2018U型生产线控制系统设计

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　　从目前市场来看，质量已经有标准来衡量，采购也都是集中采购形式，利润在各厂家的竟争下已做到了最低，在这种形式下，最直接的赢利方式就是产量。在这种形式下，企业更注重进行技术改革，生产线满足了它们的要求，从而对传送设备就要有更高的要求。
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　　近年来，在工控现场，可编程序控制器和变频器的综合运用至关重要。通过此控制系统的设计，掌握PLC在工控中的具体应用，以及掌握电气保护方面的设计及工控现场中的相关控制器件的性能和使用方法。
　　虽然生产线本身并不能直接创造效益，但它可以节省劳动量；提高生产效率；方便7S管控；对企业大有帮助。
　　可编程控制器是以微处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。它采用可编程序存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数的指令，并通过数字式的输入和输出，控制各种类型的执行元件。
　　
　　控制系统的总体设计方案
　　本控制系统的硬件主要由PLC为核心控制单元，再加上电路和变频器等作为辅助设备，实现生产线的自动传送。
　　当今的运动控制系统是包含了多种学科的技术，总的发展趋势是驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化，智能化和网络化。
　　该系统设计初衷是通过PLC与变频器相互配合，由传感器（如光电传开关，限位开关等）提供检测数据作出运算和判断，最后由执行装置（如电机，电磁阀，气动阀等），按生产工艺要求执行的控制程序。
　　U型生产线，它由三条直线组成，分别是A线，和A线平行的B线，连接A、B线的C 线。A、B线各有5个工位，每个工位可以单独控制产线。A线有两排辊道，里面是手动推送，外面是电机传送，由一个电机驱动，且速度可调。每个工位可以进板和出板，进、出板是由气缸推动上下移动，到位后，单电机进行正转进板或反转出板。进、出板是在A线电机停止的情况下进行的，也就是停止了水平运动，才能做垂直运动。B线和A线是一样的配置。C线是单排线，用以连A、B两线的传送，由一个电机驱动，两端各有一个气缸，气缸上有一个单相电机。
　　
　　U型生产线的硬件设计
　　根据控制要求所述共有三条传送线，每条线速度可调，每条线由一个电机驱动，且速度可调；气缸上电机的调速由减速机来解决，正反转由电容解决。
　　设计中用到三种不同类型的电机，其转速和控制设备均不相同，控制辊道的电机需要大容量的电机，控制气缸上传动的电机容量比较小。电机功率如下：
　　1.5KW电机一台，用于C辊道；3KW电机二台，用于A、B辊道；0.45KW单相电机12台，用于气缸上辊道。
　　三菱公司的FX系列PLC，性价比高，电磁兼容性强，抗振动冲击性强，具有非常好的工业环境适应性，在各领域均有广泛应用。
　　FX2N系列采用一体化箱体结构，体积小，成本低，安装方便。有3000多点辅助继电器、1000多点状态继电器、8000多点16位数据寄存器，具有中断输入处理、数学运算、浮点运算、PID运算、三角函数运算、脉冲输出、脉宽调制等功能。
　　根据控制系统所需要的输入输出点数、信号种类方面考虑，选择所需的FX2N硬件模块，如下：
　　电源模块，PS 307 2A；CPU模块，FX2N-128MR；数字量输入，FX2N-16EX；数字量输出，FX2N-16EYR。
　　FX2N系列PLC的信号模块能插在每个机架的相应槽里，这样就给每个信号模块确定了一个具体的模块起始地址。实际PLC系统应根据控制对象及控制要求选取模块，并将机架数量和槽位号相应缩减。具体分配如下：
　　输入信号：
　　X11、12、14、15依次为工位1进板、出板、限位、光电；
　　X16、17、21、22依次为工位2进板、出板、限位、光电；
　　X23、24、26、27依次为工位3进板、出板、限位、光电；
　　X30、31、33、34依次为工位4进板、出板、限位、光电；
　　X35、36、40、41依次为工位5进板、出板、限位、光电；
　　输出信号：
　　Y04、05、10、11依次为工位1进气、放气、出板、进板；
　　Y06、07、12、13依次为工位2进气、放气、出板、进板；
　　Y20、21、40、41依次为工位3进气、放气、出板、进板；
　　Y22、23、42、43依次为工位4进气、放气、出板、进板；
　　Y24、25、44、45依次为工位5进气、放气、出板、进板；
　　控制系统软件设计
　　PLC采用循环扫描工作方式，工作过程一般包括3个阶段：输入采样、执行用户程序、输出刷新。
　　在软件设计时，要保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定地运行，是设计控制系统的重要原则。同时要在系统设计、元器件选择和软件编程上全面考虑，以确保控制系统安全可靠。如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常的情况下（如突然掉电再上电、按错按钮等）也能正常工作。
　　设计应尽可能考虑到在生产实践中出现的问题，尽量缩减PLC的I/O点数，找到最合适的解决方案。在不影响系统功能的情况下做到硬件最少化，软件最优化。