畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PLC系統(tǒng)控制快餐具自動(dòng)定型設(shè)備

1、摘要：本書(shū)介紹了用可編過(guò)程控制器（plc）來(lái)控制快餐具自動(dòng)定型設(shè)備的全過(guò)程、故障檢測(cè)、調(diào)試以及液壓系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)等。關(guān)鍵詞:電磁閥 液壓缸 可編過(guò)程控制器（plc） 中間繼電器abstract:the programmable logic controller(plc) that this book introduced to use fast controls the whole process to have the automatic alredy set equipments,break down the examination,the tries to try and the liq

2、uid press the systems basic construction etc.keywords: electromagnetism valve, the liquid presses the urn, programmable logic controller, in the center after the electric appliances目 錄摘要1目錄2前言4概述5第一章 總體設(shè)計(jì)方案6第一節(jié) 設(shè)計(jì)方案6第二節(jié) 所用材料介紹7第三節(jié) 操作面板設(shè)計(jì)9第四節(jié) i/o口分配列表11第二章 詳細(xì)設(shè)計(jì)12第2.1節(jié) 原料箱12第2.2節(jié) 成品箱15第2.3節(jié) 一號(hào)機(jī)械手（左）18

3、第2.4節(jié) 二號(hào)機(jī)械手（右）21第2.5節(jié) 模具壓頭24第2.6節(jié) 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)26第2.7節(jié) 主程序設(shè)計(jì)29第2.8節(jié) 故障處理33第2.9節(jié) 顯示輸出35第2.10節(jié) 電路設(shè)計(jì)36第三章 系統(tǒng)調(diào)試37第3.1節(jié) 主要計(jì)數(shù)器/定時(shí)器使用列表37第3.2節(jié) 參考備用程序38第3.3節(jié) 調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題及解決的方案39設(shè)計(jì)總結(jié)40參考文獻(xiàn)41致謝42附錄1 故障查詢表43附錄2 組件清單44前 言1、本書(shū)講述了用plc系統(tǒng)控制快餐具自動(dòng)定型設(shè)備的全過(guò)程。2、在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量貼近工程實(shí)踐。采用led數(shù)碼管顯示產(chǎn)品數(shù)量和故障編號(hào)，簡(jiǎn)化了以往以編碼指示燈來(lái)顯示故障的設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)了良好的人機(jī)交互性。在器

4、件的選用上，在滿足基本系統(tǒng)功能的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了許多特殊功能，如顯示信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的輸出,另外在設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少plc的i/o口點(diǎn)數(shù)，在不影響系統(tǒng)功能下能共用一個(gè)操作按鈕的情況下就只使用一個(gè)按鈕,這樣一來(lái)使的本設(shè)計(jì)的操作面板簡(jiǎn)潔明了,同時(shí)本設(shè)計(jì)具有良好的經(jīng)濟(jì)性，提高了廠品性價(jià)比。3、本書(shū)在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能考慮在生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)的問(wèn)題，并采用最適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。同時(shí)本文還編寫(xiě)了故障診斷，和常見(jiàn)的故障處理方法等方面內(nèi)容，切實(shí)做到了實(shí)踐聯(lián)系理論，用理論知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題.4、本書(shū)在設(shè)計(jì)時(shí)還采用了電路原理圖（.sch）設(shè)計(jì)所用的模塊化思想，即把一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)細(xì)分成幾個(gè)小模塊，每個(gè)模塊間有通信通道，通過(guò)各模塊間的

5、連續(xù)從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能。這些在第二章中有詳細(xì)的解說(shuō)。本書(shū)的重點(diǎn)放在第三章，在第三章中按設(shè)計(jì)模塊的不同分為不同小節(jié)，每一節(jié)講述了每個(gè)模塊的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。在第七節(jié)主程序設(shè)計(jì)中，把每個(gè)模塊進(jìn)行聯(lián)系和整體控制，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的目的。概 述快餐具自動(dòng)定型設(shè)備是把已制成的快餐具用原料紙(由植物蛋白制成,由此原料紙制成的快餐具廢棄后能被土壤分解)一張一張自動(dòng)送到壓模機(jī)的模具中進(jìn)行壓制定型(碗盤(pán)盒等形狀),然后,自動(dòng)從壓模具上取出已定型好的快餐具放在成品箱中,成品箱放到規(guī)定的個(gè)數(shù)時(shí)就自動(dòng)推到下一道工序中.因此,自動(dòng)快餐具定型設(shè)備的工序過(guò)程:首先推上裝原料紙的工件箱和接成品快餐具的工件空箱,并且推到工

6、作位,工件箱到位后,機(jī)械手吸盤(pán)從原料箱中取出一張?jiān)霞?送到模具中,同時(shí)機(jī)械手的另一吸盤(pán)從模具中取出成品放到成品箱中,如此反復(fù),當(dāng)加工到每箱規(guī)定工件數(shù)時(shí),就把成型工件箱推到輸送帶上,傳送到下一個(gè)工序,系統(tǒng)重新開(kāi)始推上裝原料箱和成品箱,如此反復(fù)運(yùn)行,當(dāng)按下停止按鈕時(shí),設(shè)備各運(yùn)動(dòng)部分自動(dòng)返回到初始位置,為下一次加工做準(zhǔn)備.本書(shū)中快餐具自動(dòng)定型設(shè)備采用可編過(guò)程控制器(plc)來(lái)進(jìn)行控制,此設(shè)備的主要功能有:1手動(dòng)自動(dòng)上卸原料箱且原料箱工作臺(tái)自動(dòng)上升下降每隔5張?jiān)霞埧勺詣?dòng)定位 2 手動(dòng)自動(dòng)上卸成品箱,成品達(dá)到規(guī)定的數(shù)量后(100張)后自動(dòng)下卸.3 手動(dòng)自動(dòng)控制一號(hào)二號(hào)兩個(gè)機(jī)械手動(dòng)作 4 系統(tǒng)可選擇連

7、續(xù)單周期單步手動(dòng)的工作方式 5含有各種操作維護(hù)和故障診斷 6 產(chǎn)品數(shù)量和故障碼顯示. 第1章 總體設(shè)計(jì)方案第1.1節(jié) 設(shè)計(jì)方案在設(shè)計(jì)中我們預(yù)想系統(tǒng)以這樣的流程運(yùn)行：按“起動(dòng)”按鈕，原料箱夾緊，夾緊后原料箱快速上升，到達(dá)工作位行程開(kāi)關(guān)后停止。同時(shí)成品箱也夾緊，快速上升到工位行程開(kāi)關(guān)后停止，兩者完成后發(fā)出允許信號(hào)（m100、m101）。一號(hào)機(jī)械手從原料箱取原料紙至一號(hào)模具；二號(hào)機(jī)械手從二號(hào)模具上取成品到成品箱。當(dāng)一號(hào)、二號(hào)機(jī)械手都返回到初始位后壓頭下壓。壓頭加熱n秒后抬起至上限位，此時(shí)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)180度，一個(gè)工作周期完成。一號(hào)機(jī)械手吸取原料紙一次就自動(dòng)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)五次后原料箱自動(dòng)上升一格（上升時(shí)間由

8、定時(shí)器設(shè)計(jì)）。二號(hào)機(jī)械手也以同樣的方式降一格。工作中如果一號(hào)機(jī)械手吸取原料紙失敗，則原料箱自動(dòng)上升一格，直到原料箱到達(dá)上限位，系統(tǒng)將自動(dòng)更換原料箱成品箱計(jì)數(shù)滿個(gè)（可調(diào)）后自動(dòng)下降。在這個(gè)工作流程中大家會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，即當(dāng)系統(tǒng)第一次運(yùn)行時(shí)模具上并沒(méi)有成品，而二號(hào)機(jī)械手卻從模具上吸走并不存在的“成品”并計(jì)數(shù)。其次 當(dāng)按下停止按鈕之后，系統(tǒng)停止工作，但此時(shí)模具上還有一個(gè)成品沒(méi)有取下來(lái)并沒(méi)有計(jì)入成品數(shù)量，這就是所謂的“第一次和最后一次問(wèn)題”。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的解決辦法在主程序的設(shè)計(jì)中有詳細(xì)的介紹，詳見(jiàn)第2.7節(jié)。在整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們采用“模塊”的設(shè)計(jì)思想，其思想主要來(lái)源于電子設(shè)計(jì)軟件pro

9、tel中的原理圖繪制方法：在繪制一個(gè)復(fù)雜電路圖時(shí)，我們常常把整個(gè)電路分為許多不同功能的部分，每個(gè)部分即一個(gè)模塊，每個(gè)模塊與其它模塊的連接就通過(guò)通信端口來(lái)連接，而各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)是獨(dú)立的，因此可以更全面合理的設(shè)計(jì)每個(gè)模塊，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)良好的性能。在i/o端口的選用上，本著市場(chǎng)實(shí)用和降低成本的原則，盡量減少i/o口的使用數(shù)量，能共享的i/o口就盡量共享。同時(shí)為了便于維修和檢測(cè)，同一模塊中的i/o口應(yīng)盡量以連續(xù)的數(shù)字分配在一起。本系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)是參考機(jī)床電氣控制技術(shù)中的“回轉(zhuǎn)工作臺(tái)”設(shè)計(jì)的，由于精確度要求沒(méi)那么高，所以沒(méi)有采用回轉(zhuǎn)靠緊的方法，而采用臨到位減速的方法，即工作臺(tái)快旋轉(zhuǎn)到180度時(shí)，降

10、低旋轉(zhuǎn)速度，慢慢靠攏。在人機(jī)交互方面，我們采用了led數(shù)碼管來(lái)顯示成品的數(shù)量及故障碼，并且使用具有掉電保持功能的數(shù)據(jù)寄存器d128來(lái)保持成品的數(shù)量。當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí)，屏幕顯示故障碼并發(fā)出警報(bào)（可選）在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中若原料箱（x10）或成品箱（x14）發(fā)生偏移動(dòng)，也將發(fā)生故障警報(bào)，此時(shí)可將原料箱或成品箱擺正，按“清零”按鈕即可繼續(xù)工作。第1.2節(jié) 所用材料介紹一、液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓控制元件主要是用來(lái)控制液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的方向、承載的能力和運(yùn)動(dòng)速度的大小以滿足機(jī)械設(shè)備工作性能的要求。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制線路的電液控制在組合機(jī)床、生產(chǎn)自動(dòng)線、數(shù)控機(jī)床等應(yīng)用越來(lái)越廣泛。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)具

11、有易獲得很大的轉(zhuǎn)矩，運(yùn)動(dòng)傳遞平穩(wěn)、均勻、準(zhǔn)確可靠、控制方便、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。1：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由四個(gè)部分組成：（一）：動(dòng)力裝置（液壓泵）（二）：執(zhí)行機(jī)構(gòu)（液壓缸或液壓馬達(dá)）（三）：控制調(diào)節(jié)裝置（溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等）（四）：輔助裝置（油箱、油管、濾油器、壓力計(jì)） 電磁閥換向閥在機(jī)床液壓系統(tǒng)中用以變液流方向，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)換向，接通或關(guān)斷油路。在電液控制中，常用電磁閥推動(dòng)換向閥來(lái)改變液流方向，電磁換向閥就是利用電磁鐵推動(dòng)滑動(dòng)閥來(lái)改變流動(dòng)方向。圖1.2-1就是電磁換向閥的剖面圖。圖中為二位四通電磁閥結(jié)構(gòu)及符號(hào)圖，它有四個(gè)閥口，閥口o與p均為壓力油口（進(jìn)油口），a、b為工作油口，接液壓缸左、右兩個(gè)腔

12、。圖中所示的位置，是當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)閥芯在彈簧的作用下，被推向左邊的情況，即閥口p與a 通，b與o通。當(dāng)電磁鐵得電時(shí)，閥芯被推向右邊，p與b通，a與o通。即改變了壓力油進(jìn)入液壓缸的方向，實(shí)現(xiàn)了油路的換向。電磁換向閥的種類很多，圖1.2-2為各種換向閥的符號(hào)圖。我們以23d-10b型二位三通電磁閥為例說(shuō)明其符號(hào)的意義。型號(hào)中的23表示二位三通，d表示直流電源，10表示流量為10l/min，b表示板式連接。符號(hào)中方格表示滑閥的位，圖1.2-2中（a）、（b）、（c）三個(gè)圖三個(gè)閥都是兩個(gè)方格表示二位。（d）（e）圖兩閥為三位，箭頭表示閥內(nèi)液流方向，符號(hào)“ ”表示閥內(nèi)通道阻塞。電磁閥有交流電磁閥和直流電

13、磁閥兩種，選用時(shí)以電磁鐵所用電源而定。2：在液壓系統(tǒng)中，除了需要液壓泵供油和液壓執(zhí)行元件來(lái)驅(qū)動(dòng)工作裝置外，還要配備一定數(shù)量的液壓控制閥來(lái)對(duì)液流的流動(dòng)方向、壓力的高低以及流量的大小進(jìn)行預(yù)期的控制，以滿足負(fù)載的工作要求。因此，液壓控制閥是直接影響液壓系統(tǒng)工作過(guò)程和工作特性的重要元件。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)液壓控制閥的基本要求：（1）：動(dòng)作靈敏、使用可靠，工作時(shí)的沖擊和震動(dòng)小，使用壽命長(zhǎng)。（2）：油液通過(guò)液壓時(shí)壓力損失要小，密封性能好，內(nèi)泄漏，無(wú)外泄漏。（3）：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、安裝、維護(hù)、調(diào)整方便，通用性好。3：液壓及氣壓傳動(dòng)在組成控制系統(tǒng)時(shí)，與機(jī)械裝置相比，其主要優(yōu)缺點(diǎn)是操作方便、省力、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)空間的自由度

14、大，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，且能在很大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，傳動(dòng)比可達(dá)100：1至200：1。如與電氣控制相配合，可較方便的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的程序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。此外，液體傳動(dòng)還具有傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)、放映速度快、沖擊小、能高速啟動(dòng)、制動(dòng)和換向；易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)；液體控制元件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度高，有利于縮短機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造周期和降低制造成本。第1.3節(jié) 操作面板設(shè)計(jì)本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了設(shè)計(jì)成本和工廠使用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，本著盡量減少i/o口的原則，對(duì)操作面板進(jìn)行簡(jiǎn)化，因此在手動(dòng)控制方面，并不為實(shí)現(xiàn)每個(gè)細(xì)節(jié)而增設(shè)按鈕，只是為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)故障無(wú)法自動(dòng)運(yùn)行時(shí)而擬用的輔助控制。如控制原料箱，只使用“原上”，“

15、原下”兩個(gè)按鈕，而每個(gè)按鈕能完成很多功能:當(dāng)原料箱夾具未夾緊時(shí),按“原上”按鈕則夾具自動(dòng)夾緊，若繼續(xù)按住按鈕，則原料箱快速上升，當(dāng)上升到工作位時(shí)，則緩慢上升以便于用戶準(zhǔn)確定位；若按住“原下”按鈕則逆著“原上”的流程運(yùn)行，但下降是都是快速下降的。機(jī)械手的控制也有手動(dòng)和自動(dòng)之分，手動(dòng)時(shí)用拔動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)選擇機(jī)械手，然后用對(duì)應(yīng)的6個(gè)按鈕來(lái)控制機(jī)械手執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，如上升、下降、吸取等動(dòng)作。在控制機(jī)械手時(shí)，采用共享按鈕，機(jī)械手的選擇由扳動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)確定。此面板的設(shè)計(jì)有個(gè)重要的特點(diǎn)就是使用led顯示器顯示成品數(shù)量和故障碼。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，顯示的是成品數(shù)量，且當(dāng)顯示數(shù)量與實(shí)際數(shù)量有偏差，可通過(guò)人工調(diào)整顯示數(shù)量，考

16、慮到次品的原因，只設(shè)置了“減數(shù)”和“清零”兩個(gè)按鈕。“清零”按鈕另外還有個(gè)作用就是消除故障顯示，以按住時(shí)間來(lái)區(qū)分，當(dāng)按住時(shí)間小于1.2秒時(shí)作為消除故障功能使用，而當(dāng)超過(guò)1.2秒時(shí)則清除成品數(shù)量，在使用時(shí)要特別注意一下！ 當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)則停止動(dòng)作，顯示器閃爍顯示故障編號(hào)并發(fā)出蜂鳴音（本設(shè)計(jì)未提供，如實(shí)際需要?jiǎng)t只需在消隱輸出（y30）與v+之間接一個(gè)蜂鳴器便可）。故障編號(hào)可查附錄1-故障查詢表。另外考慮到機(jī)器的運(yùn)行狀況都可以用肉眼觀察到，也就不增設(shè)動(dòng)作指示燈，以減少輸出繼電器的使用數(shù)量，電源指示燈整合在“電源”按鈕里，另外也可以通過(guò)顯示器的有無(wú)顯示來(lái)判斷電源?！笆謩?dòng)”、“自動(dòng)”、“單步”、“單

17、周”選擇開(kāi)關(guān)都是相對(duì)于主程序來(lái)說(shuō)的，“單步”、“單周”只對(duì)主程序起作用，主要用于測(cè)試系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。“手動(dòng)”時(shí)，原料箱、成品箱、機(jī)械手可以進(jìn)行人工操作，但當(dāng)“手動(dòng)”轉(zhuǎn)“自動(dòng)”時(shí)系統(tǒng)將對(duì)重要的部件進(jìn)行復(fù)位，有機(jī)械手和工作臺(tái)。但原料箱和成品箱不受復(fù)位影響，但原料箱或成品箱未到達(dá)工作位時(shí)，系統(tǒng)將拒絕運(yùn)行。第1.4節(jié) i/o口分配列表第2章 詳細(xì)設(shè)計(jì)第2.1節(jié) 原料箱原料箱主要由原料箱夾具和原料箱升降臺(tái)組成。它們的工作動(dòng)力為液壓和氣壓。原料箱可選擇手動(dòng)和自動(dòng)。在自動(dòng)狀態(tài)下原料箱位置正確（x10接通），機(jī)器將自動(dòng)夾緊原料箱，夾緊之后（t17定時(shí)），原料箱快速上升到工作位（x12），原料箱停止上升并發(fā)出工作

18、就緒信號(hào)（m100），此時(shí)控制權(quán)轉(zhuǎn)交給主程序，由主程序?qū)ζ浒l(fā)出控制信號(hào)：m110為原料箱上升一格信號(hào)（一格時(shí)間由t16定時(shí)），上一格完成之后發(fā)出完成信號(hào)（m112）；m120為原料下降信號(hào)，此時(shí)原料箱快速下降，原料箱下降到底之后（x11），機(jī)器將自動(dòng)松開(kāi)原料箱，此時(shí)需要人工換裝原料箱，換完之后按“起動(dòng)”按鈕即可正常運(yùn)行。原料箱有兩個(gè)手動(dòng)按鈕“x34”和“x35”。“x34”控制原料箱上升，當(dāng)夾具未夾時(shí)將自動(dòng)夾緊，當(dāng)原料箱未到工作位時(shí)，按“x34”原料箱將快速上升，超過(guò)工作位之后將慢速上升，以便精確定位?！皒35”控制原料箱下降，下降為快速下降，下降到底之后機(jī)器自動(dòng)松開(kāi)原料箱。程序在編寫(xiě)時(shí)，占用

19、i/o資源為y0y3、x10x13。其中：y0為控制初始上升，y1控制下降，y3控制快速運(yùn)動(dòng)，y2控制原料箱夾具。x10為原料箱放置正常信號(hào)，x11、x12、x13分別為升降臺(tái)下限位、工作位、上限位行程開(kāi)關(guān)。在輔助繼電器使用方面，m0、m1、m2用于自動(dòng)控制，其中m2的使用很重要，它不用于步序轉(zhuǎn)換，而用于手動(dòng)和自動(dòng)的結(jié)合。在手動(dòng)時(shí)按“x34”此時(shí)若夾子未夾緊（y2）將自動(dòng)夾緊，而夾緊時(shí)間需要消耗一個(gè)定時(shí)器資源，且y2一接通，若沒(méi)m2，m6將馬上接通，因此程序在編寫(xiě)時(shí)調(diào)用自動(dòng)步序m0，并以x3來(lái)區(qū)分手動(dòng)、自動(dòng)。在工作動(dòng)力方面：氣壓用于控制原料箱夾，因?yàn)闅鈮簞?dòng)力結(jié)構(gòu)有一定的彈性，在夾取物品時(shí)不易造

20、成損壞；而升降臺(tái)運(yùn)行時(shí)采用液壓控制，因?yàn)橐簤嚎刂票阌诰_定位，且不易偏移。但精確定位時(shí)運(yùn)動(dòng)速度較慢，故增加了一個(gè)換向閥yv3用于控制快速運(yùn)動(dòng)，可以充分節(jié)省時(shí)間，提高工作效率。系統(tǒng)分配給原料箱的資源為：x10x13，x34x35,y0y3，m0m9，t16t17以下是原料箱的通信端口使用列表：端口作用信號(hào)類別m111原料箱上升內(nèi)部m110原料箱上升一格輸入m120原料箱下降輸入m100原料箱工作就緒輸出m112原料箱上升一格完成輸出表2.1-1 原料箱通信端口第2.2節(jié) 成品箱成品箱的構(gòu)造基本和原料箱差不多，只是多了一個(gè)推箱裝置，在流水線程序中可自動(dòng)裝、卸成品箱。成品箱的程序編寫(xiě)和機(jī)械硬件也與原

21、料箱大致相同，在這里只介紹它與原料箱的不同之處：首先，成品箱上升到上限位之后才開(kāi)始工作的，因此上限位即為工作位，在成品箱到下限位之后，除了松開(kāi)夾子，還要推原料箱，因此其自動(dòng)工作流程為：成品箱放置正確之后（x14）接通，夾緊成品箱（t21），夾緊之后快速上升，升到上限位（x16）發(fā)出就緒信號(hào)，并轉(zhuǎn)交控制權(quán)。由主過(guò)程控制下降一格或完全下降，完全下降為快速下降并下降到底（x15），松開(kāi)夾子（t19）之后推出成品箱（t20）。程序在編寫(xiě)時(shí)由m17控制松開(kāi)夾子與推成品箱，并確定它們之間的先后順序和時(shí)間延遲。程序使用i/o資源為：x14x16、y20y24。其中x14為成品箱放置正確信號(hào)。x15、x16分

22、別為升降臺(tái)下限位和上限位。y20控制升降臺(tái)上升，y21控制升降臺(tái)下降，y23控制快退，y22控制夾具，y24控制推箱裝置。在機(jī)械零件方面增加了一個(gè)yv7換向閥用于控制推箱裝置，若條件許可，在流水線傳送帶上此裝置可自動(dòng)裝上和下卸成品箱。系統(tǒng)分配給成品箱的資源為：x14x16，x36x37,y20y24，m10m19，t18t21以下是成品箱的通信端口使用列表：端口作用信號(hào)類別m115成品箱上升內(nèi)部m125成品箱下降一格輸入m126成品箱下降輸入m101成品箱工作就緒輸出m127成品箱下降一格完成輸出表2.2-1 成品箱通信端口第2.3節(jié) 一號(hào)機(jī)械手(左)一號(hào)機(jī)械手（左手）的主要構(gòu)件有水平滑桿和其

23、上的液壓缸、動(dòng)力頭，豎直滑桿和其上的液壓缸、動(dòng)力頭，負(fù)壓吸盤(pán)組成。機(jī)械手的移動(dòng)動(dòng)力機(jī)械初次設(shè)計(jì)的是自動(dòng)定位的彈簧液壓缸，可以減少輸出繼電器的數(shù)目，也便于在系統(tǒng)停電時(shí)自動(dòng)復(fù)位。但考慮到手動(dòng)操作的需要和行程開(kāi)關(guān)調(diào)教的需要，使用了雙向液壓缸。其機(jī)械手的基本工作流程是這樣的， 在系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)發(fā)出復(fù)位信號(hào)（m22,m24）使機(jī)械手復(fù)位到初始狀態(tài)。機(jī)械手可在自動(dòng)控制狀態(tài)下由主過(guò)程控制，主程序?qū)ζ浒l(fā)出工作信號(hào)（m130），機(jī)械手收到信號(hào)之后輸出y7，吸盤(pán)下降，到達(dá)下限位之后（x23）吸盤(pán)吸取原料紙，并由壓力開(kāi)關(guān)（x17）判斷是否吸取成功。若不成功，則發(fā)出失敗信號(hào)，由主程序?qū)收线M(jìn)行處理。主程序處理方法為：原料

24、箱上升一格，重新吸取原料紙，若還是失敗，原料箱繼續(xù)上升一格，直至上限位，但原料箱中不能有妨礙吸盤(pán)吸取的異物，否則會(huì)損壞吸盤(pán)及其它零件。原料紙吸取成功之后，吸盤(pán)上移，上移到位之后（x22）向右移動(dòng)到右限位（x21）之后，吸盤(pán)下移，移到模具上方（x23）之后釋放原料紙到模具上，之后上行并回到左初始位。此設(shè)計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)可以自動(dòng)尋找原料紙（當(dāng)原料箱中原紙過(guò)少時(shí)）。程序在編寫(xiě)時(shí)為簡(jiǎn)化程序，采用了共享程序，把下移、上移結(jié)合在一起，用m24來(lái)判斷是左上移還是右上移。程序結(jié)構(gòu)采用仿stl指令，工作流程簡(jiǎn)單明了。手動(dòng)控制有足夠的按鈕，因此程序也較為簡(jiǎn)單。系統(tǒng)分配給一號(hào)機(jī)械手的資源為：x17x23，x40x

25、47,y4y10，m20m39，t22以下是一號(hào)機(jī)械手的通信端口使用列表端口作用信號(hào)類別m130一號(hào)機(jī)械手啟動(dòng)輸入m131一號(hào)機(jī)械手工作完成輸出m135吸取原料紙失敗輸出表2.3-1 一號(hào)機(jī)械手通信端口第2.4節(jié) 二號(hào)機(jī)械手(右)二號(hào)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制程序與一號(hào)機(jī)械手基本相似，請(qǐng)讀者參照一號(hào)機(jī)械手的說(shuō)明進(jìn)行了解，這里不作詳細(xì)介紹。系統(tǒng)分配給二號(hào)機(jī)械手的資源為：x24x27，x41x47,y11y15，m40m59，t23以下是二號(hào)機(jī)械手的通信端口使用列表端口作用信號(hào)類別m140二號(hào)機(jī)械手啟動(dòng)輸入m141二號(hào)機(jī)械手工作完成輸出表2.4-1 二號(hào)機(jī)械手通信端口第2.5節(jié) 模具壓頭模具壓頭主要由

26、模具壓頭、加熱線圈和控制壓頭下行的液壓缸10g組成。 壓頭的工作流程較為簡(jiǎn)單，主程序?qū)ζ浒l(fā)出工作信號(hào)（m150）壓頭下行，下行到位之后（x11）加熱線圈供電加熱使原料紙定型。加熱溫度達(dá)到之后（t24定時(shí)）停止加熱，壓頭上移到初始位置，并發(fā)出工作完成信號(hào)。壓頭的制作比較麻煩，它是將加熱線圈內(nèi)陷在壓頭模具的，加工有一定困難。再者，在程序調(diào)試中最重要的就是調(diào)整加熱時(shí)間，這直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。若實(shí)際中需要還可以在程序中增設(shè)一個(gè)時(shí)間繼電器，用于控制壓頭在加熱線圈后延遲上行。而 程序更改比較簡(jiǎn)單，這里不作介紹。系統(tǒng)分配給模具壓頭的資源為：x30x31，y16y17，m60m69，t24以下是模具壓頭的通

27、信端口使用列表端口作用信號(hào)類別m150模具壓頭啟動(dòng)輸入m151模具壓頭工作完成輸出表2.5-1 模具壓頭通信端口第2.6節(jié) 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的機(jī)械設(shè)計(jì)主要參考了機(jī)床電氣控制技術(shù)第三版（機(jī)械工業(yè)出版社）第47頁(yè)中的“液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)”的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要由旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、離合器、底座和鎖緊裝置組成。離合器的驅(qū)動(dòng)由液壓缸12g提供，可快進(jìn)和慢速移動(dòng)。鎖緊裝置的驅(qū)動(dòng)主要由液壓缸11g組成。在yv14通電時(shí)，工作臺(tái)在自身的中立和液壓缸的復(fù)位彈簧的作用力下鎖緊。當(dāng)yn14接通時(shí)，工作臺(tái)上移放松，此時(shí)工作臺(tái)即可自由旋轉(zhuǎn)。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到定位精度問(wèn)題，增加了一個(gè)臨時(shí)到位行程開(kāi)關(guān)。當(dāng)工作臺(tái)快速旋轉(zhuǎn)到位時(shí)

28、自動(dòng)減慢，以實(shí)現(xiàn)精確定位。定位精度由旋轉(zhuǎn)速度和離合器的精密程度決定，可以通過(guò)調(diào)節(jié)流閥來(lái)調(diào)整速度。工作臺(tái)上以中心為對(duì)稱點(diǎn)放置兩個(gè)模具，兩個(gè)模具的具體位置須與機(jī)械手緊密配合，以保證機(jī)械手吸取順利。另外在設(shè)計(jì)中，原來(lái)控制速度的換向閥yv16是常閉的，但調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)關(guān)斷yv16時(shí)，離合器的復(fù)位很慢，因此yv16為常開(kāi)，使得離合器在關(guān)斷電源的情況下可以快速?gòu)?fù)位。系統(tǒng)分配給旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的資源為：x32x33，y25y27，m70m79，t25以下是旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的通信端口使用列表端口作用信號(hào)類別m160旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)啟動(dòng)輸入m161旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)工作完成輸出表2.3-1 一旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)通信端口第2.7節(jié) 主程序設(shè)計(jì)主程序是

29、整個(gè)系統(tǒng)的核心，它控制著所有通信端口和整個(gè)系統(tǒng)的操作流程，因此它的設(shè)計(jì)是否完善關(guān)系著整個(gè)機(jī)器的性能。主程序的編寫(xiě)采用stl步進(jìn)梯形圖指令。stl指令的自動(dòng)復(fù)位和多線圈輸出功能是它的最大特點(diǎn)，采用stl指令編寫(xiě)的程序簡(jiǎn)單明了，對(duì)于以固定程序運(yùn)行的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是最好的梯形圖語(yǔ)言。系統(tǒng)的基本工作流程為：起動(dòng)時(shí)進(jìn)入s0，系統(tǒng)對(duì)一些重要的部件進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位完畢之后進(jìn)入s1,s1為等待步序，等工作條件滿足之后(m81)進(jìn)入s2，起動(dòng)一號(hào)機(jī)械手工作，若吸取不成功進(jìn)入s4,發(fā)出原料箱上一格信號(hào)，返回到s2，重新啟動(dòng)，若一號(hào)機(jī)械手還是失敗則原料箱上一格，直至升到上限位。如果吸取成功則進(jìn)入s3,進(jìn)行原料紙計(jì)數(shù)，若c0

30、計(jì)數(shù)5張則進(jìn)入s4，原料箱上一格，若c15計(jì)滿表示原料紙盡，則系統(tǒng)進(jìn)入s5,發(fā)出原料箱下降信號(hào)，更換原料箱，完成之后進(jìn)入s15等待下一步。程序的中間是并行指令，兩個(gè)并行指令基本相似，只是用于控制2號(hào)機(jī)械手的，完成之后進(jìn)入s11等待信號(hào).當(dāng)s11和s15同時(shí)滿足時(shí)則進(jìn)入s12起動(dòng)模具壓頭工作，完成之后進(jìn)入s13，起動(dòng)之后工作臺(tái)工作，工作完成之后，判斷是否連續(xù)運(yùn)行或單周運(yùn)行或者停止運(yùn)行。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)為了較少時(shí)間，提高工作效率，采用了一號(hào)、二號(hào)機(jī)械手并行運(yùn)行的方案，即一號(hào)機(jī)械手從原料箱吸取原料紙到模具上的同時(shí)，二號(hào)機(jī)械手從模具上取走成品到成品箱中。當(dāng)在實(shí)際運(yùn)行中有個(gè)重要的問(wèn)題，即“第一次和最后一次問(wèn)

31、題”關(guān)于這個(gè)問(wèn)題在總體方案中已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明，這里只說(shuō)它的解決方案，我們采用m87來(lái)記憶第一次運(yùn)行（在正常情況下，系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行只需按一下”起動(dòng)“按鈕，進(jìn)入s1之后在第一次啟動(dòng)時(shí)它只進(jìn)入s2并不進(jìn)入s6，即只允許一號(hào)機(jī)械手工作，不允許二號(hào)機(jī)械手工作，因?yàn)槎?hào)機(jī)械手工作一次，系統(tǒng)將自動(dòng)在成品數(shù)量上加一。另外我們用m89來(lái)記憶最后一次運(yùn)行，當(dāng)按下停止按鈕，且程序執(zhí)行到末尾時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)入s6，啟動(dòng)二號(hào)機(jī)械手把模具上的最后一個(gè)成品取走。系統(tǒng)還使用英國(guó)議會(huì)議m80來(lái)控制連續(xù)還是單周運(yùn)行，m82控制單步運(yùn)行，單步的控制采用stl指令，特殊繼電器m8041和m8040來(lái)控制，當(dāng)m8041置1時(shí)，允許stl指令轉(zhuǎn)

32、換，而當(dāng)m8040置1時(shí)，禁止轉(zhuǎn)換。因此可以通過(guò)控制m8041和m8040來(lái)實(shí)現(xiàn)單步運(yùn)行。程序的手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換非常重要，它決定著系統(tǒng)的自動(dòng)恢復(fù)能力。本程序在手動(dòng)轉(zhuǎn)自動(dòng)時(shí)將對(duì)一些重要部件初始復(fù)位，而對(duì)于原料箱和成品箱等經(jīng)常要手動(dòng)調(diào)節(jié)的部件，則不進(jìn)行復(fù)位處理。系統(tǒng)分配給主程序的資源為：s0s127，c0c15，c16c31，m80m99，m300m383，m384m511，t26t29，t37t63，d0d127，d128d255以下是主程序的通信端口使用列表：端口作用信號(hào)類別m80連續(xù)內(nèi)部m81就緒內(nèi)部m82單步內(nèi)部m83出錯(cuò)內(nèi)部m86手動(dòng)內(nèi)部m87“起動(dòng)”記憶內(nèi)部m88“停止”記憶內(nèi)部m89停

33、止內(nèi)部m100原料箱工作就緒輸入m112原料箱上升一格完成輸入m101成品箱工作就緒輸入m127成品箱下降一格完成輸入m131一號(hào)機(jī)械手工作完成輸入m135吸取原料紙失敗輸入m141二號(hào)機(jī)械手工作完成輸入m151模具壓頭工作完成輸入m161旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)工作完成輸入m110原料箱上升一格輸出m120原料箱下降輸出m125成品箱下降一格輸出m126成品箱下降輸出m130一號(hào)機(jī)械手啟動(dòng)輸出m140二號(hào)機(jī)械手啟動(dòng)輸出m150模具壓頭啟動(dòng)輸出m160旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)啟動(dòng)輸出表2.7-1 主程序通信端口第2.8節(jié) 故障處理當(dāng)故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行馬上中止，并顯示鼓掌位置。本程序在設(shè)計(jì)時(shí)，采用m83來(lái)記憶故障，用m22

34、0到m236來(lái)記憶故障的詳細(xì)位置。在故障記憶時(shí)，若同時(shí)發(fā)生兩個(gè)故障將會(huì)影響正常顯示，因此在設(shè)計(jì)時(shí)采用故障排隊(duì)方法，當(dāng)一個(gè)故障發(fā)生時(shí)即封鎖其它故障，只有先等第一個(gè)故障清楚之后方能顯示第二個(gè)故障。當(dāng)確定故障排除之后可按“清零“按鈕來(lái)消除警報(bào)。系統(tǒng)分配給故障處理的資源為：t0t15，m220m249第2.9節(jié) 顯示輸出顯示輸出程序主要功能是把成品數(shù)量或故障碼輸出到led顯示，由于使用了很多功能指令，使程序看起來(lái)比較復(fù)雜。程序可分為這幾個(gè)部分幾，消隱、脈沖輸出、時(shí)鐘信號(hào)、時(shí)鐘脈沖和數(shù)據(jù)脈沖輸出，數(shù)據(jù)輸出控制，鎖存信號(hào)和計(jì)數(shù)控制。其中較為復(fù)雜的就是，數(shù)據(jù)輸出控制和計(jì)數(shù)控制。數(shù)據(jù)輸出控制主要功能就是當(dāng)無(wú)故

35、障時(shí)輸出成品數(shù)量，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)（m83），在輸出成品數(shù)量時(shí)采用bcd編碼,在輸出故障碼時(shí)則可用位置編碼（enc0）。計(jì)數(shù)控制則用于實(shí)現(xiàn)成品數(shù)量的減數(shù)和清零功能。系統(tǒng)分配給顯示輸出的資源為：t30t36，m200m219第2.10節(jié) 電路設(shè)計(jì)顯示電路采用靜態(tài)顯示方案由系統(tǒng)移位寄存器m104向譯碼顯示器14513輸出并行信號(hào)，再經(jīng)led數(shù)碼管顯示。plc與顯示電路的接口采用rc濾波器來(lái)消除干擾信號(hào)，plc的輸出繼電器y30-y33按需要選用晶體管輸出型的，以滿足傳輸速度要求。第3章 系統(tǒng)調(diào)試第3.1節(jié) 主要計(jì)數(shù)器/定時(shí)器使用列表器件默認(rèn)設(shè)置作用t161s原料箱上一格時(shí)間t181s成品箱上一個(gè)時(shí)間t

36、242.7s加熱時(shí)間t340.05s時(shí)鐘ont350.07s時(shí)鐘offt360.1s時(shí)鐘延遲c05原料紙計(jì)數(shù)c15成品計(jì)數(shù)c16100成品總計(jì)數(shù)（掉電自保）圖3.1-1第3.2節(jié) 參考備用程序第3.3節(jié) 調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案1、 掉電、停電時(shí)一切不變，復(fù)點(diǎn)時(shí)，機(jī)械手，工作臺(tái)復(fù)位。2、 原料箱紙盡的判斷吸取失敗，原料箱上升一格，直至上升到上限位，開(kāi)始下降。3怎樣把計(jì)數(shù)器中的信息讀取出（不是設(shè)置k），并進(jìn)行控制加減缺陷處理：第一張和最后一張的問(wèn)題本文在設(shè)計(jì)時(shí)存在一個(gè)缺陷：就是系統(tǒng)每一次啟動(dòng)時(shí)，兩機(jī)械手動(dòng)作時(shí)，模具2上設(shè)有成品可取，而系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)數(shù)。在按終止按扭后，模具2上卻有一個(gè)成品未取走。這

37、就是“第一張”和“最后一張”的問(wèn)題。分析主要原因是為了節(jié)省時(shí)間采取兩個(gè)機(jī)械手同時(shí)動(dòng)作而產(chǎn)生的問(wèn)題，如采用軟件方法解決，程序可這樣設(shè)計(jì)：按啟動(dòng)按扭，一號(hào)機(jī)械手動(dòng)作，二號(hào)機(jī)械手不動(dòng)作，完成一個(gè)周期，然后才兩個(gè)機(jī)械手一起動(dòng)作。按停止按扭一號(hào)機(jī)械手停止動(dòng)作，二號(hào)機(jī)械手在動(dòng)作一個(gè)周期，此中方法很簡(jiǎn)單，但系統(tǒng)在單周和同步運(yùn)行時(shí)，將頻繁的按起動(dòng)按扭，系統(tǒng)將一直默認(rèn)為第一次使用，二號(hào)機(jī)械手無(wú)法運(yùn)行，將發(fā)生故障，因此此法不可行。解決的方法是；即機(jī)器第一次使用時(shí)，按“減”按扭，使成品數(shù)量和顯示數(shù)量一致，而每次停機(jī)時(shí)模具2上的成品不必取下而作為下一次開(kāi)機(jī)時(shí)的成品。第4章 設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成了理論課程和畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上對(duì)所學(xué)的知識(shí)的一次綜合性的總結(jié)。是工科學(xué)生完成基礎(chǔ)課程之后，將理論與實(shí)踐有機(jī)聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是為以后走向工作崗位能更好的為社會(huì)服務(wù)打下基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)