機(jī)電系生產(chǎn)過程自動化畢業(yè)論文.docVIP

學(xué)院 畢業(yè)論文 論文題目：SK PLC 編程與調(diào)試 系 別： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 生產(chǎn)過程自動化 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 目錄第1章 ：PLC產(chǎn)生及發(fā)展 第1節(jié) ：PLC的產(chǎn)生 1第二節(jié)：PLC發(fā)展趨勢 2 第2章 ：PLC的應(yīng)用第1節(jié) ：開關(guān)量邏輯控制 3第2節(jié) ：模擬量過程控制 4第3節(jié) ：機(jī)械件位置控制 4第4節(jié) ：現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理 4第5節(jié) ：通信聯(lián)網(wǎng)，多級控制 4第3章 ：設(shè)備及其元器件第1節(jié) ：各傳感器 5第2節(jié) ：氣動回路各組成元器件 7第4章 ：程序第1節(jié) ：送料模塊的控制8第2節(jié) ：工件自動識別檢測模塊的控制 10第3節(jié) ：推料模塊的控制11第4節(jié) ：龍門機(jī)械手模塊控制12第5節(jié) ：指示燈控制 15第6節(jié) 系統(tǒng)工作流程控制16第5章 ：設(shè)備調(diào)試第6章 ：設(shè)備技術(shù)圖紙第1節(jié) ：氣動控制回路圖 30第2節(jié) ：PLC控制回路圖 30第七章：結(jié)束語 第 3 頁第一章：PLC的產(chǎn)生及發(fā)展第1節(jié) ：PLC產(chǎn)生 20世紀(jì)20年代起，人們把各種繼電器、定時器、接觸器及其觸點按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)。由于它結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握、價格便宜，在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位。但是以各種繼電器為主要元件的電氣控制線路可能需要成千只繼電器來構(gòu)成，需要使用成千上萬根導(dǎo)線來連接，安裝這些繼電器需要大量的繼電器控制柜，且占據(jù)大量的空間。運(yùn)行時，又產(chǎn)生大量的噪聲，消耗大量的電能。為保證控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要安排大量的電氣技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)。系統(tǒng)出現(xiàn)故障，排除故障又非常困難。尤其是在生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，可能需要增加很多的繼電器或控制柜，系統(tǒng)改造的工作量極大。所以通用性和靈活性較差。到20世紀(jì)60年代，由于小型計算機(jī)的出現(xiàn)和大規(guī)模生產(chǎn)及多機(jī)群控的發(fā)展，人們曾試圖用小型計算機(jī)來實現(xiàn)工業(yè)控制的要求，但由于價格高，輸入、輸出電路不匹配和編程技術(shù)復(fù)雜等原因，一直未能得到推廣應(yīng)用。20世紀(jì)60年代末，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號不斷更新，它必然要求加工的生產(chǎn)線亦隨之改變，以及對整個控制系統(tǒng)重新配置。為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛，1968年美國通用汽車制造公司（GM）公開招標(biāo)，對控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納其要求，其核心是：該設(shè)備要使用計算機(jī)技術(shù)，能讓以前的電氣技術(shù)人員很容易掌握的編程語言，該設(shè)備與被控制設(shè)備連接方便，不需要使用特別的供電方式。根據(jù)這些要求，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC公司）于1969年研制開發(fā)出了世界上第一臺可編程序控制器PDP-14,并在GM公司的汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。當(dāng)時人們把它稱為可編程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController），簡稱PLC,可編程序控制器由此誕生。第2節(jié) ：PLC發(fā)展趨勢 隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，PLC技術(shù)及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都在不斷改進(jìn)，功能日益強(qiáng)大，性價比越來越高。（1）、在產(chǎn)品規(guī)模方面，向兩極發(fā)展。一方面，大力發(fā)展速度更快、性價比更高的小型和超小型PLC。以適應(yīng)單機(jī)及小型自動控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技術(shù)完善的大型PLC方向發(fā)展。隨著復(fù)雜系統(tǒng)控制的要求越來越高和微處理器與計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對PLC的信息處理速度要求也越來越高，要求用戶存儲器容量也越來越大。（2）、向通信網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展 PLC網(wǎng)絡(luò)控制是當(dāng)前控制系統(tǒng)和PLC技術(shù)發(fā)展的潮流。PLC與PLC之間的聯(lián)網(wǎng)通信、PLC與上位計算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通信已得到廣泛應(yīng)用。目前，PLC制造商都在發(fā)展自己專用的通信模塊和通信軟件以加強(qiáng)PLC的聯(lián)網(wǎng)能力。各PLC制造商之間也在協(xié)商指定通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。PLC已成為集散控制系統(tǒng)（DCS）不可缺少的組成部分。（3）、向模塊化、智能化發(fā)展 為滿足工業(yè)自動化各種控制系統(tǒng)的需要，近年來，PLC廠家先后開發(fā)了不少新器件和模塊，如智能I/O模塊、溫度控制模塊和專門用于檢測PLC外部故障的專用智能模塊等，這些模塊的開發(fā)和應(yīng)用不僅增強(qiáng)了功能，擴(kuò)展了PLC的應(yīng)用范圍，還提高了系統(tǒng)的可靠性。（4）、編程語言和編程工具的多樣化和標(biāo)準(zhǔn)化 多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC軟件進(jìn)步的一種趨勢。PLC廠家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富多樣、功能提高的同時，日益向MAP(制造自動化協(xié)議)靠攏，使PLC的基本部件，包括輸入輸出模塊、通信協(xié)議、編程語言和編程工具等方面的技術(shù)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。第2章 ：PLC應(yīng)用第1節(jié) ：開關(guān)量邏輯控制 開關(guān)量邏輯控制是PLC最基本的應(yīng)用，即用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。如機(jī)床電氣控制電、動機(jī)控制注、塑機(jī)控制電、鍍流水線電、梯控制等?？傊?，PLC既可用于單機(jī)控制，也可用于多機(jī)群和生產(chǎn)線的控制。第2節(jié) ：模擬量過程控制 除了數(shù)字量之外，PLC還能控制連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、速度、流量、液位、電壓和電流等均為模擬量。通過各種傳感器將相應(yīng)的模擬量轉(zhuǎn)換為電信號，然后通過A/D模塊將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送到PLC內(nèi)部CPU處理，處理后的數(shù)字量再經(jīng)過D/A模塊轉(zhuǎn)換為模擬量進(jìn)行輸出控制。若使用專用的智能PID模塊，可以實現(xiàn)模擬量的閉環(huán)過程控制。第3節(jié) ：機(jī)械件位置控制位置控制是指PLC使用專用的位置控制模塊來控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，從而實現(xiàn)對各種機(jī)械構(gòu)件的運(yùn)動控制，如控制構(gòu)件的速度、位移、運(yùn)動方向等。PLC的位置控制典型應(yīng)用有機(jī)器人的運(yùn)動控制、機(jī)器手的位置控制、電梯運(yùn)動控制等。PLC還可與計算機(jī)數(shù)控（CNC）裝置組成數(shù)控機(jī)床，以數(shù)字控制方式控制零件的加工、金屬的切削等，實現(xiàn)高精度加工。第四節(jié)：現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理目前PLC都具有數(shù)據(jù)處理指令數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)傳輸指令、算術(shù)與邏輯指令和循環(huán)位移與移位指令，所以由PLC構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)，可以方便地生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和加工處理。數(shù)據(jù)處理器通常用于諸如柔性制造系統(tǒng)、機(jī)器人和機(jī)器手的控制系統(tǒng)等大中型控制系統(tǒng)中。第5節(jié) ：通信聯(lián)網(wǎng)、多級控制PLC與PLC之間、PLC與上位計算機(jī)之間通信，要采用其專用通信模塊，并利用RS-232C或RS-422A接口，用雙絞線或同軸電纜或光纜將它們連成網(wǎng)絡(luò)。由一臺計算機(jī)與多臺PLC組成的分布式控制系統(tǒng)，進(jìn)行“集中管理，分散控制”，建立工程的自動化網(wǎng)絡(luò)。PLC還可以連接CRT顯示器或打印機(jī)，實現(xiàn)顯示和打印。第3章 ：設(shè)備及其元器件第1節(jié) ：各傳感器1、 電容傳感器 （型號：XL-CJM18M-8N1） 電容式傳感器的電容檢測元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進(jìn)行工作的，電容器由兩個絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極組成，在兩筒之間充以介電常數(shù)為e的電解質(zhì)時，兩圓筒間的電容量為C=2eL/lnD/d，式中L為兩筒相互重合部分的長度;D為外筒電極的直徑;d為內(nèi)筒電極的直徑;e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實際測量中D、d、e是基本不變的，所以電容式傳感器具有使用方便，結(jié)構(gòu)簡單和靈敏度高等特點。將用于工件的正面與反面的判斷。 2、 電感傳感器 （型號：LJ18A3-8-Z/BX） 電感式傳感器由三大部分組成：振蕩器、開關(guān)電路以及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個交變磁場。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場，并達(dá)到感應(yīng)距離時，在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致金屬震蕩器衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，觸發(fā)驅(qū)動控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測目的。將用于金屬與非金屬的辨別。 3、光電傳感器 （型號：E3F-DS30C4） 采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。將用于顏色的辨別。 第2節(jié) ：氣動回路各元器件 1、組建一個PLC-氣動系統(tǒng)回路：該系統(tǒng)能根據(jù)控制信號執(zhí)行相關(guān)的動作 2、 二聯(lián)件套 3、 電磁閥組 4、 執(zhí)行氣缸 5、 單向節(jié)流閥 第4章 ：程序第1節(jié) ：送料模塊的控制1、狀態(tài)流程圖 2、 送料模塊的自動控制程序 第2節(jié) ：工件自動識別檢測模塊的控制1、 光電開關(guān)：辨別黑色與白色（對白色有反應(yīng)），PLC對應(yīng)的觸點是X023。 電感傳感器：辨別金屬與非金屬（對金屬有反應(yīng)），PLC對應(yīng)的觸點是X022。 電容傳感器：辨別有工件經(jīng)過與沒工件經(jīng)過（對工件經(jīng)過有反應(yīng)），PLC對應(yīng)的觸點是X021。2、 顏色和金屬自動識別程序3、 工件正反面自動識別程序第3節(jié) ：推料模塊的控制1、 推料自動控制程序第4節(jié) ：龍門機(jī)械手模塊控制1、 狀態(tài)流程圖 2、 龍門機(jī)械手模塊的自動控制程序第5節(jié) ：指示燈控制1、綠燈亮的控制程序2、紅燈亮的控制程序3、紅燈閃爍的控制程序第6節(jié) ：系統(tǒng)工作流程控制1、 系統(tǒng)組成 自動分揀傳送生產(chǎn)線由間歇式送料裝置、輸送帶、推桿裝置、機(jī)械手等機(jī)械裝置以及配套的電氣控制系統(tǒng)、氣動回路組成。2、 系統(tǒng)工作流程 制品經(jīng)間歇式送料裝置依次放置在輸送帶上，輸送帶在電動機(jī)的驅(qū)動下將制品向前輸送。制品將傳感器檢測后，制品開口向下經(jīng)推桿裝置推入指定回收箱。金屬制品與非金屬制品送到輸送帶末端由龍門機(jī)械手吸走，再由龍門機(jī)械手逐個分開回收到指定回收箱。 3、 控制要求（1） 自動運(yùn)行 A、按下啟動按鈕、送料裝置、推料裝置的初始狀態(tài)。初始狀態(tài)滿足執(zhí)行步驟B，不滿足則紅色指示燈HL2閃爍且自動熄滅。送料裝置初始位置：送料裝置氣缸活塞桿內(nèi)縮；推桿裝置初始位置：推桿氣缸活塞桿內(nèi)縮。B、送料裝置內(nèi)有在制品執(zhí)行步驟C，無制品則紅燈閃爍。期間若有制品放入則執(zhí)行步驟C，延時10秒無制品則紅燈熄滅。c、送料裝置推出制品，輸送帶啟動運(yùn)行，制品在經(jīng)過檢測點時，通過傳感器進(jìn)行檢測、識別根據(jù)檢測結(jié)果，分別進(jìn)行步驟D或E。D、若檢測為反面放置的制品，則制品到達(dá)推桿工作位時輸送帶停止，推桿動作將制品推入回收箱。推桿復(fù)位后，送料裝置推出下一制品，輸送帶重新啟動運(yùn)行。E、若檢測為正面放置的制品，輸送帶繼續(xù)運(yùn)行，制品到達(dá)傳送帶端部后傳送帶停止，根據(jù)檢測結(jié)果分別為白色塑料、白色金屬、黑色塑料。再由龍門機(jī)械手夾走，在1號工位為白色塑料、2號工位為白色金屬、3號工位為黑色金屬。制品分類完成，送料裝置又推出下一制品，輸送帶重新啟動運(yùn)行。F、只要送料裝置內(nèi)有制品，系統(tǒng)則不停地CE所訴的步驟對制品進(jìn)行分揀于傳送。G、正常運(yùn)行過程中，綠燈常亮（2） 自動運(yùn)行停機(jī)按下停止按鈕，系統(tǒng)執(zhí)行完當(dāng)前分揀傳送任務(wù)后送料裝置不在推出制品，機(jī)械手等執(zhí)行機(jī)械手返回初始位置后停機(jī)。綠燈滅。（3） 安全與保護(hù)A、 緊急停機(jī)按下緊急停止按鈕，系統(tǒng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)立刻停止工作，紅色指示燈閃爍。（4） 原點回歸緊急停機(jī)再啟動必須對系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作。按系統(tǒng)復(fù)位按鈕，傳送裝置、推桿裝置返回原點位置。4、 程序（1） 狀態(tài)流程圖 （3） 系統(tǒng)工作流程自動控制程序第5章 ：設(shè)備調(diào)試將程序輸入設(shè)備的三菱PLC中，根據(jù)實際情況修改程序的內(nèi)容，調(diào)整各傳感靈敏旋鈕或安裝固定螺絲，觀察傳感器的檢測結(jié)果。根據(jù)系統(tǒng)圖，用氣管將各相關(guān)的元器件連接上，手動動作電磁閥的手動按鈕，觀察各氣動元器件會不會漏氣，還要?dú)鈩拥膭幼鞣较?。多實驗幾次，最后觀察能不能整個系統(tǒng)運(yùn)行下來第六章：設(shè)備技術(shù)圖紙第一節(jié)：氣動控制回路圖第2節(jié) ：PLC控制回路圖第7章 ：結(jié)束語 PLC實用性很強(qiáng)，也很先進(jìn)的一門技術(shù)，光在大學(xué)三年里，學(xué)到的那些知識，。踏入社會是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要有個平臺，若是說，直接進(jìn)入工廠去實踐才會慢慢懂得，只會理論知識，操作只是似