12W/DC24V
灯负载
100W
30W
1．5W/DC24V
2.2硬件接线图
热塑料的成型加工的控制主要是通过对PLC进行编程来控制电磁阀而完成热塑料的成型加工的。
其硬件的接线主要是将控制开关（启动开关、限位开关）和电磁阀与PLC的输入输出对应接好。
启动按钮与PLC的输入点X0连接，原点限位开关SQ1与PLC的输入点X1连接，模子关闭完成限位开关SQ2与PLC的输入点X2连接，射台前进完成限位开关SQ3与PLC的输入点X3连接，加料限位开关SQ4与PLC的输入点X4连接，射台后退完成限位开关SQ5与PLC的输入点X5连接，开模完成限位开关SQ6与PLC的输入点X6连接，顶针前进完成限位开关SQ7与PLC的输入点X7连接，顶针后退完成限位开关SQ8与PLC的X10连接，停止按钮与PLC的输入点X12连接。
电磁阀YV1至YV8分别依次与PLC的输出点Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y10连接。
其接线图如下图所示：
图2-1硬件接线图
第3章软件设计
3.1系统设计顺序功能图
根据设计任务要求注塑模子在原点SQ1动作，按下启动按钮SB，通过YV1、YV3将模子关闭；当限位开关SQ2动作后表示模子关闭完成，同时又YV2、YV8控制射台前进，准备射入热塑料。
当限位开关SQ3动作后表示射台到位，YV3、YV7动作开始注塑。
开始注塑后延时10S后YV7、YV8动作进行保压。
保压5S后，由YV1、YV7执行预塑。
当加料限位开关SQ4动作后，由YV6执行射台的后退。
当限位开关SQ5动作射台停止后退，由YV2、YV4执行开模。
当限位开关SQ6动作后表示开模完成，由YV3、YV5动作使顶针前进，将塑料件顶出。
当顶针限位开关SQ7动作后由YV4、YV5使顶针后退。
顶针后退限位开关SQ8动作后热塑料的成型加工结束而画出顺序功能图以及I/O分配表如下：
图3-1顺序功能图
表3-1I/O分配表
PLC输入点
器件
PLC输出点
器件
X0
启动按钮
Y1
电磁阀YV1
X1
安全限位SQ1
Y2
电磁阀YV2
X2
闭模完毕SQ2
Y3
电磁阀YV3
X3
前进完毕SQ3
Y4
电磁阀YV4
X4
加料完毕SQ4
Y5
电磁阀YV5
X5
后退完毕SQ5
Y6
电磁阀YV6
X6
开模完毕SQ6
Y7
电磁阀YV7
X7
顶针前进完毕SQ7
Y10
电磁阀YV8
X10
顶针后退完毕SQ10
3.2梯形图的设计
根据设计要求设计出梯形图如图3-2所示。
（1）PLC上电进
入步进S0
（2）X0、X1动作
进入步进S20
（3）YV1、YV3工
作闭模开始
X2动作进入
S21
（4）YV2、YV8工
作射台前进
X3动作进入
步进S22
（5）YV7、YV3工
作开始注塑
定时器计时
T0动作进入
步进S23
（6）YV2、YV8工作
保压定时器T1
计时时间到T1
动作进入不进
S24
（7）YV1、YV7工作
预塑X4动作进
入步进S25
（8）YV6工作射台后
退X6动作进入
步进S26
（9）YV2、YV4工作
开模X6动作进
入步进S27
（10）YV3、YV5工作顶
针前进顶出塑料
件X7动作进入步
进S28
（11）YV4、YV5工作顶
针后退X10动作
进入不进S29
（12）YV4、YV5停止工
作注塑完成当原点
有模子时X1动作
进入下一循环
13）步进结束
（14）程序结束
第4章调试及结果分析
4.1硬件和软件的调试
1.硬件调试：
接通电源，检查三菱FX2N-32MR可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。
2.软件调试：
按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器ROM中，（在下载时确保实验箱的电源是打开的和PLC的状态是在STOP档）再进行下一步的调试。
4.2调试结果分析
将硬件正确连接好和程序下载到PLC后就可以进行整体的调试了。
当工作人员启动按钮SB（X0闭合）后，注塑机就进入工作状态。
一旦有注塑模子在原点限位开关SQ1动作（X1闭合），则电磁阀YV1、YV7工作将模子关闭（Y1、Y7得电）其仿真图如图4-1所示。
图4-1闭模
模子关闭完成后限位开关SQ2（X2闭合）动作，同时电磁阀YV2、YV10（Y2、Y10得电）工作控制射台的前进，准备射入热塑料。
其仿真图如图4-2所示。
图4-2射台前进
当射台前进到位后限位开关SQ3（X3闭合）动作，电磁阀YV3、YV7（Y3、Y7得电）工作开始注塑，同时时间继电器T0得电开始记时（记时10秒钟）。
其仿真图如图4-3所示
图4-3注塑
当时间继电器T0记时时间到后电磁阀YV7、YV10（Y7、Y10得电）工作进行保压，同时时间继电器T1得电开始记时（记时5秒钟）。
当时间继电器T1记说时间到后，电磁阀YV1、YV7（Y1、Y7得电）工作来执行预塑，进行加料。
其仿真图如图4-4所示。
图4-4保压
当加料完成后，限位开关SQ4（X4闭合）动作，电磁阀YV6（Y6得电）工作控制射台的后退。
其仿真图如图4-5所示。
图4-5射台后退
当射台后退完成后限位开关SQ5（X5闭合）动作射台停止后退，同时电磁阀YV2、YV4（Y2、Y4得电）工作执行开模，其仿真图如图4-6所示。
图4-6开模
当开模完成后限位开关SQ6（X6闭合）电磁阀YV3、YV5（Y3、Y5得电）工作控制顶针前进。
其仿真图如图4-7所示。
图4-7顶针前进
当顶针前进完成后限位开关SQ7（X7闭合）动作，电磁阀YV4、YV5（Y4、Y5得电）工作控制顶针后退。
其仿真图如图4-8所示。
图4-8顶针后退
当顶针后退完毕后限位开关SQ8（X10闭合）动作，动作结束即关闭电磁阀YV4、YV5（Y4、Y5失电）。
其仿真图如图4-9所示。
图4-9
通过以上仿真证实了该设计能够完成达到设计的要求。
结束语
在本次设计中，让我很好的加强理论联系实际的结合，从中的学习与研究让我完成了这一份艰难的课程设计，同时与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。
在设计过程中总是有很多问题。
有时发现
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