触摸屏与plc物料加工系统

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1、安徽马鞍山技师学院触摸屏与 plc 物料加工系统指导教师:王星星班级：08维修电工（2）班专业:电气自动化 姓名 ：许紹洋内容摘要物料加工系统的核心是PLC,即可编程序控制器，是一种以微 处理器为核心、带有指令存储器和输入输出接口、综合了微电子技术、 计算机技术、自动控制技术、通信技术的新一代工业控制装置。它能 够存储和执行指令，进行位置控制、逻辑控制、顺序控制、定时、计 数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各 种类型的机械或生产过程。它不仅充分发挥了计算机的优点，以满足 各种工业生产过程自动控制的需要，同时又照顾一般电气操作人员的 技术水平和习惯，采用梯形图或状态流程图

2、等编辑方式，使PLC的 使用始终保持大众化的特点。触摸屏以界面形式使操作状态、当前过程值以及连接的PLC的 故障可视化,并通过组态变量建立触摸屏与 PLC 的通讯,使触摸屏上 的各项设定值输入PLC，同时PLC接收现场各状态检测信号,按预先 编写的程序实现计算和控制输出功能，从而实现对分拣系统的整个运 动过程的控制。关键词：PLC物料加工系统触摸屏控制工业生产目录1. 内容摘要12. 目录23. 前言34. Plc 的简介44.1 plc 的概述44.2plc 的产生44.3plc 的应用领域54.4plc 的应用特点55. 物料加工系统的设计65.1 控制要求65.2 物料加工系统的设计方案

3、95.3模拟量I/O模块的选择125.4 特殊功能模块的选择125.5 系统 I/O 分配表135.6plc 的外部接线原理图145.7 物料加工系统的程序设计145.8 触摸屏 MT4300C 设计225.9 设计结果236.设计总结247.结束语248.参考文献24- 2 -、八 _前言在设备管理中应用自动化技术，主要表现在过程数据的采集、处 理，系统过程的实时监控、诊断，以及信息的共享等。自动化技术具 有很多优势，对企业设备管理的发展有着明显的推动作用。首先，自动化技术应用在设备管理中，为设备的设计提供了连续 不断的原始数据流，为设备设计的改进、优化提供了事实依据。同时， 设计过程的自动

4、化使设备改造和设备的充分利用变得快捷和有效。其次，自动化技术应用于设备管理，企业不仅可以了解设备的利 用和管理状态，还可以控制设备管理的各种费用。第三，自动化技术在设备管理中的应用有利于企业对设备管理人 员的管理。通过对设备维修记录的自动化管理，结合设备的自诊断系 统产生的列表信息，可以客观地分析员工的实际工作技能，了解他们 的工作状态，有效地评估员工的工作绩效，及时给予适当的指导和必 要的培训。因此，自动化技术在生产中占据着举足轻重的作用。而自动化技 术离不开可编程控制器，简称 plc。本文主要阐述触摸屏和可编程控制器来实现物料加工的自动化， 实现物料的加工过程。不仅可以减少加工时间，而且可

5、以提高产品的 质量。四、 PLC 的简介4.1 PLC 的概述可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微 器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控 制装置。早期的可编程控制器在功能上只进行逻辑控制，称为可编程逻辑控制器 (programmable logic controller)简称 PLC。随着技术的发展， 其控制功能不断增强。现在的可编程控制还可进行算术运算、模拟量控制，因 此， 美国电 器制 造协 会( NEMA) 于 1980 年将它命名 为可 编程控制器 (Programmable controller) 简称 PC。 但容易同

6、个人计算机( personal computer)相混淆，现又把可编程控制器称为PLC。它已基本上替代传统的继 电器控制系统，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，居工业生 产自动化三大支柱(可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造)的首位。 1987年2月，国际电工委员会颁布可编程控制器标准草案中将其进一步定义为： “可编程控制器式一种数字运算操作的电子系统，转为在工业环境下应用而设计， 它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、 技术和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种 类型的机械或生产过程4.2 PLC 的产生PLC

7、 是在激烈的市场竞争中产生的， 20 世纪 60 年代么末，美国汽车制造 业竞争激烈。为适应生产工艺不断更新的需要，美国通用汽车公司(GM)对控 制系统提出要求为：(1)能替代由各种继电器、定时器、接触器及其主令电器 等按一定的逻辑关系用导线连接起来的控制系统，由传统的继电 接触器控 制，它简单易懂，价格低廉，能够满足生产工艺改动频繁的需要；( 2)编程简 单；(3)模块式结构；(4)输入、输出电压为交流115V(美国标准)，输出能 直接驱动继电器和电磁阀；( 5)抗电磁干扰强； ( 6)具有数据通信功能。就 是把继电接触器控制的优点与计算机的功能齐全、灵活性、通用性强的特点 结合起来，用计算

8、机的编程软件逻辑易于修改来代替继电接触器控制的硬接 线逻辑不易修改。美国数字设备公司(DEC)在1969年根据上述要求，研制出 世界上首台可编程控制器，并在美国通用汽车公司的汽车装配现上应用成功，实 现了生产装配线的自动控制。4.3 PLC 的应用领域目前， PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械 制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为 如下几类：1. 开关量逻辑控制取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控 制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机 床、磨床、包装生产线、电镀流水线等

9、。2. 工业过程控制 在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变 化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制 算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较 多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广 泛的应用。3. 运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如 可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机 床、机器人、电梯等场合。4. 数据处理PLC 具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数 据转换、排序

10、、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据 处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。5. 通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网 络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。4.4 PLC 的应用特点1. 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。 PLC 由于采用现代大规模集成电路 技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高 的可靠性。使用 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气 接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，

11、 PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中， 应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及 设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。2. 配套齐全，功能完善，适用性强PLC 发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模 的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力， 可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位 置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机 界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3.

12、易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC 是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术 人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟 悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。4. 系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使 同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的 生产场合。5. 物料加工系统的设计5.1 控制要求本设计物料加工系统模型如下在触摸屏上按启动按扭后，装

13、置进行复位过程。当装置复位到位后，由PLC启动送料电机驱动放料盘旋转，物料由送料盘滑 到物料检测位置，物料检测光电传感器检测；如果送料电机运行若干秒钟后，物料检测光电传感器仍未检测到物料，则说 明送料机构已经无物料或故障，这时要停机并报警；当物料检测光电传感器检测到有物料，将给PLC发出信号，由PLC驱动机械 手臂伸出手爪下降抓物，然后手爪提升臂缩回，手臂向右旋转到右限位，手臂伸 出，手爪下降，将物料放到传送带上，落料口的物料检测传感器检测到物料后启 动传送带输送物料，同时机械手按原来位置返回，进行下一个流程；传感器则根据物料的材料特性、颜色等特性进行辨别，分别由PLC控制相应电磁阀使气缸动作

14、，对物料进行分拣。3宜流电机4一物料5出料口传感器6物料检测支架1 一转盘 2调节支架按下启动按钮，旋转直流电机开始按顺时针旋转，物料开始随转盘旋转，其中物 料分 3 种，黑色；白色；金属。当物料通过料槽被推入物料检测架上。出料口传 感器感应出物料，这时给 plc 一个信号，而后，机械手开始工作。1 旋转气缸2非标螺藝3气动手爪 4手爪褲性开关Y59BLS 5提升气缸6磁性开关丫一节流阀8-#缩气缸 9一磁性开关D-贡310左右限位传感器口缓冲阀12安装支架当出料口传感器有信号时，伸缩气缸伸出，提伸气缸开始下降，气动手爪夹紧, 而后提伸气缸开始上升，伸缩气缸缩回，这时，旋转气缸开始向右旋转，旋

15、转至右限位时，伸缩气缸伸出，提伸气缸开始下降，气动手爪夹紧，而后提伸气缸开始上升，伸缩气缸缩回。当物料放入落料口后，传输带开始工作。876543102121 磁性开关D-C732传送分拣机构3落料口传感器6电感式传感器7-光纤传感器8过滤调压阀11 一光纤放大器12推料气缸4一落料口5料槽9 一节流阀1D 三相异步电机当落料口传感器检测到有物料时，传输带开始工作，当物料是金属物料时，推料 一伸出气缸伸出，物料被推入第一个料槽内；当物料是白色物料时，推料二伸出 气缸伸出，物料被推入第二个料槽内；当物料是黑色物料时，推料三伸出气缸伸 出，物料被推入第三个料槽内。触摸屏界面的组态1.用户管理界面组态。用户管理界面中为各用户组态不同的组和权限，工程师组可以访问“参数设 置画面”和输入设定值。另外每个用户登录时必须输入正确的密码才能进行相应 的操作2.手动和自动画面。根据系统要求，控制系统需要有手动和自动两种工作方式，因此需要有手 动和自动画面。手动可以控制每一步生产过程，自动可以开始自动化程序。 报警画面。报警用来指示控制系统中出现的错误事件或操作状态，先组态好报警变量， 运行时当系统出现异常时报警指示灯在各个画面上都会闪烁并在报警