金属粉末成型设计PLC.docx

1、金属粉末成型设计PLC毕业设计说明书 题 目：金属粉末成型液压机PLC设计专 业：班 级：姓 名：日 期：金属粉末成型液压机的PLC设计金属粉末成型液压机由主机及控制机构两大部分组成。液压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。本文讨论如何用PLC控制动力机构，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。关键词：主缸、顶出缸、PLC、泵、油缸、液压阀。 目录第一章引言4第二章总体规划5第三章设计参数7第四章输入设备的选择8第五章电气柜的选择9第六章PLC的设计106.1PLC的选择10

2、 6.2现场器件与PLC内部等效继电器地址编号对照表10 6.3工作流程与动作顺序表11 6.4PLC程序的设计12 6.5指令程序16第七章PLC通信181通信协议.182利用VB的MSComm控件编程实现PC与PLC通信. 19第八章结论 22参考文献23第一章 引言金属粉末成型液压机，主要适用以结构件为主的粉末冶金，机械零件的生产，此液压机有独立的液压和电器系统，具有浮动压制，使制品成型密度得到有效控制，保护性脱模和一般性脱模两种脱模方式可供选择，电气控制采用PLC可编程控制器，液压系统采用先进的插装集成阀，保证液压机连续，频繁的稳定工作。配有油液冷却装置。采用按钮集中控制，同时装有机械

3、限位装置，从而保证制品的一致性。由于继电器接触器控制是采用固定接线的硬件实现逻辑。如果生产任务或生产工艺发生变化，就必须重新设计，改变硬件结构，这样造成时间和资金的浪费。另外，大型控制系统用继电器接触控制，使用继电器数量多，控制系统体积大，耗电多，且继电器触点为机械触点，工作频率低，在频繁动作情况下寿命较短，造成系统故障，系统的可靠性差。而PLC控制能改善继电器控制器上述的不足,PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和网络通信技术.PLC以其可靠性高、灵活性强、使用方便的优势，迅速占领了工业控制领域。从运动控制到过程控制，PLC可靠性高，抗干扰能力强,通

4、用性强，控制程序可变，使用方便,功能强，适应面广,编程简单，容易掌握;体积小、重量轻、功耗低、维护方便,减少了控制系统的设计及施工的工作量等特点,所以设计时我们采用PLC能集中且较方便地控制.第二章 总体规划金属粉末成型液压机主要有两大系统组成：一、液压系统；二、电气系统。液压系统由泵、阀、油缸、油箱和管路等组成，借助于电气系统的控制，可驱动滑块及顶出缸活塞完成点动和半自动循环等规定的工艺动作。本设计主要是电气系统的设计，任务是按照液压系统规定的动作图表驱动电机、选择规定的工作方式，使有关电磁铁在PLC以完成点动和半自动循环指定的工艺动作。先启动电机，按下SB6，X005置1，辅助继电器M12

5、得电驱动液压阀YA1、YA2、YA6、YA9动作，滑块回程，放手手动作即停。打开光电保护，按下SB5，X004置1，辅助继电器M11得电驱动液压阀压YA1、YA4、YA5动作，滑块慢下，放手动作则停止。同理，按下SB7，辅助继电器M13得电驱动液压阀YA1、YA8、YA11动作，顶缸顶出，放手动作即停止。按下SB8，辅助继电器M14得电驱动液压阀YA1、YA7动作，顶缸退回，放手动作即停止。电气系统PLC框图液压系统原理图第三章设计参数1、公称力3150kN2、液体最大工作压力25MPa3、回程力 630kN4、滑块最大行程800mm5、最大顶出力1000kN6、最大拉下力630kN7、最大顶

6、出行程250mm8、滑块距工作台面最大距离 1250mm9、滑块运行速度空载下行 80mm/s 工作 16mm/s 回程 40mm/s10、工作台面有效面积（左右X前后）1250mmX1200mm11、电动机功率 22kW第四章 输入设备的选择交流接触器KM1、KM2、KM3选用型号CJ10-100，规格380V、100A。空气开关QS选用型号DZ10-100。选择开关SA2、SA3、SA4选用LAS1-AY-11。手动开关SB4SB10选用型号LA42XL2F。按钮SA1选用型号LA42Y-01/R。按钮SB1选用型号LA42J-01/R。接近开关SQ1SQ6选用型号LXJ8-32。中间继电

7、器KA1KA12选用型号DZL-200，规格：直流24V。时间继电器KT1、KT2选用型号DS-24，规格：直流24V。压力继电器SP选用型号PDLH-L1。热继电器FR1选用型号SZ-ZM4E，规格：交流380V，22KW。断路器FU1选用型号DZX19-100。断路器FU2、FU3、FU5选用型号C45N-3。断路器FU4选用型号C45N-1。断路器FU6选用型号DZ5-10。变压器TC选用型号BK50-380。整流变压器TR选用型号BZK-10A。指示灯HL20、HL21选用型号XD9-24。指示灯HL1HL12选用型号DH10-4。第五章电气柜的设计（1）电气柜的基本结构采用薄钢板与角

8、钢焊接组合而成，柜前有门维护方便。（2）根据里面电器的尺寸设计电气柜的外形尺寸为长600mm,宽400mm,高1200mm.（3）柜顶四角装有掉换，便与起吊和装运以及电气柜安装后位置的调整。（4）在柜体上下两端均有不同的散热槽孔，当柜内元件发热后，热量上升，通过上槽孔排出，而冷风不断地从下端槽孔补充进柜使柜内自下而上形成一个自然风道，达到散热的目的。（5）柜内线槽把柜内电器设备分六个区域。第一区域安装PLC；第二区域安装中间继电器和延时继电器。第三区域安装热继电器和空气开关；第四区域安装交流接触器；第五区域安装变压器和整流器；第六区域安装接线板。（6）柜门用活动铰链连接，安装、拆卸方便。（7）

9、柜体表面漆选用聚脂桔形烘漆，附着力强，质感好。整柜呈亚光色调。避免了眩目效应。给工作人员创造了比较舒适的视觉环境。第六章PLC设计1PLC的选择PLC控制系统输入信号有20个，均为开关量，其中手动开关有两个，选择开关有3个延时，开关有2个，接近开关有7个，压力辅助1个。PLC控制系统的输出信号有14个，其中12驱动中间继电器KA1KA10，2个驱动延时继电器。根据输入和输出信号个数，PLC可选三菱FX1N-40MR-001，其输入点数有24，输出点数有16，满足要求而且留有一定裕量。2现场器件与PLC内部等效继电器地址编号对照表输入信号名称功能I/O编号SA2点动/半点动X0SA3脱模方式X1

10、SA4压制方式X2SB4静止X3SB5慢下X4SB6回程X5SB7顶出X6SB8退回X7SB9工作一X10SB10工作二X11KT1保压延时X12KT2取胚延时X13SP1主缸压力X14SQ1滑块下限X15SQ2滑块快转慢X16SQ3滑块浮动X17SQ4滑块下限X20SQ5顶缸上限X21SQ6顶缸下限X22光电保护X23输出信号名称功能I/O编号KA1Y0KA2Y1KA3Y2KA4Y3KA5Y4KA6Y5KA7Y6KA8Y7KA9Y10KA10Y11KA11Y12KA12Y13KT1Y14KT2Y156.3工作流程与动作顺序表工作方式序号动作名称液压阀（YA）123456789101112点动

11、1滑块快下+2滑块回程+3顶缸顶出+4顶缸退回+半浮动A1滑块快下+2滑块慢下预压+3浮动压制+4保温+5泄压+6滑块回程+7顶缸退回8手动取胚+9顶缸顶出10手动加料11转下一循环B1滑块快下+2滑块慢下预压+3浮动压制+4保压5泄压+6滑块回程+7顶缸退回+8手动取胚9顶缸顶出10手动加料11转下一循环慢向C1滑块快下+2滑块慢下压制+3保温4泄压+5滑块回程+6顶缸顶出+7手动取胚8顶缸退回+9手动加料10转下一循环D1滑块快下+2滑块慢下压制+3保温4泄压+5滑块回程+6顶缸顶出+7手动取胚8顶缸退回+9手动加料10转一下循环其它1静止2紧急回程+3紧急停止4PLC程序的设计先按下SB

12、2启动电机，把选择开关SA2旋转到“调整”位置按压相应的按扭可得相应的点动动作。按下SB6，X005置1，辅助继电器M12得电驱动液压阀YA1、YA2、YA6、YA9动作，滑块回程，放手手动作即停。打开光电保护，按下SB5，X004置1，辅助继电器M11得电驱动液压阀压YA1、YA4、YA5动作，滑块慢下，放手动作则停止。同理，按下SB7，辅助继电器M13得电驱动液压阀YA1、YA8、YA11动作，顶缸顶出，放手动作即停止。按下SB8，辅助继电器M14得电驱动液压阀YA1、YA7动作，顶缸退回，放手动作即停止。若要完成半自动浮动压制中的一般脱模方式，当电机启动后，点动调整，把滑块调到上限位SQ

13、1和顶缸调到上限位SQ5作为初始状态位置。在此过程中状态器S0S26全部复位。把选择开关SA2旋转到“工作”位置，准备工作就绪。把选择开关SA4旋转到“浮动”一侧，把选择开关SA3转到“一般”一侧。初始脉冲M8000驱动，置位S0后置位S10，复位S0。按压双手按扭，辅助继电器M31得电驱动液压阀YA1、YA3、YA5动作，滑块快速下行。当滑块快速下行到SQ2位接近开关得电X016置1，置位S11，复位S10，辅助继电器M32得电驱动液压阀YA1、YA4、YA5动作，滑块慢行预压。滑块下行到SQ3，置位S12，复位S11，辅助继电器M33得电驱动液压阀YA1、YA5、YA10和YA12动作，进

14、行浮动压制。当主缸压力达到极值或滑块到达下限位SQ4后，置位S13复位S12。延时继电器得电保压延时，时间到置位S14复位S13，辅助继电器M34得电驱动液压阀YA2、YA9动作泄压，同时延时继电器T2得电延时，时间到置位S15复位S14，后置位S16复位S15，辅助继电器M35得电驱动液压阀YA1、毕业设计说明书21YA6、YA9动作滑块回程。当滑块达上限位SQ1后，置位S17复位S16，辅助继电器M36得电驱动液压阀YA1、YA7动作顶缸退回。顶缸达下限位SQ6后，置位S20复位S17，Y015得电驱动延时继电器KT2得电手动取坯延时，时间到或是按压双手1和双手2置位S21复位S20后置位

15、S22再复位S21，辅助继电器M39得电驱动液压阀YA1、YA8、YA11动作顶缸顶出，顶缸达上限位SQ5后置位S24复位S22，手动加料转到下一循环。若要完成半自动浮动压制中的保护脱模方式，当电机启动后点动调整，把滑块调到上限位SQ1和把顶缸调到下限位SQ5作为初始状态位置。在此过程中状态器S0S26全部复位。把选择开关SA2旋转到“工作”位置，准备工作就绪。把选择开关SA4旋转到“浮动”一侧，把选择开关SA3转到“保护”一侧。初始脉冲M8000驱动，置位S0后置位S10，复位S0。按压双手按扭，辅助继电器M31得电驱动液压阀YA1、YA3、YA5动作，滑块快速下行。当滑块快速下行到SQ2位

16、接近开关得电X016置1，置位S11，复位S10，辅助继电器M32得电驱动液压阀YA1、YA4、YA5动作，滑块慢行压制。滑块下行到SQ3，置位S12，复位S11，辅助继电器M33得电驱动液压阀YA1、YA5、YA10和YA12动作，进行浮动压制。当主缸压力达到极值或滑块到达下限位SQ4后，置位S13复位S12。延时继电器得电保压延时，时间到置位S14复位S13，辅助继电器M34得电驱动液压阀YA2、YA9动作泄压，同时延时继电器T2得电延时，时间到置位S15复位S14，后置位S17复位S15，辅助继电器M36得电驱动液压阀YA1、YA7动作顶缸退回。当顶缸退回达下限位SQ6后，置位S16复位

17、S17，辅助继电器M35得电驱动液压阀YA1、YA6、YA9动作滑块回程。滑块上行达上限位SQ1后，置位S20复位S16，Y015得电驱动延时继电器KT2得电手动取坯延时，时间到或是按压双手1和双手2置位S21复位S20后置位S22在复位S21，辅助继电器M39得电驱动液压阀YA1、YA8、YA11动作顶缸顶出，顶缸达上限位SQ5后置位S24复位S22，手动加料转到下一循环。若要完成半自动单向压制中的保护脱模方式，当电机启动后，点动调整，把滑块调到上限位SQ1和顶缸调到下限位SQ6作为初始状态位置。在此过程中状态器S0S26全部复位。把选择开关SA2旋转到“工作”位置，准备工作就绪。把选择开关

18、SA4旋转到“单向”一侧，把选择开关SA3转到“保护”一侧。初始脉冲M8000驱动，置位S0后置位S10，复位S0。按压双手按扭，辅助继电器M31得电驱动液压阀YA1、YA3、YA5动作，滑块快速下行。当滑块快速下行到SQ2位接近开关得电X016置1，置位S11，复位S10，辅助继电器M32得电驱动液压阀YA1、YA4、YA5动作，滑块慢行压制。当主缸压力达到极值或滑块达下限位SQ4后，置位S13复位S11。延时继电器得电保压延时，时间到置位S14复位S13，辅助继电器M34得电驱动液压阀YA2、YA9动作泄压，同时延时继电器T2得电延时，时间到置位S15复位S14，后置位S25复位S15，辅

19、助继电器M41得电驱动液压阀YA1、YA8、YA9、YA10动作顶缸顶出，顶缸到达上限位SQ5后置位S26复位S25，辅助继电器M42得电驱动液压阀YA1、YA6、YA9动作滑块回程，滑块到达上限SQ1后置位S20复位S26，Y015得电驱动延时继电器KT2得电手动取坯延时，时间到或是按压双手1和双手2置位S21复位S20后置位S23复位S21，辅助继电器M40得电驱动液压阀YA1、YA7动作顶缸退回。顶缸达下限SQ6后，置位S24复位S23，手动加料转到下一循环。5指令程序步序指令说明1LD XI0002AND M123OR X0054ANI X0155ANI M116ANI M317ANI

20、 M328OUT M12滑块回程9OUT T3 K1012LDI X00013ANI X00314AND X02315ANI M1216MC N0 M1019LD X00420ANI X02021ANI X01422ANI M1223OUT M11滑块慢下24LD X00625ANI X01226ANI M14顶缸顶出27OUT M1328LD X00729ANI X02230ANI M1331OUT M14顶缸退回32MCR N034LD M800035OUT TO K5第七章 PLC通信1通信协议PC中必须依据所连接PLC的通信规程来编写通信协议，所以我们先要熟悉FX系列PLC的通信协议。

21、1）数据格式FX系列PLC采用异步格式，由1位起始位、7位数据位、1位偶校验位及1位停止位组成，比特率为9600 bps，字符为ASC码。2）通信命令FX系列PLC有4条通信命令，分别是读命令、写命令、强制通命令、强制断命令。3）通信控制字符FX系列PLC采用面向字符的传输规程，用到5个通信控制字符，如表7-3所示。FX系列PLC通信控制字符表控制字符ASC码功能说明ENQ05HPC发出请求ACK06HPLC对ENQ的确认回答NAK15HPLC对ENQ的否认回答STX02H信息帧开始标志ETX03H信息帧结束标志注：当PLC对计算机发来的ENQ不理解时，用NAK回答。4）报文格式计算机向PLC发送的报文格式如下：STXCMD数据段ETXSUMHSUML其中，STX为开始标志：02H；ETX为结束标