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

江隊大竽

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）

姓名：

张文飞

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

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

回转缸料仓缸

I.■亠>.…吸盘

推料缸

4L14E£

安装站气动原理图

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）

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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

1B1

回转缸的摆出位

1B2

回转缸的初始位

2B1

换工件缸的前管仓位

2B2

换工件缸的初始位

4B1

推缸的初始位

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

1Y1

回转缸出

1Y2

回转缸回

2Y1

料仓缸出

2Y2

料仓缸回

3Y1

停吸

3Y2

吸气

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

等放工件，发前站准备就绪信号

Y1=1，发前站颜色信号

Y6缸推出

Y0=1，摆回

Y5吸气，1.5秒

Y1摆出，Y6推缸回

Y4=1，停吸1.5秒

Y0摆回

Y2仓缸换位

发安装完信

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手动控制画面相关兀件地址列表

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

1Y1

回转缸出

1Y2

回转缸回

2Y1

选择缸1

2Y2

选择缸2

3Y1

停吸

3Y2

吸气

4Y1

推料缸出

MPS-ST4

1.6组态王控制画面及说明

开始复位特殊上电急停

图11运行系统界面图

表3组态王画面相关兀件地址列表

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

MPS系统的两站联网pic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

厶*C"宀卜厅士宀"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

复位灯Y11闪

Y0、Y2、Y4=1

Y1,Y3，丫5=0,Y6=0

开始灯Y10闪

等放工件，发前站准备就绪信号

Y1=1，发前站颜色信号M132

Y6缸推出

Y0=1，摆回

Y5吸气，1.5秒

Y1摆出，Y6推缸回

Y4=1，停吸1.5秒

Y0摆回

Y2仓缸换位

发安装完信号M131

返回M3

图13通讯顺序功能框图

附件2:

两站联网梯形图

—IM

—H

—IM

X002

曲一I卜

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X003

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X002

―IF

Y004

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（.TO

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（RSTY003

{RSTY002

KLO

'JI

KOOS

1L1

—II

113

123

142

MS000

-[from

K25

KIM100

-[from

K4M380

-[to

K1M360

{END

图14两站联网梯形图

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&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pic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

pic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pic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pic

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

2.《PLC应用开发技术与工程实践》求是科技编著

3•《三菱FX/Q系列PLC自学手册》陈忠平编

4.《三菱PLC基础与系统设计》刘艳梅编

5.《MPS威伦触摸屏使用手册》

6•《触摸屏简介》

7.《cclink通讯注解说明》

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