冲压机控制系统概论

课程设计（论文）题目：冲压机控制系统

课程设计任务书

目录

前言 (4)

1.设计题目：冲压机控制系统 (5)

2. 控制要求 (5)

3. 任务分析 (6)

4. 方案确定 (7)

5. 输入输出点数的确定及PLC选型 (7)

1、输入点数 (7)

2、输出点数 (7)

6. PLC端子接线及其设计说明 (8)

7. PLC程序设计及其设计说明 (9)

1. 主程序设计说明 (9)

2. 公用程序及说明 (10)

3. 顺序功能图 (11)

4. 自动程序梯形图及说明 (12)

5. 手动程序梯形图及说明 (15)

6. 回原点程序梯形图及说明 (16)

8. 程序调试说明 (17)

9. 结束语 (17)

10. 参考文献 (18)

前言

可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，它是以微处理器为核心，综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。

PLC应用领域有：（1）数字量的逻辑控制，（2）运动控制，（3）闭环过程控制，（4）数据处理，（5）通信联网。

本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。

1.设计题目：冲压机控制系统

2. 控制要求

（1）按下启动键后，把工件放在传送带1上，启动传送带1将工件送到工位1；

（2）打开进料机械手吸盘控制阀，使吸盘吸住工件；

（3）进料机械手伸出将工件送入冲压机加工台的工位2，断开吸盘并退回；

（4）冲压模具下降，冲压完工件后上升；

（5）出料机械手进入冲压机加工台；

（6）出料机械手吸盘吸住工件；

（7）将工件放到工位3，松开出料吸盘，出料机械手退回原位；（8）启动传送带2将工件从工位3送走；

要求1. 要求有三种工作方式：手动、回原点、单周期、连续。

2. 连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。

3. 任务分析

图1 冲压机系统示意图

A.本系统主要功能是冲压工件。

B.利用传送带将工件进行传送。

C.利用进料机械手将工件转移，进行加工；利用出料机械手转移工件，然后送走。

4. 方案确定

1）冲压模具的上限位和下限位分别利用传感器来控制。

2）工位1、工位2、工位3分别利用传感器来控制。

3）进料机械手原位、出料机械手原位分别利用传感器来控制。

4）用开关来实现手动、回原点、单周期和连续的控制。

5）按下开关，执行自动程序，用开关接通手动、回原点可执行相应操作。

6）进料吸盘控制阀通过工位1传感控制，出料吸盘控制阀通过工位3和进料机械手原位来控制。

5. 输入输出点数的确定及PLC选型

1、输入点数

1）传送带1和传送带2传送要用到2个输入来实现。

2）进料过程中要利用4个输入，出料过程中也要用到4个输入。

2）冲压模具要用到4个输入来实现。

3）各工位利用3个输入实现。

4）启动、停止还有各种方式运作要6个输入来实现。

所以总共需要23个输入。

2、输出点数

1）传送带2个输出。

2）进料过程3个输出，出料过程3个输出。

3）冲压模具要2个输出。

4）声光报警要用2个输出。

5）所以总共需要12个输出。

根据输入、输出点数选用S7-200 CPU 226。

6. PLC端子接线及其设计说明

图2 PLC端子接线

说明：为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时）以可靠的切断PLC的负载电源，设置了交流接触器KM。在PLC开始运行时，

按下“负载电源”按钮，使KM线圈得电并自锁，KM的主触点接通，给外部负载提供交流电源，出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断开负载电源。

7. PLC程序设计及其设计说明

1. 主程序设计说明

图3 主程序结构

1）工作方式。

系统设有手动、单周期、连续和回原点4种工作方式。

2）在每种工作方式下，执行相应的子程序。

2. 公用程序及说明

图4 公用程序

说明：1）公用程序用于处理各种工作方式都要执行的任务，以及处理不同工作方式之间的相互切换。

2）出料机械手在原点的条件为：机械手原位I0.3、工位3的常开触点闭合，，表示出料机械手退的常闭触点回Q1.0闭合，此时原点条件M0.5为ON。在开始执行用户程序（SM0.1为ON）或者系统处于手动状态或者回原点状态（I1.1或I1.2为ON）时，初始步M0.0将被置位，为进入单周期和连续工作方式做好准备。如果此时M0.5

为OFF状态，M0.0将被复位，初始步为不活动步，无法进入单周期或连续工作方式。

3）当系统处于手动工作方式时，必须将非初始步复位。在非连续方式下，I1.4的常闭触点断开，则启动后表示连续工作状态的标志M0.6复位。

3. 顺序功能图

图5 顺序功能图

说明：在连续工作方式下，I1.4为1状态，连续时每打抱循环一次，

计数器加1，当加到设定值时，进行声光报警。在单周期工作方式下，I1.3为1状态。

4. 自动程序梯形图及说明