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1、1 机电系统综合课程设计模块化生产教学系统的PLC控制系统设计学院名称：专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师姓名：2015 年 5 月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 26 页 - - - - - - - - - 2 目录一.MPS系统的第二站控制设计 3 1. 结构、气动回路图、上电电气图 3 2.PLC的 I/O 分配表， I/O 接线图 5 3.顺序流程图 14 4. 触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表 16 5. 组态王控制界面 17 二
2、.MPS系统的两站联网 PLC控制设计（第 2 站和第 1 站） 19 三. 调试过程中遇到的难题和解决方法 21 四. 课程设计体会及小结 21 五. 参考资料 22 六附录 23 1.1 结构：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 26 页 - - - - - - - - - 3 由机械手、横臂、回转台（由交流伺服电机及涡轮蜗杆减速装置驱动）、电感式传感器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O 接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成将工件从
3、上站搬至下一站。横缸（伸缩缸）夹爪（机械手）回转结构升降缸调理组合 I/O接口板电缆 C1 电磁阀组合控制面板1回转机构：回转平台、减速装置涡轮蜗杆减速器（交流伺服电机驱动）。将驱动结构与机械手臂连接，实现手臂回转。2抓取存放机构：主要由横缸、升降缸、夹爪组成。完成工件的存取操作加入光纤传感作为工件夹取成功与否检测。3I/O 接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与 PLC的 I/O 相连。4控制面板：完成设备启动上电等操作。 （具体在按钮上有标签说明） 。1.2 电气特性指标：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -
4、- 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 26 页 - - - - - - - - - 4 1输入电压：交流220V/0.8A ，50Hz。 2 输出电压：直流24V/4.5A;( 设备执行驱动电压) 3 工作环境： 0 到 55工作， -20到 70保存。相对湿度：35-85，禁止腐蚀性，可燃性气体接触，防止导电尘埃。4气压工作在0.4-0.6 Mpa之间1.3 电气图：1气动回路图：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 26 页 - -
5、- - - - - - - 5 搬运站2.1 桌面 I/O 接口板接线图A输入： （包含外部对应I/O 接口板端口与 PLC 输入的连接） 气动原理图 搬运站夹爪缸伸缩缸升降缸名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 26 页 - - - - - - - - - 6 搬运分类搬运站输入I/O地址表B输出： （包含外部对应I/O 接口板端口与 PLC 输出的连接）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
6、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 26 页 - - - - - - - - - 7 输出I/O地址表搬运分类搬运站驱动器CN1-8(*CA)驱动器CN1-2(cont1)驱动器CN1-21(*CB)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 26 页 - - - - - - - - - 8 注：图中名称对应器件说明PLC 地址的对应表：输入部分X0 1B2 伸缩缸伸出位X1 1B1 伸缩缸缩回位X2 2B1 夹爪有无工件检测X3 3B1
7、 升降缸下降位X4 3B2 升降缸上升位X5 4B1 原点输出部分Y0 *CA 电机脉冲Y1 1Y1 伸出缸缩回Y2 2Y2 伸出缸伸出Y3 2Y1 夹爪松开Y4 2Y2 夹爪夹紧Y5 3Y1 升降缸下降Y6 COUNT1 伺服 ON Y7 *CB 电机方向CI/O 接口板介绍1外形结构图：注：为区分在同一设备中出现的N 个 I/O 接口板在名称T 与 C 后加数字。2电缆接口与接线端子对应连接表：电缆接口 C I/O 接口板 T 接线端C-1 T-1 C-2 T-2 C-3 T-3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -
8、- 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 26 页 - - - - - - - - - 9 C-4 T-4 C-5 T-5 C-6 T-6 C-7 T-7 C-8 T-8 C-13 T-13 C-14 T-14 C-15 T-15 C-16 T-16 C-17 T-17 C-18 T-18 C-19 T-19 C-20 T-20 C-9/10/21/22 T-24V C-11/12/23/24 T-0V 参考上电路图与I/O 接口板介绍可知外部与接口板对应关系。以上图纸如觉不清晰可用CAD 软件打开查看。 （双击图纸即可）DI/O 接口板与 PLC连接桌面上 I/O 接口板
9、为 T1，通过 C1（25电缆线）与 PLC相连。电缆 C1导线接口板 T1 接线端PLC与电源接口C1-1 T1-1 驱动器 CN1-8（*CA）C1-2 T1-2 PLC-Y1 C1-3 T1-3 PLC-Y2 C1-4 T1-4 PLC-Y3 C1-5 T1-5 PLC-Y4 C1-6 T1-6 PLC-Y5 C1-7 T1-7 驱动器 CN1-8（*CA）C1-8 T1-8 驱动器 CN1-8（*CA） C1-13 T1-13 PLC-X0 C1-14 T1-14 PLC-X1 C1-15 T1-15 PLC-X2 C1-16 T1-16 PLC-X3 C1-17 T1-17 PLC-
10、X4 C1-18 T1-18 PLC-X5 C1-19 T1-19 PLC-X6 C1-20 T1-20 PLC-X7 C1-9/10/21/22 T1-24V 24V（电源接线端子）C1-11/12/23/24 T1-0V 0V（电源接线端子）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 26 页 - - - - - - - - - 10 2.2 控制面板各站都可通过一控制面板来控制PLC的控制程序使各站按要求进行工作， 一个控制面板上有 5 个按钮开关，二个选择开关
11、和一个急停开关 （同时可用于简单PLC实验中单独使用）。A各按钮开关的控制功能定义为：（从左到右另有标签说明）带灯按钮，绿色开始（ X10）带灯按钮，黄色复位（ X11）按钮，黄色特殊功能按钮（ X12）两位旋钮，黑色自动/ 手动（X13）两位旋钮，黑色单站/ 联网（X14）按钮，红色停止（ X15）带灯按钮，绿色上电急停按钮，红色急停B控制面板接线图：挂板上 I/O接口板为 T2,通过 C2 与控制面板板连接T2 再与 PLC 连接。参考以上 I/O 接口板的介绍对应下图与控制面板的连接。电缆 C2导线控制面板按钮接线端T2 接线端挂板各器件端C2-1 开始灯 -1 T2-1 PLC-Y10
12、 C2-2 复位灯 -1 T2-2 PLC-Y11 C2-3 T2-3 C2-4 T2-4 C2-5 T2-5 C2-6 T2-6 C2-7 上电灯 -1 T2-7 上电继电器KM0-6脚C2-8 C2-19 T2-8 PLC-Y16 C2-13 开始按钮 -1 T2-13 PLC-X10 C2-14 复位按钮 -1 T2-14 PLC-X11 C2-15 特殊按钮 -1 T2-15 PLC-X12 C2-16 手/ 自按钮 -1 T2-16 PLC-X13 C2-17 单/ 联按钮 -1 T2-17 PLC-X14 C2-18 停止按钮 -1 T2-18 PLC-X15 C2-19 上电-2
13、 急停-2 T2-19 上电继电器KM0-5脚C2-20 急停按钮 -1 T2-20 上电继电器KM0-14脚C2-9/10/21/22 L1L2L7 共端T2-24V 24V（电源接线端子）C2-11/12/23/24 S1-S6共端/S7-1 T2-0V 0V（电源接线端子）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 26 页 - - - - - - - - - 11 开始复位特殊按钮自动/手动通信停止急停主开关控制面板接线图名师资料总结 - - -精品资料欢迎
14、下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 26 页 - - - - - - - - - 12 2.3 挂板： A挂板布局图：熔断器出入线 槽线 槽线 槽线 槽线槽正面通讯板名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 26 页 - - - - - - - - - 13 B挂板急停电路图：（含 CCINK模块连接）CCLINK通讯转接模块DADBDGSLD名师资料总结 - -
15、 -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 26 页 - - - - - - - - - 14 读工件颜色 t7-1s等前站信号或用 X12Y2(伸出）Y5=1 t20-1s( 下降）Y4,T3-1s( 夹爪闭）开始灯闪 Y10X103. 流程介绍：PLC上电， M8002得电置 M0为 1（左移指令开始），等待上电操作（上电后X16为 1）到下步，复位灯亮（提示按复位按钮），按下复位按钮到下步，进行复位操作完成后（用传感器信号等反映完成情况）进入下步，开始灯亮（提示按开始按钮） ，按
16、下开始按钮进入下步， 等前站到位信号到了后进入下步，读上站工件颜色信号 M1/2S ，伸缩缸出，升降缸下降，夹爪闭，升降缸上，伸缩缸回，给到下站所需脉冲数（给上站取走信号） ，电机转（发脉冲）手臂转到下站位，等下站就绪信号，伸缩缸出，升降缸下降，夹爪开，升降缸上升给下站放好信号，伸缩缸回给回原点脉冲，电机转到前站位，返回M5等前站工件到。Y6=1 伺服ON t6-1sY11 闪-复位灯闪Y3,t15-1s( 夹爪开）Y5=0(上升）Y1(缩回）t0-1s 给复位脉冲数Y0输出脉冲 y7=1方向信号逆时针方向等 前 站 到 位信号 M1/2 读 前 站 颜 色信号 M1/2S 名师资料总结 -
17、- -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 26 页 - - - - - - - - - 15 等下站信号或 x12Y5=0(上升）Y1(缩回）t1 给旋转脉冲数给上站取走信号Y0输出脉冲 顺时针t5-2s 后x21为1m106=1Y2(伸出）Y5=1 t20-1s( 下降） 返回M10Y3,T3-1.5S( 夹爪开）Y5=0, 给下站颜色信号 (上升）Y1(缩回）t1 给旋转脉冲数号 , 给后站已放好信号Y0输出脉冲逆时针t5-2s 后x21为1,m106=1给前站取走信号 M2/
18、1 等下站准备就绪信号 M3/2 给后站放好信号 M2/3 给下站颜色信号 M2/3S 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 26 页 - - - - - - - - - 16 4. 触摸屏控制1.各按钮地址开始（ X10）复位（ X11）特殊功能按钮（ X12）自动/ 手动（ X13 ）单站/ 联网（ X14 ）停止（ X15）上电（ Y16）急停(Y17) 2. 控制界面截图 1 ）进入画面名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -
19、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 26 页 - - - - - - - - - 17 2) 选择画面 3 ）运行状态监控画面5. 组态王控制界面1.组态王控制画面及说明组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 26 页 - - - - - - - - - 18 具有适应性强，开放
20、性好，易于扩展，经济，开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层，监控层，管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层， 对上连接管理层， 它不但实现对现场的实时监控与控制， 且在自动控制系统中完成上传下达，组态开发的重要作用。尤其考虑三个方面的问题：画面，数据，动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析， 采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用 windows 的图形编辑功能， 方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口，实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。 它还具有丰富的设备驱动程序和
21、灵活的组态方式，数据链接功能。2.各按钮地址开始（ X10）复位（ X11）特殊功能按钮（ X12）自动/ 手动（ X13 ）单站/ 联网（ X14 ）停止（ X15）上电（ Y16）急停(Y17) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 26 页 - - - - - - - - - 19 3 运行系统界面图片二 MPS 系统的两站联网PLC控制设计（第 2 站和第 1 站）2.1 PLC 和 PLC 之间联网通信的顺序流程图（1）联网通讯流程图Y6=1 伺服O
22、N t6-1sY11 闪-复位灯闪Y3,t15-1s( 夹爪开）Y5=0(上升）Y1(缩回）t0-1s 给复位脉冲数Y0输出脉冲 y7=1方向信号逆时针方向名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 26 页 - - - - - - - - - 20 读工件颜色 t7-1s等前站信号或用 X12Y2(伸出）Y5=1 t20-1s( 下降）Y4,T3-1s( 夹爪闭）开始灯闪 Y10X102.2 搬运站（第二站）程序图见附录等下站信号或 x12Y5=0(上升）Y1(缩
23、回）t1 给旋转脉冲数给上站取走信号Y0输出脉冲 顺时针t5-2s 后x21为1m106=1Y2(伸出）Y5=1 t20-1s( 下降）给前站取走信号 M2/1 等 前 站 到 位信号 M1/2 读 前 站 颜 色信号 M1/2S 等下站准备就绪信号 M3/2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 26 页 - - - - - - - - - 21 2.3 通讯软元件地址表三. 调试过程中遇到的难题和解决方法1. 输入程序后发现横梁旋转过度，在郭老师和毛老师的
24、帮助下编写了伺服电机程序解决了问题。2. 在编写 PLC程序，调试过程中，遇到诸多困难，在毛老师的帮助下通过查找代码等方法修改程序，最终实现了全部要求。3. 触摸屏无法导入Easymanager编写的软件，经检查发现，电脑中的地址端口与 PLC地址端口不吻合，修改后，实现导入。4. 触摸屏显示 plc no response ,检查 plc 地址和触摸屏地址以解决。5. 组态王运行过程中按钮无法使用，经检查，参数设置有误，最终完成了对 PLC的控制。四. 课程设计体会及小结在此次课程设计中我们接触到了PLC程序的设计、触控屏程序和面板的设计、联网程序和面板的设计。在整个过程中，我们首先要名师资
25、料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 26 页 - - - - - - - - - 22 了解设备的机械结构和气控回路， 也就是要了解并熟悉机械设备的工作原理和过程；其次，我们使用GX-Developer 软件进行 PLC程序的编写，并花费了相当的时进行调试；再次，我们又用EasyManager软件进行触控屏面板的设计， 从切换面板到按钮的选择， 都体现了同学们的智慧；最后，通过组态王CC-link 把各站连成一体。这次我与小组成员承担了第二站的设计任务，程序有些复
26、杂，我们小组成员进行了充分的讨论，咨询老师查阅资料， 慢慢地弄明白了工作要求以及工作过程， 在此感谢郭老师和毛老师为我小组提供了诸多讲解与帮助。 通过调试程序以及触摸屏， 我们明白了实际工程中会遇到的问题与我们课本只是之间的差距，这让我们在日后能够更好地与工作相契合。五. 参考资料1. 机电传动控制邓星中编华中科技大学社出版名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 26 页 - - - - - - - - - 23 六、附录程序：名师资料总结 - - -精品资料欢
27、迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 26 页 - - - - - - - - - 24 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 26 页 - - - - - - - - - 25 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 25 页，共 26 页 - - - - - - - - - 26 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 26 页，共 26 页 - - - - - - - - -