机电控制系统课程设计报告.docx
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机电控制系统课程设计报告
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
学院：
机械学院
班级：
机械（卓越14002）
XX：
X文飞
学号：
3140301171
指导教师：
毛卫平
2017年6月
一：
MPS系统的第4站PLC控制设计···································3
1.1第四站组成及结构············································3
1.2气动回路图·················································3
1.3PLC的I/O分配表，I/O接线图（1、3、6站电气线路图）·········4
1.4顺序流程图&梯形图·········································5
1.5触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表···············10
1.6组态王控制画面及说明······································13
二：
MPS系统的两站联网PLC控制设计································14
2.1PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图（两站）&从站梯形图······14
2.2通讯软元件地址表··········································14
三：
调试过程中遇到的问题及解决方法·······························18
四：
设计的收获和体会·············································19
五：
参考文献·····················································20
一：
MPS系统的第4站PLC控制设计
1.1第四站组成及结构：
由吸盘机械手、上下摆臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。
1．吸盘机械手臂机构：
机械手臂、皮带传动结构真空吸嘴组成。
由上下摆臂装置带动其旋转完成吸取小工件到放小工件完成组装流程的过程。
2．上下摆臂结构：
由摆臂缸（直线缸）摆臂机械装置组成。
将气缸直线运动转化为手臂旋转运动。
带动手臂完成组装流程。
3．仓料换位机构：
由机构端头换仓缸带动仓位装置实现换位（蓝、黑工件切换）。
4．推料机构：
由推料缸与机械部件载料平台组成。
在手臂离开时将工件推出完成上料。
5．真空发生器：
当手臂在工件上方时，真空发生器通气吸盘吸气。
5．I/O接口板：
将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。
6．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）。
1.2气动回路图
图1第四站气动回路图
1.3PLC的I/O分配表，I/O接线图（1、3、6站电气线路图）
图2PLC的I/O接线图
图3PLC上电急停原理图
PLC的I/O分配表:
表1PLC的I/O分配表
ST4
输入部分
X0
1B1
回转缸的摆出位
X1
1B2
回转缸的初始位
X2
2B1
换工件缸的前管仓位
X3
2B2
换工件缸的初始位
X5
4B1
推缸的初始位
X6
4B2
推缸的伸出位
X10
开始按钮
X11
复位按钮
X12
特殊按钮
X13
自动/手动
X14
单站/联网
X15
停止按钮
输出部分
Y0
1Y1
回转缸出
Y1
1Y2
回转缸回
Y2
2Y1
料仓缸出
Y3
2Y2
料仓缸回
Y4
3Y1
停吸
Y5
3Y2
吸气
Y6
4Y1
推缸出
Y10
开始灯
Y11
复位灯
Y16
上电
Y17
急停
1.4顺序流程图
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，等待上站工件到，到后进入下步，摆缸出，推工件缸出（上小工件），摆缸回，吸盘吸气，推缸回，摆缸出，吸盘停止吸气，摆缸回，根据条件换仓，发前站安装完信号，等待下站取走，返回M3
图4单站顺序功能框图
附件1：
单站自动与手动控制梯形图
图5单站控制梯形图
1.5触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表
1）进入画面（如下图所示）
图6进入画面
2）时间设置画面（如下图所示）
图7时间设置画面
3）报警状态监控画面（如下图所示）
图8报警状态监控画面
4）自动状态及监控画面（如下图所示）
图9监视状态监控画面
5）手动控制画面（如下图所示）
图10手动控制画面
表2手动控制画面相关元件地址列表
ST4
输入部分
M101
摆缸出按钮
M102
摆缸回按钮
M103
推料缸出
M104
推料缸回
M105
选择缸1
M106
选择缸2
M107
吸气按钮
M108
停吸按钮
输出部分
Y0
1Y1
回转缸出
Y1
1Y2
回转缸回
Y2
2Y1
选择缸1
Y3
2Y2
选择缸2
Y4
3Y1
停吸
Y5
3Y2
吸气
Y6
4Y1
推料缸出
1.6组态王控制画面及说明
图11运行系统界面图
表3组态王画面相关元件地址列表
输入部分
X10
开始
X11
复位
X12
特殊功能按钮
输出部分
Y10
开始灯
Y11
复位灯
Y16
上电
Y17
急停
二：
MPS系统的两站联网plc控制设计
2.1PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图（两站）
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，等待上站工件到，到后进入下步，摆缸出，推工件缸出（上小工件），摆缸回，吸盘吸气，推缸回，摆缸出，吸盘停止吸气，摆缸回，根据条件换仓，发前站安装完信号，等待下站取走，返回M3
2.2通讯软元件地址表
表4通讯软元件地址列表
4站给5站信号（就绪）
M360
TO-M360
给5站准备就绪
4站给5站信号（安装完）
M361
TO-M361
给5站安装完
4站给5站信号（小工件颜色）
M362
TO-M362
给5站小工件颜色
5站给4站信号（工件到）
M380
FROM-M380
5站需安装工件到位
5站给4站信号（已取走）
M381
FROM-M381
5站安装好工件已取走
图12从站联网通讯流程图
图13通讯顺序功能框图
附件2：
两站联网梯形图
图14两站联网梯形图
三：
调试过程中遇到的问题及解决方法
问题1：
机器不动作
解决方法：
打开气阀通气，调节气压，气压宜在0.4-0.6Mpa
问题2：
气缸停留位置不对
解决方法：
重新调节各继电器y对应的动作和传感器的位置
问题3：
气缸不推出，元件卡死
解决方法：
急停，关气后取出工件重新上料
问题4：
元件动作不对，无法完成预定指令
解决方法：
搞清每个动作对应的地址及气缸运动所对应的地址，修改程序重新加载试验
问题5：
摆缸没有到位传感器提前响应
解决方法：
增加延时程序，使得传感器信号保持到摆缸到位为止
问题6：
摆缸动作过快
解决方法：
调节气缸压力阀的压力:
问题7：
吸气&停吸的控制不行，工件无法摆到位
解决方法：
根据各气缸动作的时序及时长设定吸气及停吸的时间的安排
问题8：
仓缸换位不正确（连续两次换位）
解决方法：
换位程序应放在摆缸回之后执行
问题9：
触摸屏的手动控制不能实现
解决方法：
重新校对各动作的地址，重新修改后加载
问题10：
联网设计时对于主站设计不懂（虽然不用做）
解决方法：
询问同学得到解决
问题11：
摆臂无法动作或者动作不到位
解决方法：
加紧传动钢条，增大摩擦力
问题12：
PLC与触摸屏无法通信（PLCNORESPONCE）
解决方法：
重新拔插PLC与触摸屏的通讯线，检查通讯参数设置是否正确，更换通讯线
问题13：
主站与从站通讯不成功
解决方法：
检查主从站的通讯地址以及主从站的通讯程序
四：
设计的收获和体会
为期十天的机电传动控制课程设计今天截止，我从一个课本和试验中的理论家变成一个真刀真枪的实战者，其中的收益暂且不说，趣味性与动手的满足感就让我对这件事情乐此不疲，说实话，我真的有点不愿意结束这个动手操作感如此之多的课设。
在整个过程中我可以亲手试验plc的特性及其工作原理，实时的调试程序，这可以说是学习新知识最好的方式，可以从中搞懂它的工作原理，而不是像课本和课堂上面完全凭借抽象思维来解决自己的所有困惑！
在第一天任务结束后，就开始这个趣味性十足的旅程，其实，第一次到达教室，我连用plc点亮一个灯都不可以，到三个实验性小程序结束后，我才懂得输入与输出地址的运用，这就是最基本的，也是最实用的，以后所有的程序都建立在对输入输出口的控制上，只不过方式略有不同，有循环，移位，传送等指令，这是后话。
当我第一次用plc点亮一个循环灯时，我的内心是无比喜悦的。
随着课设的进行，我又在老师的指导下学习了控制屏的使用方法，虽然刚开始是跟着老师一步一步做，但这的确是入门的最好方法。
我用EB500写了不下4个控制程序面板，这个过程像开发软件一样，不过要简单的多，指令都是典型的Windows风格，所以入手很快。
还有组态王的应用，它和触摸屏很像，只不过是电脑模拟控制信号，原理都是一样的。
课设的最后一天，也是收获最丰富的一天，这一天可以说是老师的初步验收，与此同时我也知道了自己这几天所做的一天的不足，程序是否合格，程序是否合理，控制页面的简略与实用等等。
最后相当于把所有都得工作重新做了一遍，做到的更好。
最后一天忙碌的超过了课设预定时间，可我们还是乐此不疲。
总的来说，这次课设不只是学到几个软件的使用方法，也不只是达到了老师安排的任务而已，更重要的是我从中学到的只是，以及学到的学习新知识的方法，这才是我最大的收益。
还有在整个过程中对机器的修正，和组员一起讨论解决问题，请教老师来解决自己不能解决的问题等等，都让我刚到了大学里不一样的学习风格，就像憋了很久呼吸到新鲜空气一样舒爽。
还有最后与老师在闲暇时的聊天，也增加了我很多课外知识，与老师交流了我自己关于MPS系统的看法，唯一不足的是我希望对硬件的操作欲望没有得到满足，比如自己连接plc和触摸屏以及电脑的线路，这只是动手能力的体现，当然也有老师说的仪器拆卸不方便或者拆卸过程中易损坏等考虑，我也是很心满意足了！
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
3.《三菱FX/Q系列PLC自学手册》陈忠平编
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