plc柔性生产系统伺服加工单元程序设计.docx

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plc柔性生产系统伺服加工单元程序设计

电子信息工程学院

PLC课程设计报告书

设计题目：

柔性生产加工系统伺服加工单元

专业：

自动化

姓名：

颖

班级：

1403

学号：

141100136

指导老师：

摘要

20世纪70年代初出现了微处理器。

人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。

此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。

个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为ProgrammableLogicController（PLC）。

20世纪70年代中末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。

更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。

20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。

世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。

这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。

在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。

这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。

PLC通用性强，使用方便，适用面广，可靠性高，抗干扰能力强。

PLC在工业自动化控制特别是顺序中地位，在可预见的未来，是无法取代的。

小型柔性制造系统：

MicroFlexibleManufacturingSystem，简称：

MicroFMS。

小型柔性制造系统是应用于机电一体化、自动化等相关专业的专业技术职业培训和继续教育的模块化教学培训系统。

小型柔性制造系统可以从基础部分的简单功能及加工顺序，逐步扩展到复杂的集成控制系统。

它具有综合性、模块化及易扩充等特点。

它针对学员不同的技术基础进行培训，具有良好的适用性。

设计报告书目录

一、设计目的.............................................................4

二、设计思路.............................................................4

三、设计过程.............................................................7

四、系统调试及结果.................................................14

五、心得体会.............................................................14

六、参考文献.............................................................15

一、设计目的

1、掌握PLC的基本工作原理、指令的用法。

2、掌握PLC控制系统设计的流程。

3、掌握柔性生产加工系统的硬件知识，接线操作。

4、掌握三菱PLCFX2N及加工系统的通信方法。

5、掌握三菱FX0N-3A的模拟量数据操作。

二、设计思路

1.柔性加工系统：

该系统的各站是安装在带槽的铝平板上（720mm×500mm或720mm×800mm），各站可容易的连接在一起组成一条自动加工生产线。

在MicrFMS系统中各单元按功能组合在一起，围绕在物流平台周围固定牢固，形成柔性生产教学系统。

上海寰益智仪公司提供的MicrFMS系统从三站到十五站型不等，具体系统组成以各学校采购的小型柔性生产教学培训系统的结构及组成单元为准。

下图上海寰益智仪公司研制的MT-MFMS-F1型为例，图以给出了系统中工件从一站到另一站的物流传递过程：

小型柔性制造系统的物流系统一大特色是环形的，当接收到上层控制系统的加工信号后，由立体仓库向系统输出所需的工件，放入AGV小车或传送带物流平台，工件通过物流平台到达各个加工、检测或组装工位进行相应的加工或处理，最后可通过分类工作单元输出工件或将完成加工的工件返回存储到立体仓库模块中当去。

当立体仓库模块无法提供系统所需的工件后，由供料单元及检测单元完成向系统继续供料的任务。

2.工件：

这套自动化柔性生产培训系统同时也提供给客户一套加工工件，这套工件有两种工件，可在系统中重复使用。

（工件见下图）

●工件1

--直径：

Ф32mm

--高度：

22mm

---内孔直径：

Ф24mm

--内孔深度：

10mm

--材料：

塑料、铝合金

--颜色：

黑、白、银色

●工件2

--直径：

Ф22mm

--高度：

10mm

--材料：

塑料

--颜色：

黑、白

3.PLC选择：

选用三菱PLCFX2N-48MR，FX2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。

由于FX2n系列具备如下特点：

最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。

为大量实际应用而开发的特殊功能，开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要----模拟I/O，高速计数器。

定位控制达到16轴，脉冲串输出或为J和K型热电偶或Pt传感器开发了温度模块。

对每一个FX2n主单元可配置总计达8个特殊功能模块。

三、设计过程

IO分配：

气动原理图：

程序设计：

实物图：

四、系统调试及结果

4.1操作过程：

1、MicroFMS系统接通气源，调整好机械位置，并固定牢固。

2、整理工作站上的工件。

3、当系统接通电源后，需先打开“急停”按钮。

4、然后按下“上电”按钮，这时“复位”灯闪动。

5、而后按下“复位”按钮待单元的复位操作完成后，此时“开始”灯闪动。

6、按下“开始”按钮，则该单元就进入系统工作状态了。

7、当出现异常时，按下该站“急停”按钮，该站立刻会停止运行。

8、当排除故障后，按下“上电”按钮，该站可接着从刚才的断点继续运行。

4.2调试成功时现象：

1、按下“开始”按钮后，系统等待传送带上的工件经过；

2、传感器B3检测到工件到位时，横臂右移，并张开夹爪；

3、1秒后夹爪下移；

4、传感器3B2检测到位后，夹爪把工件夹紧；

5、0.5秒后夹爪上移；

6、传感器3B1检测到位后，横臂左移；

7、传感器1B1检测到位后，夹爪下移；

8、传感器3B2检测到位后，夹爪张开；

9、传感器2B1检测到位后，夹爪上移；

10、传感器B1、3B1检测到位后，伺服器驱动转盘转动半圈；

11、11.5秒后工件被夹紧；

12、传感器5B2检测到位后，对工件钻孔；

13、传感器4B1、5B1检测到位后，转盘旋转六分之一圈；

14、4秒后检测工件的钻孔深度；

15、传感器6B1检测到位后，伺服器驱动转盘转到传感器B2正上方；

16、传感器B2检测到位后，夹爪下移；

17、传感器3B2检测到位后，夹爪把工件夹紧；

18、0.5秒后夹爪上移；

19、传感器3B1检测到位后，横臂右移；

20、传感器1B2检测到位后，夹爪下移；

21、传感器3B2检测到位后，夹爪张开；

22、传感器2B1检测到位后，本次加工结束；

23、3.5秒后，系统等待下一个工件被传送带运来。

五、心得体会

通过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于plc设计原理。

有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。

通过这次比较完整的柔性生产加工伺服加工单元设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，也都得到了不同程度的提升。

六、参考文献

[1]张凤珊．电气控制及可编程序控制器．2版[M]．北京:

中国轻工业出版社，2003．

[2]史国生．电气控制及可编程控制器技术[M]．北京:

化学工业出版社，2003．

[3]李道霖．电气控制及PLC原理及应用[M]．北京:

电子工业出版社，2004．