畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于PLC的沖孔加工機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

論文題目基于PLC的沖孔加工機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(英文)TheDesignOfPunchingMachineControlSystemBasedOnPLC所在學(xué)院專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師職稱完成日期年月日

基于PLC的沖孔加工機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（）2011年12月

摘要傳統(tǒng)的沖孔加工系統(tǒng)是由工人將工件放置在沖孔模具上，然后沖壓機(jī)動(dòng)作完成沖孔，工人再取出工件。該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效率低，成本高，易發(fā)生事故。針對(duì)這種情況，開(kāi)發(fā)一種基于PLC的沖孔加工機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工件補(bǔ)充，氣壓沖孔，測(cè)控與工件搬運(yùn)四大功能，多個(gè)加工進(jìn)給或檢測(cè)執(zhí)行部件同時(shí)工作，可實(shí)現(xiàn)零件產(chǎn)品一次裝、夾完成多道加工或者檢測(cè)工序，并實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。本控制系統(tǒng)選用三菱FX2D-32MR-DS作為控制器。首先研究了沖孔加工機(jī)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理。在硬件設(shè)計(jì)部分，完成PLC的選型和外部低壓電器的選用，設(shè)計(jì)硬件接線圖。在軟件設(shè)計(jì)部分，給出程序流程圖，編寫(xiě)程序，完成觸摸屏設(shè)計(jì)。最后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與改進(jìn)。關(guān)鍵詞：PLC;旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)；觸摸屏

AbstractThetraditionalpunchingsystemprocessisthatworkersplacetheworkpieceonthetable,andthenpunchingmachinestartspunching,finallyworkersremovetheworkpiece.Themethodissimple,butinefficient,highcostandunsafe.Inviewofthissituation,developaPLC-basedpunchingcontrolsystem.Achievefourfunctions：Addworkpiece,punching,testholesandhandling.Atthesametimecompletemulti-channelprocessesortestingprocess,achieveassembly-line,increaseproductivityandreduceproductioncosts.ThecontrolsystemselectstheMitsubishiFX2D-32MR-DSasthecontroller.First,Iamstudiedthestructureofpunchingmachineandworkingprinciple.Inthepartofhardwaredesign,completetheselectionofPLCandlow-voltageelectrical,designofthehardwareconnectiondiagram.Inthepartofsoftwaredesign,drawaprogramflowchart,programmingand.completethedesignoftouchpanel.Finally,commissioningandimprovement.KeyWords:PLC;RotaryTable;TouchPanel

目錄TOC\o"1-3"\h\z1引言 -15-1引言隨著時(shí)代的發(fā)展,當(dāng)今的技術(shù)也日趨完善、競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈;單靠人工的操作已不能滿足于目前的制造業(yè)前景,也無(wú)法保證更高質(zhì)量的要求和高新技術(shù)企業(yè)的形象.人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中看到,自動(dòng)化給人們帶來(lái)了極大的便利和產(chǎn)品質(zhì)量上的保證,同時(shí)也減輕了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少了人員上的編制.在許多復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程中難以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)控制、整體優(yōu)化、最佳決策等,熟練的操作工、技術(shù)人員或?qū)＜?、管理者卻能夠容易判斷和操作,可以獲得滿意的效果.人工智能的研究目標(biāo)正是利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)、模擬這些智能行為,通過(guò)人腦與計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)工作,以人機(jī)結(jié)合的模式,為解決十分復(fù)雜的問(wèn)題尋找最佳的途徑[1]。基于PLC的沖孔加工控制系統(tǒng)通過(guò)PLC控制回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，工件的補(bǔ)給、沖孔、檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行，可實(shí)現(xiàn)零件產(chǎn)品一次裝、夾完成多道工序，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，大大提高工作效率，降低生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)在機(jī)械上有各種實(shí)現(xiàn)方法，具體機(jī)械結(jié)構(gòu)不是電氣控制所關(guān)心的問(wèn)題。電氣控制主要關(guān)心旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，就旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)而言有氣動(dòng)控制、液壓控制、帶制動(dòng)的電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等。結(jié)合具有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)部件的機(jī)床設(shè)備的PLC電氣控制資料查閱，本設(shè)計(jì)采用帶制動(dòng)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

2沖孔加工機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理多工位旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)機(jī)床設(shè)備在機(jī)械加工、自動(dòng)焊接、產(chǎn)品檢測(cè)等自動(dòng)化機(jī)床設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)控制工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，多個(gè)加工進(jìn)給或檢測(cè)執(zhí)行部件同時(shí)工作，可實(shí)現(xiàn)零件產(chǎn)品一次多道加工或者檢測(cè)工序，并能實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，大大提高了工作效率。本設(shè)計(jì)采用帶制動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，配以合適的減速機(jī)，如圖2-1:圖2-1帶制動(dòng)電機(jī)本設(shè)計(jì)采用3相電機(jī)，接線示意圖如圖2-2:圖2-2接線圖2.1沖孔加工機(jī)結(jié)構(gòu)氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)由：傳送帶、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、沖孔機(jī)、測(cè)控機(jī)、位置檢測(cè)傳感器、工件檢測(cè)傳感器、氣缸A、氣缸B組成。沖孔加工機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-3:圖2-3沖孔加工機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.2沖孔加工機(jī)工作原理在第1工位上設(shè)有轉(zhuǎn)盤定位傳感器PH1和工件檢測(cè)傳感器PH0。當(dāng)PH1有信號(hào)時(shí)，轉(zhuǎn)盤停止旋轉(zhuǎn)(帶制動(dòng)電機(jī)M1)，然后工件補(bǔ)充（電機(jī)M0），沖孔（電磁換向閥），測(cè)孔（電磁換向閥），搬運(yùn)（氣缸A、氣缸B）一起動(dòng)作。當(dāng)PH0有信號(hào)且各道工序完成，轉(zhuǎn)盤電機(jī)啟動(dòng)。在第2工位設(shè)有沖孔機(jī)，上限位開(kāi)關(guān)SQ2，下限位開(kāi)關(guān)SQ1。當(dāng)工位上有工件時(shí)進(jìn)行沖孔工序。沖孔機(jī)開(kāi)始下行，當(dāng)SQ1動(dòng)作，沖孔完成，沖孔機(jī)返回，當(dāng)SQ2動(dòng)作，沖孔工序完成。在第3工位設(shè)有測(cè)孔機(jī)，上限位開(kāi)關(guān)SQ4，下限位開(kāi)關(guān)SQ3，氣缸A控制的廢料箱隔離擋板。當(dāng)工位上有工件時(shí)進(jìn)行測(cè)孔工序。首先測(cè)孔機(jī)下行，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)測(cè)孔到底（SQ3動(dòng)作），為合格品，否則，為不合格。當(dāng)SQ3動(dòng)作或測(cè)孔設(shè)定時(shí)間到，測(cè)孔機(jī)上行，當(dāng)SQ4動(dòng)作，測(cè)孔工序完成。不合格品由A缸抽離隔離板，不合格工件掉入廢料箱。合格工件，送到第4工位。在第4工位設(shè)有氣缸B控制的包裝箱隔離擋板，當(dāng)工位上有合格工件時(shí)，氣缸B動(dòng)作抽離隔離擋板，合格工件落入包裝箱。工件的補(bǔ)充、沖孔、測(cè)孔和搬運(yùn)同時(shí)進(jìn)行。

3硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總體框圖本控制系統(tǒng)以控制器為核心，有傳感器、按鍵、限位開(kāi)關(guān)等輸入設(shè)備，輸出信號(hào)控制指示燈、電磁換向閥、電機(jī)。如圖3-1:圖3-1系統(tǒng)總體框圖3.2輸入輸出設(shè)備確定對(duì)控制系統(tǒng)分析，需要兩個(gè)常開(kāi)按鈕需2點(diǎn)輸入，兩個(gè)傳感器需2點(diǎn)輸入，四個(gè)限位開(kāi)關(guān)需4點(diǎn)輸入，三只電機(jī)需3點(diǎn)輸出，2個(gè)雙線圈三位四通換向閥需4點(diǎn)輸出，A缸B缸需2點(diǎn)輸出，因此共需8點(diǎn)輸入，9點(diǎn)輸出。3.3PLC選型PLC選型主要從機(jī)型、I/O點(diǎn)、內(nèi)存容量等方面參考選擇。系統(tǒng)中有用到傳感器作為輸入設(shè)備，因此需選用直流輸入型作為控制設(shè)備。本設(shè)計(jì)選型主要考慮使用I/O點(diǎn)數(shù)，系統(tǒng)共使用8點(diǎn)輸入，9點(diǎn)輸出，考慮10%～20%的備用量后，選用三菱FX2D-32MR-DS控制器，如圖3-2：圖3-2FX2D-32MR-DSFX2D-32MR-DS是DC24V電源，DC24V輸入，繼電器輸出型PLC，有16點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出滿足設(shè)計(jì)要求。3.4PLC的I/O分配輸入端子分配，如表3-1所示：表3-1輸入端子分配表軟元件名注釋連接設(shè)備X0啟動(dòng)常開(kāi)按鈕X1循環(huán)停止常開(kāi)按鈕X2轉(zhuǎn)盤定位PH1傳感器X3第1工位工件檢測(cè)PH2傳感器X4沖孔下限位SQ1限位開(kāi)關(guān)X5沖孔上限位SQ2限位開(kāi)關(guān)X6測(cè)孔下限位SQ3限位開(kāi)關(guān)X7測(cè)孔上限位SQ3限位開(kāi)關(guān)輸出端子分配，如表3-2所示：表3-2輸出端子分配表軟元件名注釋連接設(shè)備Y0油泵電機(jī)中間繼電器(KA1)Y1轉(zhuǎn)盤電機(jī)中間繼電器(KA2)Y2傳送帶電機(jī)中間繼電器(KA3)Y3沖孔下行中間繼電器(KA4)Y4沖孔上行中間繼電器(KA5)Y5測(cè)孔下行中間繼電器(KA6)Y6測(cè)孔上行中間繼電器(KA7)Y7A缸中間繼電器(KA8)Y10B缸中間繼電器(KA9)3.5ACE軟件AutoCADElectrical是面向電氣控制設(shè)計(jì)師的AutoCAD軟件，專門用于創(chuàng)建和修改電氣控制系統(tǒng)圖檔。該軟件除包含AutoCAD的全部功能外，還增加了一系列用于自動(dòng)完成電氣控制工程設(shè)計(jì)任務(wù)的工具，如創(chuàng)建原理圖，導(dǎo)線編號(hào)，生成物料清單等。AutoCADElectrical提供了一個(gè)含有650,000多個(gè)電氣符號(hào)和元件的數(shù)據(jù)庫(kù)，具有實(shí)時(shí)錯(cuò)誤檢查功能，使電氣設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與機(jī)械設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠通過(guò)使用AutodeskInventor軟件創(chuàng)建的數(shù)字樣機(jī)模型進(jìn)行高效協(xié)作。AutoCADElectrical能夠幫助電氣控制工程師節(jié)省大量時(shí)間。AutoCADElectrical一般制圖流程：3.5主電路設(shè)計(jì)與原理圖本設(shè)計(jì)共有3個(gè)動(dòng)力設(shè)備：傳送帶電機(jī)、工作臺(tái)電機(jī)（帶制動(dòng)）、油泵電機(jī)。QS1刀開(kāi)關(guān)、QF1自動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合主電路得電；KM1控制油泵電機(jī)啟停，KM2控制旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)啟停，KM3控制傳送電機(jī)啟停；每一路都有熔斷器與熱繼電器，作為短路與過(guò)載保護(hù)，制動(dòng)電機(jī)接有RC電路有保護(hù)接點(diǎn)作用，控制變壓器部分，整流器產(chǎn)生DC24V，供PLC與控制電路使用，如圖3-3:圖3-3主電路原理圖3.6PLC控制電路設(shè)計(jì)與電路圖FX2D-32MR-DS是DC24電源，DC24V輸入，繼電器輸出型PLC。24V、0V兩點(diǎn)接整流器輸出DC24V，GND保護(hù)性接地。啟動(dòng)按鈕接X(jué)0；循環(huán)停止按鈕接X(jué)1；PH1、PH2接X(jué)2、X3，使用PLC內(nèi)部DC24V電源；SQ1-SQ4分別接X(jué)4-X7。按照電氣設(shè)計(jì)規(guī)范要求，PLC輸出接中間繼電器通過(guò)中間繼電器的常開(kāi)觸電去控制接觸器的開(kāi)閉達(dá)到電氣隔離的目的，輸出線圈兩端并聯(lián)二極管防止線圈的斷電瞬間存在的過(guò)渡過(guò)程產(chǎn)生較高的電壓破壞電路，線圈兩端并聯(lián)指示燈。Y0輸出接KA1線圈（控制油泵電機(jī)M2）；Y1接KA2線圈（控制工作臺(tái)電機(jī)M1）；Y2接KA3線圈（控制傳送電機(jī)）；Y3接KA4線圈（控制三位四通閥使沖孔機(jī)下行）；Y4接KA5線圈（控制三位四通閥使沖孔機(jī)上行）；Y5接KA6的線圈（控制三位四通閥使測(cè)孔機(jī)下行）；Y6接KA6的線圈（控制三位四通閥使測(cè)孔機(jī)上行）;Y7、Y10接KA8、KA9控制A、B缸，如圖3-4：圖3-4控制電路原理圖

4軟件設(shè)計(jì)4.1程序設(shè)計(jì)GPPWIN為三菱PLC專用編程軟件之一，在平臺(tái)上能實(shí)現(xiàn)新建程序、編譯、讀入或?qū)懗龀绦?、監(jiān)控程序等。在新建時(shí)應(yīng)先確定通信端口和PLC型號(hào)，當(dāng)以梯形圖形勢(shì)輸入指令時(shí)，應(yīng)經(jīng)編譯后，才能下載程序。在下載程序時(shí)，PLC必須打在STOP狀態(tài)。運(yùn)行或監(jiān)控程序時(shí)，PLC狀態(tài)開(kāi)關(guān)撥到RUN位置。確定PLC型號(hào)和通信端口。編程前，先設(shè)置通信端口和PLC型號(hào)。在“工程”|“新建”窗口確定PLC系列和型號(hào)。在“在線”|“傳輸設(shè)置”中確定通信口。編程輸入用戶程序，用戶程序可以通過(guò)梯形圖也可以通過(guò)語(yǔ)句輸入。通過(guò)工具欄上“梯形圖/指令表顯示切換”按鈕進(jìn)行梯形圖、指令表切換。程序編號(hào)后，按F4進(jìn)行變換?？刂瞥绦蛱菪螆D見(jiàn)附錄2，指令表附錄3。脫機(jī)運(yùn)行程序在計(jì)算機(jī)上仿真運(yùn)行，并測(cè)試所編寫(xiě)程序運(yùn)行情況。下載用戶程序經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的程序通過(guò)專用下載線（SC-09）下載到PLC的內(nèi)存RAM，“在線”|“PLC寫(xiě)入”（PLC處于STOP狀態(tài)）。4.2系統(tǒng)總流程圖沖孔加工機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括工作臺(tái)復(fù)位，工位狀態(tài)處理，工件補(bǔ)給、沖孔、測(cè)量、搬運(yùn)模塊，循環(huán)停止，如圖4-1：圖4-1系統(tǒng)總流程圖PLC上電初始化，按啟動(dòng)按鈕工作臺(tái)進(jìn)入復(fù)位流程，復(fù)位工作完成后工作臺(tái)四個(gè)工位用四個(gè)狀態(tài)位表示進(jìn)行狀態(tài)移位，然后控制系統(tǒng)四個(gè)流程并行運(yùn)行，接著判斷是否有循環(huán)停止請(qǐng)求，有沖孔機(jī)停止，沒(méi)有沖孔機(jī)繼續(xù)進(jìn)行沖孔工作。4.3工作臺(tái)復(fù)位流程與復(fù)位程序4.3.1復(fù)位流程在沖孔加工控制系統(tǒng)啟動(dòng)前對(duì)工作臺(tái)四個(gè)工位上可能殘余工件進(jìn)行清除，因此需要循環(huán)四次，如圖4-2：圖4-2復(fù)位流程圖工作臺(tái)復(fù)位，首先工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)到位，A缸動(dòng)作及延時(shí)2秒，延時(shí)完成，計(jì)數(shù)器加1，共需循環(huán)4次，計(jì)數(shù)器值與4做比較，小于4繼續(xù)循環(huán)，等于4循環(huán)結(jié)束，復(fù)位工作完成，進(jìn)入下一流程。4.3.2復(fù)位程序圖4-3復(fù)位程序4.4工位狀態(tài)處理程序工件檢測(cè)，即檢測(cè)工位上是否有工件，可以通過(guò)安裝接近開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。工件檢測(cè)的作用一般有兩個(gè)，一是作為產(chǎn)品計(jì)數(shù)，另一個(gè)作用是作為檢測(cè)信號(hào)輸入給PLC，使得PLC根據(jù)各個(gè)工位是否有工件，以決定某一工位是否需要執(zhí)行加工進(jìn)給動(dòng)作。如果工位沒(méi)有工件則該工位執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。零件檢測(cè)可以采用每個(gè)工位都安裝接近開(kāi)關(guān)的方法實(shí)現(xiàn)，但這樣會(huì)增加成本，提高故障率，而且很多情況下，機(jī)械結(jié)構(gòu)上或者工藝上不能保證每一個(gè)工位上都能安裝能檢測(cè)開(kāi)關(guān)。因此，可采用一只接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)工件，當(dāng)補(bǔ)給工位轉(zhuǎn)入加工工位前檢測(cè)其是否有工件?？梢圆捎肞LC中位寄存器移位的方法記憶每個(gè)工位上的是否有工件來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。圖4-4工位工件狀態(tài)4.5補(bǔ)給流程與程序4.5.1補(bǔ)給流程圖4-5補(bǔ)給流程圖補(bǔ)給流程開(kāi)始，傳送帶電機(jī)啟動(dòng)，5秒內(nèi)，工件沒(méi)有到位，則跳轉(zhuǎn)到步27等待。5秒內(nèi)，工件到位，則到步26將工件補(bǔ)給標(biāo)志位置1，然后到步27等待。4.5.2補(bǔ)給程序圖4-6補(bǔ)給程序4.6工件沖孔流程圖與程序4.6.1工件沖孔流程圖圖4-7沖孔流程圖沖孔開(kāi)始，判斷第二工位有無(wú)工件（通過(guò)標(biāo)志位M1），沒(méi)有工件，則跳轉(zhuǎn)到步30后等待。有工件，則沖孔機(jī)下行，當(dāng)沖孔機(jī)接觸SQ1限位開(kāi)關(guān)，沖孔機(jī)上行，碰到SQ2限位開(kāi)關(guān)，進(jìn)入步30等待。4.6.2工件沖孔程序圖4-8沖孔程序4.7測(cè)孔、合格工件搬運(yùn)流程與程序4.7.1測(cè)孔、合格工件搬運(yùn)流程圖4-9測(cè)孔流程圖測(cè)孔流程開(kāi)始，判斷第三工位有無(wú)工件（通過(guò)標(biāo)志位M2）。若無(wú)工件，則跳轉(zhuǎn)到步34等待。有工件，測(cè)孔機(jī)開(kāi)始下行，5秒內(nèi)測(cè)控到底SQ3動(dòng)作，則進(jìn)入步35，測(cè)孔機(jī)上行，SQ4動(dòng)作進(jìn)入等待，反之，5秒內(nèi)SQ3沒(méi)有動(dòng)作，進(jìn)入步32，測(cè)孔機(jī)開(kāi)始上行，待SQ4動(dòng)作，SQ4動(dòng)作，進(jìn)入步33，對(duì)測(cè)孔位工件狀態(tài)標(biāo)志置0，A缸動(dòng)作延時(shí)2秒，延時(shí)完成，進(jìn)入步34等待。4.7.2測(cè)孔、合格工件搬運(yùn)程序圖4-10測(cè)孔程序4.8不合格工件搬運(yùn)流程圖與程序4.8.1不合格工件搬運(yùn)流程圖圖4-11不合格工件流程圖不合格工件搬運(yùn)開(kāi)始，判斷第四工位有無(wú)工件（通過(guò)標(biāo)志位M3），無(wú)工件跳轉(zhuǎn)到步37等待，有工件，B缸動(dòng)作延時(shí)2秒，延時(shí)完成進(jìn)入步37等待。4.8.2不合格工件搬運(yùn)程序圖4-12不合格工件搬運(yùn)程序4.9循環(huán)停止當(dāng)機(jī)床設(shè)備要停止工作時(shí)，需要輸入一個(gè)停止信號(hào)，這個(gè)信號(hào)一般由操作者按下一個(gè)停止按鈕實(shí)現(xiàn)。對(duì)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)機(jī)床設(shè)備，由于設(shè)備循環(huán)運(yùn)行，如果工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)突然停機(jī)則再次開(kāi)機(jī)時(shí)需要復(fù)位，對(duì)于某些機(jī)械結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)復(fù)位比較麻煩，若是金屬切削的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)機(jī)床，在刀具進(jìn)給時(shí)突然停機(jī)，則會(huì)造成刀具損壞、零件報(bào)廢等問(wèn)題。因此，應(yīng)選擇在一個(gè)加工循環(huán)完成時(shí)停機(jī)較為合適。由于各循環(huán)時(shí)間上是連貫，人工無(wú)法給出準(zhǔn)確的瞬間停機(jī)信號(hào)，則需要在PLC程序上作相應(yīng)處理。這個(gè)停機(jī)信號(hào)可以在加工的任何時(shí)候輸入，當(dāng)機(jī)床設(shè)備工作完一個(gè)循環(huán)后，自動(dòng)停機(jī)。對(duì)應(yīng)的按鈕叫“循環(huán)停止”按鈕。4.10人機(jī)界面設(shè)計(jì)4.10.1觸摸屏工作原理人機(jī)界面組要有文本顯示器、操作員面板和觸摸屏，具有發(fā)命令和監(jiān)控及顯示的功能。操作人員可在觸摸屏上組合文字、按鈕、指示燈、儀表、圖形、表格、測(cè)量數(shù)字等，來(lái)監(jiān)控管理或顯示機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。人機(jī)界面由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等。不同的編程軟件可適用不通的觸摸屏，軟件不同其編程的方法也不通。本設(shè)計(jì)使用臺(tái)達(dá)的觸摸屏，使用ClientVer1.1編程軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.10.2臺(tái)達(dá)ClientVer1.1編程軟件在編程軟件中新建畫(huà)面，設(shè)置有關(guān)參數(shù)，設(shè)定連接控制器的型號(hào)組態(tài)界面編譯畫(huà)面離線模擬4.10.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用臺(tái)達(dá)DOP-A57BSTD8GRAY觸摸屏，設(shè)計(jì)共有兩個(gè)畫(huà)面：?jiǎn)?dòng)畫(huà)面與控制畫(huà)面。啟動(dòng)畫(huà)面單擊工具欄“元件”|“繪圖”|“靜態(tài)文字”選項(xiàng)，在繪圖區(qū)域適當(dāng)位置單擊左鍵進(jìn)行文本框繪制，再鍵入文字。單擊工具欄“元件”|“按鈕”|“換畫(huà)面”選項(xiàng)，在繪圖區(qū)域適當(dāng)位置單擊左鍵繪制按鈕，在按鈕屬性中改變畫(huà)面選擇控制畫(huà)面，如圖4-13:圖4-13啟動(dòng)畫(huà)面控制畫(huà)面靜態(tài)文字輸入同上。單擊工具欄“元件”|“按鈕”|“保持型”，在繪圖區(qū)域適當(dāng)位置放置按鈕。本設(shè)計(jì)用到9點(diǎn)輸入，因此需9個(gè)保持型按鈕，在按鈕屬性中設(shè)置寫(xiě)入存儲(chǔ)器地址為X0-X10。單擊工具欄“元件”|“指示燈”|“狀態(tài)指示燈”，在繪圖區(qū)域放置指示燈。本設(shè)計(jì)用到9點(diǎn)輸出，因此需繪制9個(gè)狀態(tài)指示燈，在狀態(tài)指示燈屬性中設(shè)置讀取存儲(chǔ)器地址為Y0-Y10,如圖4-14:圖4-14控制畫(huà)面

5接線和調(diào)試5.1接線根據(jù)前面設(shè)計(jì)的原理圖在控制柜上接線，SB1（常開(kāi)按鈕）接X(jué)0；SB2接X(jué)1；SB3模擬PH1轉(zhuǎn)盤定位傳感器接X(jué)2；SB4模擬PH2第1工位工件檢測(cè)傳感器接X(jué)3；SB5模擬沖孔機(jī)下限位開(kāi)關(guān)SQ1接X(jué)4；SB6模擬沖孔機(jī)上限位開(kāi)關(guān)SQ2接X(jué)5；SB7模擬測(cè)孔機(jī)下限位開(kāi)關(guān)SQ3接X(jué)6；DL1（指示燈）指示油泵電機(jī)工作狀態(tài)接Y0；DL2指示轉(zhuǎn)盤電機(jī)（M1）狀態(tài)接Y1；DL3指示傳送電機(jī)（M0）狀態(tài)接Y2；DL4指示沖孔機(jī)下行狀態(tài)接Y3；DL5指示沖孔機(jī)上行狀態(tài)接Y4；DL6指示測(cè)孔機(jī)下行狀態(tài)接Y5；DL7指示測(cè)孔機(jī)上行狀態(tài)接Y6；DL8指示A缸狀態(tài)；DL9指示B缸狀態(tài)，如圖6-1:圖6-1接線圖5.2調(diào)試首先對(duì)編好的程序進(jìn)行離線模擬，模擬通過(guò)后進(jìn)行在線調(diào)試。打開(kāi)GPPWIN軟件，再打開(kāi)編寫(xiě)好的程序，進(jìn)行通信端口和PLC型號(hào)設(shè)置，進(jìn)行編譯后，進(jìn)行程序?qū)懭耄ㄏ螺d程序是必須在STOP狀態(tài)）。運(yùn)行或程序監(jiān)控使，控制器開(kāi)關(guān)撥到RUN位置。計(jì)算機(jī)編寫(xiě)好的組態(tài)程序通過(guò)RS-232通信電纜下載到觸摸屏（COM1），觸摸屏通過(guò)RS-422來(lái)監(jiān)控PLC運(yùn)行狀況。首先要對(duì)環(huán)境和模組參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，然后對(duì)畫(huà)面進(jìn)行編譯，再進(jìn)行下載。經(jīng)過(guò)調(diào)試，設(shè)計(jì)項(xiàng)目達(dá)到預(yù)期要求。以下是生產(chǎn)一個(gè)合格品工件的在線調(diào)試。調(diào)試監(jiān)控畫(huà)面如圖6-2:圖6-2調(diào)試監(jiān)控畫(huà)面按下啟動(dòng)按鈕X0，油泵電機(jī)啟動(dòng)Y0有輸出并一直保持。2秒后，轉(zhuǎn)盤電機(jī)啟動(dòng)Y1有輸出。按下轉(zhuǎn)盤定位按鈕X2（模擬定位傳感器輸出信號(hào)），A缸動(dòng)作Y7有輸出，從步驟（2）開(kāi)始循環(huán)4次。4次循環(huán)完成，經(jīng)過(guò)2秒后，轉(zhuǎn)盤啟動(dòng)Y1有輸出，指示燈顯示如步驟（2）。按下定位按鈕X2，開(kāi)始4道工序，此時(shí)沖孔、測(cè)孔、搬運(yùn)工位均無(wú)工件都不動(dòng)作，只進(jìn)行工件補(bǔ)給，因此，傳送電機(jī)動(dòng)作Y2有輸出。按下X3（模擬工件檢測(cè)傳感器輸出信號(hào)）工件補(bǔ)給到位，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)Y1有輸出，指示燈狀態(tài)如步驟（2）所示。按下定位按鈕X2,此時(shí)，沖孔位有工件，因此補(bǔ)給、沖孔兩道工序同時(shí)進(jìn)行，Y2，Y3（沖孔下行）有輸出。按下X3工件補(bǔ)給到位、X4（模擬SQ1動(dòng)作）沖孔完成，Y4（沖孔上行）有輸出。按下X5（模擬SQ2工作）沖孔機(jī)退回到位，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)Y1有輸出，指示燈狀態(tài)如步驟（2）所示.按下X2，此時(shí)沖孔、測(cè)孔工位均有工件，這時(shí)補(bǔ)給、沖孔、測(cè)孔3道工序同時(shí)進(jìn)行，Y2、Y3、Y5（測(cè)孔機(jī)下行）有輸出。按下X3、X5、X6（模擬SQ3動(dòng)作）測(cè)孔到位，此時(shí)Y4、Y6（測(cè)孔機(jī)上行）。按下X5、X7（模擬SQ4動(dòng)作）測(cè)孔機(jī)退回到位，Y1有輸出，指示燈狀態(tài)如步驟（2）所示。按下X2,沖孔、測(cè)孔、搬運(yùn)都有工件，4到工序同時(shí)進(jìn)行，Y2、Y3、Y10（B缸動(dòng)作）有輸出。2秒后，按下X3、X4、X6，Y4、Y6有輸出，指示燈狀態(tài)如步驟（11）所示。按下X5、X7，Y1有輸出，生產(chǎn)一個(gè)合格品工件的流程就完成了。經(jīng)測(cè)試其它狀況下，測(cè)試結(jié)果與預(yù)期結(jié)果均相同，基本達(dá)到本次的要求。

6結(jié)論本設(shè)計(jì)按照任務(wù)書(shū)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，基本達(dá)到預(yù)期目的，可以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)啟動(dòng)、循環(huán)停止操作。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。這次設(shè)計(jì)使我明白自己的知識(shí)面太過(guò)狹窄，自己所要學(xué)習(xí)的東西還有很多。此次的設(shè)計(jì)給我?guī)?lái)了液壓氣動(dòng)方面的知識(shí)、學(xué)會(huì)了ACE制圖，也使編程能力有了一定的提高。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我了解到學(xué)會(huì)查找資料、閱讀資料的重要性，也懂得了一個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般流程。想要很好的設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，就先得了解控制設(shè)備的工作原理。在了解設(shè)備工作原理的時(shí)候，就需要許多機(jī)械方面的知識(shí)。一個(gè)好的控制系統(tǒng)需要不斷的調(diào)試修改，才能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。現(xiàn)實(shí)的控制系統(tǒng)比我們想象的復(fù)雜，需要考慮很多因素，只有更多的實(shí)踐自己才有更多的提升。

致謝本次設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師鄭子含的精心指導(dǎo)下完成的。她在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題、開(kāi)題以及撰寫(xiě)過(guò)程中始終嚴(yán)格要求，及時(shí)地給我指導(dǎo)和指正。從大二開(kāi)始，她在學(xué)習(xí)、生活上給了我很大的幫助和支持，至此論文完成之際，我向鄭子含老師致以最誠(chéng)摯的感謝和深深的敬意！通過(guò)此次設(shè)計(jì)，一方面讓我認(rèn)識(shí)到自己的不足，發(fā)現(xiàn)了學(xué)習(xí)中的錯(cuò)誤之處；另一方面又積累豐富的知識(shí)，吸取別人好的方法和經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的解決能力，摸索出一套解決綜合問(wèn)題的方法，為自己以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在此，我還要感謝一起過(guò)大學(xué)生活的每個(gè)同學(xué)和老師，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成！鑒于本人所學(xué)知識(shí)有限，經(jīng)驗(yàn)不足，在此過(guò)程中難免存在一些錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)和指正。

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