毕业论文基于PLC四柱式液压机的自动控制设计说明书.docVIP

基于PLC四柱式液压机的自动控制 蒋家明　 2005级自动化 一.概述 本设计以四柱式液压机的机械及液压装置为基础，配以可编程控制器，根据液压机的工作过程，按照生产工艺要求用VB语言程序上位机控制界面，对工业生产现场进行远程、智能控制，并用LabVIEW仿真软件对该系统进行性能仿真。 四柱式液压机在工业上用的较广，但人工现场控制具有一定的危险性和误操作性，这都会给我们带来灾难性的后果和不可挽回的损失。基于此考虑，设计一个基于PLC四柱式液压机的自动控制系统，利用电脑做上位机，通过PLC，对液压机进行远程、自能控制。这不仅提高了生产效率，还保证了安全可靠地生产，对工业生产无疑是一种进步。同时在仿真软件的基础上，开发了PLC仿真平台，形象而具体的把该系统的性能和运行过程仿真出来，也验证了本系统的可行性和程序的正确性。上位机VB控制程序和上位机与下位机的通信协议是本设计的重点，上位机程序和上位机与下位机通信协议是否正确，决定了能否实现控制的远程化和智能化。本文分为通信协议、仿真软件设计、上位机VB程序设计、下位机程序设计几大模块。每一模块详细介绍了具体的设计思路、设计步骤和设计过程，简单明了。 二.下位机程序设计 １.四柱式液压机工作原理 四柱式液压机主要有四个工作过程：主油缸下行，主油缸回程，顶出缸顶出，顶出缸退回。系统分手动和自动运行两种状态，在自动运行时，这四个工作过程依次循环进行，每两个过程切换时都有一定的延时；手动运行时，可以人为控制各个过程的运行与停止。 ２.下位机梯形图设计 输入输出点分配如表2.1所示。 表2.1 输入输出点分配表 名称 编号 PLC编号 自动运行按钮 X0 X000 手动运行按钮 X2 X002 停机按钮 X1 X001 手动压制按钮 X5 X005 手动回程按钮 X6 X006 手动顶出按钮 X7 X007 手动顶回按钮 X10 X010 主油缸下压1 Y12 Y012 主油缸回程1 Y13 Y013 顶出缸顶出1 Y14 Y014 顶出缸退回1 Y15 Y015 主油缸下压2 Y6 Y006 主油缸回程2 Y7 Y007 顶出缸顶出2 Y10 Y010 顶出缸退回2 Y11 Y011 （1）自动运行状态梯形图 自动运行状态梯形图如图2.2所示，当按下自动运行按钮X0时系统进入自动运行状态，先Y12得电，主油缸下压；延时3秒Y12失电，Y13得电，主油缸回程；再延时3秒，Y13失电，Y14得电，顶出缸顶出；接着延时3秒，y14失电，Y15得电，顶出缸回程；延时3秒会进入下一个循环，如此继续。 图2.2 自动运行状态梯形图 （2）手动运行状态 如图2.3所示，按下手动按钮X2，自动退出自动运行状态，进入手动运行状态。手动运行状态程序比较简单，就是按下相应的手动按钮，运行对应的状态，每一行的互锁实现了在同一时刻，系统只能处于某个手动状态。 图2.3 手动运行状态梯形图 （3）停止程序 如图2.4所示，当按下停机按钮X1时，系统停止运行。 图2.4 停机模块 三.LabVIEW仿真 1.LabVIEW前面板设计 LabVIEW前面板程序主要由手/自动选择开关，停机开关，手动运行主油缸、手动回程主油缸、手动顶出顶出缸和手动退回顶出缸四个手动按钮进行控制。由主油缸、顶出缸两个滑块动态而形象地模拟两个油缸的顶出和回程，六个指示灯分别显示不同时刻系统所处于的状态。如图3.1。 图3.1 LabVIEW前面板程序 运行程序，把手/自动开关打到自动状态，按下自动运行按钮，系统的手动运行主油缸、手动回程主油缸、手动顶出顶出缸和手动退回顶出缸四个状态循环运行。直到按下急停按钮或者打到手动状态，当手/自动选择开关打到手动状态时，就可以手动的控制液压机的四个过程，按下不同的手动按钮，运行相应的过程。 2.系统整体仿真框图程序 （１）１.PLC的通信协议 在PC机中必须依据互联的PLC的通信协议来编写通信程序，否则无法进行通信。因此先介绍FX系列PLC的通信协议，并着重介绍PLC地址的算法。 FX系列PLC采用异步通信格式，由1位起始位、7位数据位、1位偶校验位及1位停止位组成，波特率为9600dps，字符为ASC II码。格式如下： 图4.1PLC的通信协议 FX系列PLC有4个通信命令，如表4.1所示，它们是读命令、写命令、强制通命令、强制断命令。 表4.1 FX系列PLC通信命令 命令 命令字 控制元件 备注 读元件 ‘0’即ASCII 码 ‘30’ X,Y,M,S,T,C,D 读字/位元件状态 写元件 ‘1’即ASCII 码 ‘31’ X,Y,M,S,T,C,D 写字/