目 录
第1章 概述 1
1.1 冲床概况及控制要求 1
1.2 设计任务 2
第2章 控制方案论证 3
2.1 继电器方案 3
2.2 单片机方案 3
2.3 PLC方案 3
2.4 结论 3
第3章 系统硬件设计 4
3.1 控制线路设计 4
3.11 冲床运动原理图 4
3.12 元件选择 4
第4章 系统软件设计 6
4.1 顺序功能图 6
4.2 公用程序设计 7
4.3 手动程序设计 7
4.4 自动程序设计 8
结束语 10
致谢 11
参考文献 12
附录1 梯形图 13
附录2 程序清单 16
第1章 概述
1.1 冲床概况及控制要求
冲床运动过程示意图如图1所示。初始状态时机械手在最左边，左限位开关SQ4接通，冲头在最上面，上限位开关SQ3接通；机械手松开(YV1断开)。其运动过程如下：
图1-1 冲床运动过程示意图
1. 按下起动按钮SB1，YV1接通，机械手夹紧工件并保持。
2. 1s后YV2接通，机械手右行。
3. 机械手右行到位，接通右限位开关SQ1，冲头下行(YV4接通)，加工工件。
4. 工件加工后，下限位开关SQ2接通，冲头上行(YV5接通)。上行到位时，上限开关SQ3接通，冲头回到初始位置。
5. 机械手左行(YV2接通)。
6. 机械手左行到位，左限位开关SQ4接通，机械手松开 (YV1断开)，机械手回到初始状态。
冲床要求设置单周期和自动连续循环两种工作方式。
1.2 设计任务
1. 设计和绘制电气控制原理图或PC I/O接线图、功能表图和梯形图，编写指令程序清单。
2. 选择电气元件，编制电气元件明细表。
3. 设计并绘制工艺图纸(可在下列项目中任选一项)：
(1) 电气板元件布置图和电气底板零件加工图。
(2) 电气板接线图。
(3) 控制面板元件布置图、接线图和面板加工图。
4. 编写设计说明书和使用说明书。
第2章 控制方案论证
2.1 继电器方案
采用继电器方案，将要用到较多的继电器，会造成设备的体积变大，重量增加。更重要的是采用继电器方案接线复杂，容易出故障的点多，维修不方便，工作不可靠。
2.2 单片机方案
采用单片机作为控制芯片来控制冲，还需要另外设计I/O电路印制电路板、人机界面等，而且程序编写较复杂，最终导致设计和周期过长。
2.3 PLC方案
PLC编程方法简单，功能强，硬件配套齐全，用户使用方便，系统的设计、安装、调试工作量少，大大缩短研发周期。冲床采用PLC控制可控性高，抗干扰能力强，配套齐全,功能完善，体积小，能耗低，但是价格略高。
2.4 结论
冲床是一种大电器而且在工业生产中起着主导作用，要求在工作中稳定不容易出故障，而且易于控制和维修，用PLC方案设计，虽价格高了点但其控制性能和抗干扰性较强易于控制，体积小即使出现故障易于维修大大减小了因机器故障而降低生产。用其它方案设计很难达到这些要求。综上所述，冲床应该选用PLC控制方案。
第3章 系统硬件设计
3.1 控制线路设计
3.11 冲床运动原理图
图3-1 冲床运动过程示意图
3.12 元件选择
序号 名称 符号 型号 主要技术参数 数量 1 按钮 SB LA2 红、绿 11 2 组合开关 SA HZ3-133 20A380V 2 3 行程开关 SQ LX2-131 自动复位 4 4 熔断器 FU RL1-60 30A 1 5 可编程
控制器 PLC FX2N-48MR 输入点数＞16
输出点数＞5 1
3.2 PLC的I/O接线图
图3-2 冲床的I/O接线图
第4章 系统软件设计
4.1 顺序功能图
图4-1 冲床的顺序功能图
4.2 公用程序设计
图4-2 冲床的公用程序设计
4.3 手动程序设计
手动程序用输入点X6-X13控制。每步之间互锁了其他不活动步，因此这样更安全可靠。具体程序如下:
图4-3 冲床的手动程序设计
4.4 自动程序设计
自动程序设置了单周和连续两种方式这样更容易工作和故障检查。具体梯形图程序如下：
图4-4 冲床的自动程序设计
结束语
冲床的系统设计达到了设计要求，按下起动按钮SB1，YV1接通，机械手夹紧工件并保持。1s后YV2接通，机械手右行。机械手右行到位，接通右限位开关SQ1，冲头下行(YV4接通)，加工工件。工件加工后，下限位开关SQ2接通，冲头上行(YV5接通)。上行到位时，上限开关SQ3接通，冲头回到初始位置。机械手左行(YV3接通)。机械手左行到位，左限位开关SQ4接通，机械手松开 (YV1断开)，机械手回到初始状态。同时设计了单周期和连续两中工作方式，在设备使用过程中出现故障还可以急停和预停。冲床采用PLC控制，接线简单，故障点少，程序简单易读，可维护性好。PLC运行稳定，故障出差率低。
致谢
这次课题设计能够圆满完成，应该感谢赖老师、刘老师、唐老师的细心帮助。
参考文献
[1]赖指南.电气控制技术课程设计题选.湘潭：本院印刷厂
[2]廖常初. FX系列PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，2005
[3]史国生.电气控制与可编程控制器技术.北京：化学工业出版社，2003
[4]孙振强.可编程控制器原理及应用教程.北京：清华大学出版社
[5]阮友德.电气控制与PLC实训教程.北京：人民邮电出版社，2006
附录1 梯形图
附录2 程序清单
1
K10
K10
X17
X15
X16
X14
M0
M21
Y1
Y4
Y3
Y2
R
T0
M20001111
T1
Y0
T0
Y0
S
M22
M23
M24
M25
T1*X1*M8
T1*（X1+M8）
X3*X16*X17
M8002
冲床电气控制系统设计.doc
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