三菱PLC和组态王组态基于PLC的折弯机控制系统设计.docx

毕业设计（论文）题目基于PLC的折弯机控制系统设计姓名所在院系电气与控制学院专业班级指导教师（校内）指导教师（校外）20XX年12月南京科技职业学院毕业设计（论文）诚信承诺书1 .本人郑重承诺所呈交的毕业设计（论文），是在指导教师的指导下严格按照学校有关规定完成的。2 .本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。3 .本人承诺在毕业设计（论文）选题和研究内容方面没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。4 .在毕业设计（论文）中对任何侵犯知识产权方面的行为，由本人承担相应的法律责任。学生签名：日期：摘要本设计是基于PLC的折弯机控制系统设计，采用了三菱小型FX2N系列可编程控制器为核心，外加组态王组态软件为上位机，采用液压控制方式，液压泵提供动力，利用液压阀，液压缸驱动进行冷凝管折弯。采用液压系统，驱动动力大，折弯力度强,控制灵活。系统具有自动，手动，回原点，单步，单周期模式，多种操作模式，使用方便灵活。系统具有短路过流保护，急停保护，过载保护等多种保护措施。使用PLC进行控制，接线简单，编程方便，修改容易，易于扩展功能。采用组态王进行上位机控制，手动方式通过上位机操作，极大的节省了输入点，降低成本，通过上位机操作直观，方便。通过分析折弯控制要求，进行了总体设计，分析了动作流程，确定了电磁阀动作表，进行了硬件设计（包括选择PLC,进行主电路设计和控制电路设计，进行PLC输入和输出接线图设计），进行软件设计（包括定义PLC内部使用地址，编写控制流程图设计，编写梯形图和语句表程序），进行组态设计（包括定义驱动，定义数据词典，组态画面），最后使用仿真PLC软件，进行了仿真测试等。经测试，符合设计要求，达到了预期的设计目的。关键词：折弯机，可编程控制器，液压缸AbstractThisdesignisbasedonPLCbendingmachinecontrolsystemdesign,usingMitsubishismallFX2Nseriesprogrammablecontrollerasthecore,plusKingviewconfigurationsoftwareastheuppercomputer,usinghydrauliccontrolmode,hydraulicpumptoprovidepower,usinghydraulicvalve,hydrauliccylindertodrivethecondensertubebending.Adopthydraulicsystem,drivingpowerisbig,bendingforceisstrong,controlisflexible.Thesystemhasautomatic,manual,backtotheorigin,singlestep,singlecyclemode,avarietyofoperationmodes,easytouseandflexible.Thesystemhasshort-circuitover-currentprotection,emergencystopprotection,overloadprotectionandotherprotectionmeasures.UsingPLCtocontrol,thewiringissimple,theprogrammingisconvenient,themodificationiseasy,andthefunctioniseasytoexpand.Theconfigurationkingisusedtocontroltheuppercomputer,andthemanualmodeisoperatedbytheuppercomputer,whichgreatlysavestheinputpointandreducesthecost.Theoperationoftheuppercomputerisintuitiveandconvenient.Throughtheanalysisofbendingcontrolrequirements,theoveralldesigniscarriedout,theactionflowisanalyzed,theactiontableofsolenoidvalveisdetermined,thehardwaredesigniscarriedout(includingselectingPLC,designingmaincircuitandcontrolcircuit,designingPLCinputandoutputwiringdiagram),thesoftwaredesigniscarriedout(includingdefiningtheinternaluseaddressofPLC,designingcontrolflowdiagram,compilingladderdiagramandStatementtableprogram),configurationdesign(includingdefinitionofdriver,definitionofdatadictionary,configurationscreen),andfinallyusesimulationPLCsoftwaretocarryoutsimulationtest.Aftertesting,itmeetsthedesignrequirementsandachievestheexpecteddesignpurpose.Keywords：BendingMachine,PLC,HydraulicCylinder目录摘要IIABSTRACTIII第一章绪论1第二章设计要求22. 1方案确定23. 2电磁阀动作表2第三章硬件设计64. 1PLC选择63.2主电路63. 3控制73.4 PLC输入和输出分配表93.5 PLC输入和输出接线图10第四章程序设计124. 1内部使用地址124. 2流程图设计134.3PLC梯形图程序164. 4语句表程序35第五章组态设计535. 1通讯设定535. 2建立数据词典535. 3组态画面54第六章仿真测试57第七章结束语61参考文献62致谢63附录64附录1梯形图程序64第一章绪论折弯机是机械加工及制造业折弯成型的专用设备，可将机械零件折弯成L型、U型、G型等多种形式。折弯机是用于制造尺寸大、外形准确度要求较高,相对弯曲半径大的变曲率型材挤压和板弯。型材折弯是在型材预拉伸至材料屈服极限值时加载弯曲并保持一定的轴向拉力，使之压入模具的型槽内而成形的弯曲过程。卸载后折弯型材会出现曲率半径回弹及角度回弹现象，为了有效防止材料的回弹变形，折弯成形是在精确控制工件的应力、应变以及应变速度下成形的。在大量的工程实践中，折弯工艺取得了较为迅猛发展，因而，对实现折弯过程的折弯机提出愈来愈高的要求，除实现折弯生产过程自动化外，要求控制系统具有较高的智能化功能，同时还应具有较高的可靠性,简便的操作方法和良好的性价比。为了获得有效的工作长度，冷凝管一般呈多重曲管状，其获得方式是将直管通过弯管机进行弯曲，对于金属来说，其成型属于冷变形。查阅资料，了解冷凝管的用途,了解弯管机的结构和工作原理，结合所学知识，利用PLC和上位机（例如组态王）实现冷凝管弯管机多种工作方式（包括手动，回原点，单步，单周期，自动循环模式）的控制设计。第二章设计要求2.1方案确定弯管机实现如下形状的冷凝管折弯。图2-1冷凝管形状示意图弯管机主要由送料传动装置、夹紧定位装置、弯管传动装置等部分组成。送料传动装置包括送料缸和送料夹紧缸，作用是每次输送所需长度的冷凝管。夹紧定位装置包括夹紧缸、定位缸和可调挡块，作用是保证送料长度误差不大于0.5mm,弯曲角度误差不大于±0.2。弯管传动装置包括正反转气缸和齿轮齿条，作用是对冷凝管进行弯曲，保证弯曲部分截面的变形量小于20机送料定位缸可以满足不同送料长度的需要，弯曲角度定位缸可以满足不同角度的需要。顺逆弯管缸主要实现顺时针和逆时针弯曲，当加工图2T所示零件时，其动作循环是：（1）送料：送料定位缸伸出一送料夹紧缸夹紧一送料缸送料一弯管夹紧缸夹紧一送料夹紧缸松开一送料缸退回一送料定位缸退回。（2）弯管：顺逆弯管定位缸伸出一弯管缸伸出一弯管缸退回一顺逆弯管定位缸退回一弯管夹紧缸松开。这样就完成了一个动作循环，如此往复，直到完成整改工作循环。2. 2电磁阀动作表气动电磁阀工作状态表如表2-1所示，为ON的使用相应的电磁阀进行相应的动作，空位的地方停止。表2-1电磁阀工作状态表液压缸动作名称发令元件电磁铁YAOYA1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA10YA11YA12YA13YA14YA15YA16YA17YA20YA21YA22YA23YA24YA25送料送料定位缸伸出启动按钮SB1ONONONON送料夹紧缸夹紧送料定位缸伸出到位ON送料缸送料送料夹紧缸夹紧到位ON弯管夹紧缸夹紧送料缸送料到位ON送料夹紧缸松开弯管夹紧缸夹紧ON第三章硬件设计3. 1PLC选择系统共使用了31路数字量输入，24路数字量输出，共55路输入和输出，系统为小型自动化应用，可以选择小型PLC进行控制。三菱FX2N系列PLC是高性价小型PLC,性价比高，使用普及，接线简单，型号多,方便选择，因此选择三菱FX2N小型PLC进行控制。FX2N系列PLC,从点数看有16点到128点，根据使用的输入和输出点数看，可以选择FX2N-64MR,含32路数字量输入，32路数字量输出，可以满足本系统的使用需要，增加功能可以增加扩展模块。3.2主电路主电路如图3-1所示，NLIL2L3Q13XC380VQ2<<M1R1Ml欣蚁3相380V交流电接LI,L2,L3,N为设备提供工作电源，QFI是总断路器，通断整台设备电源。1是油泵电机，QF2是油泵电机断路器，通断油泵电机电源。KMl是油泵电机启动接触器，FRl是油泵电机过载保护热继电器，防止油泵电机长时间过载运行，烧毁油泵电机作用。3. 3控制控制如图3-2示，220V交流电经LI,N为控制电路提供交流电源，QF3是控制电路断路器，通断控制电路电源。FUI是控制电路熔断器，起到短路过流保护作用。Al是直流开关电源，将220V交流电变成24V直流电，供PLC输入和输出使用。220V交流电经断路器QF3,熔断器FUl,为PLe提供220V工作电源。YAO是送料夹紧缸夹紧电磁阀，KAl是送料夹紧缸夹紧控制继电器，PLC通过控制KAl线圈得电，KAI常开触点闭合，YAO线圈得电，送料夹紧缸夹紧