基于plc的剥线机控制系统设计答案.doc

摘要 1 一、研究的意义和背景： 1 二、plc系统设计的一般方法 3 （一）Plc控制系统的组成 3 1、硬件部分 3 2、软件部分 3 （二）Plc系统设计步骤 3 （三）Plc系统设计方法 4 1、经验设计法 5 2、顺序功能图设计法 5 3、逻辑流程图设计法 6 三、剥线机系统控制设计 6 （三）剥线机软件系统设计 11 五、参考文献 15 4-1 剥线机系统结构简图 2、剥线机工作原理 图4-2为剥线机系统的工作原理图，图中右滚轮步进电机带动上、下右滚轮转动，从而带动被夹持的加工线左右移动;裁刀步进电机带动上、下两裁刀向相反方向运动，通过控制上、下裁刀之间的位移，实现剥皮和裁线的功能;左滚轮步进电机带动上、下左滚轮转动，从而带动被夹持的加工线左右移动;扭线轮步进电机带动上、下左滚轮(扭线轮与左滚轮在物理上是指同一滚轮)向相反方向前后运动，实现扭线功能。 4-2 剥线机系统的工作原理图 剥线机硬件系统设计 1、减少PLC输入点数原理 4-3 剥线机系统按键编码原理图 根据设计要求，剥线机控制系统共有36个输入按键和3个传感器(分别是刀座归位传感器、扭线轮归位传感器和线材检测传感器)，即共有39路输入。按常规PLC输入接入将需要39点PLC输入，小型PLC一般只有16点输入，扩展输入模块将大大增加成本。为了节省输入点数，经过多次方案对比，采用了如图4-3所示的按键编码方案。将36路输入按6X6矩阵排列，经单片机编码后成6路输出，再经电平转换后变成PLC能识别的6路输入。系统中36路按键中任意一个按键按下，都将有6路信号分别传送到PLC的X1至X6口，然后再通过PLC编程解码来识别特定按键。 2、PLC设备选型及I/O分配 由上节可知，剥线机控制系统共有9路输入，即PLC需9点输入;PLC输出部分主要控制四台步进电机及错误信息编码等，经计算需16点输出。经过对比、分析，选择了松下公司生产的FPO-T32型PLC。松下FPO-T32型PLC除了具有一般的输入输出功能外，还具有非常丰富的扩展单元，如多种选择的I/O点数扩展，可方便实现功能的扩展;其他智能扩展模块，可实现各种不同的用途。松下FPO-T32型PLC主要具有如下特点: .超小型尺寸，长60mm，宽25mm，高90mm .I/O点数为16点输入、16点输出，最大可以扩展到128点的选择空间 .价格相对便宜 .安装面积是同类产品中最小的 .程序容量可达到l OK步 剥线机控制系统PLC输入、输出模块对应具体应用的规划，如表4-4和表4-5所示。 4-4 剥线机控制系统PLC输入输出接线示意图 在图4-4中，PLC输出部分只画出了左滚轮步进电机和右滚轮步进电机的接线示意图，裁刀步进电机和扭线轮步进电机的接线情况类似。YB片选信号控制选通裁刀步进电机或扭线轮步进电机，例如:当YB=0时，Y1输出的脉冲将驱动裁刀步进电机;当YB=1时，Y1输出的脉冲将驱动扭线轮步进电机。Y6和Y8分别为裁刀步进电机和扭线轮步进电机的方向控制。 （三）剥线机软件系统设计 4-5 为剥线机控制系统PLC主程序流程图 图4-5为剥线机控制系统PLC主程序流程图，通过键盘输入的各初始参数值信息将保存在对应寄存器中，在程序后续执行过程中都将用到这些初始值信息。主程序中根据“三段剥皮”参数值来判断是进入两段剥皮程序流程还是执行三段剥皮程序流程:当“三段剥皮”参数为零时，执行两段剥皮程序;当“三段剥皮”参数不为零时，执行三段剥皮程序。两段剥皮流程和三段剥皮流程是剥线机控制系统主程序中的两大核心模块，下面分别介绍这两个模块。 1、两段剥皮模块 根据前文的描述，可知两段剥皮又可分为5种剥皮方式(具体可参见“剥线机工作方式”一节)。在图4-6所示的剥线机两段剥皮流程中，实现了所有这5种剥皮方式。另外，剥线机的扭线功能也在此流程中实现。两段剥皮模块是剥线机控制系统程序中最重要的部分。 4-5 剥线机两段剥皮流程图 4-6 剥线机三段剥皮流程图 根据控制要求，三段剥皮又包括4三段剥皮程序中，在剥线机控制系统的三段剥皮流程中没有扭线的功能种不同的剥皮方式(具体可参见“剥线机工作方式”实现了所有这4种不同的剥皮方式。 4-7功能按键模块流程图 剥线机控制系统共有26个功能按键，各功能按键之间或与数字按键之间有一定的逻辑关系。功能按键信息经过PLC程序解码后，以设置标志位的形式保存下来，根据多个按键标志的组合实现不同的功能。 图4-8数字按键输入模块流程图 剥线机控制系统共有10个数字输入按键，根据要求，每次最多键入6个数字，即PLC程序通过键盘最大可接收的数字是999999。此模块数字按键的输入用于剥线机未启动前的参数设置阶