玻璃冷却机的系统设计

目录摘要...........................................................1关键字.........................................................1一、概述.......................................................1二、设备结构及工作过程分析.....................................22.1冷却机的简述...............................................22.2冷却机的整体结构...........................................22.3冷却机的工艺流程及操作方式.................................3三、各种元器件的选择...........................................43.1元器件选型清单.............................................43.2S7-200CPU226的I/O及电源.................................43.3MCGSTCP7062K触摸屏......................................53.4变频器.....................................................63.5传感器.....................................................8四、控制系统的设计.............................................124.1冷却机控制电路的设计.....................................124.2冷却机PLC控制程序设计.....................................144.3触摸屏控制画面及其通讯....................................17五、结论.......................................................21总结..........................................................21参考文献......................................................22附录..........................................................23汽车天窗玻璃冷却机控制系统的设计白乾印1汽车天窗玻璃冷却机控制系统的设计白乾印（12电气12班）摘要在汽车天窗生产中，应用玻璃冷却机来实现对高温玻璃的冷却功能,利用机械手实现玻璃的搬运，将高温玻璃送到冷却机上，再将冷却好的玻璃送到待加工的天窗生产线，实现天窗的自动加工。本设计应用西门子S7--200PLC来实现对冷却机设备进行控制。通过组态技术实现触摸屏对设备的监控，以便在生产过程中直观的了解设备的工作情况。本设备可以实现对不同材质，不同大小的玻璃来改变冷却时间，解决了搬运过程中玻璃的尺寸大和温度高的困难，避免操作过程中对人体的伤害。在运行中稳定性好，精确度高。关键字:冷却机PLC触摸屏一、概述汽车天窗在国外有100多年的历史已成为汽车文化的一部分。目前汽车天窗不少关键技术还掌握在少数外资企业手中，可以说国内汽车天窗产业仍处于发展初期。近几年来汽车天窗已经逐渐成为了汽车的一个标准配置。随着人们对驾乘舒适性要求的不断提高汽车天窗以时尚气息和优越性能赢得了市场。汽车天窗随着汽车产业的发展而发展，我国市场容量很大，为了满足社会需求量必须改进天窗的生产技术提高生产效率。考虑天窗玻璃的抗击打能力和光学性能，如透射率、光反射率、紫外线传导率等。天窗玻璃在天窗的整体结构中是非常重要的，在玻璃的加工过程中，通过温度的控制来实现玻璃的冷却是实现上述（光学性能，如透射率、光反射率、紫外线传导率）指标的重要环节，为了解决玻璃冷却过程中环境温度的影响，特设计玻璃冷却机来实现对玻璃温度的冷却控制。汽车天窗玻璃冷却机控制系统的设计白乾印2二、设备结构及工作过程分析2.1冷却机的简述冷却机是用于汽车天窗生产车间总成玻璃的冷却。该设备主要有触摸屏、变频器、异步电动机及传感器等构成。设备采用西门子S7-200PLC控制运行，用触摸屏进行手/自动操作控制及动作、故障显示，同时配有三色指示灯指示工位工作状态。2.2冷却机的整体结构冷却机工作台主要由传送带、放料链条、减速机、托盘、真空吸盘、推料气缸、过滤调压二联件、电磁阀、传感器开关、PLC、启动/停止按钮、走线槽、支架等组成。图2-1所示为冷却机工作台机械结构图，图2-2所示为冷却机工作台的实物全貌。俯视图主视图左视图图2-1机械结构图1.传送带：冷却机上共有两条皮带每条传送带上均匀分布着放料链条共22片，冷却机用减速机来带动传送带实现玻璃的传送功能。2.推料气缸：通过对电磁阀的通断电，来改变气缸的运动方向控制推料气缸的伸缩。图2-2冷却机实物全貌汽车天窗玻璃冷却机控制系统的设计白乾印32.3冷却机的工艺流程及操作方式2.3.1冷却机的工艺流程图图2-3流程图三、各种元器件的选型3.1元器件选型清单表3-1元器件选型清单汽车天窗玻璃冷却机控制系统的设计白乾印4器件名称规格型号器件名称规格型号PLC6ES7216-2BD23-0XB8接线端子ST2.5触摸屏TPC7062K接线端子ST4总线适配器6ES7972-0BB12-0XA0接地端子ST4-PE变频器6SE6420-2UD17-5AA1端子隔板D-ST2.5BOP控制板6SE6400-0BP00-0AA0端子隔板D-ST4开关电源DR-120-24插拔式桥接件FBS10-5光电开关E3Z-D86端子连接片FBS10-6连接电缆S08-4FVW-050配电箱500W*350H*210D行程开关D4V-8107Z配电箱300W*300H*210D电感式传感器DW-AS-513-M12-120配电箱300W*300H*120D连接电缆S12-3FVW-050警示灯JD501-L01G024（红色）磁感应传感器D-A93警示灯JD501-L01R024（绿色）光栅传感器NA40S-8-3-P警示灯JD501-L01Y024（黄色）安全光栅NA-F5R-5警示灯装饰盖A02安全光栅NA-F4E-5警示灯接线座B03光幕安装支架ZJ-NA-1警示灯底座S-1按钮M22-D-G/K10单股软电线RV-0.3mm²按钮M22-D-R/K10多芯软电缆RVV3-3*1.5MM²指示灯M22-L-W/LED230单股软电线BVR-1.5MM²钥匙开关M22-WRS/K10单股软电线BVR-1.5MM²蘑菇头按钮M22-DP-G/K10欧标插头TYP231按钮盒M22-I1欧标插座TYP2601急停按钮M22-PV/KC11/IY保护单片FU-8818B指示灯M22-L-R/LED交流接触器LC1D09BDC指示灯M22-L-Y/LEDPC导轨插座PC3-4-10指示灯M22-L-G/LED通断开关LW42B32-1016/L断路器S202-C6电动机YYP63143.2S7-200CPU226的I/O及电源3.2.1输入接线CPU226的主机共有24个输入点（I0.0~I0.7、I1.0~I1.7、I2.0~I2.7)。系统设计1M为输入端字子I0.0~I1.4的公共端，2M为输入端子I1.5~I2.7的公共端。3.2.2输出接线对于CPU226的主机共有16个输出点（Q0.0~Q0.7、Q1.0~Q1.7）。输出电路有晶体管输出电路和继电器输出两种供用户选用（本设计选择继电器输出）。PLC由220V交流电源供电，负载直流电源负载供电，也可以采用交流电源为负载供电。在继电器输出电路中，数字量输出分为三组，每组的公共端为本组的电源供给端，Q0.0~Q0.3共用1L，Q0.4~Q1.0共用2L，Q1.1~1.7共用3L，各组之间可以接入不同电压等级、不同电压性质的负载电源。3.3MCGSTCP7062K触摸屏汽车天窗玻璃冷却机控制系统的设计白乾印53.3.1TCP7062K特性液晶屏:7TFT液晶屏分辨率:800X400电源:DC24V/30W供电3.3.2TPC7062K启动使用24V直流电源给TPC供电，开机启动后屏幕出现“正在启动”提示进度条，此时不需任何操作自动进入工程运行界面。3.3.3TPC7062K与西门子PLC通信接线图3-1TPC7062K与西门子PLC通信接线3.3.4TPC7062K外部接口图3-2TPC7062K外部接口3.4变频器变频器（Variable-frequencyDrive，缩写：VFD），也称为变频驱动器或驱动控制器，可译作Inverter（和逆变器的英文相同）。变频器是可调速驱动系统的一种，是汽车天窗玻璃冷却机控制系统的设计白乾印6应用变频驱动技术改变交流电动机工作电压的频率和幅度，来平滑控制交流电动机速度及转矩，最常见的是输入及输出都是交流电的交流/交流变频器。3.4.1西门子MM420型变频器西门子MM420是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。图3-3MM420外型3.4.1.1西门子6SE6420-2UD17-5AA1变频器的额定参数电源电压：380-480V，三相交流额定输出功率：0.75KW额定输入电流：2.4A额定输出电流：2.1A3.4.1.2西门子MM420接线图图3-4MM420接线图3.4.2MM420基本操作面板汽车天窗玻璃冷却机控制系统的设计白乾印7表3-2基本操作面板（BOP）的按钮3.4.2冷却机上常用的变频器参数设定表3-3是冷却机上常用的变频器参数设定值，如果希望设置更多的参数，请参考汽车天窗玻璃冷却机控制系统的设计白乾印8MM420用户手册。表3-3冷却机变频器参数的设定序号参数号参数名称设置值说明1P0010调试用的参数过滤器30工厂的缺省设定值2P0970复位为工厂设置值1复位出厂设置3P0003用户的参数访问级3专家级访问4P0004参数过滤器0全部参数设定5P0010调试用的参数过滤器1快速调试6P0100确定功率和频率设定值0欧洲-[KW]，频率缺省值50HZ7P0304电机的额定电压380V8P0305电机额定电流0.48A9P0307电机额定功能功率0.12KW10P0310电机额定频率50HZ11P0311电机额定转速1400r/min12P0700选择命令源2控制信号由端子排输入13P1000选择频率设定值1MOP设定值14P1080电机最小频率0HZ15P1082电机最大频率50HZ16P1120斜坡上升时间1s17P1121斜坡下降时间1s18P3900结束快速调试119P0003用户的参数访问级3专家级访问20P1040MOP的设定置10HZ电机的运行频率3.5传感器3.5.1接近式传感器电感接近式传感器是电感式传感器最常用的一种，属于一种开关量输出的位置传感器，又称为电感式接近开关，主要由LC振荡器、开关电路及放大输出电路三大部分组成。电感式传感器在接通电源且无金属工件靠近时，其头部产生自激振荡的磁场，当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以致停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大器电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断，达到非接触式的检测目的。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。汽车天窗玻璃冷却机控制系统的设计白乾印9DW-AS-513-M12-120接近式传感器额定电压为10-30V直流电源供电，采用