電氣自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于plc控制的自動(dòng)供料及加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書論文題目：基于PLC控制的自動(dòng)供料及加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄第1章緒論……….61.1設(shè)計(jì)的目的和要求…………..61.2亞龍自動(dòng)生產(chǎn)線概述….…….6第2章生產(chǎn)線簡(jiǎn)介.....................................................92.1生產(chǎn)線基本情況…….………9第3章電器元件、設(shè)備的選擇……113.1PLC機(jī)型的選擇…….………113.2傳感器……….123.3電磁閥………..14第4章控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)…….154.1控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)……………….………154.2控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)……….30第5章設(shè)計(jì)小結(jié)……38參考文獻(xiàn)……………….40第1章緒論1.1設(shè)計(jì)目的及要求目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，因此PLC在控制領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)代工業(yè)控制中，PLC和組態(tài)都是非常重要的技術(shù)，掌握這項(xiàng)技術(shù)，對(duì)我們從事機(jī)電的人來說是非常必要的。這次我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：“基于PLC控制的自動(dòng)供料及加工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們小組4人，我負(fù)責(zé)硬件的部分，其他3人分別負(fù)責(zé)組態(tài)、軟件和調(diào)試。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的是培養(yǎng)我們的一種對(duì)PLC的認(rèn)知方法。掌握自動(dòng)供料及加工系統(tǒng)的工作原理、工作過程以及其控制操作方式、PLC控制的設(shè)計(jì)、編程方法、系統(tǒng)調(diào)試、故障檢測(cè)及排除方法。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)有關(guān)機(jī)電知識(shí)的強(qiáng)化，使我們對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的控制有更深一步的理解，加深PLC,傳感器,電磁閥,氣缸等電氣設(shè)備的認(rèn)識(shí).。培養(yǎng)了我們的思維和動(dòng)手能力，為我們以后的工作和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。1.2亞龍生產(chǎn)線概述亞龍生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)商的送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元等5個(gè)單元組成。其中，每一個(gè)單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也都是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)。各個(gè)單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)大部分以氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主，但輸送單元的機(jī)械手裝置整體運(yùn)動(dòng)則采取步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、精確的位置控制，該驅(qū)動(dòng)具有長(zhǎng)行程、多定位點(diǎn)的特性，是一個(gè)典型的一維位置控制系統(tǒng)。分揀單元的傳送帶驅(qū)動(dòng)則采用了通用變頻器驅(qū)動(dòng)三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)的交流傳動(dòng)裝置。位置控制和變頻控制技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的電氣控制技術(shù)。在設(shè)備商應(yīng)用了多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運(yùn)動(dòng)位置、物體通過的狀態(tài)、物體的顏色及材質(zhì)等。傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，是現(xiàn)代工業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的前提之一。在控制方面,采用了基于RS485串行通信的PLC網(wǎng)絡(luò)控制方案。即每一工作單元由一臺(tái)PLC承擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC之間通過RS485串行通訊實(shí)現(xiàn)互連的分布控制方式。用戶可根據(jù)需要選擇不同廠家的PLC及其所支持的RS485通信模式，組建成一個(gè)小型的PLC網(wǎng)絡(luò)。小型PLC網(wǎng)絡(luò)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的特點(diǎn)在小型自動(dòng)化生產(chǎn)線仍然有著廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信中仍占據(jù)相單的份額。另一方面掌握基于RS485串行通信的PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將為進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等打下良好的基礎(chǔ)。一、整個(gè)生產(chǎn)線各個(gè)單元的基本功能如下：1、供料單元的基本功能：按照需要將放置在料倉中待加工的工件自動(dòng)送出到物料臺(tái)上，以便輸送單元的抓取機(jī)械手裝置將工件抓取送往其他工作單元。加工單元的基本功能：把該單元物料臺(tái)上的工件（工件由輸送單元的抓取機(jī)械手裝置送來）送到?jīng)_壓機(jī)構(gòu)下面，完成一次沖壓加工動(dòng)作，然后再送回到物料臺(tái)上，待輸送單元的抓取機(jī)械手裝置取出。裝配單元的基本功能：完成將該單元料倉內(nèi)的黑白或白色小圓柱工件嵌入到以加工的工件中的裝配過程。4、分揀單元的基本功能：完成將上一單元送來的以加工、裝配的工件進(jìn)行分揀，使不同顏色的工件從不同的滑槽分流出來的功能。5、輸送單元的基本功能：該單元具有精確定位到指定單元的物料臺(tái)，在物料太上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下的功能。二、設(shè)備的特點(diǎn)如下：設(shè)備中的各工作單元均安放在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上，便于各個(gè)機(jī)械機(jī)構(gòu)及氣動(dòng)部件的拆卸和安裝，控制線路的布線、氣動(dòng)電磁閥及氣管安裝。其中，輸送單元采用了最為靈活的拆裝式模塊結(jié)構(gòu)：組成該單元的按鈕/指示燈模塊、電源模塊、PLC模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊等放在抽屜式模塊放置架上；模塊之間、模塊與實(shí)訓(xùn)臺(tái)上接線端子排之間的連接方式采用安全導(dǎo)線連接，最大限度滿足了綜合性實(shí)訓(xùn)的要求。整個(gè)生產(chǎn)線所使用的PLC均為西門子S7-200系列的PLC。第2章生產(chǎn)線簡(jiǎn)介2.1自動(dòng)生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)和工作過程生產(chǎn)線包括下料、加工、裝配、搬運(yùn)、分揀等工作站（圖1-1），構(gòu)成一個(gè)典型的機(jī)電一體化設(shè)備的機(jī)械平臺(tái)；采用RS485串行通訊方式實(shí)現(xiàn)分布式的控制，從而組成自動(dòng)加工、裝配生產(chǎn)線，真實(shí)呈現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)線的加工過程。加工站供料站加工站供料站裝配站分揀站搬運(yùn)站站圖1-1各工作單元的結(jié)構(gòu)和功能如下：1供料單元供料站主要由料倉及料槽、頂料氣缸、推料氣缸和物料臺(tái)以及相應(yīng)的傳感器、電磁閥構(gòu)成;2加工單元加工站主要由物料臺(tái)、夾緊機(jī)械手、物料臺(tái)伸出/縮回氣缸、加工（沖壓）氣缸以及相應(yīng)的傳感器、電磁閥構(gòu)成;3裝配單元裝配站主要有供料單元、旋轉(zhuǎn)送料單元、機(jī)械手裝配單元、放料臺(tái)以及相應(yīng)的傳感器、電磁閥構(gòu)成;4分揀單元分揀站主要有傳送帶、變頻器、三相電機(jī)、推料氣缸、電磁閥和定位光電傳感器及區(qū)分黑白兩種顏色的光纖傳感器構(gòu)成;5搬運(yùn)單元搬運(yùn)站主要有步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、線性導(dǎo)軌、四自由度搬運(yùn)機(jī)械手、電磁閥和原點(diǎn)定位開關(guān)構(gòu)成。第3章電器元件、設(shè)備的選擇3.1PLC機(jī)型的選擇根據(jù)被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的功能要求，可進(jìn)行PLC型號(hào)的選定。進(jìn)行PLC選型時(shí)，基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需要，同時(shí)要兼顧維修，備件的通用性。對(duì)開關(guān)量控制的系統(tǒng)，當(dāng)控制速度要求不高時(shí)，一般的小型PLC都可以滿足要求，如對(duì)小型泵的順序控制，單臺(tái)機(jī)械的自動(dòng)控制等。當(dāng)控制速度要求較高，輸出有高速脈沖信號(hào)等情況時(shí)，要考慮輸入/輸出點(diǎn)的形式，最好采用晶體管形式輸出。對(duì)帶有部分模擬量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的溫度，壓力、流量、液位等連續(xù)量的控制，應(yīng)選擇具有所需功能的PLC主機(jī)，還要根據(jù)需要選擇相應(yīng)的模塊，配接相應(yīng)的傳感器、變頻器和驅(qū)動(dòng)裝置。輸入/輸出的點(diǎn)數(shù)可以衡量PLC規(guī)模的大小。準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)被控對(duì)象的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)總點(diǎn)數(shù)并考慮今后系統(tǒng)的調(diào)整和擴(kuò)充，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上，一般應(yīng)加上10%~20%的備用點(diǎn)數(shù)，多數(shù)小型PLC為整體式，具有體積小、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，適于工藝過程比較穩(wěn)定，控制要求比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。模塊式結(jié)構(gòu)的PLC采用主機(jī)模塊與輸入模塊、功能模塊組合使用的方法，比整體式方便靈活，維修更換模塊，判斷與處理故障快速方便，適用于工藝變化較多，控制要求復(fù)雜的系統(tǒng)。此外還應(yīng)考慮用戶存儲(chǔ)器的容量，PLC的處理速度是否能滿足實(shí)時(shí)控制的要求，編程器與外圍設(shè)備的選擇等。根據(jù)實(shí)際需要供料單元設(shè)有頂料到位傳感器、頂料復(fù)位傳感器、推料到位傳感器、推料復(fù)位傳感器、物料不夠檢測(cè)傳感器、物料有無檢測(cè)傳感器、物料臺(tái)物料檢測(cè)傳感器，外加一個(gè)啟/停按鈕共8個(gè)輸入點(diǎn)，而自動(dòng)加工單元應(yīng)設(shè)有物臺(tái)物料檢測(cè)傳感器、料臺(tái)夾緊檢測(cè)傳感器、料臺(tái)伸出到位傳感器、料臺(tái)縮回到位傳感器、加工壓頭上限傳感器、加工壓頭下限傳感器、急停按鈕、啟/停按鈕共8個(gè)輸入點(diǎn)。供料單元設(shè)有頂料電磁閥和推料電磁閥2點(diǎn)繼電器輸出，加工單元設(shè)有夾緊電磁閥、料臺(tái)伸縮電磁閥、加工壓頭電磁閥3點(diǎn)繼電器輸出。由此可見供料單元和加工單元都選用西門子S7-222主單元（8點(diǎn)輸入和6點(diǎn)繼電器輸出）即可。3.2傳感器供料單元頂料缸兩端分別安裝兩個(gè)磁感應(yīng)接近開關(guān)，用以檢測(cè)頂料活塞桿頂料到位和頂料復(fù)位；物料有無檢測(cè)、物料不夠檢測(cè)和物料臺(tái)物料檢測(cè)都選用漫射式光電接近開關(guān)。加工單元夾緊缸安裝一個(gè)磁感應(yīng)接近開關(guān)，料臺(tái)伸縮缸分別安裝兩個(gè)磁感應(yīng)接近開關(guān)，加工缸也分別安裝兩個(gè)磁感應(yīng)接近開關(guān)；物臺(tái)物料檢測(cè)選用分別安裝兩個(gè)磁感應(yīng)接近開關(guān)。磁感應(yīng)接近開關(guān)的工作原理是：當(dāng)磁性物質(zhì)接近傳感器時(shí)，傳感器便會(huì)動(dòng)作，并輸出傳感器信號(hào)。而在供料單元和加工單元的氣缸活塞桿上都分別安裝有磁性物質(zhì)，這樣以來在氣缸缸筒外面的兩端位置各安裝一個(gè)磁感應(yīng)式接近開關(guān)，就可以用這兩個(gè)傳感器分別識(shí)別氣缸運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)極限位置。在PLC的自動(dòng)控制中，就可以利用該信號(hào)判斷料缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或所處位置。在傳感器上設(shè)有LED顯示用于顯示傳感器的信號(hào)狀態(tài)，供調(diào)試時(shí)使用。傳感器動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“1”，LED亮；傳感器不動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)為“0”，LED不亮。傳感器的安裝位置可以調(diào)整的，如圖3-1所示。圖3-1磁感應(yīng)接近開關(guān)漫射式光電接近開關(guān)的工作原理是利用光照射到被測(cè)物體上后反射回來的光線而工作的。在工作時(shí)，光發(fā)射器始終發(fā)射檢測(cè)光，若接近開關(guān)前方一定距離內(nèi)沒有被測(cè)物，則沒有光被反射到接收器，接近開關(guān)處于常態(tài)而不動(dòng)作；反之若接近開關(guān)前方一定距離內(nèi)有被測(cè)物，只要反射回來的光強(qiáng)度足夠，則接收器收到足夠的漫射光使接近開關(guān)動(dòng)作而改變輸出的狀態(tài)。圖3-2為漫射式光電接近開關(guān)的工作原理圖：圖3-2漫射式光電接近開關(guān)的工作原理圖這樣，供料單元中料倉有無儲(chǔ)料或儲(chǔ)料是否充足就可用兩個(gè)漫射式光電接近開關(guān)的信號(hào)狀態(tài)反映出來。在控制程序中，就可用漫射式光電接近開關(guān)的狀態(tài)來判斷底座和裝料管中儲(chǔ)料的情況，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制奠定了硬件基礎(chǔ)。物料臺(tái)面開有小孔，物料臺(tái)下面也設(shè)有一個(gè)漫射式光電接近開關(guān)，工作時(shí)向上發(fā)出光線，從而透過小孔檢測(cè)是否有工件存在，以提供物料臺(tái)有無工件的信號(hào)。在供料單元的控制程序中，就可以利用漫射式光電接近開關(guān)的狀態(tài)來判斷是否需要供料。同樣的原理加工單元中物料是否送入物料臺(tái)也可被檢測(cè)出來。電磁閥供料單元中電磁閥使用兩個(gè)二位五通的帶手空開關(guān)的單電控電磁閥。在供料單元中所采用的電磁閥，帶手動(dòng)換向、枷鎖鈕，有鎖定和開啟兩個(gè)位置。用小螺絲刀把加鎖鈕旋到在鎖定位置時(shí)，手動(dòng)開關(guān)向下凹進(jìn)去，不能進(jìn)行手動(dòng)控制。只有在開啟位置時(shí)，可用工具向下按，信號(hào)為“1”，等同于該側(cè)的電磁信號(hào)為“1”。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí)，可以使用手控開關(guān)對(duì)其進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)氣路的控制，以改變推料缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，達(dá)到調(diào)試的目的。加工單元中使用三個(gè)二位五通的帶手空開關(guān)的單電控電磁閥。這三個(gè)閥分別對(duì)沖壓氣缸、物料抬手爪氣缸和物料臺(tái)伸縮氣缸的氣路進(jìn)行控制，以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí)使用手控開關(guān)處于開啟位置，可以使用手控開關(guān)對(duì)閥進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)氣路控制，以改變沖壓氣缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，達(dá)到調(diào)試的目的。第4章控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)4.1控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)供料單元的結(jié)構(gòu)組成供料單元的基本功能是：按照需要將放置在料倉中待加工的工件自動(dòng)送出到物料臺(tái)上，以便輸送單元的抓取機(jī)械手裝置將工件抓取送往其他工作單元。供料單元的實(shí)物全貌如圖4-1所示：圖4-1供料單元的實(shí)物全貌供料單元的結(jié)構(gòu)組成如圖4-2所示，其主要結(jié)構(gòu)組成為：工件推出與支撐，工件漏斗，閥組，端子排組件，PLC，急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕，走線槽、底板等。圖4-2供料單元的結(jié)構(gòu)組成1工件推出與支撐及漏斗部分該部分如圖4-3所示。用于儲(chǔ)存工件原料，并在需要時(shí)將料倉中最下層的工件推出到物料臺(tái)上。該部分的工作原理是：工件垂直疊放在料倉中，推料缸處于料倉的底層并且其活塞桿可從料倉的底部通過。當(dāng)活塞桿在退回位置時(shí)，它與最下層工件處于同一水平位置，而夾緊氣缸則與次下層工件處于同一水平位置。在需要將工件推出到物料臺(tái)上時(shí)，首先使夾緊氣缸的活塞桿推出，壓住次下層工件；然后使推料氣缸活塞桿推出，從而把最下層工件推到物料臺(tái)上。在推料氣缸返回并從料倉底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，松開次下層工件。這樣，料倉中的工件在重力的作用下，就自動(dòng)向下移動(dòng)一個(gè)工件，為下一次推出工件做好準(zhǔn)備。為了使汽缸的的動(dòng)作平穩(wěn)可靠，氣缸的作用氣口都安裝了限出型截流閥。氣缸截流閥的作用是調(diào)節(jié)氣缸的動(dòng)作速度。節(jié)流閥上帶有氣管的快速接頭，只要將合適外徑氣管往快速接頭上一插就可以將管連接好了，使用時(shí)十分方便。圖4-4是安裝了帶快速接頭的限出型氣缸節(jié)流閥的氣缸外觀。圖4-3進(jìn)料模塊和物料臺(tái)圖4-4安裝上氣缸節(jié)流閥的氣缸圖4-5是一個(gè)雙動(dòng)氣缸裝有兩個(gè)限出型汽缸節(jié)流閥的連接和調(diào)節(jié)原理示意圖。當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥A時(shí)，是調(diào)節(jié)氣缸的伸出速度，而調(diào)節(jié)節(jié)流閥B時(shí)，可調(diào)節(jié)氣缸的縮回速度。圖4-5節(jié)流閥連接和調(diào)整原理示意從圖4-4上可以看出，氣缸兩端分別有縮回限位和伸出限位兩個(gè)極限位置。這兩個(gè)極限位置都分別安裝有一個(gè)磁感應(yīng)接近開關(guān).，可以用這兩個(gè)傳感器分別標(biāo)示氣缸運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)極限位置。當(dāng)氣缸運(yùn)動(dòng)的哪一端時(shí)，哪一端的次感應(yīng)開關(guān)就動(dòng)作并發(fā)出電信號(hào)。在PLC的自動(dòng)控制中，就可以利用該信號(hào)判斷推料及頂料缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及位置，以確定工件是否被推出或氣缸是否返回。在傳感器上設(shè)置的LED顯示用于顯示傳感器的信號(hào)狀態(tài)。供調(diào)試時(shí)使用。傳感器動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“1”LED亮；傳感器不動(dòng)作時(shí)。輸出信號(hào)“0”，LED不亮。傳感器的安裝位置可以調(diào)整，調(diào)整方法是松開磁性開關(guān)的緊定螺釘，讓磁性開關(guān)在氣缸的滑軌里滑動(dòng)，到達(dá)指定位置后，再緊定螺釘。2電磁閥組閥組，就是將多個(gè)閥集中在一起構(gòu)成的一組閥，而每個(gè)閥的功能是彼此獨(dú)立的。供料單元的閥組只使用兩個(gè)由二位五通的帶手控開關(guān)的單電控電磁閥，兩個(gè)閥集中在匯流板上，匯流板中兩個(gè)排氣口末端均連接了消聲器，消聲器的作用是減少閥氣在向大氣排放時(shí)的噪聲。閥組的組裝如圖4-6所示。本單元所采用的電磁閥，帶手動(dòng)換向、枷鎖鈕，有鎖定和開啟兩個(gè)位置。用小螺絲刀把加鎖鈕旋到在鎖定位置時(shí)，手動(dòng)開關(guān)向下凹進(jìn)去，不能進(jìn)行手動(dòng)控制。只有在開啟位置時(shí)，可用工具向下按，信號(hào)為“1”，等同于該側(cè)的電磁信號(hào)為“1”。常態(tài)時(shí)，手動(dòng)開關(guān)的信號(hào)為“0圖4-6電磁閥組3接線端口接線端口采用雙層接線端子排，用于集中連接本工作單元所有電磁閥、傳感器等器件的電氣連接線、PLC的I/O端口及直流電源。上層端子用作連接公共電源正、負(fù)極，連接片的作用是將各個(gè)分散端子片進(jìn)行電器短接，下層端子用作信號(hào)線的連接，固定端板是將各分散的組成部分進(jìn)行橫向固定，保險(xiǎn)座內(nèi)插裝有2A的保險(xiǎn)管。接線端口上的每一個(gè)端子旁都有數(shù)字標(biāo)號(hào)，以說明端子的位地址。接線端口通過導(dǎo)軌固定在底板上。圖4-7和圖4-8分別是本單元的接線端口外觀和端子接線圖。圖4-7供料單元接線端口圖4-8供料單元端子接線圖4氣動(dòng)控制回路氣動(dòng)控制回路是本工作單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制邏輯控制功能是由PLC實(shí)現(xiàn)的。氣動(dòng)控制回路的工作與原理如圖4-9所示。圖中1A和2A分別為推料氣缸和頂料氣缸。1B1和1B2為安裝在推料缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，2B1和2B2為安裝在頂料缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。1Y1和2Y1分別為推料缸和頂料缸的電磁閥的電磁控制端。圖4-9供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖PLC的I/O接線如圖4-10所示圖4-10供料單元PLC的I/O接線原理圖加工單元的結(jié)構(gòu)加工單元的基本功能：把該單元物料臺(tái)上的工件（工件由輸送單元的抓取機(jī)械手裝置送來）送到?jīng)_壓機(jī)構(gòu)下面，完成一次沖壓加工動(dòng)作，然后再送回到物料臺(tái)上，待輸送單元的抓取機(jī)械手裝置取出。加工單元的實(shí)物全貌如圖4-11所示：圖4-11加工單元的實(shí)物全貌加工單元主要結(jié)構(gòu)（圖4-12）組成為：物料臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，加工（沖壓）機(jī)構(gòu)，電磁閥組，接線端口，PLC模塊，急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕，底板等。圖4-121物料臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)物料臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖4-13所示。物料臺(tái)用于固定被加工件，并把工件移到加工（沖壓）機(jī)構(gòu)正下方進(jìn)行沖壓加工。它主要由手爪氣缸、手指、物料臺(tái)伸縮氣缸、導(dǎo)軌及滑塊、磁感應(yīng)式接近開關(guān)、漫射式光電傳感器組成。圖4-13物料臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)物料臺(tái)的工作原理：滑動(dòng)物料臺(tái)原始位置是處于物料臺(tái)伸縮氣缸伸出，物料臺(tái)氣動(dòng)手爪張開的狀態(tài)，當(dāng)輸送機(jī)構(gòu)把物料送到料臺(tái)上，物料檢測(cè)傳感器檢測(cè)到工件后，PLC控制程序驅(qū)動(dòng)機(jī)械手指將工件夾緊→物料臺(tái)回到加工區(qū)域沖壓汽缸下方→沖壓氣缸向下伸出沖壓工件→完成沖壓動(dòng)作后向上縮回→物料臺(tái)重新伸出→到位后機(jī)械手指松開的順序完成工件加工工序，并為下一次工件到來加工做準(zhǔn)備。在移動(dòng)料臺(tái)上安裝一個(gè)漫射式光電接近開關(guān)。若物料臺(tái)上沒有工件，則漫射式光電接近開關(guān)均處于常態(tài);若物料臺(tái)上有工件，則漫射式光電接近開關(guān)動(dòng)作，表明物料臺(tái)上已有工件，需將工件輸送到加工位置進(jìn)行加工。該光電傳感器的輸出信號(hào)送到PLC的輸入端，用以判別物料臺(tái)上是否有工件需進(jìn)行加工。2加工（沖壓）機(jī)構(gòu) 加工（沖壓）機(jī)構(gòu)如圖4-14所示。加工機(jī)構(gòu)用于對(duì)工件進(jìn)行沖壓加工。它主要由沖壓氣缸、沖壓頭、沖壓臺(tái)等組成。沖壓臺(tái)的工作原理：當(dāng)工件到達(dá)沖壓位置時(shí)，沖壓缸伸出對(duì)工件進(jìn)行加工，完成加工動(dòng)作后沖壓缸縮回，為下一次沖壓做準(zhǔn)備。沖頭根據(jù)工件的要求對(duì)工件進(jìn)行沖壓加工，沖頭安裝在沖壓缸頭部。沖壓臺(tái)用于安裝沖壓缸，對(duì)沖壓缸進(jìn)行固定。圖4-14加工（沖壓）機(jī)構(gòu)3電磁閥組加工單元的氣爪、物料臺(tái)伸縮氣缸和沖壓氣缸均用三個(gè)二位五通的帶手控開關(guān)的單電控制電磁閥控制，三個(gè)控制閥集中安裝在帶有消聲器的匯流板上。由于沖壓缸對(duì)氣體的壓力和流量要求比較高，故沖壓缸的配套氣管粗。這三個(gè)閥分別對(duì)沖壓氣缸、物料抬手爪氣缸和物料臺(tái)伸縮氣缸的氣路進(jìn)行控制，以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。電磁閥所帶手控開關(guān)有鎖定（LOCK）和開啟（PUSH）2種位置。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí)使用手控開關(guān)處于開啟位置，可以使用手控開關(guān)對(duì)閥進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)氣路控制，以改變沖壓氣缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，達(dá)到調(diào)試的。4接線端口圖4-15分別是本單元的接線端口外觀和端子接線圖。圖4-15加工單元端子接線圖5氣動(dòng)控制回路本工作單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖4-16所示。IB1和IB2為安裝在沖壓氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，2BI和2B2為安裝在物料臺(tái)的兩個(gè)極限位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，3B1為安裝在手爪氣缸工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。1Y1、2Y1和3Y1分別為控制沖壓氣缸、物料臺(tái)伸縮氣缸和手爪氣缸的電磁閥的電磁控制端。圖4-16加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖PLC的I/O接線圖如4-17所示圖4-17PLC的I/O接線圖2I/O地址分配4.2控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.2.1供料單元1流程圖頂料到位I0.0頂料復(fù)位I0.1推料到位I0.2推料復(fù)位I0.3物料不夠檢測(cè)I0.4物料有無檢測(cè)I0.5物料臺(tái)物料檢測(cè)I0.6啟/停按鈕I0.7頂料電磁閥Q0.0推料電磁閥Q0.1LDI0.7EU=M10.0LDM10.0LPSANM10.1SM10.2,1LPPAM10.1RM10.2,1LDM10.2=M10.1LDI0.4AI0.5ANI0.6ONI0.3AM10.1=Q0.0LDI0.0ANI0.1ANI0.2ANI0.6=Q加工單元1流程圖I/O地址分布物臺(tái)物料檢測(cè)I0.0物臺(tái)夾緊檢測(cè)I0.1料臺(tái)伸出到位I0.2料臺(tái)縮回到位I0.3加工壓頭上限I0.4加工壓頭下限I0.5急停按鈕I0.6啟/停按鈕I0.7夾緊電磁閥Q0.0料臺(tái)伸縮電磁閥Q0.1加工壓頭電磁閥Q0.2梯形圖4程序LDI0.7EU=M10.0LDM10.0LPSANM10.1ANM10.5SM10.2,1SM10.6,1LPPLPPAM10.1RM10.2,1RM10.6,1LDM10.2LDM10.6=M10.1=M10.5LDM10.1LDI0.2ANM11.0AI0.0LDNI0.1ANI0.6=Q0.0OLDLDI0.1LPSANM10.5ANM11.0=Q0.1SM11.1,1LDI0.3LPPANM10.3A=Q0.2RM11.1,1LDI0.5LDM11.1LDNI0.1=M11.0AM11.0OLDLPSANM10.3SM10.4,1LPPAM10.3RM10.4,1LDM10.4=M10.3LDI0.4AM10.3LDNI0.1AM11.0OLDLPS第5章設(shè)計(jì)小結(jié)經(jīng)過兩個(gè)多月的設(shè)計(jì)和開發(fā)，成功的通過了模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試，自動(dòng)供料和自動(dòng)加工兩單元基本設(shè)計(jì)完畢，其功能基本達(dá)到要求。整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性好。系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)過程也是對(duì)學(xué)習(xí)的總結(jié)過程，更是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的過程。在這個(gè)過程中，我對(duì)利用可編程序控進(jìn)一步的掌握，對(duì)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)有了切身的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，并在學(xué)習(xí)和實(shí)踐的過程中增長(zhǎng)了知識(shí)，豐富了經(jīng)驗(yàn)?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴(yán)格按照系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試的過程來進(jìn)行。系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很辛苦的工作，同時(shí)也是一個(gè)充滿樂趣的過程。在設(shè)計(jì)過程中，要變學(xué)習(xí)邊實(shí)踐，遇到新的問題就不斷探索和努力，即可使問題得到解決。在設(shè)計(jì)中，體會(huì)到理論必須和實(shí)際相結(jié)合。雖然搜集了大量的資料，但在實(shí)際應(yīng)用中卻有很多差異，出現(xiàn)了許多意想不到的問題，許多問題都是書本上是這樣，而在實(shí)際運(yùn)用中卻很不一樣，在經(jīng)過多次分析修改后，才設(shè)計(jì)出達(dá)到控制要求的系統(tǒng)。

致謝在本文即將結(jié)束之際，我要由衷地感謝在我畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，乃至本科學(xué)習(xí)生活中幫助過我的師長(zhǎng)與同學(xué)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的過程中得到了許多老師和單位領(lǐng)導(dǎo)的幫助，學(xué)院的老師們嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的教學(xué)使我受益非淺。本論文的選題、研究?jī)?nèi)容、研究方法及論文的形成是在導(dǎo)師周偉老師支持、鼓勵(lì)和悉心指導(dǎo)下完成的，他是我獲得深思熟慮的意見和概念清晰的見解的來源，他不惜花費(fèi)自己時(shí)間對(duì)本論文提出許多意見和建議，既激發(fā)了我的靈感，又給了我持久不斷的鼓勵(lì)。在論文完成的過程中傾注了導(dǎo)師大量的心血，在論文完成之際，特向我尊敬的周偉導(dǎo)師表示衷心的感謝。本次論文與設(shè)計(jì)的完成對(duì)我是一個(gè)巨大的激勵(lì)，使我在學(xué)術(shù)研究方面充滿信心，更為我在今后的學(xué)習(xí)與工作中提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在學(xué)習(xí)、工作和論文寫作中，得到了同學(xué)們的熱忱幫助，在此向他們由衷的感謝。感謝院領(lǐng)導(dǎo)及各位老師在學(xué)習(xí)期間給予我的幫助。最后，對(duì)我的父母以及所有親人給予我的理解、幫助和支持表示深情的感謝。并以此文獻(xiàn)給所有關(guān)心與幫助過我的親人們、老師們和朋友們！

參考書目：1.工廠電氣控制技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社主編方承遠(yuǎn)2.工廠電氣控制設(shè)備機(jī)械工業(yè)出版社主編許廖3.傳感技術(shù)及其應(yīng)用4.液壓與氣動(dòng)5.（西門子）可編程控制器的應(yīng)用技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社主編廖常初6.（西門子）可編程控制器的原理及程序設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社主編廖常初7.組態(tài)技術(shù)應(yīng)用手冊(cè)（組態(tài)王）基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用HY