plc畢業(yè)設(shè)計(jì)-- 彎管機(jī)

1、<p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1 前言</b></p><p>　　1.1.1 彎管機(jī)的簡介</p><p>　　彎管機(jī)主要用來將管材彎成一定的弧度、成型。傳統(tǒng)的彎管機(jī)控制通常是由繼電器控制盤完成。首先，由于繼電器控制盤工作可靠性不夠高，只要其中一個(gè)觸點(diǎn)出現(xiàn)問題，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)

2、電控部分出現(xiàn)故障。其次，有部分非標(biāo)配件市面難以購買，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。再次，當(dāng)需要對(duì)彎管工藝作調(diào)整時(shí)，繼電器控制盤的調(diào)整需要花費(fèi)較長的時(shí)間。因此，考慮到用PLC對(duì)彎管機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。</p><p>　　1.1.2 彎管機(jī)的發(fā)展及國內(nèi)外的研究情況</p><p>　　彎管機(jī)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，早在20世紀(jì)70年代時(shí)，美國 EATONLEONARD公司就已經(jīng)研制生產(chǎn)了計(jì)算機(jī)數(shù)

3、控彎管設(shè)備，首創(chuàng)計(jì)算機(jī)編程數(shù)控彎管之先河，大大提高了當(dāng)時(shí)的數(shù)控彎管水平。 20世紀(jì) 80年代，日本千代田工業(yè)株式會(huì)社在美國 EATONLEONARD公司的研究成果上，成功研制了 M-1型管型測量機(jī)和 EC、TC兩種系列十多種型號(hào)的數(shù)控彎管機(jī)，功能非常強(qiáng)大，很快便以嶄新的技術(shù)面貌擠入了國際市場。 早在 1970年武昌造船廠就研制成功一臺(tái)數(shù)控彎管機(jī)，這是國內(nèi)自主研制的第一臺(tái)數(shù)控彎管機(jī)。1973年武昌造船廠又成功研制了 SKWG-2型數(shù)控

4、彎管機(jī)。此后上海造船廠工藝研究所等多家國內(nèi)企業(yè)也陸續(xù)研制出了數(shù)控彎管機(jī)。目前我國彎管加工的現(xiàn)狀是既有自動(dòng)化程度高的數(shù)控彎管機(jī)，也有半自動(dòng)的數(shù)控彎管機(jī)，甚至還有相當(dāng)一部分中小企業(yè)還在使用傳統(tǒng)的手工彎管，具有典型的“老、中、青”(即手工彎管設(shè)備、半自動(dòng)彎管機(jī)床和全自動(dòng)彎管機(jī)床)三者結(jié)合的中國特色。</p><p>　　1.2 課題研究的目的、意義</p><p>　　彎管機(jī)是我國國防和基礎(chǔ)建設(shè)

5、的關(guān)鍵設(shè)備，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)起到了不可估量的作用。彎管機(jī)在前期經(jīng)過了第一步改造，實(shí)現(xiàn)了PLC控制、上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理、人機(jī)友好界面。但現(xiàn)有的操縱控制系統(tǒng)較為落后，不能很好的滿足生產(chǎn)的需要。在此基礎(chǔ)上，迫切需要對(duì)彎管機(jī)進(jìn)行第二步改造，將整個(gè)操作系統(tǒng)改為中頻感應(yīng)加熱控制，對(duì)彎管機(jī)的工作過程實(shí)現(xiàn)快速、精確控制以提高彎管機(jī)的工作效率和加工精度。 在電力，石油化工等工業(yè)和天然氣，集中供熱等輸送工程中，需要大量的彎管，彎頭，所以彎管

6、機(jī)都作為重要生產(chǎn)設(shè)備之一。它的安全、可靠、高效運(yùn)行, 直接關(guān)系到自動(dòng)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。中頻加熱彎管機(jī)具有解熱快，氧化少，解熱均勻，解熱效率高，能保證產(chǎn)品你質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　彎管機(jī)的PLC控制和編程對(duì)彎管起著至關(guān)重要的作用，它的工作性能對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)都有著重要的影響，所以研究PLC控制和編程極其重要。 中頻加熱液壓彎管機(jī)組采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，用PLC編程語言及梯形圖

7、進(jìn)行邏輯控制連接，采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視和控制現(xiàn)場設(shè)備工作狀態(tài)，設(shè)置工藝參數(shù)，下的大工藝命令，整機(jī)與其他彎管設(shè)備相比：技術(shù)含量高，自動(dòng)化程度先進(jìn)，控制精度高，能大大的降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率。 控制系統(tǒng)是彎管機(jī)的關(guān)鍵組成部分，彎管機(jī)的工作性能是系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。彎管機(jī)主要由機(jī)械裝置，液壓系統(tǒng)，中頻加熱系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)等組成。從系統(tǒng)的觀念考慮機(jī)械、電氣和液壓系統(tǒng)之間的匹配問題，得到性能最好的彎管機(jī)。</p>

8、;<p>　　1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向</p><p>　　隨著運(yùn)輸制造行業(yè)的迅速發(fā)展,我國對(duì)各類彎管制造設(shè)備的需求越來越大,要求也越來越高。彎管零件以往多采用手工或液壓彎管夾具彎曲的方法生產(chǎn),這兩種加工方法存在著生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長、投資大或單品種專機(jī)使用的缺點(diǎn),無法適應(yīng)小批量多品種、高效率生產(chǎn)的要求。因此,考慮到用PLC 對(duì)彎管機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。</p><p>　

9、　國內(nèi)采用的PLC系統(tǒng)可靠性高，抗干擾，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，它可以監(jiān)控和顯示系統(tǒng)中的各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，記錄設(shè)備歷史進(jìn)程同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)、連網(wǎng)，適應(yīng)生產(chǎn)線的要求。彎管機(jī)的PLC控制和編程對(duì)彎管起著至關(guān)重要的作用，它的工作性能對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)都有著重要的影響，所以研究PLC控制和編程極其重要。</p><p>　　彎管機(jī)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，早在20世紀(jì)70年代時(shí)，美國 EATONLEONARD公

10、司就已經(jīng)研制生產(chǎn)了計(jì)算機(jī)數(shù)控彎管設(shè)備，首創(chuàng)計(jì)算機(jī)編程數(shù)控彎管之先河，大大提高了當(dāng)時(shí)的數(shù)控彎管水平。 20世紀(jì) 80年代，日本千代田工業(yè)株式會(huì)社在美國 EATONLEONARD公司的研究成果上，成功研制了 M-1型管型測量機(jī)和 EC、TC兩種系列十多種型號(hào)的數(shù)控彎管機(jī)，功能非常強(qiáng)大，很快便以嶄新的技術(shù)面貌擠入了國際市場。</p><p>　　1.4本課題研究的主要內(nèi)

11、容</p><p>　　隨著運(yùn)輸制造行業(yè)的迅速發(fā)展,我國對(duì)各類彎管制造設(shè)備的需求越來越大,要求也越來越高。彎管零件以往多采用手工或液壓彎管夾具彎曲的方法生產(chǎn),這兩種加工方法存在著生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長、投資大或單品種專機(jī)使用的缺點(diǎn),無法適應(yīng)小批量多品種、高效率生產(chǎn)的要求。因此,考慮到用PLC 對(duì)彎管機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。</p><p>　　彎管機(jī)在彎管時(shí)，首先使用傳感器檢測是否有管。若沒有管則等

12、待，若有管，則在預(yù)設(shè)的一段時(shí)間后，電磁卡盤將管子夾緊。隨后檢測被彎曲的管上是否有連接頭，若沒有連接頭，則彎管機(jī)將管子松開推出彎管機(jī)等待下一根管子的到來，同時(shí)廢品計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。若有連接頭，則彎管機(jī)在預(yù)設(shè)的一段時(shí)間后，啟動(dòng)主電機(jī)開始彎管。彎管完成后，正品計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并將彎好的管子推出彎管機(jī)。</p><p>　　2 彎管機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　2.1彎管機(jī)系統(tǒng)概述</p&

13、gt;<p>　　中頻加熱液壓彎管機(jī)主要由:機(jī)械裝置、液壓系統(tǒng)、中頻加熱系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)組成。系統(tǒng)工作時(shí)中頻加熱系統(tǒng)通過感應(yīng)線圈給鋼管加熱到850°C到1100°C，推動(dòng)鋼管以10mm-60mm/m的速度緩慢速度推進(jìn)，旋轉(zhuǎn)搖臂是一個(gè)定軸隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，從使關(guān)以R為半徑完成所需要的彎管，冷卻系統(tǒng)用于中頻加熱中頻電源、補(bǔ)償電容、感應(yīng)線圈及鋼管的冷卻。</p><p>　　中頻加熱液壓彎

14、管機(jī)組是由中頻加熱電源、液壓傳動(dòng)和電氣控制系統(tǒng)組成。機(jī)組工作原理:將需要彎曲的鋼管固定在前夾具上，利用中頻感應(yīng)加熱線圈加熱，使鋼管在一個(gè)狹窄的軸向范圍內(nèi)達(dá)到熱變形溫度，鋼管中頻在腰鼓輪夾持機(jī)構(gòu)的作用下限位。隨即對(duì)加熱變形后的彎管進(jìn)行噴淋冷卻，完成定型。</p><p>　　2.2彎管機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理</p><p>　　中頻加熱液壓彎管機(jī)主要由機(jī)械裝置、液壓系統(tǒng)、中頻加熱系統(tǒng)、PLC

15、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等組成。機(jī)械裝置主要有卡緊裝置、小車推進(jìn)裝置、導(dǎo)向輪裝置和搖臂回轉(zhuǎn)裝置等組成。彎管的工作原理如圖2.1 所示。</p><p>　　1、 管坯　2、 導(dǎo)向輪　3、 中頻加熱　4、 電磁卡盤　5、搖臂　6、 進(jìn)給小車</p><p>　　圖2.1 彎管機(jī)工作原理示意圖</p><p>　　其工作原理是利用中頻電源對(duì)鋼管進(jìn)行加熱，同時(shí)將鋼管勻速推進(jìn)，使

16、加熱部分的鋼管沿預(yù)設(shè)的軌道行走從而形成具有一定曲率半徑和角度的彎管。先將鋼管安裝就位，通過搖臂回轉(zhuǎn)裝置上的絲杠絲母傳動(dòng)裝置調(diào)整好彎曲半徑，采用中頻感應(yīng)加熱圈對(duì)鋼管加熱到一定溫度后進(jìn)行彎曲，彎曲時(shí)以液壓為動(dòng)力，由小車將鋼管向前推進(jìn)，沿調(diào)整好的彎曲半徑在加熱處發(fā)生變形而彎曲，鋼管變形后對(duì)其噴水冷卻，從而獲得所需的彎管管件。特點(diǎn)：彎出的管具有形變小，壁厚差小，無應(yīng)力。彎曲半徑0-180可調(diào)節(jié)。</p><p>　　2.

17、3彎管機(jī)的工藝流程</p><p>　　圖2.2 彎管機(jī)工藝流程示意圖</p><p>　　3 可編程控制器（PLC）的選擇和工作原理</p><p>　　3.1 PLC特點(diǎn)、分類及應(yīng)用</p><p>　　自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以

18、來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。 </p><p>　　PLC是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體以存儲(chǔ)指令，用來執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和演算等功能，并通過數(shù)字或模擬的輸入和輸出，以控制各種機(jī)械或鞥產(chǎn)過程。這

19、就是PLC的定義。</p><p>　　3.1.1 PLC的特點(diǎn)</p><p>　　現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)是復(fù)雜多樣的，它們對(duì)控制的要求也各不相同?？删幊炭刂破饔捎诰哂幸幌绿攸c(diǎn)而深受工廠技術(shù)人員和工人歡迎。以下是PLC的特點(diǎn)</p><p>　　1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) </p><p>　　高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)

20、模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。 從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可

21、靠性也就不奇怪了。 </p><p>　　2、 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) </p><p>　　3、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言</p><p>　　易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器

22、電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 </p><p>　　4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 </p><p>　　PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生

23、產(chǎn)場合。 </p><p>　　3.1.2 PLC的分類及應(yīng)用</p><p><b>　　（1）按容量分類</b></p><p>　　PLC的容量主要指PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。按照PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，可將PLC分為小型PLC（I/O總點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下），中型PLC(I/O總點(diǎn)數(shù) 在256到2048點(diǎn)之間)和大型PLC(I/O總點(diǎn)數(shù)在2

24、048點(diǎn)以上)三種。</p><p>　　（2）按結(jié)構(gòu)形式分類。</p><p>　　按結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC主要分為箱體式和模塊式。箱體式又稱為整體式結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是將PLC的基本部件，它的體積小，成本低，安裝方便。模塊式這種結(jié)構(gòu)的PLC是由一些標(biāo)準(zhǔn)模塊單元構(gòu)成，這些標(biāo)準(zhǔn)，普快如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等，將這些模塊插在框架上或基板上即可組裝而成。PLC的應(yīng)用范圍通?？煞?/p>

25、為如下五種類型:順序控制，運(yùn)動(dòng)控制， 過程控制，數(shù)據(jù)處理，通信和聯(lián)網(wǎng)。</p><p>　　3.2 PLC控制器的組成及主要的原理</p><p>　　3.2.1 PLC組成</p><p>　　從硬件結(jié)構(gòu)看PLC的主要組成：CPU、存儲(chǔ)器、輸入接口電路、輸出接口電路、鍵盤與顯示器、還可外接存儲(chǔ)器。下面簡單介紹期望各部分作用。</p><p&g

26、t;　　（1） CPU運(yùn)算和控制中心</p><p><b>　　起“心臟”作用。</b></p><p>　　當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲(chǔ)器中，然后CPU根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能（系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器的解釋編譯程序），把用戶程序翻譯成PLC內(nèi)部所認(rèn)可的用戶編譯程序。</p><p>　　組成：CPU由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路集成在

27、一個(gè)芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與I/O接口電路相連接。</p><p><b>　　（2）存儲(chǔ)器</b></p><p>　　具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。</p><p>　　分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對(duì)用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲(chǔ)器、ROM組成。廠家使用的，

28、內(nèi)容不可更改，斷電不消失。</p><p>　?。?）輸入/輸出接口</p><p><b>　?、佥斎虢涌冢?lt;/b></p><p>　　輸入接口電路工作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)

29、部所能接受的數(shù)字信號(hào)。</p><p><b>　?、谳敵鼋涌?lt;/b></p><p>　　PLC的繼電器輸出接口電路</p><p>　　工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的電流或

30、電壓。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號(hào)使負(fù)載動(dòng)作或不動(dòng)作。</p><p>　　三種類型：a 繼電器輸出：有觸點(diǎn)、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載；b 晶體管輸出：無觸點(diǎn)、壽命長、直流負(fù)載；c 晶閘管輸出：無觸點(diǎn)、壽命長、交流負(fù)載。在本次設(shè)計(jì)中PLC采用繼電器輸出。</p><p><b>　?。?）編程器</b></p><p>

31、　　編程器分為兩種，一種是手持編程器，方便。我們實(shí)驗(yàn)室使用的就是手持編程器。二種是通過PLC的RS232口。與計(jì)算機(jī)相連。然后敲擊鍵盤。通過NSTP-GR軟件（或WINDOWS下軟件）向PLC內(nèi)部輸入程序。</p><p>　　3.2.2 PLC的工作原理 </p><p>　　（1）PLC的工作方式與運(yùn)行框圖</p><p>　　概括而言，PLC的工作方式是一個(gè)

32、不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。整個(gè)運(yùn)行過程可分為三部分：第一部分是上電處理；第二部分是掃描過程；第三部分是出錯(cuò)處理。PLC的工作的全過程可用。PLC的運(yùn)行框圖如下圖3.1所示</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　3.3一體化可編程控制器（西門子S7-200）簡介

33、</p><p>　　3.3.1 S7-200簡介</p><p>　　PLC綜合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)，具有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡單、維護(hù)方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用，被稱為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的支柱之一。</p><p>　　西門子S7-200 PLC系統(tǒng)是緊湊型可編程序控制器。系統(tǒng)的硬件構(gòu)架是由成系統(tǒng)的CPU模塊和豐富

34、的擴(kuò)展模塊組成。它能夠滿足各種設(shè)備的自動(dòng)化控制需求。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等。</p><p>　　3.3.2 S7-200機(jī)種及系統(tǒng)構(gòu)成</p><p>　　S7-200系列PLC可提供4種不同基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成出基本單元、擴(kuò)展單元外，還有編程器、存儲(chǔ)器、寫入器、文本

35、顯示器等。同其他的PLC一樣，S7-200的基本組成也是由主機(jī)單元加編成器，在需要擴(kuò)展單元模板、模擬量擴(kuò)展單元模板、通信設(shè)備、人機(jī)界面HMI等。S7-200的基本構(gòu)成如下圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 S7-200系統(tǒng)的基本組成</p><p>　　3.4 S7-200的CPU選擇</p><p>　　本控制系統(tǒng)要求的CPU為7 輸入/3 輸出共10個(gè)

36、數(shù)字量I/O 點(diǎn)。通過PLC選擇要求以及控制系統(tǒng)的需要，可知此控制系統(tǒng)應(yīng)選擇CPU 222型。</p><p>　　CPU 222為24V DC 電源，24V DC 輸入，24V DC 輸出，100～230V AC 電源，24V DC 輸入，繼電器輸出。</p><p>　　3.4.1 CPU222性能介紹</p><p>　　S7-200 CPU222的一般性能如

37、表3-1所示。</p><p>　　表3-1 S7-200 CPU222一般性能</p><p>　　4 彎管機(jī)PLC控制和編程</p><p>　　4.1西門子V4.0 STEP7MicroWINSP6編程軟件概述</p><p>　　STEP7-Micro/WIN32是西門子公司專為SIMATIC S7-200系列可編程序控制器

38、研制開發(fā)的編程軟件，它是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可用于開發(fā)用戶程序，又可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件的開發(fā)，其主要實(shí)現(xiàn)以下功能：</p><p>　　1）在脫機(jī)（離線）方式下創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原有的用戶程序。在脫機(jī)方式時(shí)，計(jì)算機(jī)與PLC斷開連接，此時(shí)能完成大部分的基本功能，如編程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的程序

39、和參數(shù)都只能存放在計(jì)算機(jī)的磁盤上。  </p><p>　　2）在聯(lián)機(jī)（在線）方式下可以對(duì)與計(jì)算機(jī)建立通信關(guān)系的PLC直接進(jìn)行各種操作，如上載、下載用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)等。 </p><p>　　3）在編輯程序的過程中進(jìn)行語法檢查，可以避免一些語法錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)類型方面的錯(cuò)誤。經(jīng)語法檢查后，梯形圖中錯(cuò)誤處的下方自動(dòng)加紅色波浪線，語句表的錯(cuò)誤行前自動(dòng)畫上紅色叉，且在錯(cuò)誤處加上紅

40、色波浪線。 </p><p>　　4）對(duì)用戶程序進(jìn)行文檔管理，加密處理等。</p><p>　　5）設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控等。</p><p>　　4.2 彎管機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路圖</p><p>　　PLC彎管機(jī)的硬件電路圖如圖4.1所示，電機(jī)和電磁卡盤由三相交流電供電，電機(jī)M1是用來彎管子的，電機(jī)M2是用來講管子

41、推出彎管機(jī)的，電磁卡盤是用來將管子推出彎管機(jī)的。熔斷器FU1、FU2是用于短路保護(hù)的；熱繼電器FR1、FR2是用于過載保護(hù)的。</p><p><b>　　圖 4.1</b></p><p>　　PLC彎管機(jī)的外部接線圖如圖4.2所示，CPU222有8個(gè)輸入端口，6個(gè)輸出端口。</p><p><b>　　圖 4.2</b>

42、;</p><p>　　4.3 彎管機(jī)PLC控制和編程設(shè)計(jì)方案</p><p>　　系統(tǒng)的控制要求是：彎管機(jī)在彎管時(shí)，首先使用傳感器檢測是否有管。若沒有管則等待，若有管，則延遲2s后，電磁卡盤將管子夾緊。隨后檢測被彎曲的管上是否有連接頭，若沒有連接頭，則彎管機(jī)將管子松開推出彎管機(jī)等待下一根管子的到來，同時(shí)廢品計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。若有連接頭，則彎管機(jī)在延遲5s后，啟動(dòng)主電機(jī)開始彎管。彎管完成后，正品

43、計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并將彎好的管子推出彎管機(jī)。</p><p>　　由此可知輸入信號(hào)有：啟動(dòng)信號(hào)、停止信號(hào)、管子檢測信號(hào)、管子連接頭檢測信號(hào)、彎管到位檢測信號(hào)、廢品計(jì)數(shù)器復(fù)位信號(hào)、正品計(jì)數(shù)器復(fù)位信號(hào)；輸出信號(hào)有：電磁卡盤卡緊信號(hào)、推管電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)、彎管電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)?？偣灿?0個(gè)I/O接口，其中7個(gè)輸入接口，三個(gè)輸出接口。其I/O接口分布如下：</p><p>　　將以上信息統(tǒng)計(jì)之后就是根據(jù)實(shí)際情況

44、利用西門子PLC編程軟件V4.0 STEP7MicroWINSP6實(shí)現(xiàn)所有的控制要求，并通過西門子PLCS7-200的模擬器檢驗(yàn)程序是否能實(shí)現(xiàn)所有的控制要求。</p><p>　　4.4 彎管機(jī)編程流程框圖</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p&g

45、t;<b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　4.5彎管機(jī)軟件程序與分析</p><p>　　4.5.1時(shí)間

46、延遲分析</p><p>　　彎管機(jī)啟動(dòng)，繼電器I0.1、輔助繼電器M0.0得電，輔助繼電器M0.1得電并自鎖，通電延遲定時(shí)器T37線圈得電，并開始計(jì)時(shí)，定時(shí)時(shí)間為100ms×20=2s，T37線圈通電夠2s后，定時(shí)器動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)T37閉合。之后輔助繼電器M0.2得電并自鎖，線圈Q0.0得電，觸點(diǎn)K閉合，電磁卡盤卡緊。</p><p><b>　　圖 4.5.1&l

47、t;/b></p><p>　　4.5.2 傳感器檢測分析</p><p>　　光電傳感器檢測到管子連接頭，繼電器I0.3得電，輔助繼電器M0.3得電并自鎖，通電延遲定時(shí)器T38線圈得電，并開始計(jì)時(shí)。彎管到位檢測傳感器檢測到彎管已經(jīng)彎到位，繼電器I0.4接通，輔助繼電器M0.6得電并自鎖。</p><p><b>　　圖 5.5.2</b>

48、;</p><p>　　4.5.3 彎管計(jì)數(shù)分析</p><p>　　彎管機(jī)啟動(dòng)，傳感器檢測到有管子，2s后電磁卡盤卡緊，但連接頭傳感器沒有檢測到管子連接頭，輔助繼電器M0.4得電，計(jì)數(shù)器C48接通并開始計(jì)數(shù)；</p><p>　　彎管機(jī)啟動(dòng)，傳感器檢測到有管子，2s后電磁卡盤卡緊，連接頭傳感器檢測到管子連接頭，輔助繼電器M0.6得電，計(jì)數(shù)器C49接通并開始計(jì)數(shù)。

49、</p><p><b>　　圖4.5.3</b></p><p>　　4.5.4 輸出分析</p><p>　　輔助繼電器M0.2、M0.3、M0.5得電，線圈Q0.0得電，常開觸點(diǎn)K閉合，電磁卡盤卡緊；</p><p>　　輔助繼電器M0.4、M0.6得電，線圈Q0.1得電，常開觸點(diǎn)KM1閉合，推管電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，將管子

50、推出彎管機(jī)；</p><p>　　輔助繼電器M0.5得電，線圈Q0.2得電，常開觸點(diǎn)KM2閉合，彎管主電機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)彎管到位是，繼電器I0.4接通，輔助繼電器M0.6接通，線圈Q0.1得電，將管子推出彎管機(jī)，正品計(jì)數(shù)。</p><p><b>　　圖 4.5.4</b></p><p>　　4.6 軟件運(yùn)行結(jié)果與分析</p><

51、;p>　　繼電器I0.1（SB2）得電，啟動(dòng)，無管等待，繼電器I0.2 （SK1）得電（檢測到管子），輔助繼電器M0.0得電并自鎖，同時(shí)通電延遲定時(shí)器T37在2s后動(dòng)作，輔助繼電器M0.2得電并自鎖，線圈Q0.0的得電，常開觸點(diǎn)K閉合，電磁卡盤卡緊，輔助繼電器M0.4得電并自鎖（檢測到?jīng)]有管子連接頭），線圈Q0.1得電，常開觸點(diǎn)KM1閉合，推管電機(jī)啟動(dòng)將管子推出彎管機(jī)，廢品計(jì)數(shù)，如圖4.6.1所示。</p><

52、p><b>　　圖 4.6.1</b></p><p>　　繼電器I0.3（SK2）得電（檢測到管子連接頭），輔助繼電器M0.3得電并自鎖，同時(shí)通電延遲定時(shí)器T38在5s后通電，輔助繼電器M0.5得電并自鎖，線圈Q0.2得電，KM2閉合，啟動(dòng)彎管電動(dòng)機(jī)，繼電器I0.4（SQ）得電（檢測到彎管到位），輔助繼電器M0.6得電并自鎖，輔助繼電器M0.5斷電，線圈Q0.2斷電，觸點(diǎn)KM2斷開，

53、彎管電動(dòng)機(jī)停止動(dòng)作，同時(shí)線圈Q0.1得電，常開觸點(diǎn)KM1閉合，推管電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，正品計(jì)數(shù)，如圖4.6.2所示 。</p><p><b>　　圖 4.6.2</b></p><p><b>　　4.7 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章是整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的核心部分，主要介紹了彎管機(jī)的控制程序。首先是對(duì)西門子PLC編程和仿

54、真軟件的一個(gè)簡單介紹。然后查找大量資料了解彎管機(jī)的工藝流程，根據(jù)所要達(dá)到的控制要求，選擇相應(yīng)的傳感器與控制開關(guān)，整理出所需的I/O接口數(shù)，選擇適合的CPU。制定一套控制編程設(shè)計(jì)方案。最后就是畫出彎管機(jī)控制系統(tǒng)的工藝流程圖、梯形圖、PLC外部接線圖以及硬件電路圖。利用仿真軟件實(shí)現(xiàn)所用的控制要求。</p><p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　PLC在

55、彎管機(jī)中的應(yīng)用與設(shè)計(jì)的控制要求是：彎管機(jī)在彎管時(shí)，首先使用傳感器檢測是否有管。若沒有管則等待，若有管，則延遲2s后，電磁卡盤將管子夾緊。隨后檢測被彎曲的管上是否有連接頭，若沒有連接頭，則彎管機(jī)將管子松開推出彎管機(jī)等待下一根管子的到來，同時(shí)廢品計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。若有連接頭，則彎管機(jī)在延遲5s后，啟動(dòng)主電機(jī)開始彎管。彎管完成后，正品計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并將彎好的管子推出彎管機(jī)。</p><p>　　通過收集PLC與彎管機(jī)技術(shù)方面的

56、相關(guān)資料，使自己其有較清晰的認(rèn)識(shí)。再重點(diǎn)研究和分析控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、PLC程序的編寫、軟件的實(shí)現(xiàn)等。使我掌握了必要的可編程邏輯控制器技術(shù)、自動(dòng)控制原理以及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)知識(shí)。</p><p>　　接到任務(wù)書后，我查閱了大量有關(guān)彎管機(jī)與可編程控制器方面的資料并對(duì)自己所做的課題有了較深的了解。在可執(zhí)行的前提下，我進(jìn)行了系統(tǒng)軟件的編寫、修改及調(diào)試。最終實(shí)現(xiàn)了課題所要求的各項(xiàng)功能。</p><p&g

57、t;<b>　　致謝</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的完成是在我們的導(dǎo)師**老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的。在每次設(shè)計(jì)遇到問題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個(gè)過程中，花費(fèi)了*老師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

58、;<p>　　[1]呂景良 可編程控制器技術(shù). 北京：高等教育出版社. 2001.01</p><p>　　[2]常曉玲 電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器. 北京：機(jī)械工業(yè)出版. 2007.07</p><p>　　[3]汪曉光、孫曉英 可編程控制器原理及應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005.04</p><p>　　[4]黃凈 電氣與PLC控制技術(shù). 北

59、京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2004.05</p><p>　　[5]胡壽松 自動(dòng)控制原理.科學(xué)出版社. 2005.03</p><p>　　[6]于海生 計(jì)算機(jī)控制技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2005.01</p><p>　　[7]朱文 PLC與人機(jī)接口在彎管機(jī)上的應(yīng)用. 重慶：重慶重汽科技. 2005.01</p><p>　　[8]陳

60、志杰，鄭虎山 大型中頻加熱彎管機(jī)。河北機(jī)電學(xué)院報(bào)。1994.2</p><p>　　[9]章麗芙 PID算法在PLC過程控制中的實(shí)現(xiàn).微計(jì)算機(jī)信息，2002.01</p><p>　　[10]S.Mylbaganam，H.Waerstad,L.Cortvriendt,From sensor to web using PLC with embedded web server for re

61、mote monitoring of process,Sensors,Proceedings of IEEE,vol.2,Oct2003</p><p>　　附錄一 PLC彎管機(jī)系統(tǒng)硬件電路圖與梯形圖</p><p>　　附錄二 英文資料及譯文</p><p>　　PLC technique discussion and future development<

62、/p><p>　　Along with the development of the ages, the technique that is nowadays is also gradually perfect, the competition plays more strong; the operation that list depends the artificial has already can't

63、 satisfied with the current manufacturing industry foreground, also can't guarantee the request of the higher quantity and high new the image of the technique business enterprise.</p><p>　　The people see

64、 in produce practice, automate brought the tremendous convenience and the product quantities for people up of assurance, also eased the personnel's labor strength, reduce the establishment on the personnel. The targe

65、t control of the hard realization in many complicated production lines, whole and excellent turn, the best decision etc., well-trained operation work, technical personnel or expert, governor but can judge and operate eas

66、ily, can acquire the satisfied result. The researc</p><p>　　We come in sight of the control that links after the electric appliances in various situation, that is already the that time generation past, now o

67、f after use in the mold a perhaps simple equipments of grass-roots control that the electric appliances can do for the low level only;And the PLC emergence also became the epoch-making topic, adding the vivid software co

68、ntrol through a very and stable hardware, making the automation head for the new high tide.</p><p>　　The PLC biggest characteristics lie in: The electrical engineering teacher already no longer electric hard

69、ware up too many calculation of cost, as long as order the importation that the button switch or the importation of the sensors order to link the PLC up can solve problem, pass to output to order the conjunction contact

70、machine or control the start equipments of the big power after the electric appliances, but the exportation equipments direct conjunction of the small power can.</p><p>　　PLC internal containment have the CP

71、U of the CPU, and take to have an I/ O for expand of exterior to connect a people's address and saving machine three big pieces to constitute, CPU core is from an or many is tired to add the machine to constitute, ma

72、thematics that they have the logic operation ability, and can read the procedure save the contents of the machine to drive the homologous saving machine and I/ Os to connect after pass the calculation; The I/ O add inner

73、 part is tired the input and</p><p>　　The PLC anti- interference is very and excellent, our root need not concern its service life and the work situation bad, these all problems have already no longer become

74、 the topic that we fail, but stay to our is a concern to come to internal resources of make use of the PLC to strengthen the control ability of the equipments for us, make our equipments more gentle.</p><p>

75、　　PLC language is not we imagine of edit collected materials the language or language of Cs to carry on weaving the distance, but the trapezoid diagram that the adoption is original after the electric appliances to contr

76、ol, make the electrical engineering teacher while weaving to write the procedure very easy comprehended the PLC language, and a lot of non- electricity professional also very quickly know and go deep into to the PLC.<

77、/p><p>　　Is PLC one of the advantage above and only, this is also one part that the people comprehend more and easily, in a lot of equipments, the people have already no longer hoped to see too many control but

78、tons, they damage not only and easily and produce the artificial error easiest, small is not a main error perhaps you can still accept; But lead even is a fatal error greatly is what we can't is tolerant of. New tech

79、nique always for bringing more safe and convenient operation for us, make we a lot </p><p>　　HMI the control not only is reduced the control press button, increase the vivid of the control, more main of it i

80、s can sequence of, and at can the change data input to output the feedback with data, control in the temperature curve of imitate but also can keep the manifestation of view to come out. And can write the function help p

81、rocedure through a plait to provide the help of various what lies in one's power, the one who make operate reduces the otiose error. Currently the HMI factory is also</p><p>　　At a lot of situations, the

82、 list is a smooth movement that can't guarantee the equipments by the control of the single machine, but pass the information exchanges of the equipments and equipments to attain the result that we want. For example

83、fore pack and the examination of the empress work preface, we will arrive wrapping information feedback to examine the place, and examine the information of the place to also want the feedback to packing. Pass the inform

84、ation share thus to make both the cha</p><p>　　The PLC correspondence has already come more body now its value, at the PLC and correspondence between PLC, can pass the communication of the information and th

85、e share of the data to guarantee that of the equipments moderates mutually, the result that arrive already to repair with each other. Data conversion the adoption RS232 between PLC connect to come to the transmission dat

86、a, but the RS232 pick up a people and can guarantee 10 meters only of deliver the distance, if in the distance of 1000 m</p><p>　　The PLC data transmission is just to be called a form to it in a piece of and

87、 continuous address that the data of the inner part delivers the other party, we, the PLC of the other party passes to read data in the watch to carry on the operation. If the data that data in the watch is a to establis

88、h generally, that is just the general data transmission, for example today of oil price rise, I want to deliver the price of the oil price to lose the oil ally on board, that is the share of the data; Bu</p><p

89、>　　The form that information transport contain single work, the half a work and the difference of a workers .The meaning of the single work also is to say both, a can send out only, but a can receive only, for example

90、 a spy he can receive the designation of the superior only, but can't give the superior reply; A work of half is also 2 and can send out similar to accept the data, but can't send out and accept at the same time,

91、 for example when you make a phone call is to can't answer the phone, the </p><p>　　The process that information transport also has synchronous and different step cent: The data line and the clock lines

92、are synchronous when synchronous meaning lie in sending out the data, is also the data signal and the clock signals to be carry on by the CPU to send out at the same time, this needs to all want the specialized clock sig

93、nal each other to carry on the transmission and connect to send, and is constrained, the characteristics of this kind of method lies in its speed very quick, but</p><p>　　And the different step is an applica

94、tion the most extensive, this receive benefit in it of technique difficulty is opposite and want to be small, at the same time not need to prepare the specialized clock signal, its characteristics to lie in, its data is

95、partition, the long-lost send out and accept, be the CPU is too busy of time can grind to a stop sex to work, also reduced the difficulty on the hardware, the data throw to lose at the same time opposite want to be littl

96、e, we can pass the exami</p><p>　　A line of transmission of the information contain a string of and combine the cent of: The usual PLC is 8 machines, certainly also having 16 machines. We can be an at the ti

97、me of sending out the data a send out to the other party, also can be 88 send out the data to the other party, an and 8 differentiations are also the as that we say to send out the data and combine sends out the data. A

98、speed is more and slowly, but as long as 2 or three lines can solve problem, and can use the telephone line</p><p>　　Under a lot of circumstances we are total to like to adopt the string to combine the conve

99、rsion chip to carry on deliver, under this kind of circumstance not need us to carry on to deposit the machine to establish too and complicatedly, but carry on the data exchanges through the data transmission instruction

100、 directly, but is not a very viable way in the correspondence, because the PLC of the other party must has been wait for your data exportation at the time of sending out the data, it can't d</p><p>　　Whe

101、n you are reading the book, you hear someone knock on door, you stop to start up of affair, open the door and combine to continue with the one who knock on door a dialogue, the telephone of this time rang, you signal hin

102、t to connect a telephone, after connecting the telephone through, return overdo come together knock on door to have a conversation, after dialogue complete, you continue again to see your book, this kind of circumstance

103、we are called the interruption to it, it has the authorit</p><p>　　The interruption is not only a, sometimes existing jointly with the hour several inside break, break off to have the preferred Class, they w

104、ill carry out the interruption of the higher Class according to person's request. This kind of breaks off the medium interruption to also became to break off the set. The Class that certainly break off is relevant ac