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基于PLC控制的運料小車設(shè)計【實用文檔】doc文檔可直接使用可編輯,歡迎下載常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)作者:學(xué)號:系部:專業(yè):題目:基于PLC控制的運料小車設(shè)計指導(dǎo)者:XXX評閱者:2012年5月畢業(yè)設(shè)計(論文)中文摘要可編程序控制器(Programmablecontroller)簡稱PLC,由于PLC的可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強、靈活通用、使用方便、維護簡單,所以PLC的應(yīng)用領(lǐng)域在迅速擴大.對早期的PLC,凡是有繼電器的地方,都可采用.而對當(dāng)今的PLC幾乎可以說凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要PLC。尤其是近幾年來,PLC的成本下降,功能又不段增強,所以,目前PLC在國內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè).本設(shè)計是為了實現(xiàn)運料小車的手動和自動化的轉(zhuǎn)化,改變以往小車的單純手動運料,減少了勞動力,提高了生產(chǎn)效率,實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)!而且本運料小車的設(shè)計是由于工作環(huán)境惡劣,不允許人進入工作環(huán)境的情況下孕育而成的。本文從第一二章運料小車的系統(tǒng)方案的確定為切入點,介紹了為什么選用PLC控制小車;第三章介紹了運料小車的應(yīng)達到的控制要求;第四章根據(jù)控制要求進行了小車系統(tǒng)的具體設(shè)計,包括端子接線圖、梯形圖(分段設(shè)計說明和系統(tǒng)總梯形圖)和程序指令設(shè)計;最后得出結(jié)論。關(guān)鍵詞:PLC,運料小車,控制,程序設(shè)計目錄TOC\o”1-3"\h\z\u引言PAGEREF_Toc324469542\h1第1章可編程控制器(PLC)概況PAGEREF_Toc324469543\h21.1PLC的定義PAGEREF_Toc324469544\h2HYPERLINK\l"_Toc324469545”1.2PLC的發(fā)展PAGEREF_Toc324469545\h2HYPERLINK\l"_Toc324469546"1.3PLC的特點PAGEREF_Toc324469546\h3HYPERLINK\l”_Toc324469547"1。4PLC的基本組成及各部分作用PAGEREF_Toc324469547\h3HYPERLINK\l"_Toc324469548"1。5PLC的應(yīng)用領(lǐng)域69548\h6第2章控制系統(tǒng)介紹和控制過程要求PAGEREF_Toc324469549\h82.1控制系統(tǒng)的作用與地位PAGEREF_Toc324469550\h82。2控制系統(tǒng)介紹9551\h8第3章運料小車系統(tǒng)方案的選擇PAGEREF_Toc324469552\h10HYPERLINK\l"_Toc324469553”3。1可編程控制器PLC的優(yōu)點PAGEREF_Toc324469553\h10HYPERLINK\l"_Toc324469554"3.2小車運料系統(tǒng)方案的選擇PAGEREF_Toc324469554\h11HYPERLINK\l"_Toc324469555”第4章硬件介紹PAGEREF_Toc324469555\h12第5章基于PLC的運料小車接線圖及梯形圖PAGEREF_Toc324469556\h145。1運料小車PLC的I/O分配表PAGEREF_Toc324469557\h14HYPERLINK\l"_Toc324469558”5.2PLC端子接線圖PAGEREF_Toc324469558\h145.3梯形圖分段設(shè)計PAGEREF_Toc324469559\h165。4程序運行原理說明調(diào)試與完善PAGEREF_Toc324469560\h20HYPERLINK\l”_Toc324469561”5。5系統(tǒng)總梯形圖設(shè)計PAGEREF_Toc324469561\h21HYPERLINK\l"_Toc324469562"結(jié)論PAGEREF_Toc324469562\h26HYPERLINK\l”_Toc324469563”致謝PAGEREF_Toc324469563\h27HYPERLINK\l"_Toc324469564"參考文獻PAGEREF_Toc324469564\h28引言隨著社會迅速的發(fā)展,各機械產(chǎn)品層出不窮.控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)很成熟,應(yīng)用范圍涉及各個領(lǐng)域,例如:機械、汽車制造、化工、交通、軍事、民用等.PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計,其顯著的特點之一就是可靠性高,抗干擾能力強。PLC的應(yīng)用不但大大地提高了電氣控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力,而且大大地簡化和減少了維修維護的工作量。PLC以其可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單、使用方便、控制程序可變、體積小、質(zhì)量輕、功能強和價格低廉等特點,在機械制造、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用.運料小車控制系統(tǒng)采用了PLC控制。從運料小車的工藝流程來看,其控制系統(tǒng)屬于自動控制與手動控制相結(jié)合的系統(tǒng),因此,此運料小車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計具有手動和自動兩種工作方式.我在程序設(shè)計上采用了模塊化的設(shè)計方法,這樣就省去了工作方式程序之間復(fù)雜的聯(lián)鎖關(guān)系,從而在設(shè)計和修改任何一種工作方式的程序時,不會對其它工作方式的程序造成影響,使得程序的設(shè)計、修改和故障查找工作大為簡化。在設(shè)計該PLC運料小車設(shè)計程序的同時總結(jié)了以往PLC運料小車設(shè)計程序的一般方法、步驟,并且把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到本次設(shè)計當(dāng)中來,更加深入的了解了更多的PLC知識.第1章可編程控制器(PLC)概況1。1PLC的定義國際電工委員會(Internat(yī)ionalElectricalCommittee—IEC),1987年的第三版對PLC作了如下的定義:PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計算和算術(shù)運算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程控制器實際上是一種工業(yè)控制計算機,它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機控制系統(tǒng)相似,甚至與之無異.可編程序控制器主要由CPU(中央處理單元)存儲器(RAM和EPROM),輸入/輸出模塊(簡稱為I/O模塊)、編程器和電源五大部分組成。近年來發(fā)展極為迅速、應(yīng)用面極廣的工業(yè)控制裝置.它按照成熟而有效的繼電器控制概念和設(shè)計思想,利用不斷發(fā)展的新技術(shù)、新電子器件,逐步形成了具有特色的各種系列產(chǎn)品。1.2PLC的發(fā)展1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求,并公開招標(biāo)提出十項標(biāo)準(zhǔn):(1)編程方便,現(xiàn)場可修改程序;(2)維修方便,采用模塊化結(jié)構(gòu);(3)可靠性高于繼電器控制裝置;(4)體積小于繼電器控制裝置;(5)數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機;(6)成本可與繼電器控制裝置競爭;(7)輸入可以是交流115V;(8)輸出為交流115V,2A以上,能直接驅(qū)動電磁閥,接觸器等;(9)在擴展時,原系統(tǒng)只要很小變更;(10)用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K.1969年,美國數(shù)字公司(DEC)研制出了第一臺可編程序控制器,滿足了GM公司裝配線的要求.這種新型的工業(yè)控制裝置簡單易懂、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長,很快在美國其它工業(yè)領(lǐng)域推廣使用。隨著集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在已有了第五代PLC產(chǎn)品。1。3PLC的特點PLC之所以越來越受到控制界人士的重視,是和它的優(yōu)點分不開的:1)功能齊全,它的適用性極強,幾乎所有的控制要求,它均能滿足;2)應(yīng)用靈活,其標(biāo)準(zhǔn)的積木式硬件結(jié)構(gòu),以及模塊化的軟件設(shè)計,使得它不僅可以適應(yīng)大小不同、功能繁復(fù)的控制要求,而且可以適應(yīng)各種工藝流程變更較多的場合;3)操作方便,維修容易,穩(wěn)定可靠。盡管PLC有各種型號,但都可以適應(yīng)惡劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境,耐熱、防潮、抗震等性能也很好,一般平均無故障率可達幾萬小時.1.4PLC的基本組成及各部分作用PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置,其組成與一般的微機系統(tǒng)基本相同。按結(jié)構(gòu)形式的不同,PLC可分為整體式和組合式兩類.整體式PLC是將中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體,構(gòu)成主機。另外還有獨立的1/0擴展單元與主機配合使用。主機中,CPU是PLC的核心,1/0單元是連接CPU與現(xiàn)場設(shè)備之間的接口電路,通信接口用于PLC與編程器和上位機等外部設(shè)備的連接。組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能1/0單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊,各模塊插在底板上,模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。裝有CPU單元的底板稱為CPU底板,其它稱為擴展底板。CPU底板與擴展底板之間通過電纜連接,距離一般不超過10m。無論哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC,都可以根據(jù)需要進行配置與組合。1。中央處理單元(CPU):CPU在PLC中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞,它是PLC的運算、控制中心.它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能,完成以下任務(wù):(1)接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù);(2)診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語法錯誤;(3)用掃描的方式接收輸入信號,送入PLC的數(shù)據(jù)寄存器保存起來;(4)PLC進入運行狀態(tài)后,根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序,進行解釋和執(zhí)行,完成用戶程序中規(guī)定的各種操作;(5)將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端?,F(xiàn)代PLC使用的CPU主要有以下幾種:(1)通用微處理器,如8080,8088,Z80A,8085等。通用微處理器的價格便宜,通用性強,還可以借用微機成熟的實時操作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資源。(2)單片機,如8051等。單片機由于集成度高、體積小、價格低和可擴充性好,很適合在小型PLC上使用,也廣泛地用于PLC的智能UO模塊。(3)位片式微處理器,如AMD2900系列等。位片式微處理器是獨立于微型機的另一分支。它主要追求運算速度快,它以4位為一片。用幾個位片級聯(lián),可以組成任意字長的微處理器。改變微程序存儲器的內(nèi)容,可以改變計算機的指令系統(tǒng)。位片式結(jié)構(gòu)可以使用多個微處理器,將控制任務(wù)劃分為若干個可以并行處理的部分,幾個微處理器同時進行處理。這種高運算速度與可以適應(yīng)用戶需要的指令系統(tǒng)相結(jié)合,很適合于以順序掃描方式工作的PLC使用.2。存儲器根據(jù)存儲器在系統(tǒng)中的作用,可以把它們分為以下3種:(1)系統(tǒng)程序存儲器:和各種計算機一樣,PLC也有其固定的監(jiān)控程序、解釋程序,它們決定了PLC的功能,稱為系統(tǒng)程序,系統(tǒng)程序存儲器就是用來存放這部分程序的。系統(tǒng)程序是不能由用戶更改的,故所使用的存儲器為只讀存儲器ROM或EPROM(2)用戶程序存儲器:用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序,用戶程序存放在用戶程序存儲器中。由于用戶程序需要經(jīng)常改動、調(diào)試,故用戶程序存儲器多為可隨時讀寫的RAM。由于RAM掉電會丟失數(shù)據(jù),因此使用RAM作用戶程序存儲器的PLC,都有后備電池(鏗電池)保護RAM,以免電源掉電時,丟失用戶程序.當(dāng)用戶程序調(diào)試修改完畢,不希望被隨意改動時,可將用戶程序?qū)懭耄牛蠷OM.目前較先進的PLC(如歐姆龍公司的CPMIA型PLC)采用快閃存儲器作用戶程序存儲器,快閃存儲器可隨時讀寫,掉電時數(shù)據(jù)不會丟失,不需用后備電池保護。(3)工作數(shù)據(jù)存儲器:工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù).這部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲在RAM中,以適應(yīng)隨機存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲區(qū),開辟有元件映象寄存器和數(shù)據(jù)表.元件映象寄存器用來存儲PLC的開關(guān)量輸入/輸出和定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部繼電器的ON/OFF狀態(tài)。數(shù)據(jù)表用來存放各種數(shù)據(jù),它的標(biāo)準(zhǔn)格式是每一個數(shù)據(jù)占一個字。它存儲用戶程序執(zhí)行時的某些可變參數(shù)值,如定時器和計數(shù)器的當(dāng)前值和設(shè)定值。它還用來存放A/0轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字和數(shù)學(xué)運算的結(jié)果等。根據(jù)需要,部分?jǐn)?shù)據(jù)在停電時用后備電池維持其當(dāng)前值,在停電時可保持?jǐn)?shù)據(jù)的存儲器區(qū)域稱為數(shù)據(jù)保持區(qū)。3.I/0單元I/0單元也稱為I/0模塊。PLC通過I/0單元與工業(yè)生產(chǎn)過程現(xiàn)場相聯(lián)系。輸入單元接收用戶設(shè)備的各種控制信號,如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其他一些傳感器的信號。通過接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠識別和處理的信號,并存到輸入映像寄存器.運行時CPU從輸入映像寄存器讀取輸入信息并進行處理,將處理結(jié)果放到輸出映像寄存器。輸出映像寄存器由輸出點對應(yīng)的觸發(fā)器組成,輸出接口電路將其由弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出,以驅(qū)動電磁閥、接觸器、指示燈被控設(shè)備的執(zhí)行元件.4。電源部分PLC一般使用220V的交流電源,內(nèi)部的開關(guān)電源為PLC的中央處理器、存儲器等電路提供5V,+12V,+24V的直流電源,使PLC能正常工作。電源部件的位置形式可有多種,對于整體式結(jié)構(gòu)的CPU,通常電源封裝到機殼內(nèi)部;對于模塊式PLC,有的采用單獨電源模塊,有的將電源與CPU封裝到一個模塊中。5.?dāng)U展接口擴展接口用于將擴展單元以及功能模塊與基本單元相連,使PLC的配置更加靈活以滿足不同控制系統(tǒng)的需要.6.通信接口為了實現(xiàn)“人一機”或“機一機”之間的對話,PLC配有多種通信接口。PLC通過這些通信接口可以與監(jiān)視器、打印機和其他的PLC或計算機相連.當(dāng)PLC與打印機相連時,可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印;當(dāng)與監(jiān)視器相連時??蓪⑦^程圖像顯示出來;當(dāng)與其他PLC相連時,可以組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)路,實現(xiàn)更大規(guī)模的控制;當(dāng)與計算機相連時,可以組成多級控制系統(tǒng),實現(xiàn)控制與管理相結(jié)合的綜合性控制.7。編程器編程器的作用是提供用戶進行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。編程器有簡易型和智能型兩類。簡易型的編程器只能聯(lián)機編程,且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機器語言助記符后,才能輸入.它一般由簡易鍵盤和發(fā)光二級管或其他顯示管件組成。智能型的編程器又稱為圖形編程器,它可以聯(lián)機編程,也可以脫機編程,具有LCD或CRL圖形顯示功能,可以直接輸入梯形圖和通過屏幕對話。還可以利用PC作為編程器,PLC生產(chǎn)廠家配有相應(yīng)的編程軟件,使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖程序,并可以實現(xiàn)不同編程語言的互相轉(zhuǎn)換。程序被下載到PLC,也可以將PLC中的程序上傳到計算機。程序可以存盤或打印,通過網(wǎng)絡(luò),還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送?,F(xiàn)在很多PLC已不再提供編程器,而是提供微機編程軟件了,并且配有相應(yīng)的通信連接電纜。1。5PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC用存儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短,同時日常維護也變得容易起來,更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合.目前,PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè),使用情況主要分為如下幾類:(1)開關(guān)量邏輯控制取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路,實現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于控制單臺設(shè)備,也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等.(2)工業(yè)過程控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中,存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量(即模擬量),PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量,完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法.過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。(3)運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。一般使用專用的運動控制模塊,如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊,廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合.(4)數(shù)據(jù)處理PLC具有數(shù)學(xué)運算(含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。(5)通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信包括PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信.隨著工廠自動化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,現(xiàn)在的PLC都具有通信接口,通信非常方便。但是,可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用,在實際應(yīng)用時,其硬件需根據(jù)實際需要進行選用配置,其軟件需根據(jù)控制要求進行設(shè)計編制。第2章控制系統(tǒng)介紹和控制過程要求2.1控制系統(tǒng)的作用與地位在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中,為了提高勞動生產(chǎn)率,降低成本,減輕工人的勞動負(fù)擔(dān),要求整個工藝生產(chǎn)過程全盤自動化,這就離不開控制系統(tǒng).控制系統(tǒng)是整個生產(chǎn)線的靈魂,對整個生產(chǎn)線起著指揮的作用.一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障,輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進行,重者甚至發(fā)生人身安全事故,這樣將給企業(yè)造成重大損失。運料小車是基于PLC控制系統(tǒng)來設(shè)計的,控制系統(tǒng)的每一步動作都直接作用于運料小車的運行,因此,運料小車性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關(guān)系。運料小車能否正常運行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分.2.2控制系統(tǒng)介紹推車機兩油缸推動推車機兩油缸推動圖2-1運料小車控制圖本控制系統(tǒng)主要是用于控制運料小車的自動運料。它既能減輕人的勞動強度又能自動準(zhǔn)確到達人不能達到或很難到達的預(yù)定位置。(如圖2—1運料小車控制圖),推車機可以沿軌道上下移動,到達預(yù)定位置。推車機上是一個小型泵站,通過控制電磁閥換向,使兩油缸伸出、縮回,頂出運料小車,再由各個倉位控制要料.用PLC對運料小車實現(xiàn)控制,其具體要求如下:(1)運料小車1動作要求:運料小車負(fù)責(zé)向四個料倉運料,運料路上從左向右共有4個料倉(位置開關(guān)SQ1,SQ2,SQ3,SQ4)分別受PLC的I0.0,I0.1,I0.2,I0.3檢測,當(dāng)信號狀態(tài)為1是,說明運料小車到達該位置.小車行走受兩個信號的驅(qū)動,Q0.4驅(qū)動小車左行,Q0.5驅(qū)動小車右行。料倉要料由4個手動按鈕(SB1,SB2,SB3,SB4)發(fā)出(對應(yīng)于PLC為I0。4,I0。5,I0.6,I0.7)按鈕發(fā)出信號其相應(yīng)指示燈就亮(HL1—HL4),指示燈受PLC的Q0.0—Q0.3控制。運料小車2動作要求:運料小車負(fù)責(zé)向四個料倉運料,運料路上從左向右共有4個料倉(位置開關(guān)SQ11,SQ12,SQ13,SQ14)分別受PLC的I1。0,I1.1,I1.2,I1。3檢測,當(dāng)信號狀態(tài)為1是,說明運料小車到達該位置。小車行走受兩個信號的驅(qū)動,Q1。5驅(qū)動小車左行,Q1.4驅(qū)動小車右行。料倉要料由4個手動按鈕(SB11,SB12,SB13,SB14)發(fā)出(對應(yīng)于PLC為I1.4,I1。5,I1.6,I1.7)按鈕發(fā)出信號其相應(yīng)指示燈就亮(HL11—HL14),指示燈受PLC的Q1.0-Q1.3控制.(2)運料小車行走條件:運料小車右行條件:小車在1,2,3號倉位,4號倉要料;小車在1,2號倉位,3號倉要料;小車在1號倉位,2號倉要料。運料小車左行條件:小車在4,3,2,0號倉位,1號倉要料;小車在4,3,0號倉位,2號倉要料;小車在4,0號倉位,3號倉要料;小車在0位,4號倉位要料。運料小車停止條件:要料倉位與小車的車位相同時,應(yīng)該是小車的停止條件。運料小車的互鎖條件:小車右行時不允許左行啟動,同樣小車左行時也不允許右行啟動.第3章運料小車系統(tǒng)方案的選擇3.1可編程控制器PLC的優(yōu)點可編程控制器PLC對用戶來說,是一種無觸點設(shè)備,改變程序即可改變生產(chǎn)工藝.目前,可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具,得到了廣泛的推廣應(yīng)用??删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩舻膶S霉I(yè)控制計算機,具有許多明顯的特點。1.可靠性高,抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。例如西門子公司生產(chǎn)的S7系列PLC平均無故障時間高達30萬小時.一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說,使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的繼電器系統(tǒng)相比,電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC帶有硬件故障自我檢測功能,出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中,應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣,整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2。配套齊全,功能完善,適用性強PLC發(fā)展到今天,已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品.可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外,現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn),使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展,使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易.3.易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機,是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備.它接口容易,編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近,只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。4。系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小,維護方便,容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短,同時維護也變得容易起來.更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5.體積小,重量輕,能耗低以超小型PLC為例,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小,很容易裝入機械內(nèi)部,是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備.3.2小車運料系統(tǒng)方案的選擇實現(xiàn)小車運料系統(tǒng)控制有很多方法來實現(xiàn),可以用單片機、可編程控制器PLC等元器件來實現(xiàn)。但在單片機控制系統(tǒng)電路中需要加入A/D,D/A轉(zhuǎn)換器,線路復(fù)雜,還要分配大量的中斷口地址.而且單片機控制電路易受外界環(huán)境的干擾,也具有不穩(wěn)定性。另外控制程序需要具有一定編程能力的人才能編譯出,在維修時也需要高技術(shù)的人員才能修復(fù),所以在此也不易用單片機來實現(xiàn)。而從上述第一節(jié)對PLC的特點了解可知,PLC具有很多優(yōu)點,因此我們歸納出:可編程控制器PLC具有很高的可靠性,通常的平均無故障時間都在30萬小時以上;安裝,操作和維護也較容易;編程簡單,PLC的基本指令不多,編程器使用比較方便,程序設(shè)計和產(chǎn)品調(diào)試周期短,具有很好的經(jīng)濟效益。此外PLC內(nèi)部定時、計數(shù)資源豐富,可以方便地實現(xiàn)對運料小車的控制.因此,最終我選擇了用可編程控制器PLC來實現(xiàn)運料小車系統(tǒng)的控制,完成本次的設(shè)計題目.第4章硬件介紹圖4-1為運料小車的模擬圖圖4-1運料小車的模擬圖運料小車是工業(yè)運料的主要設(shè)備之一。廣泛應(yīng)用于自動生產(chǎn)線冶金、有色盒屬、煤礦、港口、碼頭等行業(yè),各工序之間的物品常用有軌小車來轉(zhuǎn)運。小車通常采用電動機驅(qū)動,電動機正轉(zhuǎn)小車前進,電動機反轉(zhuǎn)小車后退。本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工作原理圖如圖4-1,包括帶導(dǎo)軌的運行工作臺,DC24V電機,行程開關(guān),起停按鈕,Twido可編程控制器,DC24V繼電器,DC12V直流電源等。圖4—1是一個運料小車工作示意圖,每個工作臺設(shè)有一個到位開關(guān)(SQ)和一個呼叫按鈕(SB).系統(tǒng)的設(shè)計要求為:(1)按下啟動按鈕,系統(tǒng)開始工作,按下停止按鈕,系統(tǒng)停止工作;(2)當(dāng)小車當(dāng)前所處??空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時,小車向右運行,運行到呼叫按鈕所對應(yīng)的??空緯r停止;(3)當(dāng)小車當(dāng)前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕的編碼時,小車向左行,運行到呼叫按鈕HJ所對應(yīng)的??空緯r停止;(4)當(dāng)小車當(dāng)前所處??空镜木幋a等于呼叫按鈕的編碼時,小車保持不動;(5)呼叫按鈕開關(guān)應(yīng)具有互鎖功能,先按下者優(yōu)先。圖4-2為PLC輸出的電壓轉(zhuǎn)換電路圖4-2中采用2個DC24V繼電器和1個12V直流電源來實現(xiàn)直流電機的正反轉(zhuǎn),2個繼電器線圈直接接到可編程控制器的輸出端。當(dāng)繼電器線圈1得電時.繼電器1的觸點由k1轉(zhuǎn)換到k2,而繼電器線圈2的觸點狀態(tài)不變,電流流向如I1所示,驅(qū)使DCI2V電機按一定方向運轉(zhuǎn):當(dāng)繼電器線圈2得電時,繼電器線圈I觸點狀態(tài)不變,而繼電器線圈2的觸點由k3轉(zhuǎn)換到k4,電流流向如I2所示。驅(qū)使DC12V電機按相反的方向運轉(zhuǎn).圖4—2PLC輸出的電壓轉(zhuǎn)換電路第5章基于PLC的運料小車接線圖及梯形圖5.1運料小車PLC的I/O分配表根據(jù)控制要求,PLC控制運料小車的輸入\輸出(I\0)地址編排如下表所示,其中SB5為啟動開關(guān),為SB6停止開關(guān),SA6、SA7為手動\連續(xù)選擇開關(guān),SA1、SA2為上下、左右轉(zhuǎn)換開關(guān),SA3、SA4、SA5為油缸單動聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關(guān)。Q0.0-Q0.3和Q1.0—Q1.3控制8個要料指示燈,Q0。4—Q0。5和Q1.4-Q1.5控制小車1、2左行右行,Q0。6-Q0。7和Q1。6-Q1.7.如表5—1所示:輸入點分配輸出點分配輸入接點輸入開關(guān)名稱輸出接口驅(qū)動設(shè)備I0.0-I0.3小車1行程開關(guān)(SQ1—SQ4)Q0。0-Q0.3小車1要料指示燈(HL1-HL4)I0。4—I0。7小車1控制按鈕(SB1—SB4)Q0。4-Q0.5小車1左右行線圈I1.0-I1。3小車2行程開關(guān)(SQ11—SQ14)Q0。6—Q0.7油缸1伸出縮回線圈I1。4-1.7小車2控制按鈕(SB11-SB14)Q1。0-Q1.0小車2要料指示燈(HL11-HL14)I2.0—I2。5推車機行程開關(guān)(SQ5-SQ10)Q1.4-Q1.5小車2左右行線圈I2.6-I2。7起動,停止按鈕(SB5,SB6)Q1.6-Q1.7油缸2伸出縮回線圈I3。0-I3.1手動,連續(xù)轉(zhuǎn)換開關(guān)(SA6,SA7)Q2.0—Q2.1推車機上下行線圈I3.2-I3。3推車機上下,左右轉(zhuǎn)換開關(guān)(SA1,SA2)I3.4—I3。6油缸單動聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關(guān)(SA3-SA5)5—1I/O分配表5.2PLC端子接線圖PLC型號的選擇:由于該系統(tǒng)是在原來CPU226的基礎(chǔ)上改進的設(shè)備,而現(xiàn)在共用了31個輸入,用直流24V;18個輸出,用交流電220V,所以我選擇用S7—200系列CPU226,加一個EM223的擴展模塊。CPU226的主要的技術(shù)參數(shù):輸入24VDC,24點;輸出220VAC,16點;電源電壓為AC100-240V50/60Hz.EM223的主要技術(shù)參數(shù):輸入24VDC,8點;輸出220VAC,8點;電源電壓為AC100-240V50/60Hz。如圖5—2所示:圖5-2端子接線圖5.3梯形圖分段設(shè)計本次設(shè)計的自動運料小車梯形圖,是分開來畫的。由總程序結(jié)構(gòu)圖、自動操作程序圖、手動操作程序圖、小車1左右自動運料運行程序圖、小車2左右自動運料運行程序圖組成。()M10()M9()M10()M9()M10()M9圖5—3總系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(1)程序的總結(jié)構(gòu)圖如圖5-3所示:因為在手動操作方式下,各種動作都是用按鈕控制來實現(xiàn)的,其程序可獨立于自動操作程序而另行設(shè)計。因此,總程序可分為兩段獨立的部分:手動操作程序和自動操作程序.當(dāng)選擇手動操作時,則輸入點I3。0接通,其常閉觸點斷開,執(zhí)行手動程序,并由于I3.1的常閉觸點為閉合,則跳過自動程序。若選擇自動操作方式,將跳過手動程序段而執(zhí)行自動程序。(2)自動程序設(shè)計,自動操作控制主要是由行程開關(guān)來控制推車機的上行、下行,兩缸的伸出、縮回。通過行程開關(guān)的上限、下限、左限、右限準(zhǔn)確的控制推車機到達預(yù)定位置。自動程序時,手動自動轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到連續(xù)檔SA7,按下啟動按鈕SB6,推車機上行,碰到上位行車開關(guān)SQ6,上行停止;同時兩個油缸動作,推動兩小車向左移動,小車1、2碰到左位行程開關(guān)SQ10、SQ5,說明兩小車到位,這時各個倉位可向小車要料;而且兩油缸縮回,碰到行程右位開關(guān)SQ8、SQ9停止收縮,推車機下行到行程開關(guān)位SQ7時停止。如圖5-4所示:圖5-4自動操作程序圖(3)手動操作程序的設(shè)計,手動操作控制簡單,可按照一般繼電器控制系統(tǒng)的邏輯設(shè)計法來設(shè)計。手動程序時,手動自動轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到手動檔SA6,上下、左右轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到上/下行檔時,按啟動按鈕SB5推車機上行,按停止按鈕SB6推車機下行;上下、左右轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到左/右檔時,撥動單動聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3(缸1動作),按啟動按鈕SB5,缸1伸出推動小車1左行;按停止按鈕SB6,缸1縮回;撥動轉(zhuǎn)換開關(guān)到SA5(缸2動作),按啟動按鈕SB5,缸2伸出推動小車2左行,按停止按鈕SB6,缸2縮回;撥動單動聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關(guān)到SA4(兩缸同時動作)按啟動按鈕SB5,兩缸伸出推動兩小車左行;按停止按鈕SB6,兩缸縮回.如圖5-5所示:圖5-5手動操作程序圖(4)小車1自動運料運行程序,把小車1送到指定位置后,四個倉位就可以向小車要料了,M0.0-M0.3分別代表小車1的1號料倉到4號料倉的要料狀態(tài),運料小車1當(dāng)前所處位置由I0.0-I0。3,運料小車1的右行,左行,停止控制由Q0.4、Q0.5。小車到位后,用上微分操作(P)來清除料倉要料狀態(tài)信號及控制小車停車.(上微分操作的注意事項,上微分脈沖只存在在一個掃描周期,接受這一脈沖控制的元件應(yīng)寫在這一脈沖出現(xiàn)的語句之后).小車1自動運料圖如下圖5—6所示:圖5—6小車1左右自動運料運行程序圖(5)小車2自動運料運行程序,把小車2送到指定位置后,四個倉位就可以向小車要料了,M1。0-M1.3分別代表小車2的1號料倉到4號料倉的要料狀態(tài)。運料小車2當(dāng)前所處位置由I1。0—I1。3,運料小車2的右行,左行,停止控制由Q1.4、Q1.5.小車到位后,用上微分操作(P)來清除料倉要料狀態(tài)信號及控制小車停車。小車2自動運料圖5-7所示:圖5-7小車2左右自動運料運行程序圖5.4程序運行原理說明調(diào)試與完善本程序是用梯形圖所寫的。在運行前,先選擇工作方式,手動/自動。選擇手動SA6時,把上/下、左/右轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)到上/下檔SA1,按下SB5起動點動按鈕,推車機上行,按下SB6停止點動按鈕,推車機下行;把上/下、左/右轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)到左/右檔SA2,再選擇小車的單動、聯(lián)動控制,小車1單動時把單動/聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)到單動檔SA3,兩小車聯(lián)動時旋轉(zhuǎn)到聯(lián)動檔SA4,小車2單動時旋轉(zhuǎn)到單動檔SA5,這時按下起動按鈕SB5,油缸推動小車左行,按下停止按鈕SB6,油缸縮回.選擇自動SA7時,按下起動按鈕SB5,推車機開始上行,碰到上限行程開關(guān)SQ6時停車,兩缸自動推出小車,小車碰到左限行程開關(guān)SQ5、SQ10時,說明小車到位,各個倉位可以向小車要料,這時兩缸自動縮回,碰到右限行程開關(guān)SQ8、SQ9時,推車機自動下行,下行到位后(碰到SQ7)停車。只有再次按下起動按鈕SB5,才能再次運行。手動程序中設(shè)置了聯(lián)鎖和保護電路。如推車機的上行、下行常閉觸點的聯(lián)鎖,推車機上下行行程有行程開關(guān)SQ6、SQ7控制保護.自動程序是根據(jù)推車機的位置、油缸的位置來控制電路執(zhí)行下一條指令的。油缸把小車推到位后,小車處于準(zhǔn)備運料的初始位置,這時1-4號倉位都可以向小車要料。本設(shè)計中要料時刻不同時,先要料者優(yōu)先,但是要料時刻相同時,卻不知道小車向哪個倉位運料,需要改進。5。5系統(tǒng)總梯形圖設(shè)計由以上,我們畫出運料小車系統(tǒng)的總梯形圖,其中包括推車機的手動控制程序、自動控制程序、運料小車1控制程序、運料小車2控制程序。如下圖5-8所示:M9M9M9M9M10M10M10M10圖5-8運料小車系統(tǒng)總梯形圖結(jié)論在做這個設(shè)計中,我學(xué)會了很多以前沒學(xué)過的知識,也鞏固了很多以前沒學(xué)好的知識,使我的專業(yè)理論知識更加扎實,軟件操作更加熟練了。做完這個設(shè)計后,我得出幾個結(jié)論如下:1。送料小車在硬件設(shè)計中,加入了擴展模塊,可以在觸點不夠的情況下方便地實現(xiàn)該小車的系統(tǒng)控制;然后軟件設(shè)計中,運用了上微分指令,簡化了程序,還運用了互鎖和聯(lián)鎖,確保了系統(tǒng)的正常運行,減少了系統(tǒng)的故障點。在送料小車的系統(tǒng)中加入了手動操作程序,便于設(shè)備的維修,方便操作人員操作。2。該小車系統(tǒng)在實施的情況下,其成本價格比較高。3。該小車控制系統(tǒng)的研究方向:由于本小車系統(tǒng)并不完善,只做了送料,沒有設(shè)計小車怎么裝料和小車到料倉后送料的多少。這兩方面是該系統(tǒng)設(shè)計的完善,是將來的研究方向。最后,經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了我們的設(shè)計能力以及全面的考慮問題能力。學(xué)習(xí)的過程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動的。相信通過這次畢業(yè)設(shè)計它對我以后的學(xué)習(xí)及工作都會產(chǎn)生積極的影響。致謝在本次設(shè)計中,我要真誠的感謝徐老師給予我的指導(dǎo),在設(shè)計過程中徐老師嚴(yán)格督促我的畢業(yè)設(shè)計,及時的幫我解決我在設(shè)計中遇到的各種問題和困難,在設(shè)計中一直對我嚴(yán)格要求,在整個畢業(yè)設(shè)計過程中都給我耐心的指導(dǎo)和講解,在徐老師的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計,也讓我在這次畢業(yè)設(shè)計中受益匪淺,在此謹(jǐn)向徐老師致以深切的謝意!在此還要感謝機電學(xué)院的全體老師,感謝他們對我的培養(yǎng).感謝家人的關(guān)心與支持!感謝評閱和閱讀本文的老師為此付出的辛勤勞動!參考文獻[1]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京:機械工業(yè)出版社,2003[2]儲云峰.西門子電氣可編程序控制器原理及應(yīng)用.北京:機械工業(yè)出版社,2006[3]常斗南,王健琪,李全力.可編程控制原理.應(yīng)用及通信基礎(chǔ).北京:機械工業(yè)出版社,1997[4]王本軼.機電設(shè)備控制基礎(chǔ).北京:機械工業(yè)出版社,2005[5]王永華。現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2003[6]陳立定。電器控制于可編程控制器。廣州:華南理工大學(xué)出版社,2001[7]張林國,王淑英.可編程控制器技術(shù).北京:高等教育出版社,2002[8]周萬珍,高鴻賓.PLC分析與設(shè)計應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社,2004Revolvingplat(yī)formdesignbasedonPLC,servopositioningcontrol基于PLC伺服定位控制的周轉(zhuǎn)臺設(shè)計摘要選用三菱PLC對匯川伺服驅(qū)動器進行控制進而對伺服電機進行控制,實現(xiàn)機械定位、算法功能實現(xiàn)的控制目的。首先介紹的是周轉(zhuǎn)臺算法的實現(xiàn):如何在工作臺中進行90度旋轉(zhuǎn),這就要用到伺服的定位脈沖控制,然后介紹伺服驅(qū)動器和伺服驅(qū)動器的工作原理、技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)性能.根據(jù)玻璃機械的電氣控制工藝標(biāo)準(zhǔn),進行軟件的編程和硬件電路圖以及電控柜設(shè)計,主要內(nèi)容有:軟件編程中手動調(diào)試程序與自動運行的可重復(fù)性,硬件的選型及其工作原理,主電路和控制電路的設(shè)計以及電控柜的排版與接線,原點信號與限位開關(guān)的位置選擇,最終周轉(zhuǎn)臺的通過觸摸屏傳數(shù)值的整機調(diào)試。選用三菱FX3U-48MT/ES(-A)晶體管(漏型)plc為核心控制器,以匯川IS500AT3R51—212伺服驅(qū)動器和匯川ISMH3—85B15CD伺服電機為定位執(zhí)行設(shè)備,根據(jù)機械工藝要求和工作原理設(shè)計流程圖,完成控制算法、程序。電路的設(shè)計。設(shè)計完成后,整機進行試驗調(diào)試,試驗結(jié)果表明:所設(shè)計的程序與電氣控制能準(zhǔn)確的完成玻璃旋轉(zhuǎn)的動作,符合周轉(zhuǎn)臺設(shè)計的要求。關(guān)鍵詞PLC伺服定位控制AbstractUsemitsubishiPLCtocontrolHuiChuanservodrives,inturn,tocontrolservomotor,realizemechanicalpositioning,implementationofthecontrolalgorithm。Firstisrevolvingtherealizat(yī)ionofthealgorithmis:howtorotat(yī)e90degreesintheworkbench,thisisabouttouseservopositioningpulsecontrol,thenintroducetheservodrivesandservodrivestheworkingprinciple,technicalparametersandstructureperformance.Accordingtotheglassmachineryelectricalcontroltechnologystandard,softwareprogrammingandhardwarecircuitdiagramandelectricalcontrolcabinetdesign,maincontentincludes:softwaredebugprogrammingmanualandautomat(yī)icoperationofrepeatability,hardwareselectionanditsworkingprinciple,maincircuitandcontrolcircuitdesignandelectriccontrolcabinetlayoutandwiring,theoriginandthechoiceofthelocat(yī)ionofthelimitswitchsignal,eventuallyflownumericalmachinedebuggingthroughtouchscreen。ChoosemitsubishiFX3U—48mt/ES(-a)transistor(leakage)PLCasthecorecontroller,withHuiChuanIS500AT3R51—212servodrivesandHuiChuanb15cdISMH3—85servomotorforthepositioningdevice,accordingtotheworkingprincipleofmechanicalprocessrequirementanddesignflowchart,completecontrolalgorithmandprogram。Thedesignofthecircuit.Testdesign,afterthecompletionofthewholemachinecommissioning,testresultsshowthatthedesignprogramandelectricalcontrolcanaccuratelycompleteglassrotarymovement,accordwiththerequirementoftheturnovermachinedesign.KeywordsPLCservopositioningcontrol前言上個世紀(jì)80年代隨著交通、建筑和旅游業(yè)的發(fā)展,對深加工個玻璃的需求越來越多,是玻璃深加工行業(yè)得到了快速的發(fā)展,玻璃深加工的產(chǎn)量較快的上升,為玻璃深加工的應(yīng)用開辟了廣闊的市場;就現(xiàn)在來說,世界上50-60cm的平板玻璃原片都會進過深加工后再上市,浮法玻璃原片己不再受玻璃企業(yè)推崇,進而向?qū)嵱眯汀⒐δ苄?、安全型、裝飾型、環(huán)保型五大方向的深加工玻璃發(fā)展,成為21世紀(jì)平板玻璃創(chuàng)新產(chǎn)品的追求目標(biāo)。2003年12月4日,國家發(fā)改委,建設(shè)部,國家質(zhì)檢總局,國家工商總局等四部位委聯(lián)合發(fā)布《建設(shè)安全玻璃管理規(guī)定》:2004年1月1日起實施,地市級以上含地市級城市的新建、擴建、改《建設(shè)安全玻璃管理規(guī)定》的實造、裝修及維修工程等建筑物,應(yīng)按該《規(guī)定》要求使用安全玻璃。意在有效地保障人身、財產(chǎn)的安全,規(guī)范安全玻璃的生產(chǎn)、使用和安裝,受到社會各界的廣泛關(guān)注。門窗使用具有節(jié)能作用的鍍膜玻璃、鍍膜鋼化、鍍膜中空、鍍膜夾層、低輻射中空玻璃。這些玻璃的生產(chǎn)過程,要求玻璃的邊部必須經(jīng)過磨邊處理。傳統(tǒng)的砂布磨邊己滿足不了生產(chǎn)工藝和建筑市場的要求,存在生產(chǎn)效率低,生產(chǎn)成本高的弊端.因此,大型玻璃深加工企業(yè)必須采用自動化程度高的智能玻璃磨邊機器。玻璃磨邊機的作用是根據(jù)需要將玻璃邊部磨削成特定的形狀,比如磨直邊、磨45度邊、磨任意角度的斜邊等。周轉(zhuǎn)臺就是將四臺玻璃磨邊機組合成一條自動生產(chǎn)線,實現(xiàn)一個平面玻璃的四邊磨,從而大大提高了機器的自動化程度,減少了人工的成本,提高了玻璃磨邊的效率。本設(shè)計利用伺服定位控制旋轉(zhuǎn)90度的原理,根據(jù)玻璃磨邊機器的特點,設(shè)計了一種進過三個周轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)平面玻璃的四邊磨的機器。此機器有較高精度的定位與旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)機器自動打磨玻璃邊生產(chǎn)線的高自動化生產(chǎn),并且設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單,成本低,具有很大的使用價值。第1章周轉(zhuǎn)臺機器的電器系統(tǒng)組成1.1周轉(zhuǎn)臺機器簡介測長光電開關(guān)Y方向測長光電開關(guān)Y方向X方向一排測寬光電原點皮帶10條,同步托盤旋轉(zhuǎn)托盤橫移X方向一排測寬光電原點皮帶10條,同步托盤旋轉(zhuǎn)托盤橫移1。1.1周轉(zhuǎn)臺機器的用途在玻璃深加工行業(yè),玻璃磨邊機對于玻璃的邊進行打磨會讓玻璃邊安全,并且是玻璃不容易碎?,F(xiàn)有的機型只能實現(xiàn)單邊打磨玻璃,需要人為的將一邊打磨好的玻璃進行旋轉(zhuǎn)邊后實現(xiàn)玻璃的四邊打磨。這樣人工的增加和效率的降低是玻璃磨邊機的缺點,為了盡量克服這個缺點,設(shè)計了周轉(zhuǎn)臺機器,使玻璃打磨完一邊后進入速度同步的周轉(zhuǎn)臺皮帶上,經(jīng)過定位計算實現(xiàn)自動旋轉(zhuǎn)90度,進入后面一臺玻璃磨邊機.這樣的機器設(shè)計簡單,成本低,提升了機器的自動化水平,降低了人工成本,增加了效率。周轉(zhuǎn)臺的產(chǎn)生使玻璃機械自動化大批量生產(chǎn)成為現(xiàn)實.1.1.2周轉(zhuǎn)臺用到的電器主要設(shè)備(1)三菱FX3U-48MT/ES(-A)晶體管(漏型)plc(2)匯川IS500AT3R51-212伺服驅(qū)動器(3)匯川ISMH3—85B15CD伺服電機(4)匯川IT5070T觸摸屏(5)24VDC開關(guān)電源,光電開關(guān)PZ-G42B,接近開關(guān)(用作原點)LJ12A3-4-Z/EX,限位開關(guān)(行程開關(guān))ME8108,電磁閥等1。1.3周轉(zhuǎn)臺的工作原理皮帶伺服電機一直運轉(zhuǎn)處于等待狀態(tài),要是有玻璃貼工作臺Y方向邊進入周轉(zhuǎn)臺上后,會經(jīng)過工作臺Y方向測長光電開關(guān),通過光電開關(guān)的上升沿和下降沿就能將玻璃的長度脈沖數(shù)值測量出來,通過伺服電機的脈沖當(dāng)量的轉(zhuǎn)換,就可以轉(zhuǎn)換成玻璃的實際距離值,通過X方向一排光電開光將玻璃的寬度實際距離值測量出來.進過工作臺的算法后,皮帶電機會帶動玻璃運行到工作臺Y方向中間停止,這是托盤開始尋找玻璃X方向中間位置,進行移動。找到玻璃中間位后托盤氣缸電磁閥,負(fù)壓風(fēng)機電磁閥開始通電,這樣使托盤頂著玻璃升起來,經(jīng)過一定的延時后,開始向后移動到工作臺橫移的底端進行90度的旋轉(zhuǎn),之后將旋轉(zhuǎn)好的玻璃通過計算運送到工作臺有測長光電的一邊后下放玻璃,也就是氣缸電磁閥、負(fù)壓風(fēng)機電磁閥斷電,通過一定時間的延時,托盤開始回到原點位置,準(zhǔn)備下一塊的旋轉(zhuǎn)。這是周轉(zhuǎn)臺后面的磨邊機如果沒有磨玻璃處于空閑狀態(tài),則會發(fā)出一個信號即光電開關(guān)X3,皮帶電機開始啟動,將玻璃送到后面的磨邊機。后面的磨邊機在玻璃進入時,會有一個光電開關(guān),上升沿到來時接通1米行程的氣缸電磁閥,將玻璃推入磨邊機皮帶上,確保能夠打磨到玻璃;下降沿時,斷開電磁閥的電,使1米行程氣缸回到起始位置.如果下邊一臺磨邊機正在打磨玻璃,則X3不會接通,玻璃只是處于等待狀態(tài)。之后的邏輯以及信號控制會通過CAN-LINK總線進行控制跟完善.1。2周轉(zhuǎn)臺的設(shè)計要求玻璃前進至工作臺中間定位吸盤上升放松,萬向輪下降轉(zhuǎn)位后玻璃距旋轉(zhuǎn)臺邊距離定位后退工作臺邊轉(zhuǎn)位90度完成設(shè)計要求X方向中間位定位結(jié)束托盤找玻璃X方向中間:玻璃前進至工作臺中間定位吸盤上升放松,萬向輪下降轉(zhuǎn)位后玻璃距旋轉(zhuǎn)臺邊距離定位后退工作臺邊轉(zhuǎn)位90度完成X方向中間位定位結(jié)束托盤找玻璃X方向中間吸盤上升吸附同時方向輪上升吸盤上升吸附同時方向輪上升升玻璃向前運行玻璃向前運行結(jié)束、重復(fù)開始結(jié)束、重復(fù)開始周轉(zhuǎn)臺設(shè)計工藝要求:在玻璃放置在皮帶上時,必須是貼邊放置,在工作臺裝有測長光電開關(guān)的一側(cè),裝有輪子,能夠使玻璃順利的隨皮帶前進;在旋轉(zhuǎn)90度后,玻璃隨托盤回到裝有測長光電開關(guān)的一側(cè)時,玻璃的邊必須與工作臺的邊緊靠,這樣才能順利進入下臺玻璃磨邊機進行磨邊;周轉(zhuǎn)臺的重復(fù)性要高,就是第一塊玻璃旋轉(zhuǎn)完之后,第二塊玻璃進入周轉(zhuǎn)臺必須順利的按照一樣的動作進行旋轉(zhuǎn),不能每放一塊玻璃就重新設(shè)定一次。單邊流水線控制方案:轉(zhuǎn)臺寬度約2。6米(中間0.4米,兩邊各1。1米),減去最大加工寬度再除以2為0.55米(原設(shè)計最小加工尺寸為0.55米,最大1.5米),加上磨邊機的出料端0.45米,共1米:即目前尺寸只能連續(xù)加工1米的玻璃,超過1米時就要保證玻璃間距不低于某個值,也就是通過兩塊玻璃之間的間隔來保證前后玻璃之間不發(fā)生干涉:轉(zhuǎn)臺上料開始時與開始下料時的時間差乘以磨邊機速度即為玻璃之間的間隔。目前連續(xù)加工時要保證玻璃不超過1米,間距在15cm~30cm即可:第一塊玻璃一直往前運行(轉(zhuǎn)臺上下線端同時),直到玻璃的中心到轉(zhuǎn)臺的中心處停下;經(jīng)過延時(先開吸氣,延時1~2秒后頂起氣缸動作。當(dāng)前一塊玻璃在頂起后,后邊玻璃就可繼續(xù)往前運行,當(dāng)轉(zhuǎn)臺上料端中間的檢測傳感器檢測到后面玻璃立即停止.當(dāng)前邊玻璃落下后,再一起重新往前送料——此時轉(zhuǎn)臺下料端也運行。此時的邏輯是:當(dāng)測寬玻璃檢測到有玻璃,后面的玻璃就只能在轉(zhuǎn)臺上料端的中心停下才能保證前面玻璃落下時不會壓到第二塊玻璃,否則該玻璃將一直往前走直到中心停止點停下。前面玻璃開始下料時清除‘前邊有玻璃'標(biāo)志,然后上下線端一起往前傳送。加工1~1.5米長的玻璃時,轉(zhuǎn)臺上料端前要加1米左右的緩沖帶;轉(zhuǎn)臺下料端后也要加1米左右的緩沖帶—-主要是起到將旋轉(zhuǎn)后不正的玻璃推到加工側(cè)靠齊和保證前后玻璃不發(fā)生干涉。在觸摸屏端上采用速度配方:預(yù)設(shè)4組,里面包括磨邊機加工速度、轉(zhuǎn)臺在不同時期的速度、氣閥延時時間、加減速比、加減速時間、中斷定長(可能用不到)等數(shù)據(jù).觸摸屏通過OPENCAN總線分別與各個磨邊機的變頻器和轉(zhuǎn)臺伺服驅(qū)動器相連接。轉(zhuǎn)臺往返小車有前后限位開關(guān)各1個,零點接近開關(guān)(靠近塑料導(dǎo)向輪組側(cè))一個;旋轉(zhuǎn)頭不設(shè)限位開關(guān)和原點開關(guān),但升降氣缸分別有1個行程開關(guān)或接近開關(guān);在小車上加裝1個凸輪行程開關(guān),用于發(fā)生故障時臨時自動測量寬度,保證連續(xù)運行??刂七^程磨邊機加工時速度約15~30Hz(0~400cm/min),因此在正在加工的玻璃的速度較慢,轉(zhuǎn)臺上料端速度應(yīng)該與加工速度相同或稍慢;待玻璃已加工完(在磨邊機出料端與轉(zhuǎn)臺上料端中間有檢測傳感器),轉(zhuǎn)臺速度再切換為8米/分鐘左右速度工作;玻璃到達轉(zhuǎn)臺下料端且下臺磨邊機前的傳感器(磨邊機進料端與轉(zhuǎn)臺上料端中間有檢測傳感器,)檢測到玻璃時,轉(zhuǎn)臺速度切換為磨邊機相同的速度。磨邊機出料傳感器檢測到磨邊機玻璃已全部移出磨邊機后,轉(zhuǎn)臺速度切換為高速;當(dāng)轉(zhuǎn)臺上料端測長傳感器檢測到上升沿后開始計時,下降沿后結(jié)束,此時根據(jù)時間差和速度就可算出玻璃具體長度;玻璃的寬度通過檢測第一臺轉(zhuǎn)臺的上料端前面的11個光電傳感器檢測閉合的個數(shù)就可大約算出--—間距10cm,因通過轉(zhuǎn)臺中心旋轉(zhuǎn),故誤差是5cm.由于寬度已知,轉(zhuǎn)臺提前移到寬度中間位置,玻璃通過轉(zhuǎn)臺移到轉(zhuǎn)臺下料端——此時下料端也以同樣速度運行.長度算出后,就可算出需要后退到哪里開始旋轉(zhuǎn).當(dāng)玻璃的中心點與旋轉(zhuǎn)小車的中心重合后,轉(zhuǎn)臺上下線端停止,吸氣閥打開,延時1~2秒后,氣缸頂起動作,當(dāng)頂起傳感器(接近開關(guān)或行程開關(guān))閉合后,再延時1~3秒后轉(zhuǎn)臺小車旋轉(zhuǎn)90度.完成后氣缸放下,當(dāng)落下傳感器閉合后,轉(zhuǎn)臺上下線開始運行。在氣缸升起且傳感器閉合后,轉(zhuǎn)臺上料端就可單獨運行,不過是以磨邊機的加工速度,在轉(zhuǎn)臺上料端中心也有一個傳感器,當(dāng)上升沿檢測到后停止——這種模式下玻璃尺寸較小,此時在轉(zhuǎn)臺上料端可以同時有2塊玻璃,但必須是在中心傳感器處及時停止,不然再測長就不準(zhǔn)了-—不采用上升沿了直接開始計時,故此傳感器即用于定位也用于測長;如果再增加1個,測長度與第二塊玻璃定位傳分開且位置可調(diào)時就更好了,目前是兩個傳感器.旋轉(zhuǎn)到位后就要將玻璃往前送到前側(cè)緊靠塑料導(dǎo)向輪排處,計劃在中點處增加‘靠邊到位’行程開關(guān)或光電開關(guān)和兩個偏斜度測量開關(guān),不使用定長中斷,原因是:可能有小概率的玻璃可能因吸力不夠、玻璃重量太輕或旋轉(zhuǎn)過快等造成旋轉(zhuǎn)過程中玻璃打滑造成旋轉(zhuǎn)不到位,如果采用定長中斷可能一邊頂過,另一邊仍不到邊,此時若吸力較大玻璃頂?shù)綄?dǎo)向輪上還有可能過載。計劃采用限位開關(guān)的方式,若因打滑造成旋轉(zhuǎn)不到位,則應(yīng)該是小于90度,因此在計算的位移誤差內(nèi)沒有碰到限位開關(guān)或只有1個偏斜度傳感器閉合,說明玻璃偏斜,經(jīng)過延時后——往前走一點;此時繼續(xù)旋轉(zhuǎn)直到另一個也閉合(偏斜度伸出5cm左右,中間的傳感器是往前送玻璃到位傳感器,位置偏后),再往前送固定距離距離范圍—-理論計算值外加±2cm,若仍未碰到限位開關(guān),那么放下玻璃,準(zhǔn)備下一塊玻璃的操作,此時要輸出故障報警信號,若有指示用信號燈塔則要發(fā)出黃光-—表示旋轉(zhuǎn)有故障需要檢查。如果在加工過程中玻璃損壞,則首先需要將該玻璃拿下并及時在觸摸屏上將該玻璃的數(shù)據(jù)清除為零.當(dāng)下一臺旋轉(zhuǎn)臺或磨光機發(fā)現(xiàn)傳過來的數(shù)據(jù)為零且測長光電開關(guān)也沒用檢測到有玻璃通過,則不動作;如果數(shù)據(jù)為零但檢測到了玻璃來到信號,則按照自動測長測寬程序來運行,待收到數(shù)據(jù)后再切換到數(shù)據(jù)聯(lián)動方式.或存儲2組數(shù)據(jù)的地址已填充數(shù)據(jù)——大于0,第三組數(shù)據(jù)來到,則自動消除第一組沒有往下傳送的數(shù)據(jù),包括清掉‘前邊有玻璃’.在觸摸屏上共有3組玻璃的長寬數(shù)據(jù),每組又含2份(因最多有2塊玻璃等待操作),每份又分別為“寬度(傳感器)”、“寬度(計算)"、“長度(計算)”,下一轉(zhuǎn)臺若檢測有2個不同寬度數(shù)據(jù),優(yōu)先選擇計算的寬度值,若只有傳感器排測得的寬度近似值,則使用該近似值。第一臺轉(zhuǎn)臺:寬度近似值+準(zhǔn)確長度值,運行測長子程序;第二臺轉(zhuǎn)臺:準(zhǔn)確寬度值+準(zhǔn)確長度值,運行測寬子程序;;第三臺轉(zhuǎn)臺:使用第二臺轉(zhuǎn)臺傳送的數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)傳送由各轉(zhuǎn)臺的下料端傳感器的上升沿來傳送,并在傳送完成將數(shù)據(jù)清零,最后將后面的數(shù)據(jù)提到前方-—完成后清零后方數(shù)據(jù),觸摸屏只起監(jiān)視和將數(shù)據(jù)清零功能。8.有故障時需要拿掉玻璃并將數(shù)據(jù)清零時還要有暫停功能;如果不容易實現(xiàn),則故障處之前要停機(正在磨邊機里加工的要加工完成后在停機),故障處之后可以繼續(xù)工作直到加工完成.1.3周轉(zhuǎn)臺的電氣系統(tǒng)組成1、三菱漏型24VDCPLC2、三個匯川伺服驅(qū)動器+三個匯川伺服電機3、四個中間繼電器+一個交流接觸器4、接線端子板5、十三個光電開關(guān)+兩個行程開關(guān)+一個接近開關(guān)1.4周轉(zhuǎn)臺的算法實現(xiàn)1.4.1玻璃長寬的測量方法玻璃長度的測量:在Y方向上放置一個光電開關(guān),皮帶在傳送過程中,有玻璃就會使光電開關(guān)接通,利用光電開關(guān)的上升沿和下降沿,就能知道玻璃的長度脈沖值。玻璃寬度的測量:在X方向上安裝一排光電開關(guān),如果玻璃經(jīng)過時,亮幾個光電,玻璃寬度就定義為幾個光電所代表的寬度值,這樣測量存在一定誤差,想要減少誤差就的增加光電開光的數(shù)量。1.4.2定位算法的實現(xiàn)工作臺的長度和寬度是固定不變的值,這里用Y和X分別表示;在Y方向安裝好光電開光后,光電開關(guān)到工作臺Y方向的中心的距離就是定值,可以實際測量出來,用Y1表示;原點開關(guān)的位置與托盤中心的距離在原點確定后也是個定值即托盤的一半,用X1表示;玻璃的長度用y表示,寬度用x表示;橫移軌道的實際能運動的軌道長度也是機械決定的定值用X2表示.1、Y方向玻璃中心定位:Y1+y/22、X方向玻璃中心定位:x/2-X13、X方向托盤運動到另一邊進行旋轉(zhuǎn)應(yīng)走距離的定位:X2-x/2—X14、托盤旋轉(zhuǎn)90度定位齒輪1:1機械結(jié)構(gòu),所以伺服電機旋轉(zhuǎn)1/4圈,就相當(dāng)于托盤旋轉(zhuǎn)了90度5、旋轉(zhuǎn)完成后托盤送玻璃到一開始的工作臺邊的定位:y/26、托盤回原點的定位:y/2—X1以上所有算法和定位是基于伺服的絕對定位來設(shè)計的算法。第2章周轉(zhuǎn)臺軟件設(shè)計2.1plc輸入輸出端口的分配序號輸入名稱位置PLC輸入端口1原點開關(guān)橫移邊一側(cè)X02測長光電開關(guān)工作臺Y邊一側(cè)X23下臺磨邊機空閑信號光電開關(guān)工作臺Y邊一側(cè)X34下臺磨邊機氣缸動作光電開關(guān)下臺磨邊機前端X45橫移正轉(zhuǎn)限位橫移軌道一側(cè)X106橫移反轉(zhuǎn)限位橫移軌道一側(cè)X11序號輸出名稱PLC輸出端口1皮帶軸位置信號Y02皮帶軸方向信號Y40為正轉(zhuǎn),1為反轉(zhuǎn)3橫移軸位置信號Y14橫移軸方向信號Y50為正轉(zhuǎn),1為反轉(zhuǎn)5旋轉(zhuǎn)軸位置信號Y26旋轉(zhuǎn)軸方向信號Y60為正轉(zhuǎn),1為反轉(zhuǎn)7托盤氣缸電磁閥輸出信號Y128托盤負(fù)壓電磁閥輸出信號Y139下臺磨邊機氣缸電磁閥輸出信號Y142。2PLC程序設(shè)計2。2.1相關(guān)軟元件介紹軟元件編號名稱Y000Y001Y002Y003*1M8029指令執(zhí)行結(jié)束標(biāo)志位M8329指令執(zhí)行異常結(jié)束標(biāo)志位M8338*2加減速動作*3M8336*4中斷輸入指定功能有效*3M8340M8350M8360M8370脈沖輸出中監(jiān)控(BUSY/READY)M8341M8351M8361M8371清零信號輸出功能有效*3M8342M8352M8362M8372原點回歸方向指定*3M8343M8353M8363M8373正轉(zhuǎn)極限M8344M8354M8364M8374反轉(zhuǎn)極限M8345M8355M8365M8375近點信號邏輯反轉(zhuǎn)*3M8346M8356M8366M8376零點信號邏輯反轉(zhuǎn)*3M8347M8357M8367M8377中斷信號邏輯反轉(zhuǎn)*3*5M8348M8358M8368M8378定位指令驅(qū)動中M8349M8359M8369M8379脈沖停止指令*3M8460*2M8461*2M8462*2M8463*2用戶中斷輸入指令*3M8464*2M8465*2M8466*2M8467*2清零信號軟元件指定功能有效*3三菱FX3U系列的晶體管漏型輸出PLC支持四軸定位輸出分別為Y0,Y1,Y2,Y3,相對應(yīng)的方向輸出為Y4,Y5,Y6。2.2.2DOG搜索功能的原點回歸:(1)開始位置在通過DOG前時通過執(zhí)行原點回歸指令,開始原點回歸動作;以原點回歸速度開始向原點回歸方向移動;一旦檢測出DOG的前端,開始減速到爬行速度;檢測到DOG信號后端后,在檢測出第一個零點信號時停止。(2)開始位置在DOG內(nèi)通過執(zhí)行原點回歸指令,開始原點回歸動作;以原點回歸相反的方向開始開始移動;檢測出DOG的前端后減速停止;以原點回歸速度開始向原點回歸方向移動;旦檢測出DOG的前端,開始減速到爬行速度;檢測到DOG信號后端后,在檢測出第一個零點信號時停止.(3)原點回歸的限位開關(guān)為ON的時候通過執(zhí)行原點回歸指令,開始原點回歸動作;以原點回歸相反的方向開始開始移動;檢測出DOG的前端后減速停止;以原點回歸速度開始向原點回歸方向移動;旦檢測出DOG的前端,開始減速到爬行速度;檢測到DOG信號后端后,在檢測出第一個零點信號時停止.2。2.3絕對定位及指令介紹絕對方式(絕對地址)以原點為基準(zhǔn)指定位置(絕對地址)進行定位.起點在哪里都沒有關(guān)系.絕對定位指令DRVA(單字節(jié))、DDRVA(雙字節(jié))設(shè)定數(shù)據(jù)操作數(shù)類別內(nèi)容S1指定輸出脈沖數(shù)(相對地址).*1S2指定輸出脈沖頻率。*2D1指定輸出脈沖的輸出編號。D2指定旋轉(zhuǎn)方向信號的輸出端編號。注意:*1。設(shè)定范圍:16位運算時,—32,768~+32,767(0除外)32位運算時,—999,999~+999,999(0除外)*2。設(shè)定范圍:16位運算時,10~32,767(Hz)32位運算時,如下表所示:脈沖輸出端設(shè)定范圍FX3u可編程控制器高速輸出特殊適配器10~200,000(Hz)FX3u·FX3uc可編程控制器基本單元(晶體管輸出)10~100,000(Hz)2.3.4伺服放大器(驅(qū)動單元)側(cè)的設(shè)定1).可編程控制器側(cè)的脈沖輸出形式基本單元(晶體管輸出(漏型輸出))基本單元(晶體管輸出)時,脈沖輸出信號(脈沖輸出端,旋轉(zhuǎn)方向)如下圖所示:※1.ON、OFF表示可編程控制器的輸出狀態(tài)。H、L表示波形的HIGH、LOW.2)三菱PLC與伺服放大器的連接基本單元(晶體管輸出(漏型輸出))可編程控制器和伺服放大器的連接FX3u系列可編程控制器(漏型輸出)時,如下圖所示:3)三菱plc的輸出波形2.3。5電子齒輪的設(shè)定以及脈沖當(dāng)量的計算(1)三個伺服電機的電子齒輪比的設(shè)定:三菱FX3U晶體管漏型輸出的PLC脈沖發(fā)送最高位100000HZ,我們所選的匯川伺服電機為額定轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn),2500線的編碼器,所以四倍頻輸出的話伺服電機的分辨率為10000pls/rev,要達到額定轉(zhuǎn)速1500rpm,給伺服驅(qū)動器的脈沖信號(1500/60)*10000=250000脈沖/秒,三菱FX3U晶體管漏型輸出的PLC脈沖發(fā)送最高位100000HZ,要達到額定轉(zhuǎn)速電子齒輪應(yīng)設(shè)置為5:2。(2)皮帶電機脈沖當(dāng)量的計算減速機為15:1的減速比;轉(zhuǎn)動輪的直徑為127.4mm;脈沖當(dāng)量=(127.4×3.14)/(15×4000)=0。0067(3)橫移電機的脈沖當(dāng)量的計算轉(zhuǎn)動輪的直徑為51mm,1:1的轉(zhuǎn)速比;脈沖當(dāng)量=(51×3.14)/4000=0。04(4)旋轉(zhuǎn)電機的脈沖當(dāng)量的計算齒輪為1:1,所以伺服電機轉(zhuǎn)一圈需要4000個脈沖,則需要托盤旋轉(zhuǎn)90度,相當(dāng)于伺服電機轉(zhuǎn)1/4圈,就是需要plc輸出1000個脈沖即可。2.3.5程序的編寫(在論文最后)程序流程圖開始皮帶軸處于待機運行狀態(tài)開始皮帶軸處于待機運行狀態(tài)測長光電接測到玻璃,進行長度測量(脈沖值)測長光電接測到玻璃,進行長度測量(脈沖值)通過皮帶脈沖當(dāng)量轉(zhuǎn)換成距離值,與當(dāng)前軸應(yīng)該運行距離比較,實際運行大于等于此值皮帶軸停止通過皮帶脈沖當(dāng)量轉(zhuǎn)換成距離值,與當(dāng)前軸應(yīng)該運行距離比較,實際運行大于等于此值皮帶軸停止開始寬度的中間位計算并發(fā)脈沖使橫移電機運行開始寬度的中間位計算并發(fā)脈沖使橫移電機運行找中心完成后,接通氣缸負(fù)壓電磁閥,是托盤吸住玻璃上升找中心完成后,接通氣缸負(fù)壓電磁閥,是托盤吸住玻璃上升延時后,后退至橫移另一邊,定位準(zhǔn)備開始旋轉(zhuǎn)延時后,后退至橫移另一邊,定位準(zhǔn)備開始旋轉(zhuǎn)定位完成后,旋轉(zhuǎn)電機開始90度的旋轉(zhuǎn)定位完成后,旋轉(zhuǎn)電機開始90度的旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)完成后,拖動玻璃前行至橫移開始一邊定位旋轉(zhuǎn)完成后,拖動玻璃前行至橫移開始一邊定位負(fù)壓閥斷電,氣缸電磁閥斷電,松開玻璃,下放負(fù)壓閥斷電,氣缸電磁閥斷電,松開玻璃,下放延時后,托盤回原點定位;下臺磨邊機是否空閑延時后,托盤回原點定位;下臺磨邊機是否空閑空閑則重復(fù)開始,不空閑則停止等待空閑信號空閑則重復(fù)開始,不空閑則停止等待空閑信號玻璃傳到下臺磨邊機時,1米行程氣缸動作玻璃傳到下臺磨邊機時,1米行程氣缸動作進入下臺磨邊機開始打磨玻璃邊進入下臺磨邊機開始打磨玻璃邊2.3.6觸摸屏的界面設(shè)計總共有6個界面:初始界面,手動界面,自動界面,報警界面,I/O口顯示界面,數(shù)據(jù)顯示界面1)這樣的是位狀態(tài)設(shè)置按鈕,選擇為2)這樣的是數(shù)值輸入,選擇為3)這樣的是功能鍵,選擇為4)這樣的是位狀態(tài)指示燈,選擇為5)這樣的是數(shù)值顯示,選為第3章周轉(zhuǎn)臺硬件設(shè)計3。1伺服驅(qū)動器的電路連接介紹系統(tǒng)控制原理框圖:3。1.1伺服驅(qū)動器CH1端子的內(nèi)部電路圖主要用到的是位置控制的7、8、11、12號端子,其中7、8號是位置控制的接線端子,11、12號是方向控制的接線端子;7,11號端子集電極輸出形式下,接24VDC串聯(lián)2.4K電阻;8,12號分別接PLC的Y0、Y4輸出。還有就是伺服控制器必須是ON狀態(tài)才能工作,將40號與50號短接起來,伺服驅(qū)動器一上電,伺服驅(qū)動器就處于運行狀態(tài),可以接受脈沖進行工作。匯川伺服驅(qū)動器內(nèi)置24VDC電源,由于電源電壓不穩(wěn)定,而且與外部接線的回路不容易接線,所以不采用內(nèi)部24VDC電源,使用外部24VDC開關(guān)電源。3.1。2輸入輸出信號(CN1)的名稱及其功能1、輸入信號信號名默認(rèn)功能針腳號功能通用DI1CMD146多段速度選擇1DI2CMD245多段速度選擇2DI3DIR-SEL4內(nèi)部指令方向選擇:默認(rèn)方向或反方向DI4ALM—RST44警報清除:解除伺服警報狀態(tài)DI5S—ON40控制伺服電機ON/OFF(通電/不通電)的信號DI6ZCLAMP41零位固定功能使能:使能零位固定功能DI7CMD342多段速度選擇3DI8CMD443多段速度選擇4DI9JOGCMD+23正向點動DI10JOGCMD—24反向點動位置指令PULS+PULS—SIGN+SIGN-781112輸入脈沖指令差分驅(qū)動器集電極開路輸入模式方向+脈沖B相正交脈沖CW/CCW脈沖CLR+CLR—1514清除偏差計數(shù):在位置控制時,清除偏差計數(shù)PL1PL2PL331318PULS、SIGN以及CLR指令為集電極開路輸出信號時,供給+24V工作電源(伺服驅(qū)動器重內(nèi)置24V電源通過2.4K電阻供給)位置指令輸入電路下面就用戶接口連接器的指令脈沖輸入、指令符號輸入、偏差計數(shù)清除信號端子進行說明.當(dāng)為集電極開路輸出,使用用戶準(zhǔn)備的外部電源時:參考對工作電阻R1的值進行設(shè)定,使其滿足電流在6mA~10mA范圍之間的條件。VCC電壓R1阻值24V2.4KΩ12V1.5KΩ5V200Ω3。2電氣原理圖3。2。1主電路圖及觸摸屏電路圖如上圖所示:3.2.2三個伺服驅(qū)動器的電路原理圖這是皮帶軸電機的電路原理圖,橫移軸、旋轉(zhuǎn)軸的只是將Y0、Y4分別改為Y1、Y5,Y2、Y6,就可以.3.2.3PLC輸入電路圖3.2.4PLC輸出電路圖電磁閥如果是24VDC的,則直接與中間繼電器的輔助常開觸點連接;如果是交流220V的電磁閥,需要將中間繼電器的常開觸點一邊接220V火線,另一端接電磁閥的一端,電磁閥的另一端接零線上。所有的接線要通過接線端子板,為了之后查線方便和走線的規(guī)范。實際接線時要將plc的COM口并聯(lián)起來接到24V開關(guān)電源的COM口上。電磁閥如果是24VDC的,則直接與中間繼電器的輔助常開觸點連接;如果是交流220V的電磁閥,需要將中間繼電器的常開觸點一邊接220V火線,另一端接電磁閥的一端,電磁閥的另一端接零線上。所有的接線要通過接線端子板,為了之后查線方便和走線的規(guī)范。實際接線時要將plc的COM口并聯(lián)起來接到24V開關(guān)電源的COM口上。3。3電控板的布局將三臺伺服控制器放在板子的最左側(cè),依次排列;之后將三菱plc放在中間,再往右邊是中間繼電器、交流接觸器.板子右下角是接線端子板;在板子四周放上走線槽,所有的導(dǎo)線都走走線槽,美觀。示意圖:第4章周轉(zhuǎn)臺伺服電機調(diào)試4.1伺服驅(qū)動器界面顯示與按鍵操作4。1。1界面介紹伺服驅(qū)動器的操作界面由5只7段LED數(shù)碼管和5只按鍵組成,可用于伺服驅(qū)動器的狀態(tài)顯示及參數(shù)設(shè)定.界面布局如下:4.1.2按鍵功能說明按鍵按鍵名稱功能MODEMODE按下該鍵可在功能碼組間的依次切換,返回上一層菜單?!鳸P按下該鍵可增加當(dāng)前閃爍位設(shè)定值,長按可快速增加。▼DOWN按下該鍵可減少當(dāng)前閃爍位設(shè)定值,長按可快速減少.??SHIFT按下該鍵可將所選閃爍位左移一位.長按功能:在需顯示多于5位數(shù)碼管的內(nèi)容時,可用于翻頁。SETSET按下該鍵可保存修改、進入到下一級菜單。注:當(dāng)發(fā)生警報時,請首先排除警報原因,然后再進行警報復(fù)位操作。4。1.3伺服驅(qū)動器狀態(tài)顯示伺服驅(qū)動器的運行狀態(tài)由5只七段LED數(shù)碼管的顯示字符顯示,分別顯示如下表:符號LED顯示圖形狀態(tài)描述及字符含義說明“rESEt"上點初始化狀態(tài)數(shù)碼管顯示該字符,表明為軟件啟動狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài).“nrd”啟動或復(fù)位完成之后,伺服尚未準(zhǔn)備好,如主電路未上電?!皉dy”伺服系統(tǒng)自檢正常,等待上位控制裝置給出伺服使能信號。“run”伺服正常運行狀態(tài),此時可以通過H0b組功能碼查看伺服運行狀態(tài)和各變量.“Er.xxx”伺服系統(tǒng)發(fā)生故障,“xxx"三位數(shù)字代表故障碼。4。1.4伺服驅(qū)動器參數(shù)的瀏覽與修改操作方法切換到參數(shù)顯示模式時,首先顯示的是參數(shù)組號,以“Hxx.”三位顯示,也稱“0級菜單"。其中的一個顯示位為閃爍顯示狀態(tài),此時按UP鍵或DOWN鍵,該閃爍位的數(shù)字會增1或減1;若按SHIFT鍵,閃爍位會移動,便于設(shè)置為所需的組號:當(dāng)設(shè)定了所需的組號后,按下SET鍵,即可進入該組內(nèi)的參數(shù)序號的設(shè)置狀態(tài),此時顯示“Hxx.xx”,也稱“I級菜單”,當(dāng)設(shè)置為所需要的功能碼序號后,按SET鍵,即可進入該功能碼的參數(shù)設(shè)置狀態(tài),也稱“II級菜單”,若參數(shù)可以修改,其最低位會閃爍顯示,此時按SHIFT/UP/DOWN等鍵進行修改。4.2電機帶負(fù)載的實際調(diào)整4.2。1安全事項的調(diào)整(1)超程設(shè)定請進行超程設(shè)定。(2)扭矩限制的設(shè)定扭

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