基于PLC的点胶机的控制系统设计

本系统设计的点胶自动化控制系统主要由可编程控制器、探测器、步进电机以及步进驱动器等组成。可编程控制器作为控制系统的大脑，按照工艺说明分析，对各种外部输入信号按照点胶自动化控制系统的工艺分析结果以及程序设计流程，完成对系统各项工艺功能的实现。按照方案的选择和设备型号的选择，采用的可编程本系统设计首先来进行工艺分析，确定该系统设计的工艺控制方案，完成该系统硬件部分的型号和总体控制方案的设计。在此基础上进行硬件分析以及图纸设计，完成工艺流程图的设计和程序的编写，通过程序仿真设计以及联机调试和修改，该系统安全可靠、扩展性强、使用灵活、开发周期短，后期修改方便，达到本设计的工集成电路、半导体封装、印刷电路板、彩色液晶屏、电子元器件器)、电子部件、汽车部件等等。点胶机可以代替人工作业，实1.2国内外研究动态了对电子制造设备的扶植力度，同时一些自动化厂家发现了行业的前景，逐步开始涉足点胶设备制造这个行业，我国的点胶机设备才得到一定程度的发展，完成了从人工到自动点胶方式的转变6。由于涉足的企业规模较小，点胶产业的资源分散，带来的则是点胶设备的标准化程度低等问题，实际生产的设备并不能满足客户定制的要求。虽然模仿技术已经很成熟，但由于自身工艺技术不高，以及自主创新水平和国际水平有一段距离等，国内点胶设备的发展还有很长的路要走。国内点胶封装需求的带头企业主要是从国外和台湾进口相关点胶设备来进行加工，其价格相对昂贵，因此国内点胶市场潜力巨大7-8。1.3本文研究内容本文在详细了解控制系统工艺要求的基础上，采用可编程控制器进行系统的硬件设计和软件编程调试，通过程序流程的思路和编程技巧达到系统的工艺目的91。对于本系统设计来说，按照“系统总体设计——硬件设计——软件设计——系统调试”的研究思路，对控制系统进行设计，采用步进控制电机进行点胶机构左右移动和前后移动，采用推杆进行点胶机构的上下移动，推杆采用电磁阀进行控制，每次点胶停留时间为2秒，可达到最佳点胶要求。按照夹具的阵列进行逐步点胶。夹具采用电磁阀进行推送和收回。通过调试修改后，最终实现自动点胶运动0。第2章点胶自动化控制系统的总体设计的直径为5mm,高度为20mm,铜壳的一端开口，制作的夹具横排为3个，纵排为26(1)夹具：系统设计的夹具为特殊专用夹具2.2可编程控制器的选型(1)中央处理单元(2)存储器(3)通信接口(4)电源2.3限位开关的选型2.4步进电机的选型相电流1.2A,相电阻300,相电感37mH,静转矩2.8kg·cm,转动惯量36g·cm2,轴径5mm,引线4条，机身长56mm。该产品具有以下优点：首先该步进电机的体积图2-2步进电机的出线圈2.5步进驱动器的选型表2-1步进电机驱动器的电气技术数据驱动器型号相数类别细分数通过拨位开关设定最大相电流开关设定工作电源二相或四相混合式二相八拍一组直流心心心心

及保护指赤(流用)20技夸验山心心心心

及保护指赤(流用)20技夸验山战位开关设定细分数和相电流驱动器臣接电机控制图2-3步进电机驱动器接线示意图2.6开关电源的选型图2-4明纬DR系列开关电源示意图2.7点胶机的机械结构点胶机的机械结构主要由机床机构、移动机构、点胶机构组成。(1)机床机构(2)移动机构发送脉冲信号使步进电机旋转，当26排点胶完成后，横移机构和纵移机构进行回原(3)点胶机构第3章点胶自动化控制系统的硬件设计3.1系统的硬件设计分析按照点胶自动化控制系统的设计工艺以及总体方案设计，对该系统的硬件部分进行详细设计。认真学习掌握设备选型元件的工作原理和具体接线方法，结合系统认真考虑分析电源部分、输入接口部分及输出接口部分的具体接线，确保界限准确在控制电路中要考虑现场条件的干扰影响，采取措施。根据设备选型，可编程控制器的电源以及输入输出接口电路考虑使用DC24V,这样做的目的是保证系统不受干3.2步进电机的电路设计步进驱动器的接线分为两部分，首先是电源部分和信号输入部分，根据驱动器步进电机采用2相混合式步进电动机，其电动机的接线为A,A-,B,B-四根线，V01开关电源来白PLC的Q0.4V02开关电源M-342NM-342au-:步进脉冲DIE-;方向电平DNA-:运行使能M-342NM-342Lv-:步进脉冲pIr:方向电平NA-:运行使能A-步进电动机步进电动机纵向执行机构图3-1步进电机电路设计图3.3可编程控制器的电路设计输入部分共计7个输入点，外部输出部分共计12个输出点。按照系统设计的要求，具体接线图如下图3-2所示。至领闻出切进V03开关电源至领闻出切进V03开关电源怎典作止央具到成向原级向原点股执开矣位开关电时问损向电极向电满向电级向电出电除版据示灯第4章点胶自动化控制系统的软件设计4.1I/0分配设计心中有数，有条不紊。I/0分配设计如下表4-1和表4-2所示。表4-1I点分配设计表电气符号I点地址功能系统启动I0.1系统停止夹具到位限位横向原点限位纵向原点限位点胶机构上限位点胶机构下限位表4-20点分配设计表电气符号I点地址功能Q0.0横向电机PULQ0.1纵向电机PULQ0.2Q0.3纵向电机DIRQ0.5纵向电机ENAQ0.6运行指示灯Q0.7点胶完成指示灯Q1.0夹具电磁阀Q1.1向上电磁阀Q1.2向下电磁阀Q1.3点胶电磁阀4.2编程软件的介绍序，设置PI/PPI电缆的DIP开关，选择使用的波特率，一般情况下我们使用9.6kbit/s的波特率。对通讯参数进行设置，选择可编程控制器的地址为2,选择波如下图4-1所示。菜单常1)网络2收程序编辑区的料请量引导条指令树局部变量表饮o状态条国指结矿题图4-1STEP7-Micro/WIN软件编程界面4.3工艺流程图的设计分析联启动达到指定位置达到第一设定位图4-2程序设计流程图当系统初始化后，系统进行启动，启动的同时将计数器C10复位，并且夹具电磁阀输出。当夹具到位后，进行横向电机和纵向电机的运行，按照计算可知，达到指定位置时，横向电机需要3秒，纵向电机需要4秒。当都到达指定位置后，进行点胶电磁阀输出，当点胶电磁阀到位后，进行点胶输出，并且进行延时2秒。当延时时间到说明点胶完成，将点胶执行机构向上抬起，向上电磁阀输出，当输出到位后，横向电机不动，纵向电机按照距离测算，正向移动2秒，达到设定位置，进行下一步循环，与此同时C10加1。当C10等于26时，表示当前点胶所有铜壳全部完成。横向电机和纵向电机完成回原点的工作，当都到达原点后，系统停止，并输出点胶完成指示灯。本系统设计的脉冲输出端子为Q0.0,Q0.1,以Q0.0为例，为Q0.0建立脉冲输出导向。按照配置，该脉冲输出导向建立过程如下：图4-3所示。S7-200pU提供两个脉冲发生器。一个被分配给数字量输出点Q0.0,另一个被分配给数字量输出点Q0.1。悠希重配置哪一个发生器?在上面对话框中，制定脉冲发生器为Q0.0,然后单击下一步，如下图4-4所示。脉冲发生器可配置为用于线性脉冲审输出0T0),或者脉冲宽度调制(PWM),线性Pro功配置哪一项操作?图4-4脉冲输出导向建立图二在该对话框中，对Q0.0进行脉冲输出类型的建立，选项有“线性脉冲串输出”和“脉冲宽度调节输出”两种，本系统选择“线性脉冲串输出”,单击下一步，如下图4-5所示。此应用项目中的最高电机速度MAx_SPEED)是多少?根据您输入的MAX_SFEED的数值，在运动包络中可以指定的最低速度MIN_SPEED)5000脉冲/s电机的启动/停止速度(SS_SPEED)是多少?图4-5脉冲输出导向建立图三置最高速度为100000脉冲/秒。设置启动/停止速度为10000脉冲/秒。设置好后单击下一步。如下图4-6所示。m电机从MAXSPEED减速至5s_SPEED需要多少时间OECEL了上一步下一步>取消在该对话框中，设置好加速时间和减速时间为1000ms,Y以及电机从MAX-SPEED线性Em配置要求23个字节的Y存储区。另外修还配置了0个个学节保存配置和包络信息。向导可以建议一个大小合适的未用V存储区地址范围。向导可建议一个大小合适且未使用的V存储区地址范围。建议地址(S)成。4.5程序的设计分析止；当系统运行时，将夹具电磁阀Q1.0置位，系统夹具将输出；当外部夹具电磁阀Q0.7夏位：M6.0表示所有工作执行完毕后，接通将系统停止)R1)图4-8当外部来具电磁阀到位后，输入I0.2夹具到位限位开关，上升沿将M1.0置位和M1.1置位；与此同时打S)11图4-9开时，横向电机停止；对纵向电机的启停进行控制，由于在进行指令导向时，将加速时间、减速时间、最高速度等设定好，当M1.1接通时，纵向电机运行，当M1.1断开时，纵向电机停止。横向启动~:M1.0T37图4-1011横向电机~:Q0.41纵向启动~:M1.1T38T38纵向启动~:M1.11纵向电机~:Q0.51加1。网络8网络8对横向电机的启停进行控制，由于在进行指令导向时，将加速时间、咸速时间、最高速度等设定好，当图4-12网络9对纵向电机的启停进行控制，由于在进行指令导向时，将加速时间、咸速时间、最高速度等设定好，当M1.1接通时，纵向电机运行，当M1.1断开时，纵向电机停止：纵向启动~:M1.1纵向启动~:M1.1CPosvD28图4-13向下动作到位后，输入I0.6到位开关，将M1.3置位，将M1.2复位；当M1.3置位 )M1.3T391M1.3T3911S1INTONM1.4PS11PR图4-17当M1.5置位接通后，将进行T40延时，表示纵向执行机构开始向下一排移动2秒；当2秒时间到后，表示纵向机构已经向下一排移动到位，当M1.5接通后，纵向电机向下一排移动运行；当C10达到26后，表示点胶工作所有完成，将M3.0和M3.1图4-20网络181网络191)1图4-18网络20网络20图4-19网络211当M3.0接通后，将横向电机的反向位Q0.2得电，将使能位Q0.4得电，横向电机开始反向运行；当M3.1接通后，将纵向电机的反向位Q0.3得电，将使能位Q0.5得电，纵向电机开始反向运行；当横向电机反向运行，碰触到原点限位I0.3时，将M3.0复位，表示横向电机到达原点；当纵向电机反向运行，碰触到原点限位I0.4时，将M3.1复位，表示纵向电机到达原点；当所有的电机回到原点限位后，将系统停止，点胶完成指示灯输出，并且夹具电磁阀复位。M3.0横向电机~:Q0.2))图4-21M3.1纵向电机~:Q0.3))图4-22M3.0M3.0横向原点~:I0.3M3.0当纵向电机反向运行，碰触到原点限位10.4时，将M3.1复位，表示纵向电机到达原点；M3.1M3.1纵向原点~:I0.4M3.1 VD52横向电机~Q0.4M3.1当所有的电机回到原点限位后，将系统停止，点胶完成指示灯输出，并且夹具电磁阀复位，横向原点~:I0.3纵向原点~:I0.4M6.0P点胶完成":Q0.7S夹具电磁~:Q1.0R图4-25第5章点胶自动化控制系统的仿真调试图5-1仿真软件界面新特性新特性保存在1):文件名00保存在1):文件名00文本文件(*.awl)将仿真程序导出后，使用仿真软件，将导出的文件进行装载，并选择“逻辑快”、“数据块”、“CPU配置”以及版本。如下图5-3所示。装载程序装载程序☑全部A)取消☑逻辊块L)☑数据块①)☑CPU配置C)导入后，进行程序仿真调试，首先将仿真软件打到RUN状态，程序开始循环扫描。提前准备好I/0分配表和工艺程序流程图，明确各个部分的输入和输出的名称和功能，详细了解工艺程序流程。开始点击输入按钮，按照工艺程序流程，就有相应的输出，输出指示灯亮，表示该输出点正常输出。如下图5-4所示。仿真过程分析：输入I0.0,系统启动，Q0.6运行指示灯、夹具电磁阀输出。如下图5-4所示。输入I0.2,夹具到位限位，电机横向移动4s,纵向移动3s,向下电磁阀输出。如下图5-5所示。查业止查业业业业业业业上业业业业业业业业业业0123456701234