三棱PLC注塑机系统控制.docx

1、三棱PLC注塑机系统控制目录第1章 三菱FX2N系列PLC 11.1 PLC的基本结构 11.2 PLC的工作原理 11.3三菱FX2N系列PLC介绍 2第2章 硬件设计 32.1 PLC的选型 32.2硬件接线图 4第3章 软件设计 53.1 系统设计顺序功能图 53.2 梯形图的设计 6第4章 调试及结果分析 84.1 硬件和软件的调试 84.2 调试结果分析 8结束语 12参考文献 13第1章 三菱FX2N系列PLC1.1 PLC的基本结构1、中央处理单元(CPU):中央处理单元 (CPU)是PLC的控制核心。它按照PLC系统程序赋予的功能：a. 接收并存储从用户程序和数据；b.检查电源

2、、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。 2、存储器: 可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序（用户程序存和数据）的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。 3输入接口电路: 输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实际涉及到的信号当中，开关量最普遍。4输出接口电路：可编程序控制器的输出有：继电器输出(M)、晶体管输出(T)、晶闸管输出(SSR)三种输出形式。5电源: PLC的电源

3、在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。如FX1S额定电压AC100V240V，而电压允许范围在AC85V264V之间。允许瞬时停电在10ms以下，能继续工作。一般小型PLC的电源输出分为两部分：一部分供PLC内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。1.2 PLC的工作原理 PLC则是采用循环扫描的工作方式。一个扫描周期主要可分为两个模式,分别是RNU模式和STOP模式,共五个工作阶段。1 内

4、部处理阶段：内部处理阶段 ，复位WDT（监控定时器），检查硬件、程序存储器，正常则顺序执行用户程序，不正常则转到错误处理程序。2 通信处理阶段：通信处理阶段 ，PLC与别的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。3 输入刷新阶段：在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。4 程序执行阶段：在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相

5、应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。5输出刷新阶段：当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路（输出映像寄存器），并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。第2章 硬件设计2.1 PLC的选型根据设计要求有启动、限位开关SQ1、SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7、SQ7、SQ8九个输入点和电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4、YV5、YV6、YV7、YV8八个输出点考虑15%的备用点则所需输入点数为：9X（1+15%）=10.35 取整数11所

6、需输出点数为：8X（1+15%）=9.2 取整数10所以选择PLC的型号为：FX2n32MRFX2N-32MR-001型PLC的输入技术参数如表2-1所示。表2-1 FX2N-32MR-001的输入技术参数输入电压输入电源输如ON电流输入OFF电源输入阻抗输入隔离输入响应时间X0007X010以内X0007X010 以内X0007X010 以内X0077X010 以内DC24V7mA5mA4.5mA3.5mA1.5mA1.5mA3.3k4.3k光电绝缘060ms可变注：输入端X0X17内有数字滤波器，其响应时间可由程序调整为060ms。FX2N-32MR-001型PLC的输出技术指标如表2-2

7、所示表2-2 FX2N-32MR-001的输出技术指标项目继电器输出晶闸管输出晶体管输出外部电源AC250，DC30V以下AC85240VDC530V最大负载电阻负载2A/1点；8A/4点共享；8A/8点共享0.3A/1点0.8A/4点0.5A/1点0.8A/4点感性负载80VA15VA/AC 100V30VA/AC 200V12W/DC24V灯负载100W30W15W/DC24V2.2硬件接线图热塑料的成型加工的控制主要是通过对PLC进行编程来控制电磁阀而完成热塑料的成型加工的。其硬件的接线主要是将控制开关（启动开关、限位开关）和电磁阀与PLC的输入输出对应接好。启动按钮与PLC的输入点X0

8、连接，原点限位开关SQ1与PLC的输入点X1连接，模子关闭完成限位开关SQ2与PLC的输入点X2连接，射台前进完成限位开关SQ3与PLC的输入点X3连接，加料限位开关SQ4与PLC的输入点X4连接，射台后退完成限位开关SQ5与PLC的输入点X5连接，开模完成限位开关SQ6与PLC的输入点X6连接，顶针前进完成限位开关SQ7与PLC的输入点X7连接，顶针后退完成限位开关SQ8与PLC的X10连接，停止按钮与PLC的输入点X12连接。电磁阀YV1至YV8分别依次与PLC的输出点Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y10连接。其接线图如下图所示：图2-1 硬件接线图第3章 软件设计3.1 系统

9、设计顺序功能图根据设计任务要求注塑模子在原点SQ1动作，按下启动按钮SB，通过YV1、YV3将模子关闭；当限位开关SQ2动作后表示模子关闭完成，同时又YV2、YV8控制射台前进，准备射入热塑料。当限位开关SQ3动作后 表示射台到位，YV3、YV7动作开始注塑。开始注塑后延时10S后YV7、YV8动作进行保压。保压5S后，由YV1、YV7执行预塑。当加料限位开关SQ4动作后，由YV6执行射台的后退。当限位开关SQ5动作射台停止后退，由YV2、YV4执行开模。当限位开关SQ6动作后表示开模完成，由YV3、YV5动作使顶针前进，将塑料件顶出。当顶针限位开关SQ7动作后由YV4、YV5使顶针后退。顶针

10、后退限位开关SQ8动作后热塑料的成型加工结束而画出顺序功能图以及I/O分配表如下：图3-1顺序功能图表3-1 I/O分配表PLC输入点器件 PLC输出点器件 X0启动按钮 Y1 电磁阀YV1 X1安全限位SQ1 Y2 电磁阀YV2 X2闭模完毕SQ2 Y3 电磁阀YV3 X3前进完毕SQ3 Y4 电磁阀YV4 X4加料完毕SQ4 Y5 电磁阀YV5 X5后退完毕SQ5 Y6 电磁阀YV6 X6开模完毕SQ6 Y7 电磁阀YV7 X7顶针前进完毕SQ7 Y10 电磁阀YV8 X10顶针后退完毕SQ103.2 梯形图的设计根据设计要求设计出梯形图如图3-2所示。 (1)PLC上电进入步进S0 (2

11、)X0、X1动作 进入步进S20 (3)YV1、YV3工作闭模开始X2动作进入 S21 (4)YV2、YV8工 作射台前进 X3动作进入 步进S22 (5)YV7、YV3工 作开始注塑 定时器计时 T0动作进入 步进S23 （6）YV2、YV8工作 保压定时器T1 计时时间到T1动作进入不进S24(7) YV1、YV7工作预塑X4动作进入步进S25(8)YV6工作射台后退X6动作进入步进S26(9) YV2、YV4工作开模X6动作进入步进S27（10)YV3、YV5工作顶针前进顶出塑料件X7动作进入步进S28(11)YV4、YV5工作顶针后退X10动作进入不进S29(12)YV4、YV5停止工

12、作注塑完成当原点 有模子时X1动作进入下一循环 13）步进结束（14)程序结束第4章 调试及结果分析4.1 硬件和软件的调试1.硬件调试：接通电源，检查三菱FX2N-32MR可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。 2.软件调试：按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器ROM中，（在下载时确保实验箱的电源是打开的和PLC的状态是在STOP档）再进行下一步的调试。4.2 调试结果分析将硬件正确连接好和程序下载到PLC后就可以进行整体的调试了。当工作人员启动按钮SB（X0闭合）后，注塑机就进入工作状

13、态。一旦有注塑模子在原点限位开关SQ1动作（X1闭合），则电磁阀YV1、YV7工作将模子关闭（Y1、Y7得电）其仿真图如图4-1所示。图4-1闭模模子关闭完成后限位开关SQ2（X2闭合）动作，同时电磁阀YV2、YV10（Y2、Y10得电）工作控制射台的前进，准备射入热塑料。其仿真图如图4-2所示。图4-2射台前进当射台前进到位后限位开关SQ3（X3闭合）动作，电磁阀YV3、YV7（Y3、Y7得电）工作开始注塑，同时时间继电器T0得电开始记时（记时10秒钟）。其仿真图如图4-3所示图4-3注塑当时间继电器T0记时时间到后电磁阀YV7、YV10（Y7、Y10得电）工作进行保压，同时时间继电器T1得

14、电开始记时（记时5秒钟）。当时间继电器T1记说时间到后，电磁阀YV1、YV7（Y1、Y7得电）工作来执行预塑，进行加料。其仿真图如图4-4所示。图4-4保压当加料完成后，限位开关SQ4（X4闭合）动作，电磁阀YV6（Y6得电）工作控制射台的后退。其仿真图如图4-5所示。图4-5射台后退当射台后退完成后限位开关SQ5（X5闭合）动作射台停止后退，同时电磁阀YV2、YV4（Y2、Y4得电）工作执行开模，其仿真图如图4-6所示。图4-6开模当开模完成后限位开关SQ6（X6闭合）电磁阀YV3、YV5（Y3、Y5得电）工作控制顶针前进。其仿真图如图4-7所示。图4-7顶针前进当顶针前进完成后限位开关SQ7（X7闭合）动作，电磁阀YV4、YV5（Y4、Y5得电）工作控制顶针后退。其仿真图如图4-8所示。图4-8顶针后退当顶针后退完毕后限位开关SQ8（X10闭合）动作，动作结束即关闭电磁阀YV4、YV5（Y4、Y5失电）。其仿真图如图4-9所示。图4-9通过以上仿真证实了该设计能够完成达到设计的要求。结束语 在本次设计中，让我很好的加强理论联系实际的结合，从中的学习与研究让我完成了这一份艰难的课程设计，同时与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。在设计过程中总是有很多问题。有时发现