毕业设计（论文）PLC在汽车转向器磨合机中的应用

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1、成 都 大 学毕业设计（论文）题 目： PLC在汽车转向器铆点磨合机中的应用 作者姓名： 学号：指导教师： 职称： 教 授 所在学院：电子信息工程学院 专业： 自动化 答辩日期： 2007年6月15日 2007 年6月 11日成都大学学士学位论文（设计）PLC在汽车转向器磨合机中的应用 摘要：作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制的主流控制设备，在世界各地发挥

2、着越来越大的作用。 论文中对PLC的定义，硬件结构、软件等做了详细介绍，由于系统采用日本三菱公司生产的FX2N-64MR型PLC进行控制，所以对FX系列可编程控制器及其基本指令也作了介绍。 本论文研究的主要内容是如何利用PLC解决机床的控制问题。达到加工时的启动平稳、运行可靠、故障率低的目的。重点介绍了FX系列可编程控制器的编程元件及梯形图的编制规则；PLC安装接线的输入输出端子对照表以及梯形图程序。通过通讯过程调试，单机、联动试车，成功地完成了PLC对该生产线的自动控制。不但对客户公司在数控机床领域的发展起到了重要的推动作用，而且为其他生产企业提供了难得的借鉴经验。关键词： 可编程控制器；自

3、动控制；梯形图PLC in automobile steering gear in therun-machine applicationsABSTRACT： In recent 30 years, PLC as a general industrial controlling computer system experienced a leap from line connected logic to storage logic. Its functions become tremendously wider and has achieved a progress form logical c

4、ontrol to digital control and Its applied fields has covered simple control of single facility, controlling movement with competence, collecting and distributing control etc. Nowadays, PLC has become the main facility of industrial control and has made great contribution to the world development.The

5、 article introduces the definition of PLC and provides the detail introductions of hardwares structure& softwares operating principles. The PLC applied in system is the type of FXZN-64MR from MITSUBISHI in Japan. Therefore, the basic instructions in PLC of FXZ were also include in the paper.The arti

6、cle is mainly written to solve the controlling problems in a certain manufacture line by using PLC, so as to achieve the goals of stable starting, reliable operations and low errors rate. The paper significantly introduces the program component of PLC in FXZN, drawing -up regulations of ladder diagr

7、am. The aim of auto-control is also achieved by communication testing, stand-along, linkage debugging by using PLC. Not only to client companies in the field of CNC machine tools has played an important role in promoting, but for other production enterprises with a rare draw on experienceKey words：

8、programmable controller；automatic control；Ladder diagram目 录摘要I关键词IABSTRACTIKey wordsI绪论11PLC基础知识介绍21.1 PLC的硬件21.2 PLC的软件31.2.1 系统软件31.2.2应用软件32.PLC选型硬件及软件设计5 2.1 PLC选型及硬件电路设计52.1.1 可编程控制器的应用开发要素52.1.2 PLC的选型52.1.3 汽车转向器铆点磨合机设计52.2 PLC软件设计92.2.1 三菱FX系列PLC产品概述与指令92.2.2 PLC输入输出端子对照表92.3.3 PLC程序设计103. 安

9、装和调试133.1 安装可靠性技术要求133.2 通讯过程调试143.2.1系统设置143.2.2 数据传送143.3 单机调试143.3.1 手动调试143.3.2 自动调试程序14结论15致谢16参考文献17附录1 18附录2 33III成都大学学士学位论文（设计）绪 论 在PLC诞生之前，工业控制设备的主流品种是以继电器、接触器为主体的控制装置。随着工业自动化程度的不断提高，使用继电器电路构成工业控制系统的缺陷不断暴露出来。首先是复杂的系统使用成百上千个各种各样的继电器，成千上万根导线连接得密如蛛网。只要有一个继电器、一根导线出现故障，系统就不能正常工作，其次是这样的系统维修及改造很不容

10、易。而在20世纪6070年代，社会的进步要求制造业生产出小批量、多品种、多规格、低成本、高质量的产品以满足市场需要，不断地提出改善生产机械功能的要求。加上当时电子技术已经有了一定的发展，于是人们开始寻求一种以存储逻辑代替接线逻辑的新型工业控制设备。这就是PLC，世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器，人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，成为真正具有计算机特征的工业控制装置

11、。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。因而人们称可编程控制器是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪70年代中期，可编程控制器进入了实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型的体积、更可靠的工业抗干扰设计、极高的性价比等优势比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得了广泛的应用。例如，在世界第一台可编程控制器的诞生地美国，权威情报机构1982年统计数字显示，大量应用可

12、编程控制器的工业厂家占美国重点工业行业厂家总数的82%，可编程控制器的应用已位于众多的工业自控设备之首。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪末期，可编程控制器的特点是更加适应于现代工业控制的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机及超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元，通讯单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得

13、到了长足的发展。本课题来源于成都天兴仪表（集团）有限公司工模具中心承接天兴山田车用部品有限公司的一设计任务。成都天兴仪表（集团）有限公司工模具中心是天兴集团下属以工（模）具、量（刃）具、非标准件（以下简称非标）的设计与制造以及热处理为主的子公司；成都天兴山田车用部品有限公司系天兴集团与日本山田株式会社合资的又一子公司，主要从事汽车、摩托车零部件的开发和生产。汽车转向器是山田公司产品之一，生产过程中，较多产品铆接后，转动较紧，不灵活。为了保证产品的安全可靠性和出厂时的一致性，以及驾驶人员对汽车操控的舒适性；同时为了提高产品质量和减少工人的劳动强度，提出了用机器磨合的构想。根据生产单位的要求，针对

14、这个问题，我实习所在的工模具成立了以杨江龙工程师为组长的设计小组，攻克采用PLC控制的汽车转向器铆点磨合机这一非标设计课题。1.PLC基础知识介绍1.1 PLC的硬件1.1.1 PLC的定义可编程控制器(PROGRAMMOBLE CONTROLER)简称PC，个人计算机(PERSONAL COMPUTER)也简称PC，为了避免混淆，人们将最初用于逻辑控制的可编程控制器叫做PLC。在1987年颁布的PLC标准草案中对PLC作了如下定义： PLC是一种专门为了在工业环境下应用而设计的数字运算操作装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指

15、令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各类型的机械或生产过程。PLC及有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。1.1.2 PLC的特点 总的说来PLC有如下几个特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强：高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代化大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的抗干扰性。（2）配套齐全，功能完善，适应性强：PLC发展到今天，己形成了大、中、小各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域

16、。（3）易学易用，深受工程人员欢迎：PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相接近，只用PLC少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，改造容易：PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大大缩短了。同时，维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备通过改变程序改变生产过程成为可能。（5）体积小，重量轻，能耗低。1.

17、1.3 PLC的应用领域目前，PLC在国内已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类：（1）开关量的逻辑控制（2）模拟量控制（3）运动控制（4）过程控制1.1.4 PLC的硬件结构 世界各国生产的可编程控制器外观各异，但作为工业控制计算机，其硬件结构大体相同。主要由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROME）、输入输出器件（I/O接口）、电源及编程设备几大部分构成。PLC硬件结构框图如图1-1所示。图1-1 PLC硬件结构框图1.1.5、可编程控制器的分类（1）按硬件结构分类：单元式结构、模块式结构（积木式）

18、、,叠装式结构（2）按应用规模及功能分类：超小型（64点以下）、小型（64128点）、中型（128512点）、大型（5128192点）、超大型（8192点以上）可编程控制器还可以按功能分为低档机、中档机、及高档机。1.2 PLC的软件PLC软件包含系统软件及应用软件两大部分1.2.1 系统软件 系统软件除了包含系统的管理程序外，还包括一些供系统调用的专用标准程序块等。系统管理程序用以完成机内运行时间的分配、存储空间的分配管理，及系统自检等工作。用户指令的解释程序用以完成用户指令变换为机器码的工作。系统软件在用户使用可编程控制器之前就己经装入机内，并永久保存，在各种控制工作中并不需要做什么调整。

19、1.2.2应用软件应用软件也叫用户软件。是用户为达到某种控制目的，采用PLC厂家提供的编程语言自主编制的程序。应用程序的编制需使用可编程控制器厂方提供的编程语言。至今为止还没有一种能适合于各种可编程序控制器的通用编程语言。但由于各国可编程控制器的发展过程有类似之处，可编程控制器的编程语言及编程工具都大体差不多。一般常见的有如下几种编程语言表达方式。（1）梯形图（ladder diagram）：梯形图语言是一种以图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，是从继电器电路图演变过来的。梯形图中所描绘的图形符号和继电器电路图中的符号十分相似。因而设绘梯形图的一种思路可以将可编程控制器中参与逻辑组

20、合的元件看成和继电器一样的器件，具有常开、常闭触点及线圈，且线圈的得电与失电将导致触点的相应动作。再用母线代替电源线，用能量流概念来代替继电器中的电流概念，使用绘制继电器电路图类似的思路绘制梯形图。根据国际电工委员会（IEC）1994年5月在PLC标准中推荐的。另还有如下几种编程语言，因本文采用梯形图编写程序，不一一表述（2）指令表（Instruction list）（3）顺序图（Sequential chart）（4）功能块图（Function block diagram）（5）结构文本（Structured text）2.PLC的选型硬件及软件设计2.1 PLC选型及硬件电路设计2.1.1

21、 可编程控制器的应用开发要素 可编程控制器是通用的工业控制计算机。从原则上讲，可以应用在各种工业控制场合。将可编程控制器应用于某个工业控制场合的过程称为可编程控制器的应用开发。不经过应用开发，它在任何场合都不能直接使用。 PLC的应用过程大致是这样的：第一步要把可编程控制器连接进控制系统。一个控制过程总有主令信号，反馈信号及执行信号，这些信号都要接进可编程控制器或由可编程控制器输出。说具体一点就是可编程控制器的输入输出口的连接，发出主令信号的按钮、开关，形成反馈信号的各种传感器和输入口的连接。输出口是发出执行信号的，继电器、接触器和电磁阀这些执行器件要接在输出口上。此外还要选择一些机内器件参加

22、控制工作，比如，时间控制少不了定时器，计数离不开计数器。第二步要编制程序。程序是描述机内各种器件的关系的，当机外的信号接入了输入输出口后，被控系统的要求就体现为机内器件的关系。一个控制工程的控制要求，实际上就是控制现场各种信号之间，各种信号与时间，各种信号与空间的控制关系的总和，而完成这个控制功能的可编程控制器的软件正是这种要求的体现。清楚了解控制系统有哪些要求，知道有哪些可编程控制器可供选择，把握编程的思路及技巧也是重要的。2.1.2 PLC的选型根据机床实际控制要求I/O电数的多少、程序容量的大小、运算响应速度和其它特殊控制要求选择合适的主控制PLC。我们查找和阅读了涉及PLC的大量技术资

23、料和IEC标准，在世界范围内对PLC生产厂家及其PLC性价进行了对比；并针对用户要求，在满足设计要求的情况下，结合具体情况和与用户的进一步沟通，由于采用的传感器较多，最后选择了日本三菱公司生产的FX2N-64MR型PLC。2.1.3 汽车转向器铆点磨合机设计根据用户要求，需对转向器一铆点进行N次磨合（磨合次数可调，5-95次）并检测其磨合后该点力矩是否合格（合格OK显示，不合格显示NG）。要求装夹工件方便，扭矩高和扭矩低分别NG指示，异常报警，异常解除，复原位置并指示等。另外用户要求PLC输入，输出应留有一定空余空间，以便日后可以增加其余功能。（1）设备仕想图如图2-1所示：电气安装板控制面板

24、检测缸中立缸上顶气缸产品下压气缸夹紧缸气动元件安装板图2-1 磨合机硬件仕想图（2）铆点磨合机电路见图2-2 由于考虑节约PLC输入，输出点数，各气缸手动均直接控制相应的电磁阀，而不进入PLC控制。各缸手动控制是为了调试方便和能手动操作各缸动作。控制各气缸的电磁阀均采用24VDC供电，确保安全。PLC供电采用了电源滤波器，防止干扰进入PLC引起控制逻辑混乱。图2-2 铆点磨合机电路（3）铆点磨合机动作流程框图见图2-3图2-3 铆点磨合机动作流程图2.2 PLC软件设计2.2.1 三菱FX2N系列PLC产品概述与指令（1）FX2N系列可编程控制器的产品基本概述如下：FX2N：代表PLC型号为F

25、X-2N系列的；64:代表模块的基本控制I/O点数为64点(32点输入/32点输出)；M:代表模块的型式为MPU基本控制单元；R:代表开关信号输出为继电器(Relay)输出。（2）本课题常用的几个基本指令如表3-1所示表2-1 基本指令一览表指 令名 称功 能SET置位置位并保持RET复位复位并保持清零MC主控公用串行用线圈指令OR或并行连接一个a接点ADN 与串行连接A接点END结束程序结束2.2.2 PLC输入输出端子对照表PLC输入、输出端子对照表分别如下表2-2、表2-3所示表2-2 PLC输入端子对照表输入点地址输入点定义输入点地址输入点定义X00操作电源X20上顶缸原位X01手动X

26、21上顶缸前位X02自动X22中立缸后位X03异常解除X23中立缸前位X04复原位X24扭矩缸原位X05指示灯确认X25扭矩缸前位X06启动一X26X07启动二X27X10磨合次数设置1X30X11磨合次数设置2X31X12磨合次数设置4X32X13磨合次数设置8X33X14夹紧缸原位X34X15夹紧缸前位X35X16下压缸原位X36X17下压缸前位X37表2-3 PLC输出端子对照表输出点地址输出点定义输出点地址输出点定义Y00操作电源Y20中立缸退Y01手动Y21扭矩缸高压Y02自动Y22扭矩缸低压Y03原位置Y23扭矩缸退Y04自动运行Y24Y05异常报警Y25Y06扭矩OKY26Y07

27、高压NGY27Y10低压NGY30Y11夹紧缸夹紧Y31Y12夹紧缸放松Y32Y13下压缸上升Y33Y14下压缸下降Y34Y15上顶缸上升Y35Y16上顶缸下降Y36Y17中立缸进Y372.3.3 PLC程序设计 用户程序的设计是PLC应用中最关键的问题。在掌握PLC指令以及操作方法的同时，还要掌握正确的程序设计方法，才能有效地利用可编程控制器，使它在工业控制中发挥巨大作用。一般用户程序的设计可分为经验设计法和状态流程图设计法等。本课题采用梯形图作为控制程序，结合动作流程图，在杨江龙工程师的悉心指导下采用“经验编程法”进行编程。2.3.3.1 经验编程法 经验编程法沿用了继电器控制电路的设计方

28、法设计梯形图。就是在基本控制单元和典型控制环节基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，依靠经验直接设计控制系统。不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调整和修改梯形图，并通过增加中间编程元件，最后才能达到一个较为满意的结果。这种方法没有普遍规律可以遵循，具有很大的随意性，最后的结果也不是唯一的。由于依赖经验设计，因此要求设计者具有丰富的经验，要能熟悉掌握控制系统的大量实例和典型环节。“经验编程法”基于以下几点：（1）PLC的编程，从梯形图上来看，其根本点是找出符合控制要求的系统各个输入的工作条件，这些条件又总是以机内各种器件的逻辑关系出现的。（2）梯形图的基本模式为启-保-停电路，每个启

29、-保-停电路一般只针对一个输出，也可以是中间变量。（3）梯形图中有一些约定俗成的基本环节，它们都有一定的功能，可以像积木一样在许多地方应用。 “经验编程法”编程步骤如下:（1）在准确了解控制要求后，合理地为控制系统中的事件分配输入输出口。选择必要的机内器件，如定时器、计数器、辅助继电器。（2）对于一些控制要求简单的输出，可直接写出它们的工作条件，依启-保-停电路模式完成相关的梯形图支路。工作条件稍复杂的可借助辅助继电器。（3）对于较复杂的控制要求，为了能用启-保-停电路模式绘出各输出口的梯形图，要正确分析控制要求，并确定组成总的控制要求的关键点。以空间类逻辑为主的控制中关键点为影响控制状态的点

30、，在时间类逻辑为主的控制中，关键点为控制状态转换的时间。（4）将关键点用梯形图表达出来。关键点总是要用机内器件来代表的，在安排机内器件时需要考虑并安排好。绘制关键点的梯形图时，可以使用常见的基本环节。（5）在完成关键点梯形图的基础上，针对系统最终输出进行梯形图的编绘。使用关键点综合出最终输出的控制要求。（6）审查以上草绘图纸，在此基础上，补充遗漏的功能，更正错误，进行最后的完善。2.3.3.2 绘制梯形图（1）在绘制梯形图之前，我们根据控制流程先画出程序（动作）流程图（见图2-3）。（2）控制过程中，PLC上电，开始初始化，合上运行键后自检，若本身有故障就报警输出。人工检测排除后重新启动。若无

31、故障，开启操作电源开关，主程序上电，供后续程序工作。手动位是为方便调整而设，在手动情况下，可单独操作各缸的动作。在自动情况下，只需双手按压启动按钮，启动PLC自动控制，自动完成各种动作。设备发生故障和检测不合格时，蜂鸣器将报警输出。（3）具体编程步骤开启操作电源SA01（X00）后，本程序共分三部分：手动控制部分：在手动自动转换开关SA02置（X01）情况下，点动控制各气缸单独动作，结合各气缸上的磁控开关，主要用于设备的调整。当发生故障时，设备停机并报警，还设置了异常解除按钮，复原位置按钮和指示灯确认按钮等。按压异常解除按钮SA03（X03）将解除报警，此时停机位置不在装夹原位置，只要按压复原

32、位置按钮SA04（X04），各个气缸将按设定顺序自动回到装夹位置（原位置），方便下一次装夹工件。指示灯确认按钮SA05（X05）是为了让操作者随时检查各指示灯和报警灯的状况，避免出现异常；按下该按钮，各指示灯和报警器将工作。自动控制部分：在自动SA02（X02）情况下，双手按压启动按钮SA06（X06），SA07（X07），夹紧气缸由原位置（X14）前进夹紧，夹紧气缸前位磁控开关（X15）动作；上顶气缸由原位置（X20）上升到前位置（X21）将工件顶起，到前位置后下降到原位置（X20）；中立（定位）气缸由前端（原位置）（X23）后退到始端（X22）让开被磨合工件；下压气缸由原位置（X16）下降

33、到前位置（X17）将工件压下，到前位置后上升到原位置（X16）；上顶气缸由原位置（X20）上升到前位置（X21）将工件顶起，到前位置后下降到原位置（X20）；通过磨合次数选择开关SA08（8421拨码波段开关）（X10，X11，X12，X13）选择磨合次数，共分十个档位（可选择5次-95次），进行重复磨合（M60），采用内部计数器C计数，计数到设定值时，自动停止计数，转入中立气缸由始端（X22）前进到末端（原位置）（X23）支撑工件，并复位计数器；下压气缸由原位置（X16）下降到中间位置（X26）将工件压下，使工件保持平衡，到中间位置后上升到原位置（X16）；此时给扭矩气缸通低压，延时1S，扭

34、矩气缸前进但未到其前位置（X25），顶不动工件，则低压OK，如顶动工件到达扭矩气缸前位置（X25），则低压NG并报警停机。低压OK，再给扭矩气缸通高压，延时0.5S，扭矩气缸前进且到达前位置（X25），顶动工件则高压OK，如虽顶动工件但扭矩气缸前进不到前位置（X25），则高压NG并报警停机。高压OK，扭矩气缸由前位置后退到原位置（X24）；下压气缸由原位置（X16）下降到中间位置（X26）将工件压下，使工件保持平衡，到中间位置后上升到原位置（X16）；置夹紧气缸到放松（X14）状态，全部自动工作完成。自动复原位置：工件原位置是为了保证工件在磨合前和磨合后的位置保持不变，自动工作发生异常报警时，

35、各气缸可能在任意位置，所以需要复原位置。当发生异常报警时，应将手动/自动转换开关SA02由自动位置（X02）转换到手动位置（X01），先按异常解除按钮SA03（X03），再按复原位置按钮SA04（X04），不管在任何位置，将按下面步骤回工件原位置：下压气缸将上升到原位置（X16），上顶气缸将下降到原位置（X20），扭矩气缸后退到原位置（X24），中立气缸前进到末位（原位置）（X23），然后放松夹紧气缸到原位置（X14），工件原位置指示灯亮，才能装夹工件进行下一步工作。 其具体梯形图见附录1该程序采用置复位指令SET xx，RST xx较多；其目的是使思路更加清晰，方便于顺序控制编程，程序简洁明

36、了，而不需记住很多内部继电器触点；缺点是使用时复位较繁锁，尤其是报警后的异常解除。3.安装和调试3.1 安装可靠性技术要求PLC是专门为工业生产服务的控制装置，通常不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。但是当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，都不能保证PLC的正常运行。PLC在使用过程中应注意以下几个问题：3.1.1. 工作环境（1）温度：PLC要求环境温度在55。安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大，开关柜上、下部应有通风的百叶窗，防止太阳光直接照射;如果周围环境温度超过50C，要安装电风扇，强迫通风。（2）湿度：为了保证PLC的绝缘性能，

37、空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。（3）震动：应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10-55HZ的频繁或连续振动。当使用环境不可避免振动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。（4）空气：避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有许多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中，并安装空气净化装置。（5）电源：PLC供电电源为50HZ、 220（110%）V的交流电，对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的抵御能力。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境，可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。还可以在

38、电源输入端串接LC滤波电路。 FX系列PLC有直流24V输出接线端，该接线端可以为输入传感器(如光电开关等)提供24V电源。当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。3.1.2 安装与布线（1）动力线、控制线以及PLC的电源线和工作零线应分别配线。 （2）PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。（3）PLC的输入输出最好分开走线，开关量和模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端接地。（4）交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远

39、离高压线。3.1.3 I/O端的接线（1）输入接线：输入线一般不要超过30m。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入线可适当长些；输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开；尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。（2）输出连接：输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源；由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件；采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电

40、器的寿命，因此采用电感性负载时选择继电器工作寿命要长。3.1.4 外部安全电路为了确保整个系统能在安全状态下可靠工作，避免由于外部电源发生故障、PLC出现异常、误操作以及误输出造成的重大经济损失和人身伤亡事故，PLC外部应安装必要的保护电路。（1）急停电路。对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以保护之外，还应设计外部紧急停车电路，使得PLC发生故障时，能将引起伤害的故障电源可靠切断。（2）可编程控制器有监视定时器等自检功能，检测出异常时，输出全部关闭。但当可编程控制器CPU故障时就不能控制输出，因此，对于能使用户造成伤害的危险负载，为确保设备在安全状态下运行，需设计外电路加以保护

41、。（3）故障的报警及保护。对于易发生事故的场所，为了确保控制系统在事故发生时仍可靠的报警及保护，应将与事故有联系的信号通过外电路输出，以使控制系统在安全状况下运行。3.1.5 PLC的接地 良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。PLC的接地线与机器的接地端相接，接地线的截面积应不小于2mm;如果要用扩展单元其接地点应与基本单元接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC接上专用地线，接地点应与动力设备的接地点分开;若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能靠近PLC。3.2 通讯过程调试3.2

42、.1系统设置端口设置：设置计算机RS232端口与PLC相连，操作方法是执行PLC-端口设置菜单操作，根据计算机RS232端口位置设置COM1。串口设置：使用RS232C适配器FX-232ADP及RS命令来设置显T通信格式，对数据寄存器D8120的内容进行设置。3.2.2 数据传送 程序传送:将已创建的顺控程序成批传送到PLC中。操作方法由执行 PLC- 传送一读入菜单操作完成，选择读入时，在PLC类型设置对话框中将已连接的PLC类型设置好。3.3 单机调试为了生产中维修等其它生产工艺的需要，我们设计手动和自动两种控制，自动位由PLC控制。3.3.1 手动调试在监视PLC状态下进行：装夹工件前，

43、首先手动操作各缸动作是否正常，有无机械卡阻情况；手动正常后，装夹工件，分别手动各气缸，使其在原位置时对应的磁控开关亮，到达设计所需前位置时，调整各缸对应的磁控开关，使其分别点亮，手动调整即告完毕。在手动调试过程中，发现高压顶不动工件，换几个工件均出现该情况，怀疑气压不够，检测高压气压表，证实问题所在，手动调节压力开关，再开机测试，问题解决。3.3.2 自动调试程序该步主要调试设计程序，调试时应在PLC监视状态下进行。该步主要参照动作流程图要求并结合自动控制部分对程序进行调试，以期达到设计动作要求。经过实践证明，由PLC控制的系统结构简单、操作方便、启动平稳、运行可靠、故障率低。由于操作方便，所

44、以提高了运行效率，保证了产品质量。该系统的投入运行，取得了较好的经济效益和社会效益具有较广范的推广价值和使用价值。 结束语本文主要利用PLC作为通用工业控制计算机，可靠性高、抗干扰能力强、配套齐全、功能完善，适用性强、系统设计量小、维护方便等等优点，采用FX2N-64MR型PLC，实现系统的自动控制。首先，我对被控对象的工艺过程、工作特点、功能和特性进行认真分析，并通过与有关工程人员的共同协作，明确控制任务和控制要求，制定出详细的状态（动作）流程图。然后根据生产环境和控制要求选用了 PLC控制。根据被控对象的控制系统的要求，明确PLC系统所要完成的任务及所应具备的功能。分析系统功能要求的实现方

45、法并提出PLC系统的基本规模及基本布局。在系统配置的基础上选出PLC的机型及具体配置。进行程序规划，程序规划的主要内容是确定程序的总体结构、各功能块程序的实现方式及各程序块之间的接口方法。在实习老师的指导下采用经验法编辑梯形图，并将设计好的程序输入PLC，检查修改错误。完成上述工作后，将PLC安装到控制现场，连接好PLC与输入信号及驱动负载的接线。当确认无误后，进行了现场调试，并及时解决调试时发现的软件和硬件等方面的问题，直到满足工艺流程及控制要求，成功生产出优质的产品。致 谢该设计课题在指导老师牛琳教授的严格要求和精心指导下得以完成。从论文的构思、开题，到论文的每一细节都凝聚着李老师的心血。

46、毕业设计过程中牛博给予了全力支持，对设计方案悉心指导。四年学习生活呵护，牛博为我们提供了良好的学习环境，活跃的学术气氛。四年来老师对我们一直言传身教，她严谨的治学作风，求实的治学态度，创新的治学思维，勤奋的治学精神，都深深影响着我，将是我今后工作中巨大的财富。在此，感谢牛博的教导，并表示我深深的敬意。 特别感谢成都天兴仪表（集团）公司工模具中心杨江龙工程师在我毕业设计中给予的实践指导，杨工丰富的实践经验，为我提供了大量的帮助，弥补了我在实践中的不足。 对在百忙之中抽出宝贵时间评阅本文的老师表示万分感谢，感谢老师对本文提出宝贵意见，并感谢老师批评指导！ 感谢实习期间天兴集团工模具中心同事的支持和

47、帮助！感谢我的父母和朋友，是他们给我的关爱支持着我，鼓励着我，使我能够不断前进，并顺利的完成学业！感谢母校成都大学的培养! 参考文献1 廖常初.FX系列PLC编程及应用.北京机械工业出版社.2005.42 张万忠.可编程控制器应用技术.第二版.北京化学工业出版社.20033 邓则名，陈惠芳.电器与可编程控制应用技术.北京机械工业出版社.20014 廖常初.可编程控制器应用技术.重庆人学出版社.20005 田瑞庭.可编程控制器应用技术.北京机械工计出版社.20036 陈富安.可编程控制器应用技术.电子工业出版社.20037 王兆义.小型可编程控制实用技术.北京机械工业出版社.20008 方承远.

48、工厂电气控制技术.机械工业出版社.20009 程 周.可编程控制器技术与应用.电子工业出版社.200210 陈绍文.PLC和变频器在胎面自动裁断系统中的应用.2003年，第29卷。11 田 丙，支学龙.PLC与变频器在自动给水系统中的应用，山东轻工业学院学报，1998年6月，第12卷，第2期。12 赵永成，李茂城.PLC在变频调速多泵并联供水系统中的应用，控制工程，2002年11月，第9卷，第6期。13 刘道寿，张礼华.变频器和PLC在中央空调中的应用，南京工业职业技术学院学报，2004年3月，第4卷，第1期。14 MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION. FX. Co

49、mmunication (RS一232,RS485) Users Manua1.200015 MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION. FX2N一2DA Special FunctionBlock Users Guide.2001附录1铆点磨合机程序梯形图如下所示：附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图续附录1 铆点磨合机程序梯形图附录2铆点磨合机成品照片图组照片图1 整机外观照片图2 控制面板照片图3 PLC装置照片图4 操控台照片图5 气动装置部分38