郑巧_装配流水线的PLC控制设计_电力/水利_工程科技_专业资料。航空制造工程学院 学科科技前沿 题 目: 装配流水线 学生姓名: 钟理 指导教师: 高延峰 二 O 一四年 六月 摘要本设计以当今自动化水平

  航空制造工程学院 学科科技前沿 题 目: 装配流水线 学生姓名: 钟理 指导教师: 高延峰 二 O 一四年 六月 摘要本设计以当今自动化水平越来越高的现状。装配流水线在生产过程中代替人力 发挥出越来越重要的作用。以此为背景从它的概念和特点出发,提出了装配流水线生 产上的问题和不足,如:生产不平衡、效率低、现场管理混乱等。各企业通过调整装 配作业指导、运用工序同期化和加强现场管理等方法来改善这些问题。对装配生产流 水线进行改进,最终达到使整个装配线趋于平衡、装配效率有效提高和提高现场管理 的目的。 PLC 是现代通用的工业控制计算机。其接口容易,同时 PLC 的编程语言简单易懂 很容易被不管是否有电路基础的用户都能很快上手和掌握。在各个领域都得到广泛的 应用,特别是工业自动化领域。 装配流水线是现在企业批量生产和扩大发展中不可或缺的的生产方式。目前,PLC 在装配流水线上应用广泛。而本设计是在电脑上模拟控制整个装配流水线的流程,以 现在较为流行的 PLC(可编程控制器)为基础来实现装配流水线的控制功能。 本次设计我以饮料装瓶为例。 其程序是通过 PLC 控制 8 盏 LD 灯的闪烁来模拟饮料 装配流水线的传送、装瓶、盖盖、贴签和成品入库。在程序设计中,我使用了大量的 置位与复位指令,并运用比较指令来选择不同的操作工位,结合传感器使饮料瓶到达 装配工位时停止传送。经过多次的程序设计和模拟仿真,程序已能实现移位、三工位 装配和单工位入库等操作。 关键词:装配流水线;PLC;控制系统 Abstract Nowadays, this design occupies important position in automation level. The assembly line to replace human in the process of production playing an increasingly important role, as the background. Proceeding from its concept and characteristic,It Puts forward the problems and the insufficiency in the assembly line of production .Such as: production imbalance, the efficiency is low, the site management confusion, etc. In order to solve these problems ,we can take measures like adjusting the assembling work instruction , synchronization in using process, strengthening the site management .Making improvement of the assembly production line, can finally make the whole assembly line in equilibrium, and effectively improve the assembly efficiency and enhance the site management . PLC is the control computer of modern general industrial. Its interface is easy, meanwhile the programming language of PLC is simple and can be easily understand and quickly handcuffed and master whether the users have circuit basis or not. In every field it is widely used, especially in industrial automation. Assembly line is the indispensable mode of production in enterprise of expanding and batch production. At present, the PLC is widely used in the assembly line. While this design on the computer which is controlling the entire process in the assembly line, with current relatively popular PLC (programmable controller) as the basis for realizing simulation control function of the assembly line. After many program design and simulation, it can basically achieve the required functions. This designs me with the beverage bottle for example. Its procedure is the flicker that controls 8 LD lights through PLC to imitate the transmission of the beverage assembles flowing water line, bottle, cover cover, stick label and finished product to store in ware house. In the program design, I used to in great quantities place with reset instruction, and make use of to compare instruction to choose different operation work, stop transmission while combining to spread a feeling machine to make beverage bottle arrive to assemble a work. Imitate really after many program designs and emulation, the procedure can already carry out to move and 3 to assemble and list the work store in warehouse etc. operation. Keywords: assembly line; PLC; Control system. 目 录 前言 ............................................................... 1 第 1 章 装配流水线及传感器的基本介绍 ................................ 2 1.1 装配流水线的基本介绍 ....................................... 2 1.2 PLC 控制饮料装瓶流水线的优势 ................................ 2 1.3 传感器的基本介绍及选择 ..................................... 3 第 2 章 PLC 的基础知识及选型 ......................................... 4 2.1 可编程控制器概述 ........................................... 4 2.2 PLC 的特点 .................................................. 4 2.3 PLC 的组成及其工作原理 ...................................... 5 2.7 PLC 选型 .................................................... 5 第 3 章 装配流水线的 PLC 控制程序设计部分 ............................ 8 3.1 设计任务 ................................................... 8 3.2 硬件设计 .................................................. 10 3.3 梯形图分析 ................................................ 11 3.4 调试过程及结果 ............................................ 15 小结 .............................................................. 16 [参考文献] ........................................................ 17 附录 指令表 ....................................................... 18 前言 本设计的目的是通过对装配流水线的 PLC 控制设计,进一步熟悉 PLC 的概念、特点 和控制原理。在设计过程中,我以饮料装瓶流水线的生产为对象,使我的设计更有针对 性。 装配流水线是将人和机器有效的结合起来, 更加充分的发挥了机器设备的灵活性和 稳定性,同时节约了人力资源,提高了效率。装配流水线包括了输送系统、随行夹具、 在线专机、检测设备等。他们的有机组合广泛的满足了产品的装配要求。在现代装配流 水线的传输方式中主要有两种,分别是同步传输(强制式)和非同步传输(柔韧式) , 在生产过程中根据配置选择,实现手工装配或半自动装配。装配流水线是现在企业批量 生产和扩大发展中不可或缺的。本次设计我主要是实现装配流水线的半自动装配。 当然随着装配流水线的发展,日渐成熟和新的技术的应用,但在生产上也会出现问 题,如:生产不平衡、效率低、生产事故的出现、现场管理混乱等。本次设计是在电脑 上控制整个装配流水线的流程,以现今较为流行的 PLC(可编程控制器)为基础来实现 装配流水线的模拟控制功能。PLC 在装配流水线中的应用,使其更具可靠性、安全性和 灵活性。 PLC 是现代通用的工业控制计算机。其接口容易,同时 PLC 的编程语言简单易懂很 容易被不管是否有电路基础的用户所上手和掌握。在各个领域都得到广泛的应用,特别 是工业自动化领域。本次设计我选用的 PLC 是三菱公司的 FX2N 系列。研究这个课题的 意义在于通过设计和调试,让我更好的熟悉 PLC 并加强我的实际动手能力。 1 第 1 章 装配流水线 装配流水线 装配流水线 世纪初,美国人亨利.福特首先采用了流水线生产方法,在他的工厂内,专业化地 将分工分的非常细,仅仅一个生产单元的工序竟然达到了 7882 种,为了提高工人的劳动 效率,福特反复试验,确定了一条装配线上所需要的工人,以及每道工序之间的距离。这 样里来,每个汽车底盘的装配时间就从 12 小时 28 分缩短到 1 小时 33 分。 大量生产的主 要生产组织方式为流水生产,其基础是由设备、工作地和传送装置构成的设施系统,即 流水生产线。最典型的流水生产线是汽车转配生产线。流水生产线是为特定的产品和预 定的生产大纲所设计的; 生产作业计划的主要决策问题在流水生产线的设计阶段中就已 经做出规定。 1.1.2 装配流水线的概述 在大量生产中,为了提高生产效率、保证产品质量、改善劳动条件,不仅要求机床能 自动的对工件进行加工,而且要求工件的装卸、工件的工序间的输送、工序间加工精度 的检测、废品的剔除等都能自动的进行。因此,把设备按工件的加工工序顺序依次排列, 用自动输送装置将他们联成一个整体 ,并用控制系统将各个部分的动作协调起来 ,使其 按照规定的动作自动的进行工作,这种自动化的加工系统就称为自动化生产流水线。 流水线是人和机器的有效组合,最充分体现设备的灵活性,它将输送系统、随行夹 具和在线专机、检测设备有机的组合,以满足多品种产品的输送要求。输送线的传输方 式有同步传输的/(强制式)也可以是非同步传输/(柔性式),根据配置的选择,可以 实现装配和输送的要求。输送线在企业的批量生产中不可或缺。 流水线是劳动者为了方便生产将生产对象人为的通过外界设备将其按照一定的线 路顺序通过各个操作点,以及用一定的速度来重复连续的完成生产过程。装配流水线把 劳动对象和专业化生产专业的有效的结合在一起的一种生产方式。它具有以下特征: ⑴工作地点的专业化程度非常高; ⑵具有明显的规律性; ⑶每条生产线的生产水平相似; ⑷生产过程封闭、不可逆; ⑸有很强的连续性。 1.2 PLC 控制饮料装瓶流水线.生产效率高 相对于传统的饮料装瓶流水线,由 PLC 控制的装瓶流水线其电气部分由 PLC 控制。 这一电气控制系统能很快的发现生产线上的问题和不足,PLC 灵活的可编程性能很快的 对程序进行改进。PLC 中大量使用了软继电器,使得外部接线更加简单,更容易维护。 因此,使用了 PLC 控制的饮料装瓶流水线的生产效率更高,更好地为企业创造利润。 2.卫生条件好 由于饮料的装瓶、盖盖、贴签到成品入库都可以用流水线来完成。这样可以创造一 个相对封闭的生产环境和减少人工操作。为饮料装瓶创造了一个很好的卫生条件。 2 3.安全性提高 由于 PLC 的稳定性好,这样就降低了生产过程中的事故的发生。同时由于饮料从装 瓶到入库全由机器完成,进一步降低了员工在生产线上发生事故的概率,更好地保护了 员工的人身安全和企业的财产安全。 1.3 传感器的基本介绍及选择 1.3.1 传感器的概念与组成 概念:传感器是一种以一定精度把被测量转换为与之有确定关系、便于应用的某种 物理量的测量装置。其中包含了以下几方面的含义: ⑴传感器是测量装置,能完成检测任务; ⑵它的输入量是某一被测量,如物理量、化学量、生物量等; ⑶它的输出是某种物理量,这种量要便于传输、转换、处理、显示等,这种量可以 是气、光、电量,但主要是电量; ⑷输出与输入间有对应关系,且有一定的精确度。 组成:传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路 3 部分组成,框图如下: 被测量 敏感元件 转换元件 图 1.1 传感器的组成 敏感元件:直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。 转换元件:敏感元件的输出就是它的输入,它把输入转换成电路参数。 转换电路:将上述电路参数接入转换电路,便可转换成点亮输出。 实际上,有些传感器很简单,有些则较为复杂,大多数是开环系统,也有些是带反 馈的闭环系统。最简单的传感器由一个敏感元件组成,它感受被测量时直接输出电量, 如热电偶传感器。有些传感器由敏感元件和转换元件组成,没有转换电路,如压电式加 速度传感器。有些传感器,转换元件不止一个,需经过若干次转换。 1.3.2 传感器的选择 由于本次设计是以饮料装瓶的装配为例。在实际生产过程中,接触到的基本上塑料 制品,所以我选择光敏传感器。 在自动化流水线生产过程中, 要用到很多传感器来监视和控制生产过程中的不同状 态。使生产线处在正常工作状态或者最佳工作状态。 本次设计用到的传感器主要用在饮料瓶到达操作工位或仓库时,通过传感器给 PLC 一个反馈信号使传送带停止运行。 操作工位和入库感应上用到的传感器可以使用光敏传 感器, 转换电路 电量 3 第 2 章 PLC 的基础知识及选型 2.1 可编程控制器概述 2.1.1 PLC 的产生 上世纪 60 年代,在没有可编程控制器以前,在大部分工业生产中是以继电器控制 来实现各种功能,传统的继电器系统主要有一下几个优点结构比较简单,易于操作,价 格便宜等, 在工业领域中应用甚广, 于此同时继电器控制系统也有以下缺点体积比较大, 动作速度比较慢,耗电量多,寿命短,更有接线复杂,更改困难等。继电器控制系统对 当时的生产力发展中起到了巨大的作用, 在工业生产过程中,大量开关量顺序控制被 使用,它按照逻辑条件(即实现编制好的程序)进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连 锁保护动作的控制,以及大量离散量的数据采集。在 PLC 没有出现以前,这些功能是通 过继电器控制系统来实现的。 世界上公认的第一台 PLC(即 PDD-14)是美国数字设备公司(DEC)于 1969 年根据 美国通用汽车公司的要求研制成功的。 背景:1968 年,美国通用汽车公司(GM)为了增强产品在市场上的竞争力,适应 汽车型号的不断更新和生产工艺不断变化的需要,实现汽车的多品种、小批量生产和不 断翻新汽车品牌的目的。通用汽车公司(GM)希望有一种可编程序的逻辑控制器来取代 传统继电器控制装置的要求, 这种控制器能做到尽可能减少设计中的错误和用尽可能少 的电气控制装置以及电气接线,以减少重复设计率,更好的适应当代生产的需要,以减 少故障,降低生产成本和缩短生产周期。 2.2 PLC 的特点 1.可靠性高,抗干扰能力强 可靠性作为电气控制设备的重要性能。PLC 也不例外,为了让 PLC 的可靠性更高, 很多厂家都做了一下措施: ⑴在 PLC 内部电路中,一般将其电路集成化,在生产过程中,应严格的按需要的工 艺制造,并运用现在流行的功能模块,将其电路模块化以及加入抗干扰功能,让其拥有 更好的可靠性。 ⑵在 PLC 的外部电路上, 其电气连接线和开关连接点相对于同等规模的继电器控制 系统已经少了很多。这也使 PLC 的故障率大大的降低,同时很大程度上使 PLC 的可靠性 大大的提高。 ⑶PLC 中设置了一些自我诊断、警戒报警和可恢复等功能,在 PLC 出现故障时能及 时的发现,若发生一些小故障也能自我恢复等。用户可以通过 PLC 的应用软件将外部器 件的故障诊断程序编入 PLC,使整个 PLC 控制系统中的其他电路和电气设备都能得到有 效和及时的保护。这也使 PLC 具有极高的可靠性。 ⑷在工作方式上,PLC 采用了周期扫描、集中采样、集中输出等工作方式极高了自 身的扛干扰能力。 2.配套和功能齐全,适应性强 PLC 发展到今天,各个生产厂家也形成了各自不同大小规模的系列化产品。这些产 品能有效的满足市场中不同规模的工业自动化控制场合。 由于 PLC 本身具有很强的数据 4 运算能力和速度以及可编程控制器的网络通信能力的提高, 所以它能适应不同的工业自 动化控制领域。 3.简单易学,方便易用,受到工程技术人员的好评 作为现代通用的工业自动化控制计算机。 PLC 的汇编语言相对于计算机更简单易学, 使用起来也很方便以及接口简单很容易被熟悉电气知识的和不熟悉的用户所掌握。 它可 以用相对于继电器少很多的接线和开关量就能实现传统继电器控制系统的功能。 为用户 打开了方便之门。 2.3 PLC 的组成及其工作原理 2.3.1 PLC 的组成 PLC 的组成:PLC 的种类很多,其基本功能和指令也有差异,但是其基本结构和工 作原理则大同小异。一般由 CPU 板、I/O 接口电路、存储器、扩展接口、电源、显示面 板等硬件组成。其硬件简化框图如下: 可编程序控制器 按钮 选择开关 限位开关 电源 输 入 模 块 CPU 模块 输 出 模 块 接触器 电磁阀 指示灯 电源 编程装置 图 2.1 PLC 硬件简化图 2.7 PLC 选型 本次设计我选用的是日本三菱公司生产的 FX2N 系列的 PLC。三菱公司作为日本生 产 PLC 的主要厂家之一。该公司生产的 FX2N 系列的机型,属于高性能叠装式机型,是 目前三菱公司最先进的 PLC 产品,FX2N 系列 PLC 具有数十种编程元件,能满足本次设 计。FX2N 系列 PLC 编程元件的编号分为两部分:第一部分是代表功能的字母。如输入 继电器用“X”表示、输出继电器用“Y”表示。第二部分为数字,数字为该类型器件的 序号。根据所需的用户输入输出设备及 I/O 点数,选择我们实验室的 FX2N-32MR 型来满 足控制系统的要求。 5 图 2.3 FX2N 系列 PLC 2.7.1 FX2N 系列 PLC 的功能及基本性能 FX2N 系列是 FX 系列 PLC 家族中最为先进的一个系列。由于 FX2N 系列具备如下特 点:最大范围的包容了标准特点、程式执行更加快速、全面补充了网络通信功能、更适 合世界各国不同的电源和更好的满足了单个需要的大量特殊的功能模块, 它可以为你的 工厂工业自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。 其中为很多特殊功能是为实际运用 而开发的,通过这些特殊功能满足了工业生产范围内的不同需求,如模拟 I/O、计数器。 网络和数据通信可以连接到了世界上最流行的开放式网络(Device Net)或者采用传感 器层次的网络解决用户的通信需要。 其他功能如下表: 表 2.1 FX2N 功能表 内置 24V 的直流电源 快速断开端子模块 24V、400mA 直流电源可用于外围设备,如传 感器或其它元件。 因为采用了优良的可维护性快速断开端子 块,即使接着电缆也可以更换单元。 在所有的 FX2NPLC 中都有实时时钟标准。时 时钟功能和小时表功能 间设置和比较指令易于操作。小时表功能对 过程跟踪和机器维护提供了有价值的信息。 持续扫描功能 输入滤波器调节功能 注解记录功能 在线程序编辑 RUN/STOP 开关 远程维护 密码保护 为应用所需求的持续扫描时间定义操作周 期。 可以用输入滤波器平整输入信号(在基本单 元中 x000 到 x017) 。 元件注解可以记录在程序寄存器中。 在线改变程序不会损失工作时间或停止生产 运转。 面板上运行/停止开关易于操作。 远处的编程软件可以通过调制解调器通信来 监测、上载或卸载程序和数据 使用一个八位数字密码保护您的程序。 6 2.7.2 FX2N 系列适用范围 FX2N系列在自动化控制系统中充分地发挥了其强大的功能。 它的使用范围可覆盖从 替代继电器的简单控制系统到更复杂的自动化控制系统。PLC的应用领域非常的广泛, 它覆盖了所有与自动化检测和控制相关的工业及民用领域,如各种机床、机械、电力设 施、民用设施、中央空调、电梯控制、运动系统、环境保护设备等。 7 第 3 章 装配流水线的 PLC 控制程序设计部分 3.1 设计任务 通过毕业设计了解 PLC 控制的企业装配流水线基本原理以及工作流程, 设计 PLC 控 制实现的模拟装配流水线系统,控制多工位装入、多工位装配、单工位入库等操作。 ⑴ 以自动化实验中心综合实训室的网络型可编程序控制器实训平台为研究对象, 了解控制对象结构组成,熟悉控制对象实际工作流程,确定受控对象与 PLC 间关系,估 计程序步数; ⑵ 运行框图、硬件接线图绘制; ⑶ 画出 PLC 控制的梯形图; ⑷ 编制出语句表; ⑸ 输入指令并修改更正程序; ⑹ 调试运行并反复设计验证; ⑺ 整理设计思路、总结设计成果。 3.1.1 装配流水线的 PLC 控制系统的工作原理 本次设计主要目的是实现饮料装瓶流水线。通过PLC程序控制流水线的电气部分, 实现饮料瓶的传送、装瓶、盖盖、贴签和入库、单周期或连续循环的功能。当饮料瓶被 传送到操作工位或者仓库时,通过光敏传感器反馈给PLC一个信号,促使传送带停止运 行。此次装配流水线的工作流程图如下: 原始位置 启动lab/ help_detail.ht m?help_id=2 等待 11463 移位/lab/ help_detail.ht m?help_id=2 操作一(装瓶) 11463 111单周期 elp_detail.htm? 操作二(盖盖) help_id=21146 2操作三(贴签) p_id=211463 3成品入库 _detail.htm?hel 图3.1 装配流水线的工作流程图 help_detail.ht m?help_id=2 11463 8 连续循环 3.1.2 控制要求 本次设计的装配流水线有传送、装瓶、盖盖、贴签和成品入库生产线盏灯来模拟;并有启动、移位和复位按钮进行操作。采用FX2N系列PLC进行控制,实现 手动和自动的装瓶流水线工序控制。 ⑴按下启动按钮后,按以下规律显示:D→E→A→D→F→B→D→G→C→D→H→D→E →A→D→F→B→D→G→C→D→H→D→E??循环, G表示用来传送的加工物品以及传送的 方向,每次亮1秒;D、E、F分别表示传感器,每个灯每次亮1秒;A是操作1,B是操作2, C是操作3,H是仓库,每个灯每次都点亮3秒,表示其操作所需的时间; (注:饮料灌注 量为固定值) ⑵按下移动按钮后,传送带开始移动(移动指示灯G点亮,每次点亮1秒熄灭) ; ⑶按下复位按钮后,系统复位,只有再次按下启动按钮后,系统才能再次启动。装 配流水线的模拟控制图如下所示: 操作 1 传感器 1E A 操作 2 传感器 2F B 操作 3 传感器 3G C 传送带 D 启动 A B C D 复位 E F G 移动 H V+ 仓库 COM H 图 3.2 装配流水线 输入/输出端口配置 表 3.1 I/O 端口分配表 输 设 备 入 端口编号 X0 X1 X2 设 A B C D E F G H 3.2.2 PLC 的外部接线图 此次设计的外部接线 所示。左边为输入主要由 3 个点动开关组成。这 3 个开关 X0、X1、X2 分别实现了启动、移动和复位的功能。右边为输出部分主要由 8 个 LD 灯组成。通过 LD 灯的闪烁能直观的观察程序运行情况。 备 输 出 端口编号 Y0 操作 1 Y1 操作 2 Y2 操作 3 Y3 传送 启动按钮 移动按钮 复位按钮 Y4 传感器 1 Y5 传感器 2 Y6 传感器 3 Y7 入库 启动 移动 复位 X0 X1 X2 PLC COM1 Y0 Y1 Y2 Y3 COM2 Y4 Y5 Y6 E F G H A B C D COM Y7 图 3.3 PLC 的外部接线.4(a)是为程序开始运行和传送 (D)实现通断而设计的。 PLS:上升沿微分输出指令,在输入信号上升沿产生脉冲信号。只能作用于 Y 与 M, 在输入信号接通或断开的一个周期内置位为“1” ; SET:置位指令,使动作保持; M8000 为运行监视继电器。当 PLC 处于 RUN 状态时它始终为 ON,相反则为 OFF。 当 X000 点动接通瞬间,软继电器 M0 输出一个周期的 ON 信号。 (但是开关连续接通 对 M0 没有影响) ;PLC 处于 RUN,M8000 接通在 M0、T4 脉冲上升沿、X001 脉冲上升沿以 及 M18 接通与 T3 脉冲上升沿作用下 SET 将 Y0003 置位为 ON,即传送(D)动作(灯亮) 。 图 3.4(b)传送 D 和传感器 E 的复位动作 图 3.4(b)是通过时间继电器 T0 来实现传送(D)的复位和传感器 1(E)的复位。 11 RST:复位指令,使操作保持复位(清零) 。 当 Y003 常开闭合,时间继电器 T0 动作开始计时 1 秒,在 T0 的脉冲上升沿的作用 下 Y003 被置位,即传送 1(D)灯灭;同时传感器 1(E)灯亮。 图 3.4(c)操作和入库的置位动作 图 3.4(c)是实现对操作 1、2、3 和入库的置位动作。 M8000 处于 ON 状态,程序给定一个时间继电器 T3 一个上升沿脉冲,传感器 3(G) 复位。同时当 M18 处于常闭状态,若 M2 常开闭合则操作 1(A)被置位;若 M5 闭合则 操作 2(B)被置位;若 M8 闭合则操作 3(C)被置位;若 M11 闭合则入库(H)被置位。 图 3.4(d)时间继电器通断 12 图 3.4(d)是实现对操作 1、2、3 和入库 LD 灯的通断时间控制。 当 Y000、Y001、Y002 或 Y007 常开闭合时,时间继电器 T4 计时 3 秒。 图 3.4(e)操作和入库的复位动作 图 3.4(e)实现实现对操作 1、2、3 和入库的复位动作。 ADDP:脉冲执行型的 ADD 指令(加法指令)执行一个扫描周期。 当 T4 闭合,若 Y000 闭合则操作 1(A)被复位;操作 2、3 和入库同理。在 T4 闭 合的瞬间,ADDP 执行一个扫描周期,即循环选择 A\B\C\H 的条件。 图 3.4(f)选择操作或入库动作 13 图 3.4(f)是通过比较指令来实现 DEFG 循环后选择操作 1、2、3 或入库动作。 CMP:比较指令 M8000 处于 ON 状态, 将数据寄存器 D0 中的内容与常数 1 比较。 比较结果去驱动 M1、 M2、M3,当 D0<1 时,M1 置位;当 D0=1 时,M2 置位;当 D0>1 时,M3 置位;以下几 条同上。 图 3.4(g)返回初始状态 图 3.4(g)是实现一次循环结束后,返回初始状态的动作(即返回选择 A) 。 MOVP:P 为脉冲;在时一个周期内执行一次数据传送。 当 M14、X000、X001 或 M8002 OFF→ON 时,数值 1 写入寄存器 D0 一次。 图 3.4(h)程序复位 图 3.4(h)是实现程序复位动作的。 ZRST:全部复位指令(区间复位指令)其操作对象主要为 Y/M/S/T/C/D。 X002 接通(点动) ,区间复位指令执行,位元件 M0~M18,Y000~Y007 成批复位。 14 3.4 调试过程及结果 本次设计调试过程是在学校实验室进行的。我事先用编程软件GX developer编写好 装配流水线的PLC控制的梯形图程序。并在该软件所在上位机的控制面板上设置PC通讯 端口,通过PC/PPI电缆并使用PPI协议与FX2N通讯,然后进行通讯连接,当上位机扫描 到所使用的PLC时,即表明连接正确。在软件上读取所连接PLC型号成功后,即可将程序 下载到PLC的存储器中,并进行调试。 具体步骤如下: 按开FX2NPLC实验平台上的电源开关,即让FX2N CPU接通电源; 点击软件GX developer工具栏上的图标 点击软件GX developer工具栏上的图标 ,即将程序下载至PLC中; ,即可进入程序状态监控画面; 然后就可以按动PLC控制按钮,并观察指示灯的输出情况,结合程序状态监控画面 各触电和线圈的运行情况和各个LD灯的闪烁情况,即可进行装配流水线的PLC控制系统 的调试。 经过多次的调试和修改梯形图程序,终于实现了此次装配流水线的PLC控制设计的 基本功能。流水线在PLC模拟调试下能按照D→E→A→D→F→B→D→G→C→D→H→D→E →A→D→F→B→D→G→C→D→H→D→E??的循环各个LD灯有序的亮灭。 15 小结 通过这次装配流水线的PLC控制设计,我不仅对装配流水线有了了解,更让我对PLC 的知识得到了巩固和深化。其中让我对梯形图、功能指令表、顺序功能图等都有了更好 的了解。在开始准备设计的时候,我收集了很多有关PLC的资料并了解了很多PLC的设计 原理,这让我知道了传统工业控制系统向现代工业自动化控制系统转化离不开PLC的应 用,它使企业的生产周期大大缩短,同时减少劳动力和生产成本。 目前我国很多地区的企业整个生产设备还比较落后的, 而且大部分工序都是通过人工来 完成的,而流水线因其出色的规律性、连续性和多条生产线可同时操作的可操作性以及 其操作简单很适合中小企业的发展要求。 但随着科技不断进步我相信会有功能更齐全工 艺水平更高的装配流水线在不久的将来将会出现, 所以在今后的学习和生活中我们还要 不断的学习和创新,只有这样才能设计出更符合现代社会所需求的产品。 在未来的发展中我认为会有越来越多的 PLC 会在装配流水线中应用。 因为装配流水 线由于其工艺的重复性和连续性的要求刚好符合 PLC 的使用功能。PLC 由于其强大的可 编程性和灵活性来控制装配流水线的电气部分十分符合流水线的工艺要求。 同时 PLC 更 可是通过编程让同一条流水线实现对不同产品的装配。在 PLC 出现之前,传统的继电器 控制系统由于其连接线多, 开关量大以及设备量大导致流水线的装配精度和重复使用率 不高。 而 PLC 的出现不仅弥补了这方面的缺陷而且还大大的提高了装配流水线的精度和 可靠性。 在这次的设计中,我主要通过梯形图来设计装配流水线的程序。通过实验室PLC模 拟实验,不断的改进梯形图程序。终于程序能良好的运行,不过由于本人的能力有限, 原本的设计目标没有达到,只能退而求其次降低要求,最后设计出了现在的程序。在本 程序中的所有开关都是点动的。 在写论文的时候,我需要大量的以前没学到过的知识,于是图书馆和internet成了 我很好的助手。在查阅资料的过程中,我要判断优劣、取舍相关知识。不知不觉中,也 让我查阅资料的能力也得到了锻炼。在实际的过程中,我总是会遇到很多的问题。在这 次的课程设计中我学到了很多PLC的知识,经过几个月的努力。这次设计将是我人生中 重要的一课。 16 [参考文献] [1]段波.李波.江云.尹卓华. 基于PLC的工厂生产流水线控制系统的开发[J]. 科学技术 与工程, 2010, 10(6): 1569~1572. [2]付中元.田治礼. 基于PLC的流水线模拟控制系统的应用设计[J]. 科学技术与工程. 2008. 8(12):3175~3176. [3]苗长兵.季汉棋. PLC控制的自动化制造流水线实验台[J]. 国内外机电一体化技术. 2007.10:13~15. [4] 安宏伟 . 马世勇 . PLC 在机加工自动流水线中的应用 [J]. 潍坊高等专科学校学报 . 2000.1:12~13. [5]陈忠平. 三菱FX/Q系列PLC自学手册[M]. 北京:人民邮电出版社,2009. [6]廖常初. 可编程序控制器应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,1992. [7]林小峰. 可编程序控制器原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2000. [8]郭利霞. 可编程控制器应用技术(任务驱动式项目教材)[M].北京:北京理工大学出 版社,2009. [9]范永胜. 电气控制与PLC应用[M].北京:中国电力出版社,2007. [10]周云水. 跟我学PLC编程[M].北京:中国电力出版社,2009. [11]廖常初. PLC编程及应用[P],第3版.北京:机械工业出版社, 2008. [12]苏家健. 可编程序控制器应用实训(三菱机型)[M].北京:电子工业出版社,2009. [13]求是教仪. 网络型可编程控制器实训平台指导书[M].杭州,2009. [14]徐科军. 传感器与检测技术[M],第2版.北京:电子工业出版社, 2008. [15]肖峰. PLC编程100例[M].北京:中国电力出版社,2009. [16]Allen-Bradley Inc.1305 Adjustable Frequency AC Drive (Series C) User Manual[M].Rockwell Automation Corporation.1998. [17]Rockwell Automation,DeviceNet Example Code(Cat. No. 9240 DNEXP) [M], 1997.Rockwell Automation. [18]Rockwell Software Inc. Getting Results with RSlinx[M].1998. 17 附录 指令表 0 1 循环 3 4 5 6 8 10 11 13 14 15 16 17 18 21 22 24 25 26 27 28 31 32 34 35 36 37 38 41 42 44 45 46 47 LD PLS LD MPS LD ORP ORP LD ANDP ORB ANB SET MRD AND OUT MPD ANDP RST SET MRD AND OUT MRD ANDP RST SET MRD AND OUT MRD ANDP RST SET MPP AND Y006 18 X000 循环启动 M0 循环开始 M8000 (M8000= “true”1) M0 循环开始 T4 X001 移动启动(点动) M18 T3 传送(D)~操作 1(A)/操作 2(B)/操作 3(C)/入库(H) Y003 传动(D)灯亮 Y003 T0 T0 Y003 传动(D)灯灭 Y004 传感器 1(E)灯亮 Y004 T1 T1 Y004 传感器 1(E)灯灭 Y005 传感器 2(F)灯亮 Y005 T2 T2 Y005 传感器 2(F)灯灭 Y006 传感器 3(G)灯亮 K10 传感器 2(F)灯亮 1 秒 K10 传感器 1(E)灯亮 1 秒 K10 传动(D)灯亮 1 秒 48 51 52 53 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 OUT LD MPS ANDP RST ANI MPS AND SET MRD AND SET MRD AND SET MPP AND SET MRD LD OR OR OR ANB OUT MPP AND MPS AND RST MRD AND RST MRD AND RST MRD AND RST MPP T3 M8000 T3 Y006 M18 M2 Y000 M5 Y001 M8 Y002 M11 Y007 Y000 Y001 Y002 Y007 T4 T4 Y000 Y000 Y001 Y001 Y002 Y002 Y007 Y007 K10 传感器 3(G)灯亮 1 秒 传感器 3(G)灯灭 操作 1(A)循环操作 1(A) 操作 2(B)循环操作 1(B) 操作 3(C)循环操作 1(C) 入库(H)循环入库(H) K30 A、B、C、H 灯点亮 3 秒 操作 1(A)灯灭 操作 2(B)灯灭 操作 3(C)灯灭 入库(H)灯灭 19 93 100 101 108 115 122 129 136 137 138 139 140 141 146 148 150 155 160 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 181 186 ADDP LD CMP CMP CMP CMP CMP LD OR OR OR ANB MOVP LDP ORP ZRST ZRST LDP OUT LD MPS AND AND OUT MPP LD OR ANB ANI ANI OUT LD ZRST ZRST END D0 M8000 D0 D0 D0 D0 D0 M14 X000 X001 M8002 K1 X000 X001 Y004 Y000 X001 M16 M8000 M16 M18 M17 M16 M18 M17 X000 M18 M0 Y000 K1 K1 K2 K3 K4 K5 D0 循环选择 A\B\C\H 的条件 M1 循环后选择 A M4 循环后选择 B M7 循环后选择 C M10 循环后选择 H M13 往上返回选择 A D0 往上返回选择 A Y007 Y002 移动开始 复位开始 M18 Y007 X002 复位启动 20