基于PLC的自控冷冲压控制系统设计

摘要到一定硬件条件下利用软件控制完成进料、落料、冲压成型、出料的自动化控制系统 1 1 1 1 2 2 5 52.2任务设计和控制的要求 52.2.1设计要求 5 62.2.3设计难点 7 8 8 3.2.1PLC的硬件组成 3.2.2硬件选型 3.4控制系统1/0接线图 4.2PLC梯形图设计 4.2.2PLC的梯形图的编译 5.2.1打开开关之前各位置开关和检测开关的状态 5.2.2打开开关之后的工作状态 5.2.4关闭开关之后的流程 参考文献 错误!未定义书签。附录1梯形图打开开关之前各位置开关和检测开关的状态 附录2打开开关之前各位置开关和检测开关的状态 附录3打开开关之后工作状态 附录4毛坯到达检测开关之后工作状态 附录5关闭开关之后工作状态 1.1课题背景目前我国工业化已经进入高速发展的时期，随着在这种时代的背景下我们会发现各行各业对于工业化的要求逐渐提高，以至于到了工人操作机械已经达不到现今条件下所需要的生产速度以及超高精度的要求，于是自动化控制下的超高速超精度加工应运而生，在原有的基础加工条件与现今的数据化基础上逐渐转变出了基于PLC操作的各式自动化控制以及加工系统。其中在大、中型工业加工和超高精度加工中很常见[1。1.2PLC的发展及其特点1.2.1PLC的发展历史可编程控制器中微处理器是在二十世纪七十年代初期的时候出现的。微机处理器的出现使PLC在原有的基础上增加了运算、数据传送及处理等功能，拥有了真正意义上具有计算机特征的工业控制装置。PLC发展最快的一段时期是八十年代开始到九十年代中间时期的时间段，其每年的增长率一直都超高速的增长，速度稳定在为百分之三十一到百分之四十之间。在告诉发展的时期里面，在模拟量能力的处理上大幅度提高，进行数字运算的速度上更是与日俱增，人机接口能力与网络能力时刻跟随这越来越高速化的现代生产的需求。PLC慢慢的进入控制领域的过程阶段，在很多很多的应用上取代了DCS系统在过程控制领到了二十世纪结尾的时候，可编程控制器主要的发展特点依旧是向更加适应贴合工业的现代化需要发展。这个时间段出现了了各种原有没有机型，出现了拥有各式各样的特殊功能单元，开始生产出现各种人机互动界面以及单元包括通信单元，人机互动的界面以及各种外配单元的出现以及应用让可编程控制器在出产的工业控制设备的I/0类型，基本单元加扩展型，模块式，集成式，分布式5种基本结构形式。PLC由中央处理器单元简称为CPU,主要完成对PLC整体程序上的控制操作、存储器(系统存储器和用户存储器)、数字数量型输入以及输出拓展接口(1/O模块)、编程器打印机扩展接口输入端子外部设备接口图1.1PLC的体系结构图地址号)进行程序周期所达成的循环而进行扫描，如果没有转换别的指令，就会开始根据前面所描述的综合来看，PLC的工作过程经过可输出端子输出锁存器输出映像区输入映像区采样输入端子图1.2传统可编程序进行工作的过程图式周期性的频率进行扫描然后逐步执行步骤的方式进行，一开始是完成输入端口输入行，通过这一系列的操作来完成机械动作的控制。传统PLC软件模型就像下图1.3所输入采样输入采样系统程序程序执行解析输出刷新用户程序图1.3PLC软件模型2.2任务设计和控制的要求(1)详细阅读本设计任务书参考资料和参考文献，熟悉并掌握PLC电控制系(3)通过对比比较，选择确定拿哪种PLC编程软件进行梯形图的编辑；(4)完成制作I/0分配和I/0分配表；(5)利用用计算机上的绘图软件制作I/0分配图和控制流程；用选定编程软件压模上，与此同时机械臂“M1”在机械臂M2运作的时候同步操作可继续将未落料的毛第三章自控冷冲压控制系统PLC程序设计(3)硬件的结构紧凑，在美观的同时小巧能够省下很多空间；(4)在运行过程中系统的抗干扰性能极强；(5)指令功能方面极强所表现出来的性价比较高；(6)硬件配套设施齐全，用户在使用的时候方便。设计要求条件和完成整体的控制流程，然后在来确定PLC编程软件的选型还有I/0输入输出选型，最后还要进行分配I/0地址的任务。进行程序设计和硬件接线行检查。在确定没有一点问题后在仔细进行硬件条件配合软件系统的联调，改善设计系统中出现的任何错误给予完善，实现任务里面所描述的功能，最后确认相应文档编写的结果和现场调试完成后在于用户进行交付。发现任何问题后，要根据所变现出来问题的具体情况，返回设计师进行检查软件设计和硬件设计的检测，经过检查完毕确IIO地址分配程序设计设计硬件接线图和控制析全No联机调试N↵交付使用序调试程序N图3.1PLC系统开发流程(3)中间继电器；(4)启停按钮盒；(5)接触器1个；(6)机械臂；传送带；(7)液压落料机一件；(8)液压冲压机一件；3.3控制系统I/O地址分配表3-1):输入输出面板端子功能子面板端子功能子启动按钮启动、停止开关前传送带检测开关前传送带毛坯检测M1机械臂运行急停开关紧急停止按钮运行复位开关M1复位检测M3机械臂运行复位开关M2复位检测运行复位开关M3复位检测M5机械臂运行复位开关M4复位检测M6后传送带复位开关M5复位检测4.1PLC程序编写代替大部分的硬件设施。梯形图的编辑原则是用相应的图形符号表示输入和输出关系形式的表达。且通断的方式是以能量流的方式来表达的，而不是物理的方式。使得编程者在熟悉的梯形图图形符号的情况下一目了然，能够很快的看懂整个控制程序中的逻辑关系，而且也在电脑上面利用编程软件能够非常方便的进行模拟和调试，通过不同图形符号能够明了不同形式的输入输出已经通断情况10]。梯形图的绘制规则：1、梯形图的编辑原则是按照从左到右，从上到下的原则顺序排列组合。并且也是按照这个原则读取运行，每一个逻辑程序都从左母线开始，经历中间的连接点，模拟继电器等。最后在输出继电器线圈截止或者终止在右母线上。2、梯形图程序中与继电器触点不一样的是，继电器的触点可无限次引用的功能，梯形图中无论什么编号的继电器线圈仅能出现一次，一个触点上还不能够允许有双向电流通过。3、简化程序语句和缩短程序的长度在梯形图里面是有不一样的编辑方式的。4、在编辑梯形图程序的时候，假若所编辑程序里面需要编辑多个逻辑行且多个逻辑行具有相同的编辑条件，可将多条逻辑行合并，以节省梯形图语句数量。5、当编辑梯形图程序时发生错误编译逻辑，软件会将编辑中编辑错误的详细情况、错误原因对编程人员进行标出提示，由此在编辑时能够帮助编辑人员极大的缩短检测编辑程序的时间。6、由于梯形图可以利用软件的内带逻辑功能来对程序进行测试，所以检测程序时能够更加方便快捷。可以通过该行软件能模拟实物的便捷功能在线对系统进行调试，就是说在进行调试时不需要PLC实物就可进行仿真模拟和调试。4.2PLC梯形图设计4.2.1自控冷冲压的加工流程图根据所给任务中控制功能要求，作出PLC控制流程图(如图4-1):关开始下一机械臂M1↵落料M2+冲压M4机械臂M5↵关停止↵4.2.2PLC的梯形图的编译坯料时Y0传送带停止暂停供料。机械臂1、3、5开始运行，进行上料转运以及下料。5.1PLC系统调试的原则5.2PLC系统调试图4.2调试图1、2、3开始工作。完成一个周期后回原位，且在毛坯料未到达上料位置给检测开关本论文首先介绍了PLC的发展历史及其历史，然后通过了解PLC的特点能力及其组成研究出可编程控制器的工作过程程序，介绍了自控冷冲压控制系统PLC程序设计首先是PLC系统的选型，选择三菱FX系列的PLC,这款PLC性能在很多方面具有优越性，编程软件容易上手通俗易懂，有着最理想的模块化系统的设计，再到控制系统硬件的组成以及硬件选型，然后控制系统I/0地址分配和接线图，再接着进行冷冲压控制系统PLC软件设计程序编写，PLC梯形图设计，自控冷冲压的加工流程图设计，PLC的梯形图编译，程序调试然后根据PLC系统调试的原则进行系统1打开开关之前各位置开关和检测开关的状态2打开开关之后的工作状态3毛坯到达检测开关之后的状态关闭开关之后的流程通过一系列设计及设计结果使冷冲压的快速成型的优势再次放大到极致。以满足平常生活的需求。冷冲压已经适应各方各面的加工条件，如：小件物品的加工快速成型，复杂的板料件通过原本的模具加工能够很轻易的完成。本次设计选择三菱FX系列的PLC,这款PLC性能在很多方面具有优越性，编程软件容易上手通俗易懂，有着最理想的模块化系统的设计，本次的冷冲压控制系统的设计。,[1]张凤珊.电气控制及可编程序控制器[M].北京：中国轻工业出版社，2016[4]林承全.典型冲压工艺及模具设计.化学工业出版社，2016[6]史国生.电气控制与可编程控制器技术[M].北京：化学工业出版社，2016.[7]郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术[M].南京：东南大学出版社2017.[10]吴晓君.杨向明.电气控制与可编程控制器应用[M]北京：中国建材工业出版社，[11]李道霖.电气控制与PLC原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2016.[12]王君普.计算机辅助PLC实验教学系统的研究与开发[D].山东科技大学，2016.附录1梯形图打开开关之前各位置开关和检测开关的状态附录3打开开关之后工作状态