3工位旋轉(zhuǎn)工作臺的控制系統(tǒng)設(shè)計

3工位旋轉(zhuǎn)工作臺的控制系統(tǒng)設(shè)計,旋轉(zhuǎn),工作臺,控制系統(tǒng),設(shè)計 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書 姓 名 韓麒 學(xué) 號 14301202 05 班 級 機電 14-2 專 業(yè) 機械電子工 程 宋同健 14301202 23 設(shè)計題目 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺的控制系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容： 1、 根據(jù)設(shè)計要求，確定系統(tǒng)總體方案； （ 1） 以 PLC為核心，設(shè)計三工位旋轉(zhuǎn)工作臺的 PLC控制系統(tǒng) ； （ 2）根據(jù)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工藝過程和控制要求，確定控制方案； （ 3） 繪制控制系統(tǒng) 的流程圖 和 PLC的 I/O接線圖 ， 設(shè)計 PLC梯形圖程序 ； （ 4） 所選控制方案應(yīng)合理，所設(shè)計的控制系統(tǒng)應(yīng)能 夠滿足控制對象的 要求， 安全可靠，操作方便。 2、程序設(shè)計 ： （ 1）根據(jù)系統(tǒng)功能要求，設(shè)計系統(tǒng)的 控制 流程，畫出總體流程圖 ； （ 2）畫出 控制程序的梯形圖； （ 3）通過仿真方式模擬調(diào)試程序。 3、完成課程設(shè)計論文（字數(shù)不少于 3500 字。） 任務(wù)分配： 總體方案、控制電路、軟件編程： 宋同健 機械結(jié)構(gòu)： 韓麒 編寫說明書： 宋同健 設(shè)計時間： 2017 年 11 月 26 日至 12 月 3 日 答辯時間： 2017 年 12 月 3 日 主要參考文獻、資料： 1 張建民 .機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 .4 版 .北京：高等教育出版社， 2014.12 2 廖常初 .S7-200PLC 編程及應(yīng)用 .2 版 .北京：機械工業(yè)出版， 2013.10 3 左健民 .液壓與氣壓傳動 .4 版 .北京：機械工業(yè)出版社， 2007.5 4 段鐵群 .機械系統(tǒng)設(shè)計 .北京：科學(xué)出版社， 2010.2 5 王永華 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) .北京：航空航天大學(xué)出版社， 2008 6 羅宇航 .流行 PLC 實用程序及設(shè)計 .西安：電子科技大學(xué)出版社， 2006.12 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 目錄 第 1章 緒論 ............................................................................................. 1 1.1 設(shè)計背景 ........................................................................................... 1 1.2.設(shè)計的主要任務(wù) ............................................................................... 1 第 2章 總體方案設(shè)計 ............................................................................. 3 2.1 方案說明 .......................................................................................... 3 2.1.1 控制要求 ................................................................................... 3 2.1.2 制定控制方案 ........................................................................... 3 2.2 控制方式選擇 .................................................................................. 4 第 3章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 ..................................................................... 5 3.1 工作臺動作特性 .............................................................................. 5 3.2 液壓控制部分的設(shè)計 ...................................................................... 5 3.3 系統(tǒng)控制流程圖 .............................................................................. 6 3.4 選擇 PLC 類型 ................................................................................ 8 3.5 I/O 地址分配 .................................................................................... 8 3.6 I/O 接線圖 ...................................................................................... 10 3.7 控制程序設(shè)計 ................................................................................ 11 3.8 控制程序語句表 ............................................................................ 16 3.9 程序調(diào)試 ........................................................................................ 20 課程設(shè)計心得 ......................................................................................... 23 參考文獻 ................................................................................................. 24 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 1 第 1章 緒論 1.1設(shè)計背景 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機械加工的方法和手段也逐漸變得豐 富起來，各種先進技術(shù)被人們引入機械行業(yè)中來形成各種新興學(xué)科， 機電一體化 1就是其中一門。機電一體化是以電子技術(shù)特別是微電子 技術(shù)為主導(dǎo)、多種新興技術(shù)與機械技術(shù)交叉、融合而成的綜合性高技 術(shù)，是機械與電子的有機結(jié)合產(chǎn)物。其目的是不斷提高勞動生產(chǎn)率， 減輕人們的體力勞動，逐步代替部分腦力勞動。機械一體化的機械加 工比傳統(tǒng)機械加工有很大的優(yōu) 越性。在本課題中，機電一體化的好處 顯得尤為突出。 并且， PLC2的處理器速度和功能在不斷增加，已發(fā)展成具有邏 輯控制功能過程控制功能運動控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功 能等的多功能控制器，加上它的價格低廉、操作簡便、改變功能靈活 易用、維護工作量小等優(yōu)勢，使 PLC 在工業(yè)生產(chǎn)過程自動化中獲得 廣泛應(yīng)用。根據(jù) PLC 的原理和應(yīng)用，以西門子 S7 系列 PLC 為例介紹 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺控制系統(tǒng)程序設(shè)計。 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺機床設(shè)備在機械加工等自動化機床設(shè)備中得 到廣泛應(yīng)用。通過控制工作臺旋轉(zhuǎn)，可以實現(xiàn)在加工的同時完成上料 和卸 料操作，并能實現(xiàn)流水作業(yè)，大大提高了工作效率，降低了工人 勞動強度。若在上料工位和卸料工位上設(shè)計合適的機械手，則可實現(xiàn) 無人上料和卸料操作。 鉆床加工三工位工作臺是由送料、鉆孔、卸載三部分組成。工作 臺通過每旋轉(zhuǎn) 120來完成一個工位， 循 環(huán)運行來 實現(xiàn)工件的快速送 料、鉆孔、卸載的流水作業(yè)系統(tǒng)。 1.2.設(shè)計的主要任務(wù) 本課程設(shè)計中三工位旋轉(zhuǎn)工作臺是鉆孔加工中在工作臺三個不 同工位分別同時完成上料、鉆孔、卸料等工藝過程的工坐臺，這大大 提高了機械加工的效率。但是新的問題接踵而至：三個工位同時動作 就要要求操作工人完成上料、裝夾 工件、鉆孔、卸工件。這樣高強度 的工作工人是否能承受的了， 怎樣降低工人的勞動強度呢？ 提高自動 化程度就成了我們面臨的首要問題。 隨著科技的發(fā)展，繼電器控制已經(jīng)逐步被可編程控制器 (PLC)控 制所代替。 PLC 是以計算機技術(shù)為核心的通用自動化控制裝置 ， 它的 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 2 功能性強 ， 可靠性高 ， 編程簡單 ， 使用方便 ， 體積小巧 ， 近年來在工 業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用 ， 被譽為當代工業(yè)自動化主要支柱之一 。 在 PLC 的支持下，怎樣實現(xiàn)操作流程的自動化這個問題迎刃而 解。于是在機加工過程中我們可以選擇各種控制機制去簡化工人操作 以及降低工人勞動強度、提高效 率等。 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 3 第 2章 總體方案設(shè)計 2.1 方案說明 剛接觸機電一體化系統(tǒng)設(shè)計這門課程時，老師就教導(dǎo)我們做任何 設(shè)計都要對做的題目有個宏觀認識。只有對整體設(shè)計做出全局的把 握，設(shè)計才會有所針對，事半功倍。拿到課程設(shè)計題目后，我并沒有 直接進入主題開始著手設(shè)計，而是逐步將設(shè)計要求研究了一遍，認真 對設(shè)計思路做了一個規(guī)劃然后才開始設(shè)計。 2.1.1 控制要求 （ 1）用選擇開關(guān)來決定控制系統(tǒng)的全自動、半自動運行和手動 調(diào)整方式。 （ 2）手動調(diào)整采用按鈕點動的控制方式。它包括上料器進、退 操作、工件夾緊、放松操作，鉆頭下降、上升操作 ，卸料器進、退操 作，工作臺旋轉(zhuǎn)這些操作。 （ 3）系統(tǒng)處于半自動工作方式時，每執(zhí)行完成一個工作循環(huán)， 用一個啟動按鈕來控制進入下一次循環(huán)。 （ 4）系統(tǒng)處于全自動運行方式時，可實現(xiàn)自動往復(fù)地循環(huán)執(zhí)行。 （ 5）上料器、夾緊裝置、卸料器、鉆頭上下運動由液壓缸 3驅(qū) 動。夾緊力由壓力繼電器檢測控制。鉆頭旋轉(zhuǎn)、工作臺旋轉(zhuǎn)由電動機 驅(qū)動 4。 2.1.2 制定控制方案 （ 1）用選擇開關(guān)來決定控制系統(tǒng)的全自動、半自動運行和手動 調(diào)整方式。 （ 2）手動調(diào)整采用按鈕點動的控制方式。 （ 3）系統(tǒng)處于半自動工作方式時，每執(zhí)行完成一個工 作循環(huán)， 用一個啟動按鈕來控制進入下一次循環(huán)。 （ 4）系統(tǒng)處于全自動運行方式時，可實現(xiàn)自動往復(fù)地循環(huán)執(zhí)行。 （ 5）系統(tǒng)運動不很復(fù)雜，采用三臺電動機：主動電動機、液壓 電動機和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機。除了主軸轉(zhuǎn)動和工作臺旋轉(zhuǎn)用電動機拖 動外，其他所有運動都可以采用液壓傳動。 （ 6）對于部分與順序控制和工作循環(huán)過程無關(guān)的主零部件和控 制部件，采用進入 PLC 的控制方式以達到方便控制。 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 4 2.2 控制方式選擇 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)主要由兩大部分，其中最 主要的就是其旋轉(zhuǎn)工作臺的 PLC 梯形圖設(shè)計，也就是邏輯程序設(shè)計； 其次 是液壓控制原理圖的設(shè)計。 該工作臺控制系統(tǒng)在很大程度上是利用繼電器實現(xiàn)的， 繼電器 - 接觸器 控制 系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機械觸點， 使得設(shè)備連線復(fù)雜，且觸點時開時閉時容易受電弧的損害，壽命短， 系統(tǒng)可靠性差。其次 可編程序控制器 的梯形圖與傳統(tǒng)的電氣原理圖非 常相似，主要原因是其大致上沿用了繼電器控制的電路元件和符號和 術(shù)語，僅個別之處有些不同，同時信號的輸入輸出形式及控制功能基 本上也相同。 并且 PLC 在性能上比繼電器 -接觸器控制系統(tǒng)優(yōu)異，特別是其可 靠性、通用性強、設(shè)計施工周期短、調(diào)試修改方便，而且體積小、 功 耗低、使用維護方便。并且近年來隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展， PLC 的 成本在不斷下降。綜合考慮以上各種因素，對三工位工作臺自動化控 制選用 PLC 控制系統(tǒng)。 而最初的 PLC 就已經(jīng)有很完善的繼電器控制功能了。在這里選 用 PLC 控制完全是對癥下藥。 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，對每 個程序， CPU 從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號做周期性的程序 循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條執(zhí)行用戶程序， 直至遇到結(jié)束符號后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。每 一個循環(huán)稱為一個掃描周期。一個掃描周期分為輸入采樣、程序執(zhí)行、 輸出刷新三個階段。 其工作過程為：當按下啟動按鈕后，各控制信號的狀態(tài)在 PLC 的輸入采樣階段被存入 PLC 內(nèi)部的 I 區(qū)，然后 PLC 逐條執(zhí)行程序， 在輸出刷新階段將 I 區(qū)的狀態(tài)輸出到 Q 區(qū)， Q 區(qū)的狀態(tài)控制各繼電器 線圈，進而控制各電磁閥和攪拌電動機的工作。 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 5 第 3章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 3.1 工作臺動作特性 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺控制動作特性如下： 工位 1：工作臺旋轉(zhuǎn)到工位 1 后上料器推進，上料到位后退回等 待。 工位 2：工工作臺旋轉(zhuǎn)到工位 2 后，夾緊裝置將料加緊，鉆頭向 下鉆孔，下鉆到位后退回，退回到位后工件松開，放松完成后等待。 工 位 3：工作臺旋轉(zhuǎn)到工位 3 后，卸料器向前將加工完成的工件 推出，推出到位后退回，退回到位后等待。 其工作示意如下圖 3-1 所示。 圖 3-1 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺系統(tǒng)示意圖 3.2 液壓控制部分的設(shè)計 根據(jù)三工位旋 轉(zhuǎn)工作臺的動作要求，控制部分大多采用液壓電磁 閥控制。當送料器推進到位后碰到推進到位行程開關(guān)時，液壓閥供油 方向發(fā)生改變，活塞桿退回?；钊麠U退回到位后碰到退回到位行程開 關(guān)，液壓閥動作處于中間位置，工位 1 處于等待狀態(tài)。工位 2 動作順 序是工作臺轉(zhuǎn)動到位后開始夾緊，夾緊后壓力繼電器動作使活塞缸處 于保壓狀態(tài)，同時使鉆頭旋轉(zhuǎn)以及下降。等鉆頭下降達到行程開關(guān)位 置處鉆頭停止下降，上升繼電器得電轉(zhuǎn)而鉆頭上升。鉆頭上升到位碰 到行程開關(guān)使鉆頭停止轉(zhuǎn)動和上升，并且活塞桿放松工件。放松完成 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 6 碰到行程開關(guān)使工位 2 處于等待狀態(tài)。工位 3 的動作順 序是工作臺旋 轉(zhuǎn)結(jié)束后活塞缸推動工件開始卸料，到行程開關(guān)后活塞桿反行程電磁 閥得電退回，退回到位碰到行程開關(guān)處于等待狀態(tài)。等三個工位都停 止動作后，工作臺旋轉(zhuǎn)電磁閥的電，工作臺旋轉(zhuǎn)進入下一個循環(huán)。根 據(jù)要求做出合理的液壓原理圖如圖 3-2 示。 圖 3-2 液壓原理圖 3.3 系統(tǒng)控制流程圖 控制流程圖可以讓設(shè)計人員清楚、明了的認清該系統(tǒng)的工作過 程。根據(jù)三工位旋轉(zhuǎn)工作臺的控制要求，在不同的工位能同時進行加 料、鉆孔加工和卸料。根據(jù)課程設(shè)計的具體要求，分析并設(shè)計如下圖 3-3： 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 7 圖 3-3 控制系統(tǒng)的工作順序和循環(huán)過 程 圖 3-4 控制系統(tǒng)手動調(diào)整部分 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 8 3.4 選擇 PLC類型 本設(shè)計選用德國西門子公司的 S7 200 系列 PLC，它是一種性價 比高的小型 PLC，其功能強大、工作可靠性高，能滿足本控制系統(tǒng)的 要求。從上面的控制要求可知，輸入設(shè)備共需 21 個： SA3-1 SA3-3、 SBl-SB9、 SQl SQ8、 SP1，輸出設(shè)備共需 11 個： YV0 YV8、 KMl KM2?？紤] 10 15的裕量，系統(tǒng)需要數(shù)字量輸入 26 點，數(shù)字量 輸出 1l 點，不需要模擬量模塊，共需要輸入和輸出點數(shù) 37 點。選用 任何一個系列的 PLC 都不能滿足輸入點的 個數(shù)，也就是任何一個 S7-200 單片機都需要擴展。而 CPU226 的又很貴，所以在此選用 CPU224 外加一個 EM221 的擴展模塊就能滿足要求。 S7-200 系列的 CPU224 主機有 I0.0 I0.7、 I1.0 I1.5 共計 14 個 輸入點和 Q0.0 Q0.7、 Q10 Q1.1 共計 10 個輸出點。 CPU224 輸入 電路采用了雙向光電耦合器， 24VDC 極性可任意選擇，系統(tǒng)設(shè)置 1MB 為 I0.x 字節(jié)輸入端子的公共端， 2MB 為 I1.x 字節(jié)輸入端子的公共端。 在晶體管輸出電路中采用了 MOSFET 功率驅(qū)動器件，并將數(shù)字量輸 出分為兩組 ，每組有一個獨立公共端，共有 1L、 2L 兩個公共端，可 接入不同的負載電源。 CPU224PLC 有 6 個高速計數(shù)脈沖輸入端（ I0.0 I0.5），最快的響應(yīng)速度為 30KHZ，用于捕捉經(jīng) CPU 掃描周期更快 的脈沖信號。另外，還有 2 個高速脈沖輸出端（ Q0.0、 Q0.1），輸出 脈沖頻率可達 20KHZ.用于 PTO（高速脈沖束）和 PWM（寬度可變 脈沖輸出）高速脈沖輸出，可完全適應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng) 障 。按鈕開關(guān)選擇 LAl 8 系列 (AC380V， 50Hz)，行程開關(guān)選擇 LXIO 系列 (AC380V， 50Hz)，接觸器和電 磁閥選擇小功率的交流接觸器 CJIO 系列和通用電磁閥 ZCL 一 1Y 系列，直接由 PLC 控制。 3.5 I/O地址分配 I/O信號在 PLC接線端子上的地址分配是進行 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 的基礎(chǔ)，只有分配 I/O 點地址以后才可以進行編程。對控制柜及 PLC 的外圍來說，只有 I/O 點地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖，所 以只有準確、合理的進行 I/O 地址的分配與編號，才方便進行后續(xù)的 設(shè)計。表 3-1 所示為該控制系統(tǒng)的 I/O 分配表。 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 9 表 3-1 I/O 分配表 輸入信號名稱 外部元 件 內(nèi)部地 址 輸出信號名稱 外部元 件 內(nèi)部地 址 手動運 行選擇 SA3-1 I0.0 送料器推進電磁 閥 YV1 Q0.0 半自動運行選 擇 SA3-2 I0.1 送料退回電磁閥 YV2 Q0.1 全自動運行選 擇 SA3-3 I0.2 工件夾緊電磁閥 YV3 Q0.2 上料器推進按 鈕 SB1 I0.3 工件放松電磁閥 YV4 Q0.3 上料器退回按 鈕 SB2 I0.4 鉆頭下降電磁閥 YV5 Q0.4 工件夾緊按鈕 SB3 I0.5 鉆頭上升電磁閥 YV6 Q0.5 工件放松按鈕 SB4 I0.6 卸料推進電磁閥 YV7 Q0.6 鉆頭下降按鈕 SB5 I0.7 卸料退回電磁閥 YV8 Q0.7 鉆頭上升按鈕 SB6 I1.0 工作臺轉(zhuǎn)動電動 機接觸器 KM1 Q1.0 卸料器推進按 鈕 SB7 I1.1 鉆頭轉(zhuǎn)動電動機 接觸器 KM2 Q1.1 卸料器退回按 鈕 SB8 I1.2 工作臺旋轉(zhuǎn)按 鈕 SB9 I1.3 上料器到位行 程開關(guān) SQ1 I1.4 上料退回到位 行程開關(guān) SQ2 I1.5 鉆頭下降到位 行程開關(guān) SQ3 I2.0 鉆頭上升到位 行程開關(guān) SQ4 I2.1 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 10 卸料器推進到 位行程開關(guān) SQ5 I2.2 卸料器退回到 位行程開關(guān) SQ6 I2.3 工作臺旋轉(zhuǎn)到 位行程開關(guān) SQ7 I2.4 放松到位行程 開關(guān) SQ8 I2.5 壓力繼電器觸 點 SP1 I2.6 3.6 I/O接線圖 I/O 接線圖是進行施工接線的主要技術(shù)文件，圖 3-4 所示為該三 工位旋轉(zhuǎn)工作臺控制系統(tǒng)的 I/O 接線圖。 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 11 圖 3-5 I/0 接線圖 3.7 控制程序設(shè)計 梯形圖程序設(shè)計語言是最常用的一種程序設(shè)計語言。它來源于繼 電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼 電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉， 因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的 梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用 。梯形圖由觸點、線圈和應(yīng) 用指令等組成。觸點代表邏輯輸入條件。 CPU 運行掃描到觸點符號時， 便轉(zhuǎn)到觸點位指定的存儲器位訪問（即 CPU 對存儲器的讀操作）。在 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 12 用戶程序中常開觸點和常閉觸點可以使用無數(shù)多次。線圈通常代表邏 輯輸出結(jié)果和輸出標志位，當線圈左側(cè)接點組成的邏輯運算結(jié)果為 “ 1”時，“能流”可以到達線圈，使得線圈得電動作，則 CPU 將線 圈的位地址指定的存儲器的位置為“ 1”，邏輯運算結(jié)果為“ 0”時， 線圈斷電，存儲器的位置為“ 0”。 STEP7-Micro/WIN32 軟件是西門子 S7-200PLC 的開發(fā)工具，主 要用于開發(fā)程序，也可用于實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。以下為用 STEP7-Micro/WIN32 軟件編制的該控制系統(tǒng)的程序梯形圖。 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 13 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 14 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 15 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 16 3.8 控制程序語句表 指令表編程語言類似于計算機中的助記符匯編語言，它是可編程 控制器基礎(chǔ)的編程語言。所謂指令表編程，是用一個或幾個容易記憶 的字符來代表可編程控制器的某種操作功能，具體指令的說明 可查閱 相關(guān)參考文獻。語句表通常和梯形圖配合使用，互為補充。將該控制 系統(tǒng)的梯形圖轉(zhuǎn)化為語句表如下所示： 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 17 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 18 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 19 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 20 3.9 程序調(diào)試 程序調(diào)試有模擬器調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試等方法，根據(jù)課程設(shè)計要求并 結(jié)合實際情況使用了 STEP7-Micro/WIN32 模擬器 進行了本程序的調(diào) 試。 西門子 S7 200 的仿真軟件 Simulation1.2 版是從西班牙原版 1.2 直接漢化過來的，支持 TD200 仿真界面和增減計數(shù)器等多種指令。 調(diào)試方法如下 ： 1.將 在 STEP7-Micro/WIN32 中編譯正確 的 程序在文件菜單中導(dǎo) 出為 AWL 文件 ； 2.打開仿真軟件，點 “配置 ”-“CPU 型號 ”，然后選擇 CPU224，雙 擊后邊“ 0”模塊，選擇擴展模塊 EM221； 3.點 “程序 ”-“載入程序 ”； 4.選擇 STEP7-Micro/WIN32 的版本； 5.將先前導(dǎo)出的 AWL 文件打開 ； 6.點 “PLC”-“運行 ”，開始調(diào)試程序。 手動運行工作臺調(diào)試程序，部分運行情況如下： 1.按下手動按鈕開關(guān) SB1(I0.0),接著摁下上料按鈕 SB2(I0.4)，上 料繼電器、電磁閥得電后開始上料，結(jié)果如圖 3-5。 圖 3-6 開始上料 2.當上料到位后，摁下上料器退回按鈕 SB2(I0.4),上料器退回繼電 器、電磁閥得電，上料器開始退回，結(jié)果如圖 3-6。 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 21 圖 3-7 上料器退回 3.當工作臺旋轉(zhuǎn)到位時，摁下夾緊按鈕 SB3(I0.5),夾緊繼電器得電 Q0.2,工件被加緊，結(jié)果如圖 3-7。 圖 3-8 加緊 4.按下鉆頭下降按鈕 SB5(I0.7),鉆頭旋轉(zhuǎn) Q1.1 和鉆頭下降 Q0.4 繼電器得電，它開始進行旋轉(zhuǎn)和下降動作，結(jié)果如圖 3-8。 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 22 圖 3-9 鉆頭下轉(zhuǎn) 5.當鉆頭下降到位時，摁下按鈕 SB6(I1.0),鉆頭上升電磁閥 Q0.5 得電，開始上升，結(jié)果如圖 3-9。 圖 3-10 鉆頭上升 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 23 課程 設(shè)計心得 一 周的課程設(shè)計很快就結(jié)束了，期間遇到 了很多麻煩，在老師和 同學(xué)的幫助下設(shè)計了一個比較合理的解決方案。雖然課程設(shè)計還不算 完美，但是這次課程設(shè)計的目的基本上已經(jīng)達到了，在這周內(nèi)我們對 PLC 控制有了比較熟悉的了解。 在對理論的運用中， 課程設(shè)計 提高了 我們的工程素質(zhì) 。 在沒有做 這次課程 設(shè)計以前，我們 所 知道 的 僅停留 在理論上 ，對一些細節(jié)不加重視 。 當我們把自己想出來的程序 用 到 PLC 中的時候，不是不能運行，就是運行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符 合。 通過 解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對 PLC 的 認識 得到 加強，看到了實踐與理論的 差距。 此次課程設(shè)計主要是對 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計這門課程進行練習(xí) 了解掌握，而在三工位 旋轉(zhuǎn)工作臺的 控制系統(tǒng) 設(shè)計中更多要求的是我 們對 PLC 經(jīng)典控制模塊 繼電器控制部分進行設(shè)計。設(shè)計之初有 兩個不同的選擇方案：一是在工作循環(huán)時只對一個工件進行加工；二 是在工作時對三個工件同時加工。第一種方案效率低，但是設(shè)計起來 簡單。第二種方案加工效率高但是中間各個工序的加工時間對工作臺 旋轉(zhuǎn)時間有影響。經(jīng)過多方面論證，最后我選擇了第二種方案提高了 生產(chǎn)效率。 通過本次設(shè)計，讓我 們 很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，與具 體項目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計產(chǎn) 品的能力。既讓我們懂得了怎樣把 理論應(yīng)用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去 解決。 在本次設(shè)計中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識，于 是圖書館和 網(wǎng)絡(luò) 成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們 要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得 到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識是有限的，在以后的工作中我們 肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會使我們受益非淺。 在設(shè)計過程中， 我們 總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問 題的時候， 我們 需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。自然 而然耐心便 逐 漸建立起來，這為我們以后的工作積累了經(jīng)驗，增強 了信心。 最后非常感謝指導(dǎo)老師在本次課程設(shè)計中對我們的耐心指 導(dǎo)和幫助，讓我們學(xué)到了很多知識，受益匪淺。 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 24 參考文獻 1 張建民 .機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 .4 版 .北京：高等教育出版社， 2014.12 2 廖常初 .S7-200PLC 編程及應(yīng)用 .2 版 .北京 ： 機械工業(yè)出版， 2013.10 3 左健民 .液壓與氣壓傳動 .4 版 .北京： 機械 工業(yè)出版社， 2007.5 4 段鐵群 .機械系統(tǒng)設(shè)計 .北京 ： 科學(xué) 出版社， 2010.2 5 王永華 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) .北京 ：航空航天大學(xué)出版 社， 2008 6 羅宇航 .流行 PLC 實用程序及設(shè)計 .西安：電子科技大學(xué)出版社， 2006.12 7 柴瑞娟，陳海霞 .西門子編程技術(shù)及應(yīng)用 .北京：機械工業(yè)出版社， 2006.8 8 陳建明 .電氣控制與 PLC 應(yīng)用 .北京：電子工業(yè)出版社， 2010 9 王宗才 .機電傳動與控制 .北京：電子工業(yè)出版社， 2011.6 10 鄧星鐘 .機電傳動控制 .武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2007 11 周宏甫 .機電傳動控制 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2006