自动剪板机plc设计

学生实验报告书实验课程名称电器控制与可编程控制器B实验名称自动剪板机PLC控制开课学院自动化学院指导老师姓名周新民学生姓名林仕文黄运吉冉凡松甘甜刘立学生专业班级自动化ZY1202班2014—2015学年第二学期学生学号实验课成绩1目录摘要................................................................21课程设计内容......................................................31.1课程目的.....................................................31.2设计要求.....................................................31.3设计思路.....................................................41.4设备及仪器的选择.............................................42设计流程及方法....................................................52.1软件设计.....................................................52.1.1I/O表....................................................52.1.2部分梯形图程序及说明.....................................52.1.2.1手动复位设计.........................................52.1.2.2步进功能设计.........................................62.1.2.3急停设计.............................................62.1.3ScreenEditor屏幕编辑....................................72.2硬件电路设计.................................................82.2.1硬件主电路及控制电路.....................................92.2.2PLC配置图...............................................102.2.3PLC原理图...............................................113设计总结.........................................................114附件：梯形图程序.................................................122摘要随着微电子技术的发展，可编程序控制器（PLC）以微处理器为核心，实用于开关量、模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制等领域，成为一种多功能、高可靠性应用场合最多的工业控制微型计算机。可编程序控制器（ProgrammableLogicController,简称PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出，控制各种类型的机械或生产过程、可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充功能的原则设计。1969年，第一台可编程序控制器在美国出现以来，经过几十年的发展，现在已经成为一种最重要、高可靠、应用场合最多的工业微型计算机，它应用大规模集成电路、微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成具有多种优点和微型小型、中型、大型、超大型等各种规格的PLC系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多过程领域PLC已和数控技术及工业机器人并列为工业自动化的三大支柱。31课程设计内容1.1课程设计的目的本次课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实验，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体概念。1.2设计要求1.剪板机的送料由电动机驱动，送料电动机由接触器KM控制。压钳的下行和复位由液压电磁阀YV1和YV3控制，剪刀的下行和复位由液压电磁阀YV2和YV4控制。SQ1-SQ5为限位开关。图1剪板机动作示意图2.当压钳和剪刀在原位时（压钳在上限位SQ1，剪刀在上限位SQ2），按下启动按钮，自动按以下顺序动作：电动机送料，板料右行，至SQ3停；压钳下行，至SQ4处将板料压紧；剪刀下行剪板；剪刀至SQ5处，剪刀上行复位，压钳1.5秒后上行复位；至SQ1，SQ2回到原位；等待下次启动信号。3.为保证传感器损坏情况下仍能应急工作，设置手动操作方式，即可用外部操作按钮和PLC控制各动作的执行。41.3设计思路根据题目的设计要求，可以采用多种方案进行时序控制，PLC因其具有极高的稳定性以及很好的抗干扰的能力可以保证控制工作机构进行运动时有很好的保障。并结合本题目的要求，故决定使用PLC（DVPSX2）来控制工作机构的运动。操作中，有可能会出现一些由于人为疏忽及其他的不可控因素而引发的不安全事件或机器失控状况，在此情况下，需要紧急切断电源，立刻停止机器运行，保证人身及生产设备安全。因此需要一个急停按钮X7来进行此操作。在操作过程中如果部件未处于原点位置，为了设备安全不发生碰撞等事故，需要先回原点，因此需要考虑回原点操作X6。开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关（SQ1）X0和(SQ2)X1为ON。按下启动按钮X5剪板机启动→Y1为ON,板料右行→限位开关（SQ3）X2→Y2为ON并保持,压钳下行→压紧板料后压力继电器(SQ4)X3为ON→Y3为ON,剪刀下行剪断板料→限位开关(SQ5)X4为ON→Y2和Y3OFF，Y4ON,剪刀上行→延时1.5秒Y5ON,压钳上行→分别碰到限位开关X0和X1→开始下一周期。根据以上分析，需要8个输入，5个输出。其中X0~X4代表限位开关的手动操作部分，X5做启动按钮，X6为复位按钮，X7为紧急停止按钮。5个输出分3组，分别控制三个电机，Y1控制送料电机的运转，Y2控制压钳电机正转，Y5控制压钳电机反转，Y3控制剪刀电机正转，Y4控制剪刀电机的反转，从而实现整个系统的运行。1.4设备及仪器的选择本设计中使用的PLC是台达DVP-SX2型，它的可靠性比较高，抗干扰能力强，同时也具有体积小、能耗低的优点。。DVP-SX220点的PLC主机，具有16KStep的程序容量，可连接薄型全系列I/O模板，包含数位输入/输出、类比模板和新型高速I/O模板等各类机型。两组高速（100KHz）脉冲输出、新增一组两轴补间指令，可满足各种应用场合，并且体积小，安装方便。52设计流程及方法2.1软件设计2.1.1I/O表输入输出限位开关/指示灯装置名称批注指示灯批注限位开关批注Y1送料X0关SQ1压钳上限位Y2压钳下行X1关SQ2剪刀上限位Y3剪刀下行X2开SQ3板料右限位Y4剪刀上行X3开SQ4压钳下限位Y5压钳下行X4开SQ5剪刀下限位X5启动按钮X6回原点X7急停按钮2.1.2部分梯形图程序及说明完整的梯形图程序见报告最后面的附件，本环节先具体阐述手动复位设计、步进功能设计、急停设计三个模块。2.1.2.1手动复位设计图2手动复位设计6开关X6为手动复位开关，用于防止在最开始是压钳与剪刀不全在上限开关位置时，通过手动闭合开关X6，使压钳与剪刀在最开始时都运行到上限位置。只有压钳与剪刀全在上限开关位置时，程序才会进行下一步。复位功能很重要。2.1.2.2步进功能设计图3步进功能设计当复位功能完成后，S11有输出，使Y1有输出，系统开始送料，通过板料右限开关X2控制送料结束的时刻，当送料到右限开关X2位置时，S12有输出，使Y2有输出，系统停止送料，开始压钳下行，通过压钳下行开关X3控制压钳下行结束的时刻，当压钳到下限开关X3位置时，S13有输出。以此类推，逐步实现送料、压钳下行、剪刀下行、剪刀上行、压钳上行功能，程序块都与图3类似，只是在压钳上行中额外加入了一个定时器而已。2.1.2.3急停设计图3急停设计开关X7为急停开关，用于防止紧急情况发生，当开关X7闭合时，S12、S13、S14、S15、S16全复位，系统暂停工作。72.1.3ScreenEditor屏幕编辑人机界面如图4、图5所示，本系统有8个输入，5个主输出，另外还有13个辅助输出，接指示灯以显示各进程的状态。其中如图4所示，在人机界面的默认启始面设置了密码以获取进入系统操作的权限，用以防止非工作人员的误操作，本系统登陆密码为“12345678”。进入操作界面后，可看到系统设置有启动按钮、急停按钮和辅助复位按钮，并接了指示灯以显示按钮的状态及系统运行状态。限位开关SQ1~SQ5分别接到X0~X4，可自动控制系统运行，也可手动控制，并配以指示灯显示各进程状态.这里的输入均采用交替型开关输入。5个主输出用以控制送料电机、压钳电机和剪刀电机的各运转状态，并接指示灯显示电机此时运转状态。通过以上输入、输出的相互配合，即可简洁明了地控制剪板机系统的运行了。图4人机界面权限获取图8图5DOP控制模拟界面92.2硬件电路设计2.2.1硬件主电路及控制电路硬件主电路图如图6所示，主电路中包含三个电机，即送料电机M1、压钳电机M2、剪刀电机M3，其中压钳电机和剪刀电机是可以实现正反转功能的；FU为熔断器。当KM闭合时，送料电机M1工作;当YV1闭合时，压钳电机M2正转;当YV3闭合时，压钳电机M2反转；当YV2闭合时，剪刀电机M3正转；当YV4闭合时，剪刀电机M3反转。图6硬件主电路图硬件控制电路如图7所示，控制电路中开关SB为启动开关，开关SB0为停止开关,FR为热继电器KM、YV1、YV2、YV3、YV4电路均有自锁功能。KM组成送料电机M1控制电路，YV1、YV3组成压钳电机M2正反转控制电路，YV2、YV4组成剪刀电机M3正反转控制电路。10图7硬件控制电路图2.2.2PLC配置图图8PLC配置图112.2.3PLC接线原理图图9PLC接线原理图3设计总结本次课程设计，感觉设计难度并不大，但内容较多，要完成程序设计、触摸屏设计、CAD图纸设计、报告设计等内容，及其需要成员们的配合。本次课程设计中，我们分工明确，但缺少不了共同的讨论，设计中有很多问题都是合作解决的。程序设计中，查阅资料大多是在网上完成的，比较快捷，但也需仔细斟酌，去其糟粕。在完成程序等理论设计之后，便是系统的真正的连线试验，在实际操作当中也会遇到一系列与理论冲突的地方，也需要记录下来仔细思考解决。124附件：梯形图程序13