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1、成绩 课程设计说明书 课程名称： 电气控制与PLC课程设计 课题名称： 注塑机的PLC控制 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 设计地点
2、 指导老师： 设计起止时间：2015年6月24日至2016年6月28日 目 录 引言 …………………………………………………………………… 1 1课题研究的目的和意义………………………………………………2 2概述 …………………………………………………………………2 3、任务和要求……………………………………………………………………2 4、可选用器材……………………………………………………………………2 5、选用方案…………
3、……………………………………………………………2 6、设计方案……………………………………………………………4 6.1、I/O地址表……………………………………………………… 4 6.2、I/O电气接口图……………………………………………………5 7、控制程序………………………………………………………………5 7．1、SFC图……………………………………………………………6 7.2、梯形图……………………………………………………………7 7．3、指令语句表…………………………………………………9 8、调试……………………………………………………………………11 8.
4、1、硬件调试…………………………………………………………11 8.2、软件调试…………………………………………………………11 8.3、调试结果分析………………………………………………………11 9、小结……………………………………………………………………14 参考文献…………………………………………………………………14 引言 我们在学习完机电传动控制这门课后.开始我们的课程设计.课程设计是对所学课程的知识的一个全面的应用.可以极大地提高我们对所学课程的掌握.在我们整个学习的过程中 .也是一个非常重要的实践性学习环节.尤其在学习完机电传动控制理论知识时.仅仅了解工作
5、原理和控制的指令系统是远远不够的。为最大限度的满足生产工艺和机械设备的要求.就需要结合机电传动控制和应用技术的特点 .进行初步的工程训练。 PLC即可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程. PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像
6、继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。 PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。 随着科学技术的飞速发展，计算机控制也日趋成熟，同时也扩展到各个控制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编
7、程控制器就顺应而生。 1、 课题研究的目的和意义 早期的注塑机由于当时的条件或成本限制多用继电器电路控制，其故障率高、维修周期短、设备工作效率低。随着工业控制技术的飞速发展和产品档次的提高，现今注塑机多采用PLC（或专用控制器）加人机界面的控制系统，生产自动化程度的大为提高，有利于降低工厂成本、促进生产线的柔性化和集成化，有利于提高产品的产量、质量以及产品的竞争力。 本课题致力于设计一套实用的PLC注塑机控制系统，结合交流调功温度控制技术，并通过触摸屏的显示画面来监控生产过程中各种情况。PLC在注塑机控制系统中的应用的意义在于：1）
8、提高产品质量。2）减轻工人劳动强度，适当降低操作技术水平。3）提高劳动生产率，减少在制品数量，加速资金周转。4）缩减生产面积，节约能源消耗，降低产品成本。 2、概述 注塑机是一典型的顺序动作装置，由PLC对其实现控制是比较合适的。注塑机用于热塑料的成型加工，注塑机借助8个电磁阀YV1~YV2来完成闭模、射台前进、注塑、保压、预塑、射台后退、开模、顶针前进、顶针后退和复位等多道工序，其中注射和保压工序需要延时一定的时间，图1.1所示是注塑机工作流程图，例如在闭模工序，YV1、YV3带电。 3、任务和要求 3．1.按照工艺流程图要求，设计PLC控制注塑机的梯形图，并画出电气接口
9、电路。 3．2.设计时，要考虑到如下几点： 1）PLC及注塑机通电有指示。 2）在开模、闭模及原点时有指示灯表明其工作状态。 4、可选用器材 PLC可选用三菱FXos系列的FXos-20MR 5、选用方案 ① 本题可采用步控指令实现其控制。 ② 可利用移位器存期指令和定时器指令组合实现控制。 原点 电磁阀 启动按钮SB安全限位开关SQ YV1 闭模 闭模终止限位开关SQ2 YV8 YV7
10、YV6 YV5 YV4 YV3 YV2 开模终止限位开关SQ6 射台终止限位开关SQ5 加料限位开关SQ4 延时2s 延时1s 复位 顶针后退 顶针前进 开模 射台后退 保压 注射 射台前进 射台前进终止限位开关SQ3 预塑 顶针前进终止限位开关SQ7 顶针后退终止限位开关SQ8 图1-1 注塑机工作流程图 6、设计方案 6.1、I/O地址表 器件代号 地址号 功能说明 输入 SB X0 启动
11、按钮 SB1 X1 停止按钮 SQ1 X2 行程开关 SQ2 X3 闭模行程开关 SQ3 X4 射台前进行程开关 SQ4 X5 加料限位开关 SQ5 X6 射台后退终止限位开关 SQ6 X7 开模终止限位开关 SQ7 X10 顶针前进终止限位开关 SQ8 X11 顶针后退终止限位开关 输出 YV1 Y0 闭模、预塑 YV2 Y1 开模 YV3 Y2 闭模、顶针前进 YV4 Y3 开模、顶针后退 YV5 Y4 顶针前进、顶针后退 YV6 Y5 顶针后退 YV7 Y6 注射、保压、预塑 YV8 Y
12、7 射台前进、保压 L0 Y10 PLC运行指示灯 L1 Y11 开模指示 L2 Y12 闭模指示 图1-2 6.2、I/O电气接口图 图1-3 7、控制程序 X0 7．1、SFC图 Y10 S0 X1 S20 S21 S22 S23 Y0 Y2 Y12 Y7 T0 K10 Y6 T1 K20 Y7 X3 X2 X4 T0 X1 X1
13、 X1 X1 T1 Y6 S24 Y0 S26 S25 S27 S28 Y6 Y1 Y5 Y11 Y3 Y4 Y2 Y3 Y4 X5 X6 X10 X7 X1 X1 X1 X1 X1 X11 图1—4 7.2、梯形图 X0 SET S21 SET S22 SET S24 SET S23 SET S25 SET S20 S0 X1 S22 X2 S23 S20
14、 S21 X4 X3 S24 X1 Y12 Y0 Y2 Y10 S0 Y7 S0 Y6 TO K10 T0 S0 X1 Y7 Y6 T1 K20 T1 X1 X5 S0 Y6 Y0 S0 X1 SET S0 SET S26 SET S27 SET S28 S25 S26 S27 Y5 X6 X1 S0 Y11 Y1 Y3 X7 Y2 X1 S28 S0 Y4 X10 X1 X11 X1 S0 S0 Y4 Y3 S0 RET END
15、 图1—5 7．3、指令语句表 LD X0 SET S0 STL S0 LD X2 SET S20 STL S20 OUT Y12 OUT Y0 OUT Y2 LD X1 OUT S0 LD X3 SET S21 STL S21 OUT Y7 LD X1 OUT S0 LD X4 SET
16、 S22 STL S22 OUT Y6 OUT T0 K10 LD X1 OUT S0 LD T0 SET S23 STL S23 OUT Y7 OUT Y6 OUT T1 K20 LD X1 OUT S0 LD T1 SET S24 STL S24 OUT Y0
17、 OUT Y6 LD X1 OUT S0 LD X5 SET S25 STL S25 OUT Y5 LD X1 OUT S0 LD X6 SET S26 STL S26 OUT Y11 OUT Y1 OUT Y3 LD X1 OUT S0 LD X7 SET S27 STL
18、 S27 OUT Y2 OUT Y4 LD X1 SET S0 LD X10 SET S28 STL S28 OUT Y3 OUT Y4 LD X1 OUT S0 LD X10 OUT S0 RET END 8、调试 8.1、硬件调试 接通电源，检查三菱可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。 8.2、软件调试 按要求
19、输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器 8.3、调试结果分析 将硬件正确连接好和程序下载到PLC后就可以进行整体的调试了。当工作人员启动按钮SB（X0闭合）后，注塑机就进入工作状态。一旦有注塑模子在原点限位开关SQ1动作（X1闭合），则电磁阀YV1、YV7工作将模子关闭（Y1、Y7得电）其图如图1—6所示。 图1—6 模子关闭完成后限位开关SQ2（X2闭合）动作，同时电磁阀YV2、YV10（Y2、Y10得电）工作控制射台的前进，准备射入热塑料。其仿真图如图1—7所示。 图1—7 当射台前进到位后限位开关SQ3（X3
20、闭合）动作，电磁阀YV3、YV7（Y3、Y7得电）工作开始注塑，同时时间继电器T0得电开始记时（记时10秒钟）。其仿真图如图1—8所示。 图1—8 当时间继电器T0记时时间到后电磁阀YV7、YV10（Y7、Y10得电）工作进行保压，同时时间继电器T1得电开始记时（记时2秒钟）。当时间继电器T1记说时间到后，电磁阀YV1、YV7（Y1、Y7得电）工作来执行预塑，进行加料。其仿真图如图1—9所示。 图1—9 当加料完成后，限位开关SQ4（X4闭合）动作，电磁阀YV6（Y6得电）工作控制射台的后退。其仿真图如图1—10所示。 图1—10 当射台后退完成后限位开关SQ5（X
21、5闭合）动作射台停止后退，同时电磁阀YV2、YV4（Y2、Y4得电）工作执行开模，其仿真图如图1—11所示。 图1—11 当开模完成后限位开关SQ6（X6闭合）电磁阀YV3、YV5（Y3、Y5得电）工作控制顶针前进。其仿真图如图1—12所示。 图1—12 当顶针前进完成后限位开关SQ7（X7闭合）动作，电磁阀YV4、YV5（Y4、Y5得电）工作控制顶针后退。其仿真图如图1—13所示 图1—13 当顶针后退完毕后限位开关SQ8（X10闭合）动作，动作结束即关闭电磁阀YV4、YV5（Y4、Y5失电）。其仿真图如图1—14所示 图1—14 9、小结 本学期学习了
22、电气控制与可编程控制器应用技术这门课，学习了PLC的一些相关知识，通过这次注塑机的PLC控制设计，使我们对所学知识有了一次全面的运用，同时对PLC有了进一步的认识。任世道PLC在控制系统中的重要作用。 在注塑机中应用PLC之后，使系统的各项性能指标均有明显提高，充分体现了可靠、快速、灵活的控制特点，实现了以往难以做到的多种复杂控制和故障保护。采用状态转移图方式进行编程，使系统程序设计变得简单、容易，大大的提高了控制系统的可靠性，也提高了编程员的工作效率。 在本次的注塑机PLC控制的设计中，我遇到了许多的问题，但是在老师和同学的帮助下，这些问题都被一一克服，感谢老师和同学对我的帮助。同时这次的课程设计也让我认识到哪些知识掌握的不够，哪些方面的能力较弱，让我在以后的努力有了一个明确的方向。 参考文献 [1]《电气控制与可编程序控制器应用技术》（第二版）东南大学出 版社，郁汉琪主编，2009.9 [2]《数控机床》机械工业出版社，张运吉 主编,2009-9-1 [3] 《机床电气自动控制》 （第二版）， 化学工业出版社， 廖兆荣主编,2011-9-1 [4]《S7-300/400 PLC应用技术》(第2版) 机械工业出版社，廖常初 主编，2008-6-1
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