基于plc控制的分拼夾具控制系統(tǒng)畢業(yè)論文(專業(yè)版)

　　

【正文】 Second programming visual, simple。雖然現(xiàn)在還在優(yōu)化過程中，也會(huì)產(chǎn)生一些問題，但是本工位的設(shè)計(jì)基本達(dá)到了大眾汽車的標(biāo)準(zhǔn)，也使手動(dòng)工位焊接生產(chǎn)線高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。在調(diào)試過程中，有一些氣缸打開或者夾緊不到位，我們通過找機(jī)械設(shè)計(jì)的工作者協(xié)調(diào)，最終解決了這些問題。 現(xiàn)場設(shè)備連接關(guān)系圖1． 組態(tài)鏈接。下面兩排放置的是接線端子，端子作為一個(gè)接線中介，可以將柜內(nèi)的器件有效連接起來，也實(shí)現(xiàn)了柜外設(shè)備與柜內(nèi)元器件的有效連接。現(xiàn)場模塊的命名從X13開始，依次向后排，X12一般為現(xiàn)場總線耦合器。 電磁閥控制電路的設(shè)計(jì) 氣源處理器和電磁閥控制設(shè)計(jì)電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個(gè)孔都通向不同的管路，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動(dòng)來檔住或漏出不同的排氣的孔，而進(jìn)氣孔是常開的，空氣就會(huì)進(jìn)入不同的管路，然后通過空氣的壓力來推動(dòng)汽缸的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。（4）定義燈測試，手、自動(dòng)選擇確認(rèn)，程序中間量，雙手按鈕，車型選擇狀態(tài)等。在ID幀成功執(zhí)行后，INTERBUS總線設(shè)備內(nèi)部切換到數(shù)據(jù)寄存器，只執(zhí)行數(shù)據(jù)幀，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。較長的傳輸距離和靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也使用戶在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)非常的寬松、靈活和方便。氣缸內(nèi)部有兩個(gè)傳感器，一個(gè)感應(yīng)夾緊狀態(tài)，另一個(gè)感應(yīng)打開狀態(tài)，而每個(gè)氣缸上都有一根信號(hào)線，用來給傳感器供24 V直流電和向PLC輸送傳感器的打開或夾緊信號(hào)。，15a—15c,16a—16b，18a—18c打開，12a—12c，13a打開，13b伸出，19a，20a縮回，夾具將工件松開，為取出工件做準(zhǔn)備。1111111111111111111111111111111111122222222222222222222222222223333333333333333333333333333在國外的汽車工業(yè)焊接總體趨勢傾向于柔性化發(fā)展。車身的焊接工藝直接決定著汽車的安全性，直接關(guān)系到廣大汽車消費(fèi)者的人身安全。在課題中，對(duì)控制系統(tǒng)的軟、硬件分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在硬件部分主要考慮了PLC的選擇，合適的PLC可以更加經(jīng)濟(jì)有效的控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，其次是現(xiàn)場總線的選擇，現(xiàn)場總選不光完成系統(tǒng)的要求還要更好的避免工業(yè)現(xiàn)場的各種干擾，使各個(gè)模塊之間的通信安全穩(wěn)定。 車型手動(dòng)切換工位夾具LAYOUT圖以上為夾具對(duì)POLO車型車身側(cè)圍的固定布置圖，也稱LAYOUT圖，POLO汽車分為兩廂和三廂車型，在本工位將實(shí)現(xiàn)的是工人手動(dòng)對(duì)車型的轉(zhuǎn)換，當(dāng)三廂車放在夾具上時(shí)，傳感器感應(yīng)到工件，會(huì)選擇此車型的汽缸進(jìn)行夾緊和打開的動(dòng)作，當(dāng)兩廂車型放在夾具上時(shí)，同樣會(huì)有傳感器感應(yīng)到工件，相應(yīng)的這個(gè)車型的氣缸會(huì)進(jìn)行動(dòng)作，AFO為工位的意思，120是本工位的編號(hào)，240和241是POLO兩廂和三廂車型的編號(hào)。 PLC供電控制原理圖 現(xiàn)場總線及總線分支模塊的選擇 現(xiàn)場總線的選擇汽車制造業(yè)是典型的多工種、多工藝、多物料的大規(guī)模生產(chǎn)過程。總線采用獨(dú)特的環(huán)形組網(wǎng)形式和傳輸協(xié)議，它具備其他總線所沒有的準(zhǔn)確的故障定位、詳實(shí)的故障信息。INTERBUS數(shù)據(jù)通過雙絞線、光纖等介質(zhì)進(jìn)行傳輸，其物理層的主要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)環(huán)結(jié)構(gòu)，并可以自動(dòng)配置地址 。操作面板用INTERBUS連接到PLC中，SWAC是德國生產(chǎn)操作面板的供應(yīng)商，所以簡稱這個(gè)操作面板為SWAC。 這根線預(yù)制好的一端接到氣缸上，未預(yù)制的需要自己做頭的一端，在做好公頭后需要接到現(xiàn)場模塊上，現(xiàn)場模塊之間用總線連接，進(jìn)入到PLC中。這樣就可以通過控制雙手按鈕來控制整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作。雙手按鈕是給工位供氣的一個(gè)啟動(dòng)條件，那么這個(gè)啟動(dòng)條件進(jìn)入到控制柜要需要?dú)怆娹D(zhuǎn)換器即PU閥，將供進(jìn)來的氣轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，當(dāng)雙手按鈕同時(shí)拍下的時(shí)候，就進(jìn)來一股氣，通過氣電轉(zhuǎn)換器，這股氣就進(jìn)入到電氣柜內(nèi)轉(zhuǎn)化為24V電信號(hào)作為控制信號(hào)，同時(shí)，雙手按鈕上有個(gè)急停按鈕，當(dāng)工位發(fā)生不安全狀況或者緊急狀況時(shí)，工人可以拍下急停按鈕，這就需要一個(gè)繼電器，利用繼電器的觸點(diǎn)的開和斷來控制。根據(jù)第三章硬件設(shè)計(jì)的EPLAN接線電氣原理圖來進(jìn)行分配地址，在分配地址時(shí)不需要特意列出地址符號(hào)表，在組態(tài)結(jié)束后和程序下載之后，只需要將符號(hào)和組態(tài)中的硬件地址進(jìn)行鏈接即可。在柜內(nèi)接線正確的前提下，檢查現(xiàn)場布線的正確與否。在硬件方面，按照工藝和上海大眾汽車對(duì)電氣部分的要求，本文首先設(shè)計(jì)了電氣控制柜柜內(nèi)的元器件，包括空氣開關(guān)、繼電器、插線端子和氣電轉(zhuǎn)換器的選擇和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了空氣開關(guān)對(duì)硬件設(shè)備電流過大的保護(hù)作用，繼電器實(shí)現(xiàn)了當(dāng)工位出現(xiàn)意外情況時(shí)急停的功能，插線端子實(shí)現(xiàn)了柜外設(shè)備與柜內(nèi)設(shè)備的有效連接，氣電轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)了氣路和電路的有效結(jié)合。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)PLC有了新的認(rèn)識(shí)。 70年代中期以后，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時(shí)的PLC已不再是。她還為我們指明了論文方向，校定論文方向。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我受益良多。2．調(diào)試步驟。 現(xiàn)場總線耦合器地址定義輸入符號(hào)地址符號(hào)意義ST11_1IN1兩種車型共用，工件放到夾具上，傳感器感應(yīng)到信號(hào)ST11_2IN2兩種車型共用，工件放到夾具上，傳感器感應(yīng)到信號(hào)ST11_3IN3三廂車型專用，當(dāng)工件放到夾具上，感應(yīng)到工件有信號(hào)ST11_4IN4三廂車型專用，當(dāng)工件放到夾具上，感應(yīng)到工件有信號(hào)，連接方式為串聯(lián)方式，在現(xiàn)場總線分支模塊之后，就可以連接現(xiàn)場模塊，每個(gè)現(xiàn)場模塊共有16個(gè)輸入點(diǎn)，而每個(gè)氣缸上的信號(hào)線里面偶有兩個(gè)輸入信號(hào)，一個(gè)為打開到位輸入信號(hào)，另一個(gè)為夾緊到位輸入信號(hào)，因此每個(gè)現(xiàn)場模塊最多可以連接8個(gè)氣缸信號(hào)線。 電氣柜內(nèi)元器件選擇及供電方案電氣柜內(nèi)的供電全部為24V弱電，每組供電前都要加一個(gè)空氣開關(guān)，起到電流的保護(hù)作用，當(dāng)電流過大時(shí)，空氣開關(guān)會(huì)斷開，根據(jù)不同負(fù)載的要求，要選擇不同額定電流的空氣開關(guān)。雙手按鈕內(nèi)部有與按鈕配套的氣動(dòng)閥，再由氣動(dòng)閥引出三根氣管，標(biāo)號(hào)分別為3。 這5個(gè)芯的線分為棕色、藍(lán)色、白色、黑色和花色，其中棕色對(duì)應(yīng)1號(hào)孔的位置，藍(lán)色對(duì)應(yīng)2號(hào)孔的位置，白色對(duì)應(yīng)3號(hào)孔的位置，黑色對(duì)應(yīng)4號(hào)孔的位置，花色為接地線，0V，對(duì)應(yīng)中間5號(hào)孔的位置。 總線分支模塊的選擇根據(jù)工藝的要求，菲尼克斯的PLC自身帶有的輸入輸出點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，由于現(xiàn)場設(shè)備的輸入輸出點(diǎn)很多，如果選擇輸入和輸出擴(kuò)展模塊很麻煩，而且接線非常多，對(duì)于電氣柜的美觀和資源都是一種消耗，所以在上一部分我們選擇了INTERBUS總線進(jìn)行電氣柜與現(xiàn)場設(shè)備的連接，但是由于菲尼克斯的PLC無法直接連接INTERBUS總線，因此在PLC的輸入模塊后接一個(gè)總線分支模塊，INTERBUS總線內(nèi)部的信號(hào)線可以直接接到總線分支模塊的點(diǎn)上，這樣就實(shí)現(xiàn)了總線與PLC的連接。 INTERBUS總線上的主要設(shè)備有總線終端BT（BUS Terminal)上的BK模塊、I/O模塊和安裝在PC或PLC等上位主設(shè)備中的總線控制板。（雙絞線），兩個(gè)從站間距就可以達(dá)到400米，單主站最多可連接255個(gè)從站。在大眾標(biāo)準(zhǔn)里，通常用E表示輸入，在模塊上A6/+序號(hào)表示輸入模塊的個(gè)數(shù)；用A表示輸出，在模塊上用A7/+序號(hào)表示輸出模塊的個(gè)數(shù)；例：4A表示4點(diǎn)輸出，8E表示8點(diǎn)輸入。，傳感器檢測工件離開后，19a和21a延時(shí)伸出，等待下一次放工件。本控制系統(tǒng)可以在自動(dòng)狀態(tài)也可以在手動(dòng)狀態(tài)，在自動(dòng)方式下運(yùn)行可以極大的提高生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)更加穩(wěn)定、高效。汽車車身工程是目前世界汽車工業(yè)中研究最活躍、發(fā)展最迅速的一個(gè)領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的功能與質(zhì)量的要求越來越高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，產(chǎn)品的復(fù)雜程度也隨之增高，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式受到了挑戰(zhàn)。二．POLO三廂車型，夾具回到準(zhǔn)備狀態(tài)：拉桿氣缸22a縮回；夾緊氣缸11a—11b夾緊；伸縮氣缸21a伸出；伸縮氣缸20a縮回；拉桿氣缸23a伸出；夾緊氣缸23b夾緊，為放入工件做好準(zhǔn)備。 分拼夾具控制系統(tǒng)整體框圖第3章 硬件設(shè)計(jì) PLC的選擇本控制系統(tǒng)的控制器選擇菲尼克斯電氣公司的ILC 150 PLC，該控制器可用于直接集成在Inline自動(dòng)化系統(tǒng)中，該緊湊型控制器為高度模塊化，可適應(yīng)相關(guān)的應(yīng)用場合需求。這些信號(hào)相對(duì)很分散，采集點(diǎn)都處在夾具的不同部位。因此，本控制系統(tǒng)選擇INTERBUS作為現(xiàn)場總線，傳輸媒介選擇銅線，在PLC后面接有一個(gè)總線分支模塊，然后用INTERBUS總線將SWAC操作面板、閥島和現(xiàn)場模塊連接起來。 INTERBUS的幀結(jié)構(gòu) INTERBUS傳輸?shù)目煽啃訧NTERBUS的數(shù)據(jù)通過RS485屏蔽雙絞線以查分信號(hào)傳輸，可以通過交換專門的的狀態(tài)信息檢索來檢查兩個(gè)設(shè)備之間的連接狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生電纜斷裂或接觸不良時(shí)將產(chǎn)生相應(yīng)的錯(cuò)誤信息。 SWAC操作面板EPLAN電氣原理圖 SWAC操作面板的正常運(yùn)行需要的是24V直流電源，而且不涉及到任何安全問題，因此正行供給i級(jí)電就可以。機(jī)械手的垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)各由一個(gè)兩位雙電控的電磁閥控制，對(duì)工件的夾緊和放松由一個(gè)單電控電磁閥控制。由于現(xiàn)場的氣缸命名是由機(jī)械部分設(shè)計(jì)，根據(jù)機(jī)械的工藝我們只需要將氣缸命名與電氣部分相對(duì)應(yīng)即可，現(xiàn)場的氣缸和現(xiàn)場模塊的擺放位置不同，因此這樣就決定了都有哪些氣缸連接到哪個(gè)現(xiàn)場模塊上。 輸入輸出符號(hào)的地址分配菲尼克斯PLC的編程軟件為PC WORX,這個(gè)軟件使用非常方便，通過組態(tài)將INTERBUS連接的現(xiàn)場設(shè)備組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)設(shè)備都有自己的輸入輸入的地址號(hào)，只要將符號(hào)和地址號(hào)在PC WORX里直接鏈接就可以，不用刻意分配地址。步驟如下： （1）首先要先設(shè)置本機(jī)的IP地址，將本機(jī)與PLC進(jìn)行通信。在輸入點(diǎn)校驗(yàn)完成后，開始進(jìn)行輸出點(diǎn)的校驗(yàn)，輸出點(diǎn)分為SWAC操作面板上的指示燈和PLC控制的13組電磁閥，閥島上的每個(gè)電磁閥都是3位5通閥，14表示夾緊，12表示打開，用電控制的同時(shí)也可以手動(dòng)將閥打開和關(guān)斷，在這次調(diào)試中，我們用手按動(dòng)每個(gè)閥，看這個(gè)閥所控制的氣缸是否動(dòng)作，動(dòng)作后是否有反饋信號(hào)，但是在調(diào)試時(shí)，出現(xiàn)了電磁閥打開的信號(hào)控制的是氣缸的夾緊的狀態(tài)，原因是供氣的氣管接反，只要將氣管調(diào)換就可以。此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們四年來專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，是對(duì)我們能力的綜合考核。 functional improvements, strong functional interface.Central Processing Unit (CPU) is the brain of a PLC controller. CPU itself is usually one of the microcontrollers. Aforetime these were 8bit microcontrollers such as 8051, and now these are 16and 32bit microcontrollers. Unspoken rule is that you’ll find mostly Hitachi and Fujicu microcontrollers in PLC controllers by Japanese makers, Siemens in European controllers, and Motorola microcontrollers in American ones. CPU also takes care of munication, interconnectedness among other parts of PLC controllers, program execution, memory operation, overseeing input and setting up of an output. PLC controllers have plex routines for memory checkup in order to ensure that PLC memory was not damaged (memory checkup is done for safety reasons).Generally speaking, CPU unit makes a great number of checkups of the PLC controller itself so eventual errors would be discovered early. You can simply look at any PLC controller and see that there are several indicators in the form. of light diodes for error signalization.System memory (today mostly implemented in FLASH technology) is used by a PLC for a process control system. Aside form. this operating system it also contains a user program translated forma ladder diagram to a binary form. FLASH memory contents can be changed only in case where user program is being changed. PLC controllers were used earlier instead of PLASH memory and have had EPROM memory instead of FLASH memory which had to be erased with UV lamp and programmed on programmers. Wi