1、1JIANG SU UNIVERSITY机电系统综合课程设计模块化生产教学系统的 PLC 控制系统设计学院： 机械学院 班级： 机械 (卓越 14002) 姓名： 张文飞 学号： 3140301171 指导教师： 毛卫平 2017 年 6 月2目 录一： MPS 系统的第 4 站 PLC 控制设计31.1 第四站组成及结构31.2 气动回路图31.3 PLC 的 I/O 分配表，I/O 接线图（1、3、6 站电气线路图） 41.4 顺序流程图&梯形图 51.5 触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表101.6 组态王控制画面及说明 13二： MPS 系统的两站联网 PLC 控制设计143
2、2.1 PLC 和 PLC 之间联网通信的顺序流程图（两站）&从站梯形图142.2 通讯软元件地址表14三： 调试过程中遇到的问题及解决方法18四： 设计的收获和体会19五： 参考文献20一：MPS 系统的第 4 站 PLC 控制设计41.1 第四站组成及结构：由吸盘机械手、上下摆臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O 接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。1吸盘机械手臂机构：机械手臂、皮带传动结构真空吸嘴组成。由上下摆臂装置带动其旋转完成吸取小工件到放小工件完成组装流程的
3、过程。2上下摆臂结构：由摆臂缸（直线缸）摆臂机械装置组成。将气缸直线运动转化为手臂旋转运动。带动手臂完成组装流程。3仓料换位机构：由机构端头换仓缸带动仓位装置实现换位（蓝、黑工件切换） 。4推料机构：由推料缸与机械部件载料平台组成。在手臂离开时将工件推出完成上料。5真空发生器：当手臂在工件上方时，真空发生器通气吸盘吸气。5I/O 接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆 C1 与 PLC 的 I/O 相连。6控制面板：完成设备启动上电等操作。 （具体在按钮上有标签说明） 。51.2 气动回路图动回 转 缸 料 仓 缸 吸 盘 推 料 缸图 1 第四站气动回路图1.3 PLC 的 I/O 分配表
4、，I/O 接线图（1、3、6 站电气线路图）6图 2 PLC 的 I/O 接线图图 3 PLC 上电急停原理图PLC 的 I/O 分配表:表 1 PLC 的 I/O 分配表7X0 1B1 回转缸的摆出位X1 1B2 回转缸的初始位X2 2B1 换工件缸的前管仓位X3 2B2 换工件缸的初始位X5 4B1 推缸的初始位X6 4B2 推缸的伸出位X10 开始按钮X11 复位按钮X12 特殊按钮X13 自动/手动X14 单站/联网输入部分X15 停止按钮Y0 1Y1 回转缸出 Y1 1Y2 回转缸回 Y2 2Y1 料仓缸出 Y3 2Y2 料仓缸回 Y4 3Y1 停吸 Y5 3Y2 吸气 Y6 4Y1
5、 推缸出Y10 开始灯Y11 复位灯Y16 上电ST4输出部分Y17 急停1.4 顺序流程图流程介绍：PLC 上电，M8002 得电置 M0 为 1（左移指令开始） ，等待上电操作（上电后 X16 为 1）到下步，复位灯亮（提示按复位按钮） ，按下复位按钮到下步，进行复位操作完成后（用传感器信号等反映完成情况）进入下步，开始灯亮（提示按开始按钮） ，按下开始按钮进入下步，等待上站工件到，到后进入下步，摆缸出，推工件缸出（上小工件） ，摆缸回，吸盘吸气，推缸回，摆缸出，吸盘停止吸气，摆缸回，根据条件换仓，发前站安装完信号，等待下站取走，返回 M 38M0Y16&X11M1X1&X3&X5复位灯
6、Y11 闪Y0、Y2、Y4=1，Y1 ,Y3 ,Y5=0,Y6=0M2X10M3开始灯 Y10 闪等放工件，发前站准备就绪信号M8002M4X0M5Y1=1，发前站颜色信号Y6 缸推出M6X1M7Y0=1，摆回Y5 吸气，1.5 秒X12，等前站放好信号X6t0M8X0=1Y1 摆出，Y6 推缸回M9T1、M10Y4=1，停吸 1.5 秒Y0 摆回M11M12 发安装完信号返回 M3X12，等取走信号Y2 仓缸换位X1=1M13(Y2&X3)or(Y3&X2)图 4 单站顺序功能框图9附件 1：单站自动与手动控制梯形图10图 5 单站控制梯形图111.5 触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件
7、地址表1）进入画面（如下图所示）图 6 进入画面2)时间设置画面（如下图所示）图 7 时间设置画面123）报警状态监控画面（如下图所示）图 8 报警状态监控画面4） 自动状态及监控画面（如下图所示）图 9 监视状态监控画面135）手动控制画面（如下图所示）图 10 手动控制画面表 2 手动控制画面相关元件地址列表M101 摆缸出按钮M102 摆缸回按钮M103 推料缸出M104 推料缸回M105 选择缸 1M106 选择缸 2M107 吸气按钮输入部分M108 停吸按钮Y0 1Y1 回转缸出 Y1 1Y2 回转缸回 Y2 2Y1 选择缸 1Y3 2Y2 选择缸 2 Y4 3Y1 停吸 Y5 3
8、Y2 吸气 ST4输出部分Y6 4Y1 推料缸出141.6 组态王控制画面及说明图 11 运行系统界面图表 3 组态王画面相关元件地址列表X10 开始X11 复位输入部分X12 特殊功能按钮Y10 开始灯Y11 复位灯Y16 上电输出部分Y17 急停15二： MPS 系统的两站联网 plc 控制设计2.1 PLC 和 PLC 之间联网通信的顺序流程图（两站）流程介绍：PLC 上电，M8002 得电置 M0 为 1（左移指令开始） ，等待上电操作（上电后X16 为 1）到下步，复位灯亮（提示按复位按钮） ，按下复位按钮到下步，进行复位操作完成后（用传感器信号等反映完成情况）进入下步，开始灯亮（提
9、示按开始按钮） ，按下开始按钮进入下步，等待上站工件到，到后进入下步，摆缸出，推工件缸出（上小工件） ，摆缸回，吸盘吸气，推缸回，摆缸出，吸盘停止吸气，摆缸回，根据条件换仓，发前站安装完信号，等待下站取走，返回 M 32.2 通讯软元件地址表表 4 通讯软元件地址列表4 站给 5 站信号(就绪) M360 TO-M360 给 5 站准备就绪4 站给 5 站信号(安装完) M361 TO-M361 给 5 站安装完4 站给 5 站信号(小工件颜色) M362 TO-M362 给 5 站小工件颜色5 站给 4 站信号(工件到) M380 FROM-M380 5 站需安装工件到位5 站给 4 站信号
10、(已取走) M381 FROM-M381 5 站安装好工件已取走读通信状态读取远程输入（RX）BFM#25BFM#0写入远程输入（RY） BFM#0图 12 从站联网通讯流程图16M0Y16&X11M1X1&X3&X5复位灯 Y11 闪Y0、Y2、Y4=1，Y1 ,Y3 ,Y5=0,Y6=0M2X10M3开始灯 Y10 闪等放工件，发前站准备就绪信号M130M8002M4X0M5Y1=1，发前站颜色信号 M132Y6 缸推出M6X1M7Y0=1，摆回Y5 吸气，1.5 秒M110，等前站放好信号X6t0M8X0=1Y1 摆出，Y6 推缸回M9T1、M10Y4=1，停吸 1.5 秒Y0 摆回M1
11、1M12 发安装完信号 M131返回 M3M111 等取走信号Y2 仓缸换位X1=1M13(Y2&X3)or(Y3&X2)图 13 通讯顺序功能框图17附件 2：两站联网梯形图18图 14 两站联网梯形图19三： 调试过程中遇到的问题及解决方法问题 1：机器不动作解决方法：打开气阀通气，调节气压，气压宜在 0.4-0.6Mpa问题 2：气缸停留位置不对解决方法：重新调节各继电器 y 对应的动作和传感器的位置问题 3：气缸不推出，元件卡死解决方法：急停，关气后取出工件重新上料问题 4：元件动作不对，无法完成预定指令解决方法：搞清每个动作对应的地址及气缸运动所对应的地址，修改程序重新加载试验问题
12、5：摆缸没有到位传感器提前响应解决方法：增加延时程序，使得传感器信号保持到摆缸到位为止问题 6：摆缸动作过快解决方法：调节气缸压力阀的压力:问题 7：吸气&停吸的控制不行，工件无法摆到位解决方法：根据各气缸动作的时序及时长设定吸气及停吸的时间的安排问题 8：仓缸换位不正确（连续两次换位）解决方法：换位程序应放在摆缸回之后执行问题 9：触摸屏的手动控制不能实现解决方法：重新校对各动作的地址，重新修改后加载问题 10：联网设计时对于主站设计不懂（虽然不用做）解决方法：询问同学得到解决问题 11：摆臂无法动作或者动作不到位解决方法：加紧传动钢条，增大摩擦力问题 12：PLC 与触摸屏无法通信(PLC
13、 NO RESPONCE)解决方法：重新拔插 PLC 与触摸屏的通讯线，检查通讯参数设置是否正确，更换通讯线问题 13：主站与从站通讯不成功解决方法：检查主从站的通讯地址以及主从站的通讯程序20四：设计的收获和体会 为期十天的机电传动控制课程设计今天截止，我从一个课本和试验中的理论家变成一个真刀真枪的实战者，其中的收益暂且不说，趣味性与动手的满足感就让我对这件事情乐此不疲，说实话，我真的有点不愿意结束这个动手操作感如此之多的课设。在整个过程中我可以亲手试验 plc 的特性及其工作原理，实时的调试程序，这可以说是学习新知识最好的方式，可以从中搞懂它的工作原理，而不是像课本和课堂上面完全凭借抽象思
14、维来解决自己的所有困惑！在第一天任务结束后，就开始这个趣味性十足的旅程，其实，第一次到达教室，我连用 plc 点亮一个灯都不可以，到三个实验性小程序结束后，我才懂得输入与输出地址的运用，这就是最基本的，也是最实用的，以后所有的程序都建立在对输入输出口的控制上，只不过方式略有不同，有循环，移位，传送等指令，这是后话。当我第一次用 plc 点亮一个循环灯时，我的内心是无比喜悦的。随着课设的进行，我又在老师的指导下学习了控制屏的使用方法，虽然刚开始是跟着老师一步一步做，但这的确是入门的最好方法。我用 EB500 写了不下 4 个控制程序面板，这个过程像开发软件一样，不过要简单的多，指令都是典型的 W
15、indows 风格，所以入手很快。还有组态王的应用，它和触摸屏很像，只不过是电脑模拟控制信号，原理都是一样的。课设的最后一天，也是收获最丰富的一天，这一天可以说是老师的初步验收，与此同时我也知道了自己这几天所做的一天的不足，程序是否合格，程序是否合理，控制页面的简略与实用等等。最后相当于把所有都得工作重新做了一遍，做到的更好。最后一天忙碌的超过了课设预定时间，可我们还是乐此不疲。总的来说，这次课设不只是学到几个软件的使用方法，也不只是达到了老师安排的任务而已，更重要的是我从中学到的只是，以及学到的学习新知识的方法，这才是我最大的收益。还有在整个过程中对机器的修正，和组员一起讨论解决问题，请教老
16、师来解决自己不能解决的问题等等，都让我刚到了大学里不一样的学习风格，就像憋了很久呼吸到新鲜空气一样舒爽。还有最后与老师在闲暇时的聊天，也增加了我很多课外知识，与老师交流了我自己关于 MPS 系统的看法，唯一不足的是我希望对硬件的操作欲望没有得到满足，比如自己连接 plc 和触摸屏以及电脑的线路，这只是动手能力的体现，当然也有老师说的仪器拆卸不方便或者拆卸过程中易损坏等考虑，我也是很心满意足了！21参考资料1.机电传动控制 邓星中编 华中科技大学社出版2.PLC 应用开发技术与工程实践 求是科技编著 人民邮电出版社3.三菱 FX/Q 系列 PLC 自学手册 陈忠平编 人民邮电出版社4.三菱 PLC 基础与系统设计 刘艳梅编 机械工业出版社5.MPS-威伦触摸屏使用手册6.触摸屏简介7.cclink 通讯注解说明
