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1、J I A N G S U U N I V E R S I T Y 机电控制系统课程设计模块化生产教学系统的PLC控制系统设计 （MPS系统第三站加工站） 学院名称： 机械工程学院 专业班级： 机械（卓越） 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 毛卫平 2017年 6 月40目录一、 加工工件信息和本站加工任务3二、MPS 系统第三站控制结构4三、电气特性指标6四、电气回路连接介绍71、气动回路图72、电气线路图83、桌面I/O接口板地址表94、控制面板95、上电电路图10五、EB触摸屏控制111、控制界面截图及个界面按钮地址112、画面调试和运行13六、组态王控制界面141、组态王控制画面及说
2、明142、运行系统界面图片及地址143、相互通讯和控制15七、单站程序控制流程图16八、MPS系统的两站联网PLC控制设计（第3站和第5站）171、PLC和PLC之间联网通信的过程172、通讯地址表173、联网流程图18联网程序梯形图见附录18九、调试过程中遇到的难题和解决方法19十、课程设计体会及小结21十一、参考资料22十二、附录231、第三站加工站单站控制梯形图232、第三站联网程序梯形图261、 加工工件信息和本站加工任务待加工工件：工件一 工件二本站加工任务：MPS系统第三站任务是模拟工件加工，在工件一底部钻孔，并检测工件是否加工完成，是否底部有通孔。二、MPS 系统第三站控制结构由
3、回转工作台（回转工作台上有四个工位，在圆周上均匀分布，回转工作台由直流电机通过涡轮蜗杆结构间接驱动），加工组件（直流电机驱动的模拟钻孔装置，气缸上下移动装置，磁电开关位置检测传感器），定位组件（定位气缸和磁电开关位置检测传感器），检测组件（检测气缸，磁电开关位置检测传感器），转台到位传感器（电感传感器），检测有无工件（漫射式光电传感器），待加工工件，触摸屏，开关电源，可编程序控制器，按钮。I/0接口板，通讯接口板，直流电机，三位五通单电控电磁阀及气缸组成。主要实现的功能是用回转工作台将工件在四个工位间转换，并实现加工、检测工件是否为废品、并等待被MPS第五站取走工件的功能。 检测缸 打孔缸 工
4、件打孔电机 直流电机 转盘工作台 电感传感器 I/O接口板 电缆C1 电磁阀组合控制面板 三菱PLC 挂板 通讯模块MPS系统第三站组成图1、转盘工作台：支撑结构，直流电机带动蜗轮蜗杆减速器使工作台转动（带4个沿圆周均匀分布的载工件平台）。转盘下有定位块当电感传感器检测到定位块转盘停止。2、打孔装置：由打孔气缸、打孔电机组成。完成工件的钻孔加工。（打孔气缸由两个磁电开关控制行程位置）3、定位装置：固定块和定位气缸组成。当工件到位定位气缸伸出将工件固定，打孔装置开始加工。（由两个磁电开关控制行程位置）4、检测装置：固定块、支架和检测气缸组成。当加工完工件到位时检测气缸下降检测工件加工是否合格。（
5、两个磁电开关控制行程位置并用来判断工件是否合格）5、I/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：通过按钮、旋钮、开关完成设备启动、上电、复位、开始、停止、手动自动、急停等操作。7、通讯模块：设置主从站完成多个PLC之间的信息传递。8、触摸屏：通过触摸屏代替控制面板完成多种功能，并添加信息监视等功能。三、电气特性指标1、输入电压：交流220V/0.8A，50Hz。2、输出电压：直流24V/4.5A;(设备执行驱动电压)3、工作环境：0到55工作，-20到70保存。相对湿度：35-85，禁止腐蚀性，可燃性气体接触，防止导电尘埃。4、气压工作在0.4-0.6
6、 Mpa之间。四、电气回路连接介绍1、气动回路图 加工站2、 电气线路图3、桌面I/O接口板地址表图中名称对应器件说明PLC地址的对应表：输入部分X0B1光电传感器X1B2电感传感器X21B1打孔缸的初始位X31B2打孔缸的下降位X42B1检测缸的初始位X52B2检测缸的下降位X63B1定位缸的初始位X73B2定位缸的伸出位输出部分Y0K1转盘电机Y1K2打孔电机Y21Y1定位气缸Y32Y1检测气缸Y43Y1打孔气缸4、控制面板各站都可通过一控制面板来控制PLC的控制程序使各站按要求进行工作，一个控制面板上有5个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关（同时可用于简单PLC实验中单独使用）。各按钮
7、开关的控制功能定义为：（从左到右另有标签说明）l 带灯按钮，绿色 开始（X10）l 带灯按钮，黄色 复位（X11）l 按钮，黄色 特殊功能按钮（X12）l 两位旋钮，黑色 自动/手动（X13）l 两位旋钮，黑色 单站/联网（X14）l 按钮，红色 停止（X15）l 带灯按钮，绿色 上电l 急停按钮，红色 急停5、上电电路图五、EB触摸屏控制1、控制界面截图及个界面按钮地址1）、进入界面2） 、自动界面按钮开始复位特殊停止上电急停地址X10X11X12X15Y16Y173） 、手动界面按钮转动电机转动夹紧检测打孔电机上电急停地址M300M301M302M303M304Y16Y174） 、时间设置
8、界面5） 、快速选择6） 、报警界面2、画面调试和运行画面设计好后，选择文件保存，再选择工具编译，没有错误时，选择工具离线模拟，检查画面外观、元件外形及布置是否合理，画面切换是否正常。调试时，将装有EB500软件的PC机与触摸屏连接，打开画面，选择工具下载(注意组态软件EasyManager窗口中通信口设置和实际一致)。等待画面软件的下载传输完成后，将触摸屏重新上电就能进入开机画面。运行中触摸屏主要起设备的高级操作面板和显示器作用。六、组态王控制界面1、组态王控制画面及说明组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应
9、性强，开放性好，易于扩展，经济，开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层，监控层，管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监控与控制，且在自动控制系统中完成上传下达，组态开发的重要作用。尤其考虑三个方面的问题：画面，数据，动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口，实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的
10、组态方式，数据链接功能。2、运行系统界面图片及地址按钮开始复位特殊上电地址X10X11X12Y16按钮开始灯复位灯急停上电灯地址Y10Y11Y17X163、相互通讯和控制在工程浏览器中左侧的大纲项中双击“COM1”，弹出设置串口COM1对话框，通讯参数设置：波特率为9600；奇偶校验为偶校验；数据位为7；停止位为1；通讯超时可设3000；通讯方式选RS232；其他不选。启动三菱PLC编程软件（GPPW），选择菜单“在线传输设置”,在传输设置对话框中选择COM1端口, 单击”确认”按钮。当第一站上电和运行后，在组态王工程管理器，选择菜单“文件切换到VIEW”，你会观察到监控画面上的“复位按钮”和
11、第一站控制板上的“复位按钮”同步闪烁。用鼠标左键单击监控画面上的“复位按钮”，和直接按第一站控制板的“复位按钮”一样，可将第一站转换到开始状态，即实现了组态王和 PLC控制器的相互通讯和控制。七、单站程序控制流程图流程图单站程序梯形图见附录八、MPS系统的两站联网PLC控制设计（第3站和第5站）MPS系统两站联网PLC程序设计（第五站为主站，第三站为从站，第三站发给第五站工位有无工件的信号、工件的颜色信息、工件是否合格的信息，第五站反馈给第三站工件是否取走的信息）PLC与PLC之间联网通信的顺序流程图，通讯软元件1、 PLC和PLC之间联网通信的过程联网通讯流程图2、通讯地址表通讯地址功能M1
12、50判断工件是否合格，为0合格M151判断有无工件，为1有工件M152颜色信息，为1深色，为0浅色M170工件是否被取走，为1被取走M207判断是否通讯成功，为1通讯成功M170由主站第五站发出，用于记录三站工件是否被取走M150、M151、M152、M150由第三站发出，记录工件信息。3、 联网流程图联网程序梯形图见附录九、调试过程中遇到的难题和解决方法问题一：刚开始复位时回转工作台总是动不了。解决方法：发现当出现线圈指令和SET,RST指令时需要注意控制的信号如何分配。问题二：在程序中添加多个移位指令时刚开始总是一直在移位。解决方法：在老师的指导下，发现要用上升沿或者下降沿脉冲实现单次的移位，不能用常开触点，同时注意寄存器的置位复位，注意寄存器的编号，多个移位指令中的移位寄存器之间是不会冲突的。问题三：在主程序中编写手动程序的时候，手动程序会和主程序有冲突。解决方法：改进编程，添加多个约束条件，实现了在整个程序中手动和自动部分不会冲突。问题
