基于ab-plc的多mps零件加工工作站控制上下位机_毕业论文设计(编辑修改稿)

基于ab-plc的多mps零件加工工作站控制上下位机_毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

置缩回。 旋转平台旋转 60176。 （ 6） 电气分支模块将工件传送到下一个工作站。 该顺序描述的是一个工件在加工单元的工作顺序。 一旦在进料工位 1 中有 工件，加工循环既启动。 图 MPS 系统流程图 Fig the procedure of the MPS system of AutoCAD 复位灯 L 2 闪S 2 = 1 amp。 已上电复位 ：转盘转动 K 1 = 1B 2 = 1 amp。 1 B 1 = 1 amp。 2 B 1 = 1 amp。 3 B 1 = 1开始灯 L 1 闪S 1 = 1等待工件输入检测到工件后计时B 1 = 1 amp。 T 40 = 1amp。 S 3 = 1夹紧工件 3 Y 1 = 1 打孔 1 Y 1 = 13 B 2 = 1 amp。 1 B 2 = 1打孔完成1 Y 1 = 0 amp。 3 Y 1 = 01 B 1 = 1 amp。 3 B 1 = 1检测工件 2 Y 1 = 12 B 2 = 1完成检测 2 Y 1 = 02 B 1 = 1上电 / 运行转盘转动 K 1 = 1延时 T 41 读取信号B 2 = 1转盘转动 K 1 = 1延时 T 41 读取信号B 2 = 1转盘转动 K 1 = 1延时 T 41 读取信号B 2 = 1返回至 ：等待工件输入 13 各功能性模块 控制要求 的分析 及其实现 旋转平台模块 旋转平台模块由 DC 马达驱动。 旋转平台有 6 个旋转位置，电感式传感器检测平台的位置。 6 个工件存放槽中的每一个都在中心有一个圆孔，这有利于电容式传感器进行检测。 如图 对旋转平台的控制，首先，在单或多周期自动循环模式 下，旋转平台在进料工位检测有工件进入时，平台应当旋转 60度，每旋转 3 此后，工件将被送达到工件送出位，通往下一平台。 由于所有的硬件传感器都是虚拟的，不能通过系统自动检测工位信号，因此，在程序中编辑一个计数器 CTU,以旋转平台电机启动的上升沿作为计数信号，当进料位为输出为 1， 计数 到第一次电机启动，可认定有工件进入到加工平台上，设计一个继电器命名“平台工作中”并在此时闭合，确保有工件加工时平台不会重复进料。 当计数 满 3 次，认定工件 即将在本次平台转动后离开加工平台。 同时，计数器的 DN 位断开上述继电器，平台可继续上料， 并同时导通计数器的 “ RES” 进行计数复位，为下一周期准备。 手动模式时，手动按钮会单独启动平台电机，使平台工作。 如图。 图 旋转平台模块 Fig the module of the revolving stage of AutoCAD 14 图中，当 有工件位于进料工位时， I。 0/1 闭合，当平台未工作时， O。 0/0 的常闭导通，启动平台电机，同时， O。 0/0 的常闭断开，此时无法继续进料。 当电机启动， T4。 0/TT位的上升沿被计数器 C5。 0 记录，当计数满 3 次时， C5。 0/DN 闭合，使得 O。 0/0 失电，同时对自己进行复位，系统结束此次循环。 需要注意的是，对 C5。 0/DN 的调用位置，不可以晚于复位命令或 早于 C5。 0 所在的命令行。 如图中，若将 03行移至 02 之前，则在C5。 0 的复位命令已经执行后的下一扫描周期，才会读取 C5。 0/DN 位的值，显然此时无图 旋转平台程序举例 Fig the sample program of the revolving stage of AutoCAD 15 法达到设计要求。 检测 模块 工件存放槽中的工件被检测是否处于正确的位置上。 如果工件的开口向上，检测模块的探头可以达到下限位。 当检测模块中的活塞杆缩回到上限位时，触发电感式传感器。 如图 当平台承载着工件到达检测位时， 检测杆 下降至下限位置检测头检测工件是否放置正确 ，此后检测杆上升回到上限。 若检测传感器检测放置正确，则加工流程继 续。 在编辑程序仿真时，要特别注意的是在手动模式，以及紧急停止情况下的系统反应。 在手动操作时，若旋转平台在旋转时，使检测杆下降的命令应当禁止执行。 且当检测杆出于下限位置时，系统应当阻值旋转平台的启动，避免硬件的损坏。 此外，若检测杆已到达下限 /上限时，手动使检测杆下降 /上升的操作应当不可执行。 上述控制要求，在缺少实图 检测模块 Fig the examination module of AutoCAD 16 时传感器的仿真程序中，应当落实并能够在上位机的动画中表现出来。 实例程序如图. 上图中， T4。 0 与 T4。 1 分别代表检测杆的下降与上升动作。 每个计时器的完成位，都分别启动对应的检测杆下限 及检测杆上限继电器。 由此一来，当检测杆已到达两端时，系统不会再次执行继续移动的操作。 此外，为了在人机界面中便于动画对检测杆位置的表现，可将两个计时器的 ACC 计数位通过 MOV 控件，将计数值送到 Float 中，并在RSView32 中将 Float 的值表现为图形对象的垂直滑移，程序如下图 图 检测模块程序举例 1 Fig the sample program of the examination module 1 of AutoCAD 17 当钻机下降时，将 ACC 位赋予 F8。 0,当 4 秒计时完成， F8。 0 值位 4，在监控界面中图形垂直滑移位 4。 当检测杆上升时，将 4 与 T4。 1/ACC 位的差值赋予 F8。 0。 即当上升 4 秒到达上限时， F8。 0 为 0，监控画面 中的图形垂直位移并返回初始位置。 钻孔 模块 钻孔模块用于模拟对工件圆孔的抛光。 一个电气夹紧装置将工件固定。 钻机的进给和缩回由无杆缸带动。 一个电气马达驱动无杆缸，一个继电器回路驱动马达。 钻机的马达通过 24VDC 而工作，但是速度不能调节。 钻机的运动末端位置由限位开关检测。 当钻机达到末端位置时，无杆缸反向运动。 如图 图 检测模块程序举例 2 Fig the sample program of the examination module 2 of AutoCAD 18 当工件位于钻孔位置时，首先，夹头杆伸出，夹头加紧工件，钻机下降至下限，此后返回至上限，夹头松开，夹头杆缩回，旋转平台将工件转送至出料位置。 在采用 PLC对其进行仿真的过程 中，大体方法与上述的检测杆的仿真方法近似，只是在无杆缸的垂直运动的流程之外添加夹头杆和夹头的动作。 不过钻孔模块特有的工作要求，是需要程序能够随时记录钻机的垂直位置。 在系统运行时，一旦急停，钻机应停留在当前的位置，且进入手动单步时，倘若不需要对当前的工件进行钻孔，或是需要重复钻孔时，钻机应当可以根据控制随意的上下运动。 同样，和检测杆相似，当钻机到达两端时，应当无法继续想端点运动。 并且当钻机出于下限位置时，夹头杆已伸出或是夹头已夹紧时，平台应当无法旋转，避免硬件的损坏。 示意程序如图 . 图 钻孔模块 Fig the drilling module of AutoCAD 19 正如 上图所示， 大体操作模式与检测杆类似，计数器的 TT 位将 ACC 的计数值实时的转移到 F8。 1 中，在监控画面中通过对 F8。 0 的值的动画表示来体现钻机的运动。 I。 0/2为手动模式的开关，当 I。 0/2断开时，计数器失电保持， F8； 0 的值保持断电前的数值，使得在监控画面中的等效图形在运动的中途停止。 O。 0/18 和 O。 0/19为钻机下降和上升按钮所导通的，带有自锁的继电器。 这样一来，在 I。 0\2断开的情况下，对应的 Output使计时器重新得电，继续未完成的动作。 实现在急停后，钻机可以向任意两端运动，进行不钻孔和多次钻孔的 操作方法，如下图 所示。 图 钻孔模块程序举例 1 Fig the sample program of the drilling module 1 of AutoCAD 20 在图中， O。 0/24 为钻机的下限开关，当钻机已到达下限时， O。 0/24 的常闭断开，I。 0/8的操作无法导通。 而当钻机在钻孔结束返回上限的时候突遇急停， T4。 7 断电保持，使得其 TT 位保持导通，则图 的第二行指令导通，将可移动的总距离与已上升的距离相减，将其赋予到 T4。 6/ACC 位，使得钻机从之前停止的位置反向向下移动。 对于反方向的急停情况同理可得。 由此而来，便实现了可任意、随时控制钻机的上下运动。 RTO 控制时序 本次设计中，因为系统是全仿真，因此系统运作流 程需要计时器的全程引导，且存在急停功能，以及手动的调试，修正，因此必须选用 保持型计时器，做到断电保持。 RSLgix 500 的指令中， Timer ‘ TON’ 和 ’ TOF’ 计时器在梯级条件变假时，累计值和DN位都要被复位，梯级条件变为真后又重新计时 ,因此采用 采用能累积计时的 RTO指令。 当梯级条件为真时， RTO 指令开始计时。 当下列任何情况发生时， RTO 指令保持它的累计值： 图 钻孔模块程序举例 2 Fig the sample program of the drilling module 2 of AutoCAD 21 1） 梯级变假； 2） 用户改变到编程方式； 3） 处理器出错或断电。 当处理器重新运行或阶梯变真时， RTO 计时器从保持的值开始继续计时，直到累计值达到 预置值。 如果需要复位其累计值和状态位，可在另一阶梯中用 RES 指令对相同地址的计时器复位。 无论任何情况，复位指令总是优先执行。 即只要使能复位指令，无论计时器是否正在计时，累计值及状态位总被复位为 0。 PLC 时间顺序循环控制程序设计常见错误分析 [11]。 RTO 指令的状态位的变化情况如下 图 传感器 的分析与仿 真 电容式传感器 (旋转平台，工件的检测 ) 电容式传感器用于检测工件 ，安装在安装架，工件存放槽的下方。 工件可以改变电容式传感器的电容。 无论颜色和材料，电容式传感器都可以检测到工件。 电容式传感器在本工作站用于元件定位，检测和钻孔。 对其的仿真比较简单，设置其位 I。 0/1,当闭合时则视为有工件请求进入加工平台。 在监控界面中，可设置 2枚按钮，对按钮的执行指令分别设置为‘暂时闭合 I。 0/1’以及‘置 I。 0/1为 1’。 这样，前者可作为单周期的启动按钮，而后者则为循环周期的启动按钮。 如图 . 状态位 置位条件 保持置位直到下列情况发生 DN 累计值 =预置值 相应的 RES 指令使能 TT 梯级为真且累计值 预置值 梯级变为假或被 DN置位 EN 梯级为真 梯级变为假 图 RTO 指令表 Fig the RTO instruction chart of AutoCAD 22 电感式传感器 (旋转平台，定位 ) 电感式传感器用于确定旋转平台是否处于正确的位置。 传感器可以检测金属材料。 在本设计中，在旋转平台模块的介绍中，已阐述平台旋转定位的方法，即用 CTU 对转台电机启动的上升沿进行计数，计数 1次对应检测环节，计数 2 次对应钻孔环节，计数满3次视为运出加工完成的工件。 图 自动周期按钮 Fig the buttons for auto circulate of AutoCAD 23 在上图中，三个计时器分别代表在自动运行模式下，平台搭载工件从进料到检测、钻孔、出料的 3 次旋转动作，而程序第四行中的 T4。 11 则是为了时刻记录平台转动的角度和 位置。 比方说， 在自动模式下， 当 系统急停，平台转动了一半，那么在 T4。 11 中则计时停留在 2 秒，此时按下手动按钮， O。 0/20 的常开会使计时器继续计数，即完成平台的转动动作。 程序看似繁杂，其实都是为了弄够在组态界面上显示动画而设计的，O。 0/11 的存在，是为平台正在转动的指示灯所设计，而 T4:11 的 ACC 位则是为逐帧动画的提供实时数值所存在的，这一点在下文中会详细表述。 图 转盘功能的实现 Fig the program of the revolving stage of AutoCAD 24 微动开关 (钻孔，无杆缸。