氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)控制系統(tǒng)PLC

1、職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題目： 氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)控制系統(tǒng)PLC 時(shí)間：從 年 月 日至 年 月 日共 4 周專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) 班 級(jí) 機(jī)電309 班 學(xué)生姓名： 系 別： 電氣工程系 教研室： 機(jī)電教研室 指導(dǎo)教師： 2011 年 月 日 設(shè)計(jì)題目：氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)控制系統(tǒng)氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)控制系統(tǒng)的任務(wù)及設(shè)計(jì)要求1、 設(shè)計(jì)的意義和作用。2、 畫出氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)控制系統(tǒng)工作原理圖。3、 控制說(shuō)明。4、 功能分析。5、 PLC元件分配。6、 PLC接線圖。7、 繪繪制功能流程圖。a.原點(diǎn)復(fù)位流程。b.工件補(bǔ)充流程。c.氣壓沖孔流程。d.測(cè)孔流程。e.工件搬運(yùn)流程。8、 步進(jìn)階梯圖轉(zhuǎn)換。

2、9、 程序清單。10、 設(shè)計(jì)說(shuō)明書。11、 參考文獻(xiàn)摘要傳統(tǒng)的沖孔加工系統(tǒng)是由工人將工件一件一件放置在沖孔模具上，然后沖壓機(jī)動(dòng)作完成沖孔，工人在取出工件。該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效率低，成本高，易發(fā)生事故。本文以沖孔加工機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)PLC控制來(lái)實(shí)現(xiàn)工件補(bǔ)充，氣壓沖孔，測(cè)控與工件搬運(yùn)四大功能來(lái)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。具體為控制運(yùn)送工件的傳送帶的啟停，根具沖孔位置有無(wú)工件控制沖孔機(jī)是否實(shí)施沖孔加工，檢測(cè)孔加工是否合格，由此判斷工件的處理方式以及將不合格工件放入廢料箱，將合格工件放入包裝箱。1. PLC的發(fā)展前景在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)

3、行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱PC）發(fā)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這

4、時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來(lái)，是無(wú)法取代的。2. PLC的結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。CPU的

5、構(gòu)成:CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部

6、電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。I/O模塊：PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量

7、輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。電源模塊：PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。1.6 底板或機(jī)架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。3.本設(shè)計(jì)的任務(wù)描述 1. 工件的補(bǔ)充、沖孔、測(cè)孔以及搬運(yùn)可同時(shí)進(jìn)行。2. 工件的補(bǔ)充由傳送帶（電機(jī)M0驅(qū)動(dòng)）送入。3. 工件的搬運(yùn)分合格品和不合格品兩種

8、，其合格與不合格由測(cè)孔不分判斷完成。若測(cè)孔機(jī)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能測(cè)孔到底（MS2為ON）則為合格品，否則為不合格品。4. 不合格品在測(cè)孔完畢后，由A缸抽離隔離板，不合格的工件掉入廢料箱；合格品在檢測(cè)完畢后，B缸抽離隔離板，合格品掉入包裝箱。5.工作圖4.功能分析5. 系統(tǒng)由5個(gè)流程組成，復(fù)位工程，清除殘余工件，工工件補(bǔ)充流程，根據(jù)有無(wú)工件控制傳送帶的啟停，沖孔流程，根據(jù)判斷沖孔位置有無(wú)工件控制沖孔機(jī)是否實(shí)施沖孔加工，測(cè)孔流程，檢查孔加工是否合格，檢查方式為如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)測(cè)孔機(jī)能測(cè)孔到底，則該工件為合格品，否則為不合格品。然后將合格品放入包裝箱，不合格品放入廢料箱。6. 本設(shè)計(jì)將工件補(bǔ)充，沖孔，測(cè)孔

9、以及搬運(yùn)設(shè)置為4個(gè)標(biāo)志，即M10-M13。當(dāng)PH0檢測(cè)到傳送帶送來(lái)的工件時(shí)，則設(shè)定M10的值為1當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)后，左移指令將M10-M13左移一個(gè)位元，即M11為1，因此鉆孔機(jī)標(biāo)志為1時(shí)動(dòng)作，當(dāng)M12為1時(shí)測(cè)孔機(jī)動(dòng)作，當(dāng)M13為1時(shí)，進(jìn)行包裝搬運(yùn)。7. 工件搬運(yùn)流程：當(dāng)傳送帶傳送后在兩種情況下動(dòng)作才會(huì)結(jié)束，一是PH0測(cè)得工件已補(bǔ)入，二是設(shè)定時(shí)間到后PH0仍未檢測(cè)到工件。8. 沖孔流程：當(dāng)M11為1時(shí)，表示沖孔機(jī)位置有工件，此時(shí)沖孔機(jī)動(dòng)作，開始沖孔。沖孔完成后，MS0為ON，沖孔機(jī)退回，直到MS1為ON時(shí)，沖孔機(jī)停止退回。9. 測(cè)孔流程：當(dāng)M12為1時(shí)，表示測(cè)孔機(jī)位置有工件。此時(shí)測(cè)孔機(jī)動(dòng)作，進(jìn)行測(cè)孔

10、。若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)測(cè)孔到底，即MS2為ON，表示該工件為合格品，則測(cè)孔流程結(jié)束，將工件送到包裝箱；若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有測(cè)孔到底，則說(shuō)明沖孔過(guò)程失敗，此工件為不合格品。此時(shí)需要做以下動(dòng)作：10. 清除工件11. 驅(qū)動(dòng)A缸抽動(dòng)隔離板，將不合格品放入廢料箱。并延時(shí)一段時(shí)間，確保工件掉入廢料箱。12. 工件搬運(yùn)流程：當(dāng)M13為1時(shí)表示搬運(yùn)位置有工件，此時(shí)B缸動(dòng)作，抽離隔板，工件掉入包裝箱，并延時(shí)一段時(shí)間，以確保工件掉入包裝箱。5.整個(gè)流程的I/O分配表輸入輸出輸入繼電器作用輸出繼電器作用X000STOP按鈕Y000M0X001START按鈕Y001M1X002PH0Y002A缸X003PH1Y003B缸X004MS0Y004沖孔X0005MS1Y005測(cè)孔X006MS2X007MS3原點(diǎn)復(fù)位流程：此流程是清除工作臺(tái)上的殘余零件，確保補(bǔ)充工件之前已將殘余的工件清除不影