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plc喷涂烘干单元课程设计

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2020年4月19日
文档仅供参考
信息与电气工程学院
课程设计说明书
（ / 年第 2 学期）

课程名称 ： 可编程序控制器课程设计
题 目 ： 柔性生产线—喷涂烘干单元
专业班级 ： 自动化3班
学生姓名 ：
学 号：
指导教师 ：苗敬利、路巍、王艳芬、韩昱
设计周数 ： 2周

设计成绩 ：

年 6 月 23 日

1设计目的
1.1了解工件喷涂不同颜色的工作原理；
1.2掌握工件喷涂的控制方法。
2实验原理
喷涂经过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。可分为空气喷涂、无空气喷涂、静电喷涂以及上述基本喷涂形式的各种派生的方式，如大流量低压力雾化喷涂、热喷涂、自动喷涂、多组喷涂等。
喷涂作业生产效率高，适用于手工作业及工业自动化生产，应用范围广主要有五金、塑胶、家私、军工、船舶等领域，是现今应用最普遍的一种涂装方式；喷涂作业需要环境要求有百万级到百级的无尘车间，喷涂设备有喷枪，喷漆室，供漆室，固化炉/烘干炉，喷涂工件输送作业设备，消雾及废水，废气处理设备等。
喷涂中的主要问题是高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂，既污染环境，不利于人体健康，又浪费涂料，造成经济损失。
大流量低压力雾化喷涂是低的雾化气压和低空气射流速度，低的雾化涂料运行速度改进了涂料从被涂物表面反弹出来的情况。使上漆率从普通空气喷涂的30%～40%，提高到了65%～85%。在轻革涂饰中用喷枪或喷浆机将涂饰喷于革面上。
工件先用颜色识别传感器检测出来颜色，然后输送到后边相应的工位进行不同颜色的模拟喷涂，喷涂完成后输送到传送装置的末端，然后再回到初始位置，完成一各工件的喷涂任务。

本实验中用到的喷涂单元PLC部分输入输出点配置表如下表所示，请仔细阅读此表。
表 Error! No text of specified style in document.1 喷涂烘干单元PLC部分输入输出点配置表
输入点
信号
说 明
输入状态
ON
OFF
I0.0
CEMG
启动
有效
无效
I0.1
PWR-ON
停止
有效
无效
I0.2
CEMG
急停
有效
无效
I0.3
M/A
手/自动
有效
无效
I0.4
PWR-ON
上电
有效
无效
I0.5
ELP1
真空吸附搬运机械手正向限位光电开关
有效
无效
I0.6
ELN1
真空吸附搬运机械手负向限位光电开关
有效
无效
I1.0
ELP2
喷涂输送装置正向限位机械开关
有效
无效
I1.1
ELN2
喷涂输送装置负向限位机械开关
有效
无效
I1.2
SEN1
红色喷涂位置检测
有效
无效
I1.3
SEN2
黄色喷涂位置检测
有效
无效
I1.4
SEN3
蓝色喷涂位置检测
有效
无效
I1.5
SEN4
传送带工件检测
有效
无效
I2.0
R
颜色检测红色
有效
无效
I2.1
Y
颜色检测黄色
有效
无效
I2.2
B
颜色检测蓝色
有效
无效
I2.3
SEN6
加热烘干位置检测
有效
无效
输出点
信号
说 明
输出状态
Q0.0
1CP
真空吸附搬运机械手脉冲信号

Q0.1
2CP
喷涂输送装置脉冲信号

Q0.2
1DIR
真空吸附搬运机械手脉冲方向信号
有效
无效
Q0.3
2DIR
喷涂输送装置脉冲方向信号
有效
无效
Q0.5
ASTART
联机启动
有效
无效
Q0.6
HLALM
报警指示灯
有效
无效
Q0.7
M3
传送带电机
有效
无效
Q3.0
YV1
真空吸盘伸缩气缸电磁阀

有效
无效
Q3.1
YV2
真空吸盘电磁阀
有效
无效
Q3.2
YV3
红色喷涂电磁阀
有效
无效
Q3.3
YV4
黄色喷涂电磁阀
有效
无效
Q3.4
YV5
蓝色喷涂电磁阀
有效
无效
Q3.5
YV6
传送带阻挡气缸电磁阀
有效
无效
Q3.6
FAN
风扇电机
有效
无效
图 Error! No text of specified style in document.1 喷涂烘干单元布局
西门子PLC 编程界面如Error! Reference source not found.所示。

图 Error! No text of specified style in document.2 S7-200 PLC 编程界面
根据西门子PLC编程手册，操作西门子s7-200系列PLC编程软件，进行PLC 程序的写入和更改，按照要求预先安装PLC 下载电缆的驱动,显示下载虚拟口为COM4。如图15-3所示。

图 Error! No text of specified style in document.3 PPI编程电缆通信端口
3实验设备
1、 柔性生产线一套；
2、 安装西门子编程软件STEP7-MicroWIN SP6的计算机一台；
3、 西门子编程下载电缆一条。

4实验步骤
1、 关闭气泵气路开关，启动气泵到预定压力后开启气路开关；
2、 接通总控台电源开关；
3、 接通喷涂烘干单元电源开关；
4、 将“联机/单机”开关置于单机位置；
5、 将西门子编程电缆（PPI）连接到喷涂烘干单元的PLC和计算机上，启动计算机，运行STEP7-MicroWIN软件，打开资料库的实验文件夹中“工件喷涂实验程序.mwp”，出现如Error! Reference source not found.所示界面；

图 Error! No text of specified style in document.4 喷涂烘干单元实验程序
6、 按下快捷按钮,编译程序；
7、 查看西门子PLC硬件上模式选择选项把它拨到“STOP”模式，如Error! Reference source not found.所示；

图 Error! No text of specified style in document.5 PLC拨码开关
8、 将程序下载到PLC中，点击“确定”；
9、 一旦程序下载成功，在PLC中运行程序之前，您必须将PLC从STOP（停止）模式转换回RUN（运 行）模式。单击工具条中的 “运行”按钮，或选择PLC > 运行，转换回RUN（运行）模式；
10、 程序下载完成后点击“确定”按钮，程序开始运行；
11、 按下控制面板上的“启动”按钮，给单元上电，启动指示灯亮，停止指示灯熄灭；
12、 等待1秒，按下“启动”按钮，喷涂输送装置开始复位；
13、 等到报警指示灯“嘀”提示时，表示复位完成；
14、 把一个工件放到传送带输入端；
15、 按下“启动”按钮，传送带启动，当对射开关SEN4检测到工件时候，气挡放下，3s后传送带停 止；
16、 机械搬运手爪将工件搬运到输送装置上；
17、 颜色识别传感器开始识别颜色，检测到颜色信号之后，输送装置自动开始运行，搬运手爪复位；
18、 根据颜色信息，输送装置的托盘停在相应的喷涂工位；
19、 喷涂电磁阀得电，开始模拟喷涂；
20、 2秒后，喷涂电磁阀失电，喷涂完成；
21、 输送到加热烘干位置，烘干2s；
22、 喷涂输送装置继续往末端运行，到达末端后再次安“启动”然后自动返回到复位完成位置；
23、 喷涂输送装置托盘回到复位完成位置后停止，完成一个工件的颜色检测和喷涂的工作；
24、 重复14-20步骤，完成下一个攻击的颜色识别和喷涂的工作；
25、学生能够在教师的指导下参考本例程编写自己的程序，然后下载到PLC；
26、实验做完后，打开程序文件夹中的“喷涂烘干单元.mwp”，将程序下载到PLC，恢复PLC里原有的程序，否则系统联机时将不会运行。
5实验程序
5.1机械手程序
注：本程序作用是让机械手能够停在任意位置能够向负向限位移动。
程序有点问题，导致无法停止。

5.2机械手复位程序
注：同上一个程序一样，当机械手处于负向限位时，能够向正向限位运行。

5.3传送带
注：传送带启动
注：电机上电

5.4气档开关
注：在感应器检测到工件后，传送带气档打开，在8秒后复位。在6秒后传送带停止。

5.5喷涂传送带正向运行
注：这程序的作用是是喷涂传送带从正向限位向负向限位运行。程序未经调试，参数需要更改。

5.6喷涂传送带的限位调节
注：在其中加入了限位开关，使喷涂传送带能够停在任意位置。可是和上述问题一样，未经调试。

5.7喷涂传送带的负向运行
注：这程序的作用是是喷涂传送带从负向限位向正向限位运行。程序未经调试，参数需要更改。

6注意事项
6.1在老师的指导下进行实验；
6.2系统通电后，身体的任何部位不要进入系统运动可达范围之内；
6.3系统操作前，确保气泵已启动达到预定压力而且气路已开启；
6.4系统运动中，不要人为干扰系统的传感器信号，否则系统会工作不正常；
6.5系统运动不正常时，及时按下急停开关；
6.6实验做完后，打开资料光盘中的“喷涂烘干单元.mwp”，将程序下载到PLC，恢复PLC里原有的程序，否则系统联机时将不会运行。

7课程设计总结
为期两周的可编程序控制器设计课程结束了，在其中我也算是菜鸟开了眼界了吧总算是。在其中我们从一个啥都不懂的小菜鸟，不能说精通plc,可是这是一份宝贵的经历，让我们在以后社会中多了一份底气。时间过得很快，我们从一开始的漫不经心，到最后的极度紧张。其中经历了多少，只有自己清楚。在一开始的时候，我们在刚刚结束紧张的期末考试之后，全身心放松到一个什么都不在乎的状态，在一接触这台仪器的时候，我们惊呆了。我当时心中想的是，好神奇啊，我一定要掌握它。可是随之而来的是担心，我能会么。结果可想而知，一次次的失败，把我最初对着设备的好奇心摧毁的所剩无几。在那节课上我无所事事，游荡在其它组中间，东看看，西瞧瞧。在第三次上课的时候，我们班终于有的小组做的有模有样了。我紧张了。于是，我又拾起了那些以往零零碎碎的知识点。慢慢的去了解这台仪器，凡事有因皆有果，我要为自己的行为付出代价。因为自己在前一个星期，玩的忘乎因此。导致这星期的时间不够了，很多程序来不及调试就结束了。其中我首先要感谢我的老师，不辞了辛劳的为我们解决问题，我们遇到了驱动装不上，程序编译的时候问题，多谢老师们的解答。当然也要感谢我的组员，在我迷途的时候，不但没有放弃我，还不停的劝我。经过本课程的学习，我从中学习到了很多东西，有关于可编程控制器的基本知识和基本技能，培养了我分析和解决实际问题的能力。让我们认识到了自己的不足，以为在本学期plc学习的不错的我没想到却是一个还未入门的小毛孩。因为在实际操作中，对我们的要求更高了，不在局限于书本上的死知识。要我们更能灵活的运用书本的知识，这是我第一次实际动手操作这些仪器。因此印象更为深刻，相对于知识从书本上得到知识来说，在这次课程设计中我还体会到了团队的力量的强大和个人力量的渺小。在一个team中，个人的力量是微不足道的。个人也只有在团队中才能更好地发挥自己的能力，让自己变得更强大。
随着时间的发展，plc的功能将更加强大，我们要从事关于这方面工作的话，还有很多的东西要学，还有很长的路要走。
最后，我要感谢学校，感谢老师，给了我们这一次这么深刻的课程设计。

8参考文献
[1] 雷声勇 莫振栋 许梅艳.基于ADHDP方法的生产线喷涂烘干过程温度控制[J].科学技术与工程 ISTIC, , 13(4).
[2] 张建蓉 钱雄伟.PLC和POD在钢板预处理线中的应用[J].电气传动 ISTICPKU, , 40(6).
[3] 王世奇.提高喷涂烘干炉能耗利用率的措施[J].现代涂料与涂装, , 17(2).
[4] 杨后川,张学民,陈勇 《IMATIC S7-200 可编程控制器原理与应用》 [M]． .北京 北京航空航天大学出版社

课程设计
评 语

课程设计
成 绩

指导教师
（签字）

年 月 日
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