機(jī)電控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)第三站說(shuō)明書(shū)

1、J I A N G S U U N I V E R S I T Y 機(jī)電控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)模塊化生產(chǎn)教學(xué)系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) （MPS系統(tǒng)第三站加工站） 學(xué)院名稱： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械（卓越） 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 毛衛(wèi)平 2017年 6 月40目錄一、 加工工件信息和本站加工任務(wù)3二、MPS 系統(tǒng)第三站控制結(jié)構(gòu)4三、電氣特性指標(biāo)6四、電氣回路連接介紹71、氣動(dòng)回路圖72、電氣線路圖83、桌面I/O接口板地址表94、控制面板95、上電電路圖10五、EB觸摸屏控制111、控制界面截圖及個(gè)界面按鈕地址112、畫(huà)面調(diào)試和運(yùn)行13六、組態(tài)王控制界面141、組態(tài)王控制畫(huà)面及說(shuō)

2、明142、運(yùn)行系統(tǒng)界面圖片及地址143、相互通訊和控制15七、單站程序控制流程圖16八、MPS系統(tǒng)的兩站聯(lián)網(wǎng)PLC控制設(shè)計(jì)（第3站和第5站）171、PLC和PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信的過(guò)程172、通訊地址表173、聯(lián)網(wǎng)流程圖18聯(lián)網(wǎng)程序梯形圖見(jiàn)附錄18九、調(diào)試過(guò)程中遇到的難題和解決方法19十、課程設(shè)計(jì)體會(huì)及小結(jié)21十一、參考資料22十二、附錄231、第三站加工站單站控制梯形圖232、第三站聯(lián)網(wǎng)程序梯形圖261、 加工工件信息和本站加工任務(wù)待加工工件：工件一 工件二本站加工任務(wù)：MPS系統(tǒng)第三站任務(wù)是模擬工件加工，在工件一底部鉆孔，并檢測(cè)工件是否加工完成，是否底部有通孔。二、MPS 系統(tǒng)第三站控制結(jié)構(gòu)由

3、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上有四個(gè)工位，在圓周上均勻分布，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)由直流電機(jī)通過(guò)渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)間接驅(qū)動(dòng)），加工組件（直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的模擬鉆孔裝置，氣缸上下移動(dòng)裝置，磁電開(kāi)關(guān)位置檢測(cè)傳感器），定位組件（定位氣缸和磁電開(kāi)關(guān)位置檢測(cè)傳感器），檢測(cè)組件（檢測(cè)氣缸，磁電開(kāi)關(guān)位置檢測(cè)傳感器），轉(zhuǎn)臺(tái)到位傳感器（電感傳感器），檢測(cè)有無(wú)工件（漫射式光電傳感器），待加工工件，觸摸屏，開(kāi)關(guān)電源，可編程序控制器，按鈕。I/0接口板，通訊接口板，直流電機(jī)，三位五通單電控電磁閥及氣缸組成。主要實(shí)現(xiàn)的功能是用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)將工件在四個(gè)工位間轉(zhuǎn)換，并實(shí)現(xiàn)加工、檢測(cè)工件是否為廢品、并等待被MPS第五站取走工件的功能。 檢測(cè)缸 打孔缸 工

4、件打孔電機(jī) 直流電機(jī) 轉(zhuǎn)盤(pán)工作臺(tái) 電感傳感器 I/O接口板 電纜C1 電磁閥組合控制面板 三菱PLC 掛板 通訊模塊MPS系統(tǒng)第三站組成圖1、轉(zhuǎn)盤(pán)工作臺(tái)：支撐結(jié)構(gòu)，直流電機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速器使工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)（帶4個(gè)沿圓周均勻分布的載工件平臺(tái)）。轉(zhuǎn)盤(pán)下有定位塊當(dāng)電感傳感器檢測(cè)到定位塊轉(zhuǎn)盤(pán)停止。2、打孔裝置：由打孔氣缸、打孔電機(jī)組成。完成工件的鉆孔加工。（打孔氣缸由兩個(gè)磁電開(kāi)關(guān)控制行程位置）3、定位裝置：固定塊和定位氣缸組成。當(dāng)工件到位定位氣缸伸出將工件固定，打孔裝置開(kāi)始加工。（由兩個(gè)磁電開(kāi)關(guān)控制行程位置）4、檢測(cè)裝置：固定塊、支架和檢測(cè)氣缸組成。當(dāng)加工完工件到位時(shí)檢測(cè)氣缸下降檢測(cè)工件加工是否合格。（

5、兩個(gè)磁電開(kāi)關(guān)控制行程位置并用來(lái)判斷工件是否合格）5、I/O接口板：將桌面上的輸入與輸出信號(hào)通過(guò)電纜C1與PLC的I/O相連。6、控制面板：通過(guò)按鈕、旋鈕、開(kāi)關(guān)完成設(shè)備啟動(dòng)、上電、復(fù)位、開(kāi)始、停止、手動(dòng)自動(dòng)、急停等操作。7、通訊模塊：設(shè)置主從站完成多個(gè)PLC之間的信息傳遞。8、觸摸屏：通過(guò)觸摸屏代替控制面板完成多種功能，并添加信息監(jiān)視等功能。三、電氣特性指標(biāo)1、輸入電壓：交流220V/0.8A，50Hz。2、輸出電壓：直流24V/4.5A;(設(shè)備執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電壓)3、工作環(huán)境：0到55工作，-20到70保存。相對(duì)濕度：35-85，禁止腐蝕性，可燃性氣體接觸，防止導(dǎo)電塵埃。4、氣壓工作在0.4-0.6

6、 Mpa之間。四、電氣回路連接介紹1、氣動(dòng)回路圖 加工站2、 電氣線路圖3、桌面I/O接口板地址表圖中名稱對(duì)應(yīng)器件說(shuō)明PLC地址的對(duì)應(yīng)表：輸入部分X0B1光電傳感器X1B2電感傳感器X21B1打孔缸的初始位X31B2打孔缸的下降位X42B1檢測(cè)缸的初始位X52B2檢測(cè)缸的下降位X63B1定位缸的初始位X73B2定位缸的伸出位輸出部分Y0K1轉(zhuǎn)盤(pán)電機(jī)Y1K2打孔電機(jī)Y21Y1定位氣缸Y32Y1檢測(cè)氣缸Y43Y1打孔氣缸4、控制面板各站都可通過(guò)一控制面板來(lái)控制PLC的控制程序使各站按要求進(jìn)行工作，一個(gè)控制面板上有5個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)，二個(gè)選擇開(kāi)關(guān)和一個(gè)急停開(kāi)關(guān)（同時(shí)可用于簡(jiǎn)單PLC實(shí)驗(yàn)中單獨(dú)使用）。各按鈕

7、開(kāi)關(guān)的控制功能定義為：（從左到右另有標(biāo)簽說(shuō)明）l 帶燈按鈕，綠色 開(kāi)始（X10）l 帶燈按鈕，黃色 復(fù)位（X11）l 按鈕，黃色 特殊功能按鈕（X12）l 兩位旋鈕，黑色 自動(dòng)/手動(dòng)（X13）l 兩位旋鈕，黑色 單站/聯(lián)網(wǎng)（X14）l 按鈕，紅色 停止（X15）l 帶燈按鈕，綠色 上電l 急停按鈕，紅色 急停5、上電電路圖五、EB觸摸屏控制1、控制界面截圖及個(gè)界面按鈕地址1）、進(jìn)入界面2） 、自動(dòng)界面按鈕開(kāi)始復(fù)位特殊停止上電急停地址X10X11X12X15Y16Y173） 、手動(dòng)界面按鈕轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊檢測(cè)打孔電機(jī)上電急停地址M300M301M302M303M304Y16Y174） 、時(shí)間設(shè)置

8、界面5） 、快速選擇6） 、報(bào)警界面2、畫(huà)面調(diào)試和運(yùn)行畫(huà)面設(shè)計(jì)好后，選擇文件保存，再選擇工具編譯，沒(méi)有錯(cuò)誤時(shí)，選擇工具離線模擬，檢查畫(huà)面外觀、元件外形及布置是否合理，畫(huà)面切換是否正常。調(diào)試時(shí)，將裝有EB500軟件的PC機(jī)與觸摸屏連接，打開(kāi)畫(huà)面，選擇工具下載(注意組態(tài)軟件EasyManager窗口中通信口設(shè)置和實(shí)際一致)。等待畫(huà)面軟件的下載傳輸完成后，將觸摸屏重新上電就能進(jìn)入開(kāi)機(jī)畫(huà)面。運(yùn)行中觸摸屏主要起設(shè)備的高級(jí)操作面板和顯示器作用。六、組態(tài)王控制界面1、組態(tài)王控制畫(huà)面及說(shuō)明組態(tài)王開(kāi)發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，它具有適應(yīng)

9、性強(qiáng)，開(kāi)放性好，易于擴(kuò)展，經(jīng)濟(jì)，開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層，監(jiān)控層，管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層，對(duì)上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)，組態(tài)開(kāi)發(fā)的重要作用。尤其考慮三個(gè)方面的問(wèn)題：畫(huà)面，數(shù)據(jù)，動(dòng)畫(huà)。通過(guò)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫(huà)面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。而且，它能充分利用windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫(huà)面，并以動(dòng)畫(huà)方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口，實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的

10、組態(tài)方式，數(shù)據(jù)鏈接功能。2、運(yùn)行系統(tǒng)界面圖片及地址按鈕開(kāi)始復(fù)位特殊上電地址X10X11X12Y16按鈕開(kāi)始燈復(fù)位燈急停上電燈地址Y10Y11Y17X163、相互通訊和控制在工程瀏覽器中左側(cè)的大綱項(xiàng)中雙擊“COM1”，彈出設(shè)置串口COM1對(duì)話框，通訊參數(shù)設(shè)置：波特率為9600；奇偶校驗(yàn)為偶校驗(yàn)；數(shù)據(jù)位為7；停止位為1；通訊超時(shí)可設(shè)3000；通訊方式選RS232；其他不選。啟動(dòng)三菱PLC編程軟件（GPPW），選擇菜單“在線傳輸設(shè)置”,在傳輸設(shè)置對(duì)話框中選擇COM1端口, 單擊”確認(rèn)”按鈕。當(dāng)?shù)谝徽旧想姾瓦\(yùn)行后，在組態(tài)王工程管理器，選擇菜單“文件切換到VIEW”，你會(huì)觀察到監(jiān)控畫(huà)面上的“復(fù)位按鈕”和

11、第一站控制板上的“復(fù)位按鈕”同步閃爍。用鼠標(biāo)左鍵單擊監(jiān)控畫(huà)面上的“復(fù)位按鈕”，和直接按第一站控制板的“復(fù)位按鈕”一樣，可將第一站轉(zhuǎn)換到開(kāi)始狀態(tài)，即實(shí)現(xiàn)了組態(tài)王和 PLC控制器的相互通訊和控制。七、單站程序控制流程圖流程圖單站程序梯形圖見(jiàn)附錄八、MPS系統(tǒng)的兩站聯(lián)網(wǎng)PLC控制設(shè)計(jì)（第3站和第5站）MPS系統(tǒng)兩站聯(lián)網(wǎng)PLC程序設(shè)計(jì)（第五站為主站，第三站為從站，第三站發(fā)給第五站工位有無(wú)工件的信號(hào)、工件的顏色信息、工件是否合格的信息，第五站反饋給第三站工件是否取走的信息）PLC與PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信的順序流程圖，通訊軟元件1、 PLC和PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信的過(guò)程聯(lián)網(wǎng)通訊流程圖2、通訊地址表通訊地址功能M1

12、50判斷工件是否合格，為0合格M151判斷有無(wú)工件，為1有工件M152顏色信息，為1深色，為0淺色M170工件是否被取走，為1被取走M(jìn)207判斷是否通訊成功，為1通訊成功M170由主站第五站發(fā)出，用于記錄三站工件是否被取走M(jìn)150、M151、M152、M150由第三站發(fā)出，記錄工件信息。3、 聯(lián)網(wǎng)流程圖聯(lián)網(wǎng)程序梯形圖見(jiàn)附錄九、調(diào)試過(guò)程中遇到的難題和解決方法問(wèn)題一：剛開(kāi)始復(fù)位時(shí)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)總是動(dòng)不了。解決方法：發(fā)現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)線圈指令和SET,RST指令時(shí)需要注意控制的信號(hào)如何分配。問(wèn)題二：在程序中添加多個(gè)移位指令時(shí)剛開(kāi)始總是一直在移位。解決方法：在老師的指導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)要用上升沿或者下降沿脈沖實(shí)現(xiàn)單次的移

13、位，不能用常開(kāi)觸點(diǎn)，同時(shí)注意寄存器的置位復(fù)位，注意寄存器的編號(hào)，多個(gè)移位指令中的移位寄存器之間是不會(huì)沖突的。問(wèn)題三：在主程序中編寫(xiě)手動(dòng)程序的時(shí)候，手動(dòng)程序會(huì)和主程序有沖突。解決方法：改進(jìn)編程，添加多個(gè)約束條件，實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)程序中手動(dòng)和自動(dòng)部分不會(huì)沖突。問(wèn)題四：不能進(jìn)行工步轉(zhuǎn)移或者功能的實(shí)現(xiàn)。解決方法：編程中注意輔助繼電器的編號(hào)，每一個(gè)都有特定的功能，避免重復(fù)。問(wèn)題五：向五站發(fā)送工件是否合格的信息時(shí)，會(huì)發(fā)送錯(cuò)誤信息。解決方法：將加工和氣缸復(fù)位分開(kāi)，當(dāng)檢測(cè)氣缸到位時(shí)在讀取X5的信號(hào)，同時(shí)要注意工件合格信號(hào)的傳遞。問(wèn)題六：威綸觸摸屏打開(kāi)時(shí)出行亂碼。解決方法：指定語(yǔ)言為東方語(yǔ)言，重新下載。問(wèn)題七：程序

14、可以下載進(jìn)PLC，但PLC不工作。解決方法：撥動(dòng)PLC中的一個(gè)開(kāi)關(guān)使PLC在RUN狀態(tài)下。問(wèn)題八：檢測(cè)組件中的磁電開(kāi)關(guān)位置有問(wèn)題，使得檢測(cè)信息不準(zhǔn)確。解決方法：人工干預(yù)。問(wèn)題九：組態(tài)王中監(jiān)視燈的亮滅與實(shí)際情況不符合。解決方法：改編報(bào)警和正常狀態(tài)的顏色。問(wèn)題十：電腦通過(guò)USB無(wú)法與PLC連接解決方法：一是設(shè)備的驅(qū)動(dòng)是否安裝好，二是串口是否選擇正確。問(wèn)題十一：組態(tài)王通訊不成功解決方法：一是檢查PLC參數(shù)是否設(shè)置正確，二是組態(tài)王和梯形圖編程軟件不能同時(shí)工作，需要將GX Developer軟件關(guān)閉。十、課程設(shè)計(jì)體會(huì)及小結(jié)十天的機(jī)電課程設(shè)計(jì)就要結(jié)束，第一天是薛老師給我們講解了任務(wù)安排，介紹了MPS系統(tǒng)的組成，各種元器件的原理和功能，一些指令的講解，同時(shí)給了我們一些參考資料。隨后第二天進(jìn)入正題，開(kāi)始著手進(jìn)行設(shè)備的熟悉，程序的編寫(xiě)練習(xí)，然后根據(jù)安排，進(jìn)行了單站的自動(dòng)程序的編寫(xiě)，手動(dòng)程序的編寫(xiě)，威綸觸摸屏的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，組態(tài)王的學(xué)習(xí)，最后進(jìn)行兩站的通訊聯(lián)網(wǎng)。機(jī)電課設(shè)的課程緊張而又充實(shí)，每天都能學(xué)習(xí)到許多有趣的知識(shí)，然我加深了對(duì)PLC的理解，提高對(duì)工步、線圈指令、移位指令、置位復(fù)位指令、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、上升沿下降沿、指令之間的串聯(lián)并聯(lián)的理解和