江苏大学机电系统综合课程设计.docx
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江苏大学机电系统综合课程设计
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
学院：
电气信息工程学院
班级：
学号姓名：
课设时间：
2015年1月
第一章MPS系统的第4站PLC控制设计
1.1气动回路图
1.2桌面I/O接口板接线图
1.3控制面板
1.4挂板
1.5流程图
1.6PLC程序
第二章调试过程中遇到的问题及解决方法
第三章设计的收获和体会
第四章参考文献
第一章
MPS系统的第4站PLC控制设计
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）。
1.1气动回路图
1.2桌面I/O接口板接线图
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）
图中名称对应器件说明PLC地址的对应表：
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
回转缸回
Y1
1Y2
回转缸出
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
C．I/O接口板介绍
1．外形结构图：
注：
为区分在同一设备中出现的N个I/O接口板在名称T与C后加数字。
2．电缆接口与接线端子对应连接表：
电缆C接口
I/O接口板T接线端
C-1
T-1
C-2
T-2
C-3
T-3
C-4
T-4
C-5
T-5
C-6
T-6
C-7
T-7
C-8
T-8
C-13
T-13
C-14
T-14
C-15
T-15
C-16
T-16
C-17
T-17
C-18
T-18
C-19
T-19
C-20
T-20
C-9/10/21/22
T-24V
C-11/12/23/24
T-0V
D．I/O接口板与PLC连接
桌面上I/O接口板为T1，通过C1（25电缆线）与PLC相连。
电缆C1导线
接口板T1接线端
PLC与电源接口
C1-1
T1-1
PLC-Y0
C1-2
T1-2
PLC-Y1
C1-3
T1-3
PLC-Y2
C1-4
T1-4
PLC-Y3
C1-5
T1-5
PLC-Y4
C1-6
T1-6
PLC-Y5
C1-7
T1-7
PLC-Y6
C1-8
T1-8
PLC-Y7
C1-13
T1-13
PLC-X0
C1-14
T1-14
PLC-X1
C1-15
T1-15
PLC-X2
C1-16
T1-16
PLC-X3
C1-17
T1-17
PLC-X4
C1-18
T1-18
PLC-X5
C1-19
T1-19
PLC-X6
C1-20
T1-20
PLC-X7
C1-9/10/21/22
T1-24V
24V（电源接线端子）
C1-11/12/23/24
T1-0V
0V（电源接线端子）
1.3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）。
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，绿色开始（X10）
●带灯按钮，黄色复位（X11）
●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
●急停按钮，红色急停
B．控制面板接线图：
挂板上I/O接口板为T2,通过C2与控制面板板连接T2再与PLC连接。
参考以上I/O接口板的介绍对应下图与控制面板的连接。
电缆C2导线
控制面板按钮接线端
T2接线端
挂板各器件端
C2-1
开始灯-1
T2-1
PLC-Y10
C2-2
复位灯-1
T2-2
PLC-Y11
C2-3
T2-3
C2-4
T2-4
C2-5
T2-5
C2-6
T2-6
C2-7
上电灯-1
T2-7
上电继电器KM0-6脚
C2-8
C2-19
T2-8
PLC-Y16
C2-13
开始按钮-1
T2-13
PLC-X10
C2-14
复位按钮-1
T2-14
PLC-X11
C2-15
特殊按钮-1
T2-15
PLC-X12
C2-16
手/自按钮-1
T2-16
PLC-X13
C2-17
单/联按钮-1
T2-17
PLC-X14
C2-18
停止按钮-1
T2-18
PLC-X15
C2-19
上电-2急停-2
T2-19
上电继电器KM0-5脚
C2-20
急停按钮-1
T2-20
上电继电器KM0-14脚
C2-9/10/21/22
L1\L2\L7共端
T2-24V
24V（电源接线端子）
C2-11/12/23/24
S1-S6共端/S7-1
T2-0V
0V（电源接线端子）
控制面板接线图
1.4挂板：
A．挂板布局图：
B．挂板急停电路图：
（含CCINK模块连接）
1.5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
M8002
M0
X16=1
M1Y11=1（复位灯闪）
X11=1
M2Y1/2/4=1，Y6=0（复位）
X1=1&X3=1&X5=1
M3Y10=1（开始灯闪）
X10=1
M4向5站发信，等5站信号
X12=1
M5Y1=1（回转缸摆出），向5站发工件信息
X0=1
M6Y6=1（推料缸出）
X6=1
M7Y0=1（回转缸摆回）
X1=1
M8Y5=1（真空吸盘吸气）,T0=1s
T0=1
M9Y1=1（回转缸摆出）
X0=1
M10Y4=1（真空吸盘停吸）,T1=1s
T1=1
M11Y0=1（回转缸摆回），料仓缸换位
X1=1&[（Y2=1&X3=1）or（Y3=1&X2=1）]
M12返回M4
1.6PLC程序
1.7触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表
A.进入画面和时间（如下图所示）
B.监视状态监控画面（如下图所示）
2）
输入部分
X10
开始
X11
复位
X12
特殊功能按钮
X13
自动/手动
X14
单站/联网
X15
停止
输出部分
Y10
开始灯
Y11
复位灯
Y16
上电
Y17
急停
C.手动状态（如下图所示）
ST4
输入部分
X20
摆缸出按钮
X21
摆缸回按钮
X22
仓缸换位按钮
X25
推缸出按钮
X24
推缸回按钮
X25
吸气按钮
X26
停吸按钮
输出部分
Y0
1Y1
回转缸回
Y1
1Y2
回转缸出
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
手动控制画面相关元件地址列表
D.报警状态监控画面（如下图所示）
第二章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：
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4：
摆缸没有到位传感器提前响应
解决方法：
调整传感器位置
问题5：
摆缸动作过快
解决方法：
调节气缸压力阀的压力
问题6：
仓缸换位不正确（连续两次换位）
解决方法：
换位程序应该加自锁
问题7：
触摸屏的手动控制不能实现
解决方法：
换其他组的触摸屏
问题8：
给的元件地址不正确
解决方法：
通过简单程序测验校对
第三章设计的收获和体会
8个周的创新课程已经接近尾声，设计过程很充实，每周五准时到达工业中心经行PLC编程等学习、实践，要感谢很多老师在这段时间的谆谆教诲，同学的配合协作，使得我们这次课程设计能顺利完成。
通过老师的讲解指导使我们熟悉、掌握三菱FX2系列PLC的运用、编程，这为我们以后经行模块化生产系统的的程序编写打下了基础。
通过对气缸的各种动作的控制，使我熟悉、掌握了三菱FX2系列PLC常用的编程命令和语句，有置位、复位、移位等基本命令。
经过分组，我被安排的模块化生产系统的第四站，也就是工件搬运站，由于是做单站的控制，没有前面几站的信号，所以就由面板上的各个按钮来模拟输入的信号。
另外，由于我们这站用到了步进电机，而控制步进电机的指令之前的练习中我们并没有涉及，所以老师又针对我们组的几个同学做了详细讲解，使我们能比较顺利的编写出程序。
在程序的编写、调试中，我们遇到了很多问题，例如：
在利用移位指令时，由于程序比较复杂，何时触发移位有时就会分不清楚，但是经过反复的调试及老师的讲解我顺利解决了这个问题。
接下来，我们又学习了触摸屏及组态王的基本设计及模拟，了解的触摸屏画面的基本制作。
经过两个星期的学习，我收获了很多，不仅是这些技能，还有一种严谨的学习研究态度。
第四章参考文献
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.《三菱FX/Q系列PLC自学手册》陈忠平编人民邮电出版社
4.《三菱PLC基础与系统设计》刘艳梅编机械工业出版社
5.《MPS-威伦触摸屏使用手册》
6.《触摸屏简介》
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