机电控制系统课程设计第三站说明书

J I A N G S U U N I V E R S I T Y

机电控制系统课程设计

模块化生产教学系统的PLC控制系统设计（MPS系统第三站加工站）

学院名称：机械工程学院

专业班级：机械（卓越）

学生姓名：

学生学号：

指导教师：毛卫平

2017年 6 月

目录

一、加工工件信息和本站加工任务 (3)

二、MPS 系统第三站控制结构 (4)

三、电气特性指标 (6)

四、电气回路连接介绍 (7)

1、气动回路图 (7)

2、电气线路图 (8)

3、桌面I/O接口板地址表 (9)

4、控制面板 (9)

5、上电电路图 (10)

五、EB触摸屏控制 (11)

1、控制界面截图及个界面按钮地址 (11)

2、画面调试和运行 (13)

六、组态王控制界面 (14)

1、组态王控制画面及说明 (14)

2、运行系统界面图片及地址 (14)

3、相互通讯和控制 (15)

七、单站程序控制流程图 (16)

八、MPS系统的两站联网PLC控制设计（第3站和第5站） (17)

1、PLC和PLC之间联网通信的过程 (18)

2、通讯地址表 (18)

3、联网流程图 (18)

联网程序梯形图见附录 (19)

九、调试过程中遇到的难题和解决方法 (19)

十、课程设计体会及小结 (21)

十一、参考资料 (22)

十二、附录 (23)

1、第三站加工站单站控制梯形图 (24)

2、第三站联网程序梯形图 (27)

一、加工工件信息和本站加工任务

待加工工件：

工件一工件二

本站加工任务：

MPS系统第三站任务是模拟工件加工，在工件一底部钻孔，并检测工件是否加工完成，是否底部有通孔。

二、MPS 系统第三站控制结构

由回转工作台（回转工作台上有四个工位，在圆周上均匀分布，回转工作台由直流电机通过涡轮蜗杆结构间接驱动），加工组件（直流电机驱动的模拟钻孔装置，气缸上下移动装置，磁电开关位置检测传感器），定位组件（定位气缸和磁电开关位置检测传感器），检测组件（检测气缸，磁电开关位置检测传感器），转台到位传感器（电感传感器），检测有无工件（漫射式光电传感器），待加工工件，触摸屏，开关电源，可编程序控制器，按钮。I/0接口板，通讯接口板，直流电机，三位五通单电控电磁阀及气缸组成。主要实现的功能是用回转工作台将工件在四个工位间转换，并实现加工、检测工件是否为废品、并等待被MPS第五站取走工件的功能。

检测缸打孔缸工件

打孔电机直流电机

转盘工作台电感传感器

I/O接口板电缆C1 电磁阀组合

控制面板

三菱PLC 挂板通讯模块

MPS系统第三站组成图

1、转盘工作台：支撑结构，直流电机带动蜗轮蜗杆减速器使工作台转动（带4个沿圆周均匀分布的载工件平台）。转盘下有定位块当电感传感器检测到定位块转盘停止。

2、打孔装置：由打孔气缸、打孔电机组成。完成工件的钻孔加工。（打孔气缸由两个磁电开关控制行程位置）

3、定位装置：固定块和定位气缸组成。当工件到位定位气缸伸出将工件固定，打孔装置开始加工。（由两个磁电开关控制行程位置）

4、检测装置：固定块、支架和检测气缸组成。当加工完工件到位时检测气缸下降检测工件加工是否合格。（两个磁电开关控制行程位置并用来判断工件是否合格）

5、I/O接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。

6、控制面板：通过按钮、旋钮、开关完成设备启动、上电、复位、开始、停止、手动自动、急停等操作。

7、通讯模块：设置主从站完成多个PLC之间的信息传递。

8、触摸屏：通过触摸屏代替控制面板完成多种功能，并添加信息监视等功能。

三、电气特性指标

1、输入电压：交流220V/0.8A，50Hz。

2、输出电压：直流24V/4.5A;(设备执行驱动电压)

3、工作环境：0到55℃工作，-20℃到70℃保存。相对湿度：35-85﹪，禁止腐蚀性，可燃性气体接触，防止导电尘埃。

4、气压工作在0.4-0.6 Mpa之间。

四、电气回路连接介绍

1、气动回路图

加工站

2、电气线路图

3、桌面I/O接口板地址表

输入部分

X0 B1 光电传感器

X1 B2 电感传感器

X2 1B1 打孔缸的初始位

X3 1B2 打孔缸的下降位

X4 2B1 检测缸的初始位

X5 2B2 检测缸的下降位

X6 3B1 定位缸的初始位

X7 3B2 定位缸的伸出位

输出部分

Y0 K1 转盘电机

Y1 K2 打孔电机

Y2 1Y1 定位气缸

Y3 2Y1 检测气缸

Y4 3Y1 打孔气缸

4、控制面板

各站都可通过一控制面板来控制PLC的控制程序使各站按要求进行工作，一个控制面板上有5个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关（同时可用于简单PLC实验中单独使用）。

各按钮开关的控制功能定义为：（从左到右另有标签说明）

●带灯按钮，绿色开始（X10）

●带灯按钮，黄色复位（X11）

●按钮，黄色特殊功能按钮（X12）

●两位旋钮，黑色自动/手动（X13）

●两位旋钮，黑色单站/联网（X14）

●按钮，红色停止（X15）

●带灯按钮，绿色上电

●急停按钮，红色急停

5、上电电路图

五、EB触摸屏控制

1、控制界面截图及个界面按钮地址

1）、进入界面

2）、自动界面

按钮开始复位特殊停止上电急停

地址X10X11X12X15Y16Y17

3）、手动界面

按钮转动电机转动夹紧检测打孔电机上电急停地址M300 M301 M302 M303 M304 Y16 Y17

4）、时间设置界面

5）、快速选择

6）、报警界面

2、画面调试和运行

画面设计好后，选择文件—保存，再选择工具—编译，没有错误时，选择工具—离线模拟，检查画面外观、元件外形及布置是否合理，画面切换是否正常。调试时，将装有EB500软件的PC机与触摸屏连接，打开画面，选择工具—下载(注意组态软件EasyManager窗口中通信口设置和实际一致)。等待画面软件的下载

传输完成后，将触摸屏重新上电就能进入开机画面。运行中触摸屏主要起设备的高级操作面板和显示器作用。

六、组态王控制界面

1、组态王控制画面及说明

组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强，开放性好，易于扩展，经济，开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层，监控层，管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监控与控制，且在自动控制系统中完成上传下达，组态开发的重要作用。尤其考虑三个方面的问题：画面，数据，动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口，实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式，数据链接功能。

2、运行系统界面图片及地址

按钮开始复位特殊上电

3、相互通讯和控制

在工程浏览器中左侧的大纲项中双击“COM1”，弹出设置串口COM1对话框，通讯参数设置：波特率为9600；奇偶校验为偶校验；数据位为7；停止位为1；通讯超时可设3000；通讯方式选RS232；其他不选。启动三菱PLC编程软件（GPPW），选择菜单“在线\传输设置”,在传输设置对话框中选择COM1端口, 单击”确认”按钮。

当第一站上电和运行后，在组态王工程管理器，选择菜单“文件\切换到VIEW”，你会观察到监控画面上的“复位按钮”和第一站控制板上的“复位按钮”同步闪烁。用鼠标左键单击监控画面上的“复位按钮”，和直接按第一站控制板的“复位按钮”一样，可将第一站转换到开始状态，即实现了组态王和 PLC控制器的相互通讯和控制。

七、单站程序控制流程图流程图

单站程序梯形图见附录

八、MPS系统的两站联网PLC控制设计（第3站和第5站）

MPS系统两站联网PLC程序设计（第五站为主站，第三站为从站，第三站发

给第五站工位有无工件的信号、工件的颜色信息、工件是否合格的信息，第五站反馈给第三站工件是否取走的信息）PLC与PLC之间联网通信的顺序流程图，通讯软元件

1、 PLC和PLC之间联网通信的过程

联网通讯流程图

2、通讯地址表

M170由主站第五站发出，用于记录三站工件是否被取走

M150、M151、M152、M150由第三站发出，记录工件信息。

3、联网流程图

联网程序梯形图见附录

九、调试过程中遇到的难题和解决方法问题一：刚开始复位时回转工作台总是动不了。

解决方法：发现当出现线圈指令和SET,RST指令时需要注意控制的信号如何分配。

问题二：在程序中添加多个移位指令时刚开始总是一直在移位。

解决方法：在老师的指导下，发现要用上升沿或者下降沿脉冲实现单次的移位，不能用常开触点，同时注意寄存器的置位复位，注意寄存器的编号，多个移位指令中的移位寄存器之间是不会冲突的。

问题三：在主程序中编写手动程序的时候，手动程序会和主程序有冲突。

解决方法：改进编程，添加多个约束条件，实现了在整个程序中手动和自动部分不会冲突。

问题四：不能进行工步转移或者功能的实现。

解决方法：编程中注意辅助继电器的编号，每一个都有特定的功能，避免重复。

问题五：向五站发送工件是否合格的信息时，会发送错误信息。

解决方法：将加工和气缸复位分开，当检测气缸到位时在读取X5的信号，同时要注意工件合格信号的传递。

问题六：威纶触摸屏打开时出行乱码。

解决方法：指定语言为东方语言，重新下载。

问题七：程序可以下载进PLC，但PLC不工作。

解决方法：拨动PLC中的一个开关使PLC在RUN状态下。

问题八：检测组件中的磁电开关位置有问题，使得检测信息不准确。

解决方法：人工干预。

问题九：组态王中监视灯的亮灭与实际情况不符合。