《基于三菱FX2N控制系統(tǒng)的自動(dòng)剝線機(jī)設(shè)計(jì)》9500字（論文）

摘要：隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都產(chǎn)生了巨大的變革，尤其是電力電子行業(yè)。所以人們對(duì)線束的使用也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的剝線一般由人工進(jìn)行，不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且受許多外部因素的制約，因此實(shí)現(xiàn)剝線自動(dòng)化也成為了社會(huì)必然的發(fā)展趨勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的剝線機(jī)的控制系統(tǒng)也不盡相同，一大部分市場(chǎng)的剝線系統(tǒng)采用單片機(jī)的控制核心機(jī)械，由于該機(jī)械系統(tǒng)使用的受抗干擾性較弱、控制精度差等缺點(diǎn)，于是現(xiàn)在一些工業(yè)領(lǐng)域也開(kāi)始考慮采用以PLC為控制中心的效率高、可靠性高、經(jīng)濟(jì)效益好的自動(dòng)剝線機(jī)。關(guān)鍵詞：PLC;西門(mén)子；電氣設(shè)計(jì)；模擬系統(tǒng) 11.1選題的背景 11.2課題的研究意義 31.3.設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)要求 3第二章剝線機(jī)控制系統(tǒng)的總體介紹 52.1.剝線機(jī)控制系統(tǒng)的任務(wù)分析 52.2.剝線機(jī)技術(shù)要求 52.3.剝線機(jī)控制方案設(shè)計(jì) 5第三章剝線機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 73.1.主要硬件需求 73.1.1PLC的選型 73.1.2按鈕的選型 83.1.3指示燈的選型 83.1.4開(kāi)關(guān)電源的選型 83.1.5熔斷器的選型 93.1.6熱繼電器的選型 3.1.7中間繼電器的選型 3.1.8磁傳感器的選型 3.2.系統(tǒng)IO表設(shè)定 3.3.PLC外部接線圖 第四章剝線機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 4.1.PLC程序設(shè)計(jì) 4.2.觸摸屏設(shè)計(jì) 4.2.1.觸摸屏通訊設(shè)置 4.2.2.觸摸屏軟元件設(shè)置 結(jié)論 20參考文獻(xiàn) 23附錄 第一章引言始考慮采用以PLC為控制中心的效率高、可靠性高、經(jīng)濟(jì)效機(jī)系統(tǒng)。在近這些年來(lái)，隨著PLC技術(shù)的不斷地高速發(fā)展，使得剝線機(jī)的技術(shù)序編寫(xiě)和調(diào)試，例如這個(gè)PLC的選型、輸入模塊和輸出模在看了“始于PLC的磨線機(jī)械和剝線機(jī)械的控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”的一篇文章中，作者從PLC控制系統(tǒng)的方面，開(kāi)始研究了PLC技術(shù)在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用。這篇文章中關(guān)于自動(dòng)剝線機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就包括以下部分：(1)大概論述了這PLC究的意義等多個(gè)方面。(2)對(duì)此PLC系統(tǒng)的構(gòu)成部分以及系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面方面對(duì)PLC系統(tǒng)般的研究分析。(3)設(shè)計(jì)出了以PLC為基本控制中心的剝線機(jī)雖然在國(guó)內(nèi)早些年的時(shí)候已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)基于研究所采用的大部分PLC型號(hào)都相比較落后，功能也沒(méi)有現(xiàn)在的PLC更加的完操作也更加簡(jiǎn)便，系統(tǒng)的智能化程度也相對(duì)更高。就比如誕生于美國(guó)的ThomasNet的智能剝線機(jī)。除此之外，還有德國(guó)的Kodera公能的C373剝線機(jī)，更加的實(shí)現(xiàn)了機(jī)械話利于人們的生產(chǎn)。國(guó)外在基于以上的剝?cè)谏鲜兰o(jì)八十年代初，日本的三菱電機(jī)公司便生產(chǎn)出了F系列的小型PLC,然而就在九十年代初，F(xiàn)1系列與F2系列便取代了最初的F系列。后來(lái)為了使三菱PLC的各項(xiàng)功能更加的完善，于是便研發(fā)出了FX2系列。在后來(lái)隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，新型的FXO、FXOs等一系列更是使三菱PLC完成了向小型化和多種類化的轉(zhuǎn)變，能夠同時(shí)滿足用戶的許多不同需求，也推動(dòng)了PLC的多元化。目前，日本三菱PLC的FX系列中共有以下四個(gè)子產(chǎn)品，依次為FX1N、FX1s、等多方面有了顯著的提高。而且FX系列的使用范圍比較廣泛便于操作，使其中的FX2N和FX2Nc系列更是能夠拓展到256個(gè)I/O點(diǎn)，而且它們所具帶的計(jì)算線機(jī)也有多種多樣的控制方法，工廠更需要一種高性能，容性和方便的操作性來(lái)取代人工或者老舊的剝線系統(tǒng)。等一系列完善的功能。也隨著當(dāng)今可編程軟件的快速發(fā)展很大的便利。但僅僅依靠單一的PLC系統(tǒng)控制剝線機(jī)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。這里也將結(jié)合PLC與我們的計(jì)算機(jī)來(lái)一起研究。剝線機(jī)系統(tǒng)也采用現(xiàn)代先進(jìn)的技參照所給的任務(wù)書(shū)，查詢相關(guān)剝線機(jī)的一系列資成對(duì)系統(tǒng)的編程，包括主程序和子程序倆方面。并對(duì)觸摸計(jì)美化，攥寫(xiě)符合要求的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。在設(shè)計(jì)的時(shí)1.根據(jù)剝線機(jī)控制系統(tǒng)的要求，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，選擇合適的元器件。2.根據(jù)系統(tǒng)控制需求，提出剝線機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。3.系統(tǒng)集成，完成設(shè)備整體軟硬件架構(gòu)，進(jìn)行整機(jī)功能調(diào)試與測(cè)試。4.完善和優(yōu)化功能的一系列系統(tǒng)。第二章剝線機(jī)控制系統(tǒng)的總體介紹(1)解析所控的對(duì)象并提出能能控制其的要求方面，明確要求理解對(duì)象所(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所系統(tǒng)的需求，確定好系統(tǒng)所需的輸入的設(shè)備以及輸出的設(shè)(3)依據(jù)所需系統(tǒng)來(lái)確定配置的選型，應(yīng)該了解的PLC型號(hào)、規(guī)格、確定(4)設(shè)計(jì)外圍的控制電路，主電路及控制電路和PLC的I/O接線圖。(5)進(jìn)行PLC的程序設(shè)計(jì)。該研究主要是基于剝線機(jī)的功能，使用PLC了解剝線機(jī)的控制并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制目標(biāo)。它便分為以下兩個(gè)部分：硬件設(shè)計(jì)和軟件系大設(shè)計(jì)，主要是PLC選擇，控制按鈕和傳感控制系統(tǒng)。市場(chǎng)也有很多的剝線機(jī)所控制的自帶系統(tǒng)大部分都是由三部分組成：統(tǒng)裝置所應(yīng)用的數(shù)字控制系統(tǒng)。每個(gè)設(shè)備都有不同的設(shè)備剝線機(jī)控制方案設(shè)計(jì)主要是結(jié)合傳感器的控制PLC系統(tǒng)想要實(shí)現(xiàn)控制的功能，那么一定要將輸入其接收，這樣PLC系統(tǒng)就可以對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理，然后再進(jìn)行面板的美化優(yōu)化設(shè)計(jì)，更能更加的便于人們的用接觸器等一些執(zhí)行器接收對(duì)功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)動(dòng)作反饋。具體PLC控制流程如圖確定IO設(shè)備和分配確定PLC2-3PLC控制流程圖第三章剝線機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1.1PLC的選型典型的小型PLC三菱系列，F(xiàn)X2NPLC的優(yōu)點(diǎn)除了有出接口，并且能夠?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)的通信功能，也能夠滿足系統(tǒng)對(duì)PLC處理器的I/O我們熟悉所了解的三菱的FX2N-32MR控制器可用于編程，該P(yáng)LC具有十分耐獸獸圖3-1-1三菱PLC實(shí)物圖開(kāi)關(guān)按鈕則使用的是正泰品牌的NP4-11BN型號(hào)可帶自動(dòng)鎖的經(jīng)濟(jì)按鈕，常閉的觸點(diǎn)和常開(kāi)的觸點(diǎn)的倆個(gè)，兩個(gè)綠色的帽子的按鍵，則負(fù)責(zé)剝線機(jī)的啟動(dòng)控制按鈕，也有一個(gè)紅色的按鈕，則負(fù)責(zé)剝線機(jī)的停止控制，在此按鈕的基本已經(jīng)指示燈：顏色則分為綠色以及紅色倆個(gè)顏色，其功能分別為報(bào)警或者顯示機(jī)器是否正常的運(yùn)作，選用的原則為接人電路的電壓值。所以本次設(shè)計(jì)選用的為施耐德LED電源指示燈，在此指示燈的選型也基本確認(rèn)。如下圖3-1-3施耐德LED型號(hào)燈參數(shù)信息。額定工作電壓(Ue)額定工作電流(le)連續(xù)工作壽命(h)工作耐壓(KV)防護(hù)等級(jí)開(kāi)關(guān)電源的選型：本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)配料系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)電源的選用為施耐德廠家生產(chǎn)的型號(hào)是為ABL2REM24100H開(kāi)放式的開(kāi)關(guān)電源，也更加符合本次設(shè)計(jì)的使用方便功能。開(kāi)關(guān)電源的選型如下圖3-1-4所示。第9頁(yè)共24頁(yè)電路中所自帶的熔斷保護(hù)器，平時(shí)接觸的倆大類型是陶瓷插式熔斷器和螺旋管式的熔斷器。陶瓷插式的熔斷器被多用于需要靈敏頻繁更換熔體的機(jī)械設(shè)備場(chǎng)合，螺旋管式的熔斷器設(shè)備常用于不易常更換熔斷但又具有熔斷動(dòng)作比較靈敏果斷的機(jī)械設(shè)備和場(chǎng)合。只要熔斷器被用作過(guò)載保護(hù)機(jī)械的時(shí)候，本體的所帶的額定電流應(yīng)等于或略大于所負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的額定的電流。在熔斷器被使用在電動(dòng)機(jī)的主電路作為短路時(shí)候的保護(hù)電路時(shí)，應(yīng)該確定電動(dòng)機(jī)正常能啟動(dòng)的條件。因此作用在單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或者有很多多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)的條件，必須使熔斷器熔體的所帶額定電流為電動(dòng)機(jī)所帶的額定電流大小的1.5-2.5倍。在針對(duì)非同一時(shí)間起動(dòng)的許多臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一組熔斷器的時(shí)候，應(yīng)將其中所有產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)總額定電流，加上不同時(shí)起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的額定電流的和，用來(lái)表達(dá)熔體的產(chǎn)生所有的額定電流，所以在此熔斷器的選擇上基本基于之人人們常用的熔斷器。熔斷器實(shí)物圖如下圖3-1-5所示。第10頁(yè)共24頁(yè)=10ln0=10ln0AA圖3-1-5熔斷器實(shí)物圖熱繼電器根據(jù)結(jié)構(gòu)的型則可分為倆種：兩極式繼電器和三極式的繼電器，三極式的繼電器中又可分為倆種：帶斷相保護(hù)的裝置和不帶斷相保護(hù)的裝置，大部分根據(jù)的是被保護(hù)電動(dòng)機(jī)所的定子接線的情況而做出的選擇。每當(dāng)這電動(dòng)機(jī)的定子繞組接線為三角形的時(shí)候，應(yīng)該長(zhǎng)選用三極式帶斷相的熱繼電器用于保護(hù)。而星形電動(dòng)機(jī)的接法時(shí)，大部分使用不帶斷相的繼電器用于保護(hù)。而經(jīng)常使用電動(dòng)機(jī)使用的星形接法時(shí)都不帶中線，而熱繼電器可以使用兩極式或三極式。如果電動(dòng)機(jī)定于繞組使用星形接法的時(shí)候，熱繼電器必須要選用三極式的繼電器。因此熱繼電器的選型也選擇大部分常用的繼電器。根據(jù)中間繼電器使用的依據(jù)，第一方面是繼電器觸點(diǎn)產(chǎn)生的額定電流必須符合被控電路的需求，第二方面是繼電器觸點(diǎn)的種類和數(shù)目都滿足控制電路的需要求量。第三方面要注意的是檢驗(yàn)繼電器額定電壓和勵(lì)磁線圈額定電壓是否適合，先以設(shè)計(jì)的程序來(lái)選型更加匹配的中間繼電器。第11頁(yè)共24頁(yè)P(yáng)LC的I/O接口的分配，就是對(duì)PLC輸入口、輸出口之間的分配，要對(duì)所使用的表2.3.2PLC的I/O分配表(二)功能說(shuō)明功能說(shuō)明切線原點(diǎn)左輥輪脈沖啟動(dòng)右輥輪脈沖停止切線脈沖急停左輥輪方向左前位右輥輪方向右后位切線方向左后位左輥扭線向前右前位右輥扭線向后第12頁(yè)共24頁(yè)3.3.PLC外部接線圖切割到位解析：驅(qū)動(dòng)器上例如設(shè)1000個(gè)脈沖電機(jī)走一圈，電機(jī)輥?zhàn)拥闹荛L(zhǎng)假如是10cm,減速比假如是1比2,那么相當(dāng)于10000個(gè)脈沖，就走了5cm,假設(shè)一根線20cm,那么PLC就要發(fā)40000個(gè)脈沖，發(fā)完四萬(wàn)個(gè)脈沖，PLC內(nèi)部有個(gè)第13頁(yè)共24頁(yè)第四章剝線機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1.PLC程序設(shè)計(jì)線工位啟動(dòng)后，用D130控制B130開(kāi)始的16位。第14頁(yè)共24頁(yè)左右移動(dòng)，準(zhǔn)備去下一個(gè)切刀的位置，下一個(gè)位置則先將內(nèi)芯線切平。前后伺服則退回，去下一個(gè)剝內(nèi)芯線的切刀，內(nèi)皮。然后再去壓內(nèi)芯線的伺服，將內(nèi)皮剝掉，則系統(tǒng)完成剝線。第15頁(yè)共24頁(yè)3定載莊3定載莊k2(輸出)3#壓線(輔出)后(輸出2(輸出)3*壓線(后(輔出第16頁(yè)共24頁(yè)本設(shè)計(jì)當(dāng)中的使用觸摸屏內(nèi)容主要是基于所應(yīng)用的程序框架來(lái)進(jìn)行搭建的，產(chǎn)量清零0000氣缸延時(shí)自動(dòng)頁(yè)手動(dòng)頁(yè)參數(shù)頁(yè)報(bào)警頁(yè)程序報(bào)警復(fù)位單動(dòng)總產(chǎn)能：當(dāng)前產(chǎn)能： 良品數(shù)：OS-NG數(shù)：開(kāi)關(guān)頁(yè)氣閥開(kāi)0第17頁(yè)共24頁(yè)手動(dòng)1手動(dòng)1手動(dòng)2手動(dòng)3手動(dòng)4手動(dòng)5手動(dòng)65錫爐自動(dòng)頁(yè)手動(dòng)頁(yè)參數(shù)頁(yè)報(bào)警頁(yè)屏蔽開(kāi)關(guān)頁(yè)面安全光柵報(bào)警開(kāi)開(kāi)關(guān)頁(yè)開(kāi)開(kāi)自動(dòng)頁(yè)手動(dòng)頁(yè)參數(shù)頁(yè)報(bào)警頁(yè)開(kāi)關(guān)頁(yè)4.2.1觸摸屏通訊設(shè)置唱連接機(jī)器設(shè)置◎橫向65536色GT2710-VTWD〇縱向口系統(tǒng)設(shè)置GOTIP地址設(shè)置第19頁(yè)共24頁(yè)唱連接機(jī)器設(shè)置GOTIP地址設(shè)置口系統(tǒng)設(shè)置唱連接機(jī)器設(shè)置××第20頁(yè)共24頁(yè)通過(guò)這次的PLC剝線機(jī)練習(xí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我明白了自己在這門(mén)課程的補(bǔ)了自己在學(xué)習(xí)的時(shí)候?qū)LC欠缺的知識(shí)和一些未曾了解的專業(yè)知識(shí)，上我們學(xué)習(xí)的更多則是三菱系列的PLC因?yàn)檫@個(gè)PLC更是基礎(chǔ)和廣泛的應(yīng)用，并對(duì)它的使用方式和工作方式有了更深入的了解?？梢哉f(shuō)PLC是操作系統(tǒng)中高度可靠耐用的PC機(jī)，有靈活的操作。在設(shè)計(jì)時(shí)，我意識(shí)到PLC不僅是編程技首先，它需要深入了解PLC編程語(yǔ)言。然后，根據(jù)程序，再對(duì)其進(jìn)行仿真校正并調(diào)整到預(yù)期水平。最后，根據(jù)結(jié)果寫(xiě)論文。不斷練習(xí)自己的思維能力。第21頁(yè)共24頁(yè)的時(shí)候我碰到了很多的困難當(dāng)自己不知道一些理論的時(shí)候而且很難解決的問(wèn)題識(shí)。老師們也給了我很大的梳理和設(shè)計(jì)方面的支持我十感謝老師們，不僅教了我書(shū)本的知識(shí)也教了我書(shū)本上第22頁(yè)共24頁(yè)結(jié)，我也十分的感到慶幸能夠在學(xué)習(xí)氛圍和育人氛圍如此濃烈的學(xué)校學(xué)習(xí)，以后都會(huì)記住在這里學(xué)習(xí)的過(guò)程。即使有時(shí)候會(huì)覺(jué)得學(xué)習(xí)新知識(shí)有點(diǎn)苦難但我依舊不會(huì)放棄依舊會(huì)努力的朝前奔去。在次感謝我親愛(ài)的老師