1、J I A N G S U U N I V E R S I T Y 機電控制系統課程設計模塊化生產教學系統的PLC控制系統設計 （MPS系統第三站加工站） 學院名稱： 機械工程學院 專業班級： 機械（卓越） 學生姓名： 學生學號： 指導教師： 毛衛平 2017年 6 月40目錄一、 加工工件信息和本站加工任務3二、MPS 系統第三站控制結構4三、電氣特性指標6四、電氣回路連接介紹71、氣動回路圖72、電氣線路圖83、桌面I/O接口板地址表94、控制面板95、上電電路圖10五、EB觸摸屏控制111、控制界面截圖及個界面按鈕地址112、畫面調試和運行13六、組態王控制界面141、組態王控制畫面及說

2、明142、運行系統界面圖片及地址143、相互通訊和控制15七、單站程序控制流程圖16八、MPS系統的兩站聯網PLC控制設計（第3站和第5站）171、PLC和PLC之間聯網通信的過程172、通訊地址表173、聯網流程圖18聯網程序梯形圖見附錄18九、調試過程中遇到的難題和解決方法19十、課程設計體會及小結21十一、參考資料22十二、附錄231、第三站加工站單站控制梯形圖232、第三站聯網程序梯形圖261、 加工工件信息和本站加工任務待加工工件：工件一 工件二本站加工任務：MPS系統第三站任務是模擬工件加工，在工件一底部鉆孔，并檢測工件是否加工完成，是否底部有通孔。二、MPS 系統第三站控制結構由

3、回轉工作臺（回轉工作臺上有四個工位，在圓周上均勻分布，回轉工作臺由直流電機通過渦輪蝸桿結構間接驅動），加工組件（直流電機驅動的模擬鉆孔裝置，氣缸上下移動裝置，磁電開關位置檢測傳感器），定位組件（定位氣缸和磁電開關位置檢測傳感器），檢測組件（檢測氣缸，磁電開關位置檢測傳感器），轉臺到位傳感器（電感傳感器），檢測有無工件（漫射式光電傳感器），待加工工件，觸摸屏，開關電源，可編程序控制器，按鈕。I/0接口板，通訊接口板，直流電機，三位五通單電控電磁閥及氣缸組成。主要實現的功能是用回轉工作臺將工件在四個工位間轉換，并實現加工、檢測工件是否為廢品、并等待被MPS第五站取走工件的功能。 檢測缸 打孔缸 工

4、件打孔電機 直流電機 轉盤工作臺 電感傳感器 I/O接口板 電纜C1 電磁閥組合控制面板 三菱PLC 掛板 通訊模塊MPS系統第三站組成圖1、轉盤工作臺：支撐結構，直流電機帶動蝸輪蝸桿減速器使工作臺轉動（帶4個沿圓周均勻分布的載工件平臺）。轉盤下有定位塊當電感傳感器檢測到定位塊轉盤停止。2、打孔裝置：由打孔氣缸、打孔電機組成。完成工件的鉆孔加工。（打孔氣缸由兩個磁電開關控制行程位置）3、定位裝置：固定塊和定位氣缸組成。當工件到位定位氣缸伸出將工件固定，打孔裝置開始加工。（由兩個磁電開關控制行程位置）4、檢測裝置：固定塊、支架和檢測氣缸組成。當加工完工件到位時檢測氣缸下降檢測工件加工是否合格。（

5、兩個磁電開關控制行程位置并用來判斷工件是否合格）5、I/O接口板：將桌面上的輸入與輸出信號通過電纜C1與PLC的I/O相連。6、控制面板：通過按鈕、旋鈕、開關完成設備啟動、上電、復位、開始、停止、手動自動、急停等操作。7、通訊模塊：設置主從站完成多個PLC之間的信息傳遞。8、觸摸屏：通過觸摸屏代替控制面板完成多種功能，并添加信息監視等功能。三、電氣特性指標1、輸入電壓：交流220V/0.8A，50Hz。2、輸出電壓：直流24V/4.5A;(設備執行驅動電壓)3、工作環境：0到55工作，-20到70保存。相對濕度：35-85，禁止腐蝕性，可燃性氣體接觸，防止導電塵埃。4、氣壓工作在0.4-0.6

6、 Mpa之間。四、電氣回路連接介紹1、氣動回路圖 加工站2、 電氣線路圖3、桌面I/O接口板地址表圖中名稱對應器件說明PLC地址的對應表：輸入部分X0B1光電傳感器X1B2電感傳感器X21B1打孔缸的初始位X31B2打孔缸的下降位X42B1檢測缸的初始位X52B2檢測缸的下降位X63B1定位缸的初始位X73B2定位缸的伸出位輸出部分Y0K1轉盤電機Y1K2打孔電機Y21Y1定位氣缸Y32Y1檢測氣缸Y43Y1打孔氣缸4、控制面板各站都可通過一控制面板來控制PLC的控制程序使各站按要求進行工作，一個控制面板上有5個按鈕開關，二個選擇開關和一個急停開關（同時可用于簡單PLC實驗中單獨使用）。各按鈕

7、開關的控制功能定義為：（從左到右另有標簽說明）l 帶燈按鈕，綠色 開始（X10）l 帶燈按鈕，黃色 復位（X11）l 按鈕，黃色 特殊功能按鈕（X12）l 兩位旋鈕，黑色 自動/手動（X13）l 兩位旋鈕，黑色 單站/聯網（X14）l 按鈕，紅色 停止（X15）l 帶燈按鈕，綠色 上電l 急停按鈕，紅色 急停5、上電電路圖五、EB觸摸屏控制1、控制界面截圖及個界面按鈕地址1）、進入界面2） 、自動界面按鈕開始復位特殊停止上電急停地址X10X11X12X15Y16Y173） 、手動界面按鈕轉動電機轉動夾緊檢測打孔電機上電急停地址M300M301M302M303M304Y16Y174） 、時間設置

8、界面5） 、快速選擇6） 、報警界面2、畫面調試和運行畫面設計好后，選擇文件保存，再選擇工具編譯，沒有錯誤時，選擇工具離線模擬，檢查畫面外觀、元件外形及布置是否合理，畫面切換是否正常。調試時，將裝有EB500軟件的PC機與觸摸屏連接，打開畫面，選擇工具下載(注意組態軟件EasyManager窗口中通信口設置和實際一致)。等待畫面軟件的下載傳輸完成后，將觸摸屏重新上電就能進入開機畫面。運行中觸摸屏主要起設備的高級操作面板和顯示器作用。六、組態王控制界面1、組態王控制畫面及說明組態王開發監控系統軟件是新型的工業自動控制系統正以標準的工業計算機軟硬件平臺構成的集成系統取代傳統的封閉式系統，它具有適應

9、性強，開放性好，易于擴展，經濟，開發周期短等優點。通?？梢园堰@樣的系統劃分為控制層，監控層，管理層三個層次結構。其中監控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現對現場的實時監控與控制，且在自動控制系統中完成上傳下達，組態開發的重要作用。尤其考慮三個方面的問題：畫面，數據，動畫。通過對監控系統要求及實現功能的分析，采用組態王對監控系統進行設計。組態軟件也為試驗者提供了可視化監控畫面，有利于試驗者實時現場監控。而且，它能充分利用windows的圖形編輯功能，方便地構成監控畫面，并以動畫方式顯示控制設備的狀態，具有報警窗口，實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設備驅動程序和靈活的

10、組態方式，數據鏈接功能。2、運行系統界面圖片及地址按鈕開始復位特殊上電地址X10X11X12Y16按鈕開始燈復位燈急停上電燈地址Y10Y11Y17X163、相互通訊和控制在工程瀏覽器中左側的大綱項中雙擊“COM1”，彈出設置串口COM1對話框，通訊參數設置：波特率為9600；奇偶校驗為偶校驗；數據位為7；停止位為1；通訊超時可設3000；通訊方式選RS232；其他不選。啟動三菱PLC編程軟件（GPPW），選擇菜單“在線傳輸設置”,在傳輸設置對話框中選擇COM1端口, 單擊”確認”按鈕。當第一站上電和運行后，在組態王工程管理器，選擇菜單“文件切換到VIEW”，你會觀察到監控畫面上的“復位按鈕”和

11、第一站控制板上的“復位按鈕”同步閃爍。用鼠標左鍵單擊監控畫面上的“復位按鈕”，和直接按第一站控制板的“復位按鈕”一樣，可將第一站轉換到開始狀態，即實現了組態王和 PLC控制器的相互通訊和控制。七、單站程序控制流程圖流程圖單站程序梯形圖見附錄八、MPS系統的兩站聯網PLC控制設計（第3站和第5站）MPS系統兩站聯網PLC程序設計（第五站為主站，第三站為從站，第三站發給第五站工位有無工件的信號、工件的顏色信息、工件是否合格的信息，第五站反饋給第三站工件是否取走的信息）PLC與PLC之間聯網通信的順序流程圖，通訊軟元件1、 PLC和PLC之間聯網通信的過程聯網通訊流程圖2、通訊地址表通訊地址功能M1

12、50判斷工件是否合格，為0合格M151判斷有無工件，為1有工件M152顏色信息，為1深色，為0淺色M170工件是否被取走，為1被取走M207判斷是否通訊成功，為1通訊成功M170由主站第五站發出，用于記錄三站工件是否被取走M150、M151、M152、M150由第三站發出，記錄工件信息。3、 聯網流程圖聯網程序梯形圖見附錄九、調試過程中遇到的難題和解決方法問題一：剛開始復位時回轉工作臺總是動不了。解決方法：發現當出現線圈指令和SET,RST指令時需要注意控制的信號如何分配。問題二：在程序中添加多個移位指令時剛開始總是一直在移位。解決方法：在老師的指導下，發現要用上升沿或者下降沿脈沖實現單次的移

13、位，不能用常開觸點，同時注意寄存器的置位復位，注意寄存器的編號，多個移位指令中的移位寄存器之間是不會沖突的。問題三：在主程序中編寫手動程序的時候，手動程序會和主程序有沖突。解決方法：改進編程，添加多個約束條件，實現了在整個程序中手動和自動部分不會沖突。問題四：不能進行工步轉移或者功能的實現。解決方法：編程中注意輔助繼電器的編號，每一個都有特定的功能，避免重復。問題五：向五站發送工件是否合格的信息時，會發送錯誤信息。解決方法：將加工和氣缸復位分開，當檢測氣缸到位時在讀取X5的信號，同時要注意工件合格信號的傳遞。問題六：威綸觸摸屏打開時出行亂碼。解決方法：指定語言為東方語言，重新下載。問題七：程序

14、可以下載進PLC，但PLC不工作。解決方法：撥動PLC中的一個開關使PLC在RUN狀態下。問題八：檢測組件中的磁電開關位置有問題，使得檢測信息不準確。解決方法：人工干預。問題九：組態王中監視燈的亮滅與實際情況不符合。解決方法：改編報警和正常狀態的顏色。問題十：電腦通過USB無法與PLC連接解決方法：一是設備的驅動是否安裝好，二是串口是否選擇正確。問題十一：組態王通訊不成功解決方法：一是檢查PLC參數是否設置正確，二是組態王和梯形圖編程軟件不能同時工作，需要將GX Developer軟件關閉。十、課程設計體會及小結十天的機電課程設計就要結束，第一天是薛老師給我們講解了任務安排，介紹了MPS系統的組成，各種元器件的原理和功能，一些指令的講解，同時給了我們一些參考資料。隨后第二天進入正題，開始著手進行設備的熟悉，程序的編寫練習，然后根據安排，進行了單站的自動程序的編寫，手動程序的編寫，威綸觸摸屏的學習和設計，組態王的學習，最后進行兩站的通訊聯網。機電課設的課程緊張而又充實，每天都能學習到許多有趣的知識，然我加深了對PLC的理解，提高對工步、線圈指令、移位指令、置位復位指令、計時器、計數器、上升沿下降沿、指令之間的串聯并聯的理解和