課程設(shè)計（論文）粉末冶金制品壓制機的PLC順序控制

1、粉末冶金制品壓制機的plc順序控制一、課題背景1、課題背景材料是人類用以制成用于生活和生產(chǎn)的物品、器件、構(gòu)件、機器及其它產(chǎn)品的物質(zhì)，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。所謂新材料，指的是那些新出現(xiàn)或正在發(fā)展中的具有傳統(tǒng)材料所具備的優(yōu)異性能的材料。從人類科技發(fā)展史中可以看到，近代世界已經(jīng)歷了兩次工業(yè)革命都是以新材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用為先導(dǎo)的。本世紀中葉以來，以電子技術(shù)，特別是微電子技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用為代表的第二次世界革命，硅單晶材料則起著先導(dǎo)和核心作用，加之隨后的激光材料和光導(dǎo)纖維的問世，使人類社會進入了“信息時代”，因此，可以預(yù)料，誰掌握了新材料，誰就掌握了21世紀高新技術(shù)競爭的主動權(quán)！ 粉末冶金是制取金

2、屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點，它已成為解決新材料問題的鑰匙，在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。2、研究目的和意義（1）粉末冶金技術(shù)可以最大限度地消除粗大、不均勻的鑄造組織。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導(dǎo)材料、新型金屬材料鋼、粉末高速鋼、金屬間化合物高溫結(jié)構(gòu)材料等具有重要的作用。（2）可以容易地實現(xiàn)多種類型的復(fù)合，充分發(fā)揮各組元材料各自的特性，是一種低成本

3、生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復(fù)合材料的工藝技術(shù)。 （3）可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷材料等。 （4）可以實現(xiàn)凈近形成形和自動化批量生產(chǎn)，從而，可以有效地降低生產(chǎn)的資源和能源消耗。 3、本文的主要工作首先，回顧粉末冶金壓制技術(shù)的歷史，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，粉末冶金壓制機的要求越來越高，采用可編程程序控制器來代替中間繼電器和過程控制的微型機，設(shè)計開發(fā)了粉末冶金壓制機的plc控制系統(tǒng)，才會滿足穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)需求。然后，敘述了可編程程序控制器的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的歷程，通過論述可編程程序控制器的各種優(yōu)點、 卓越性能、結(jié)構(gòu)

4、、原理，有一個感性的總體認識。然后，結(jié)合粉末冶金壓制機的要求，進行硬件、程序設(shè)計，從主要部件的選擇、流程的分析、程序思路的產(chǎn)生來完成本次設(shè)計任務(wù)。然后，通過對系統(tǒng)的調(diào)試和檢測，再進行系統(tǒng)性梳理，將隱藏的不足之處加以修正和完善，確保系統(tǒng)能順利運行。二、已知情況、控制要求、設(shè)計要求1、已知情況圖1、壓制機的行程過程，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。2、控制要求 裝好粉末后，按下啟動按鈕x0,沖頭下行（y0）。將粉末壓緊后，壓力繼電器x1接通。保壓延時5s后，沖頭上行（y1）至x2接通。然后模具下行（y2）至x3接通。取走成品后工人按下按鈕x5,模具上行（y3）至x4接通，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。（順序控制）3、設(shè)計要

5、求 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備工作方面及其它方面的需要，本次設(shè)計要達到如下設(shè)計要求：(1)要求本次設(shè)計的控制裝置采用plc技術(shù)實現(xiàn);(2)要能完全滿足控制要求；(3)根據(jù)i/o分配圖連接試驗箱電路接線；(5)試驗箱上要有完整的信號指示，包括對各工作步的指示，以及電源、啟動、停止、等指示；三、總體設(shè)計思路 根據(jù)已知情況、控制要求、設(shè)計要求，本粉末冶金壓制機 plc-控制裝置的設(shè)計可按照順序思路，劃分為以下4個部分，依序進行，各部分的設(shè)計任務(wù)分配如下:(1)程序設(shè)計及調(diào)試擬采用切換法，完成程序的設(shè)計，并在實驗室環(huán)境中進行模擬調(diào)試；(2)電氣設(shè)計完成電氣線路原理圖、接線圖的設(shè)計；(3)安裝、接線、聯(lián)合測試完成電氣

6、元件的安裝、接線、并對程序與線路進行聯(lián)合測試；(4)后期工作說明操作過程、擬定常見故障排除方案、編寫設(shè)計說明書等。下面按照這個總體設(shè)計思路的任務(wù)安排，逐步展開。四、程序設(shè)計及調(diào)試1 、plc選型及i/o分配圖根據(jù)設(shè)計要求、控制要求，選定plc的型號為：三菱fx2n。圖2是粉末冶金壓制機控制系統(tǒng)的i/0分配圖。km4km3km2km1 y0 x0 x1 y1 y2x2 x3 y3x4 x5 com comsb1sb2sb3sb4sb5sb6圖2. i/o分配圖圖22、 編程plc粉末冶金壓制機裝置順控程序、程序工作過程簡析、編程元件明細表本順控程序的梯形圖指令表如圖3圖4所示。圖3. 粉末冶金壓

7、制機-梯形圖圖4. 粉末冶金壓制機程序-指令表本程序中所用到的plc內(nèi)部的編程元件及其作用如表1所示。表1. plc編程元件明細表編程元件作用x0起動起點x1壓力傳感繼電器x2位置（行程）開關(guān)x3位置（行程）開關(guān)x4復(fù)位按鈕x5位置（行程）開關(guān)y0沖頭下行y1沖頭上行y2模具下行y3模具上行t1保壓延時m0輔助繼電器五、電氣設(shè)計plc外部接線原理圖如圖5所示。sb1sb2sb3sb6sb4sb5x0x1x2x3x4x5com圖5. plc外部接線原理圖六、 安裝、接線、及系統(tǒng)聯(lián)合測試1、按照i/o分配圖完成電路接線2、對程序系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)進行聯(lián)合測試。如不滿足要求，再回去修改程序或檢查接線，直

8、到滿足要求為止七、 后期工作1、操作過程簡要說明(1)輔助繼電器m0受一個起動開關(guān)控制，當起動開關(guān)接通時，粉末冶金壓制機系統(tǒng)開始工作，沖頭下行。(2) 將粉末壓緊后，壓力繼電器x1接通。(3) 保壓延時5s后，沖頭上行（y1）至x2接通。(4) 然后模具下行（y2）至x3接通。(5) 取走成品后工人按下按鈕x5,模具上行（y3）至x4接通。(6)系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。2、常見故障及其排除方案(1)檢查plcrunp0按一下，m0通，y0沖頭能否下行?沒有下行：程序錯誤解決方案：程序重編(2)檢查plc能否完成1個工作流程?不能：程序錯誤解決方案：程序重編(3)檢查plc能否復(fù)位?不能：程序錯誤解決

9、方案：程序重編 八、尚存在的問題及方案建議本設(shè)計方案雖然程序簡短，簡單明了，但至少存在以下2個問題尚未解決：(1) 本程序本身缺少循環(huán)部件。(2) plc電源凈化問題：實驗室使用的是三菱fx2n軟件環(huán)境編譯,適應(yīng)電源范圍較寬，可直接從低壓電網(wǎng)取用220v電源；但為了減弱電網(wǎng)對plc的干擾，仍應(yīng)加裝電壓凈化元件，如電源濾波器、隔離變壓器等。建議采取以下方案解決：(1)為使系統(tǒng)更加完整，應(yīng)該安裝循環(huán)裝置。(2)針對plc電源凈化問題，建議加裝電源濾波器或隔離變壓器的方案來解決。九、課程設(shè)計總結(jié)我這次課程設(shè)計題目是“粉末金屬制品壓制機”的plc設(shè)計，此次設(shè)計以分組的方式進行，每組有一個題目這次共有十

10、七組實驗題目，由抽簽決定每個人的設(shè)計課題，然后兩人一組合作完成。通過這次設(shè)計實踐。我學(xué)會了plc的基本編程方法，對plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，plc程序和我們平時做的不太一樣，雖然我們也做過一些，但給出的題目要求我完全沒有概念。剛看到自己抽到的題目時幾乎沒有思路，只能查找課本以及相關(guān)資料，不過通過反復(fù)琢磨題目和經(jīng)過小組成員之間的討論之后，與在電器與可編程控制器的實驗課程中學(xué)會的plc設(shè)計的步聚和基本方法相聯(lián)系，終于豁然開朗，并成功的設(shè)計調(diào)試出程序。再設(shè)計過程中對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來的程序用到plc中的時候，問題出現(xiàn)了，不

11、是不能運行，就是運行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合,很是糾結(jié)。通過這次plc程序的設(shè)計，我們的合作意識得到加強，合作能力得到了提高。為以后工作中處理人與人之間的合作關(guān)系奠定了基礎(chǔ)，為以后的團隊合作奠定了基礎(chǔ)。同時認識到一個課題的完成是多么的不容易，需要每個人發(fā)揮自己的思維，集合集體的智慧，積極向老師請教，這次課程設(shè)計中得到了老師不少提點，使設(shè)計的程序更加清晰明了。是我認識到了plc程序功能的強大，讓我對這門課程的熱情更加高漲了！十、致 謝雖然本課程設(shè)計涵蓋了部分plc知識點，但課程設(shè)計題目要求不僅要求對課本知識有較深刻的了解，同時要求程序設(shè)計者由較強的思維能力和操作動手能力。雖然這次的程序很簡短，但是如果沒有平常知識的積累，以及plc實驗課程的鍛煉就不會有這次的進步。這次課程設(shè)計使我對plc程序的編程、程序的錄入、以及在上機操作調(diào)試有了很大的提高，同時消除了以前對plc的畏懼心理。讓我明白了思而不學(xué)者殆。做事要學(xué)思結(jié)