u形板折板机控制系统设计
摘 要 本文首先介绍了可编程控制器（PLC）的历史背景，可编程控制器是以微处理器为核心的，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。接着介绍U形板折板机组成结构，工作原理以及加工工艺过程，分析了控制要求，设计其气动系统和选择其控制器型号，并设计了对应的控制程序。最后介绍了组态王软件，它是一种通用的工业监控软件，它集过程控制设计，现场操作及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产、应用和信息交流汇聚在一起，实现最优化管理。
目录
1 绪论 4
1.1课题背景 4
2 U形板折板机硬件系统设计 5
2.1 U形折板机的基本结构 6
2.2 U形板折板机的工作原理 6
2.3折板机工作要求 7
2.4基本气动模块的组成 8
2.5电气动模块工作过程 9
3 PLC控制系统设计 11
3.1可编程控制器 11
3.2 PLC的特点 12
3.2 硬件选择 13
3.3 PLC外接线电路 20
3.4控制流程图 20
3.5 PLC控制程序 22
4.组态王在U形板折板机中的应用 33
4.1工艺过程和控制要求 33
4.2工程的建立与设计 33
4.3组态王数据变量定义 37
4.4动画连接设置 39
4.5画面命令语言 41
结束语 46
参考文献 47
致谢 48
1.绪论
1.1课题背景
在技术快速发展的新世纪，产品的生产过程自动化和自能化技术都已比较成熟，但发展的前景仍是不可估量的。作为实现工业生产自动化的重要手段之一，可编程控制器（PLC）在各个领域中得到了广泛的应用。
可编程控制器（PLC）的中枢是微处理器，它集计算机技术、自动控制技术和通信技术综合开发出来的一个新的工业自动控制装置控。在大规模、超大规模集成电路技术和数字通信技术的进步和发展中，PLC技术成长的越来越快，在工业生产中
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
得到了极为普遍的使用。
随着可编程控制器（PLC）的发展，很多公司推出了功能强大新的PLC，使可编程控制器（PLC）在产品生产的过程中发挥了重要作用。例如以PLC为控制核心的折板机。
以PLC为控制中枢的U型板折板机的特点：
可以连续高效的生产。
通过调节限位开关可以改变弯曲角度。
通过使用PLC控制，大大提高了系统的柔性，使运行系统更加的稳定。同时使得加工的精度、动作速度提高。
一次成型，不但能节约时间，还能减低劳动成本，减少设备维护的费用，减轻了工人的劳动强度。
程序控制简单易操作，设有单步、单周期和复位方式，并且设有误操作时误动作的禁止环节。
使用组态王控制技术，使得产业自动化体系愈来愈便利。进程数据的保存功能对于任何一个产业自动化体系来讲都是举足轻重的，随着自动化水平的进一步遍及和进步，用户对重要数据的存储和行使的要求也愈来愈高。它拥有适应性强、开放性能好等特点，它还具有扩大、经济、开发的周期短等优点。一般我们把这样的体系划分为控制层、监控层、管理层这三个层次结构。此监控层对下能衔接控制层，对上能连接管理层，它不仅能及时的完成对现场的监测和控制，而且在自动控制系统中还可以完成向上传向下达，这是组态开发中的重要作用。特别是考虑到三方面：数据，图片，动画。通过对监控系统需求的分析以及做到功能的理解，在用组态王对监控系统进行设计。组态软件为使用者提供的服务不但有可视化监控画面，这还有利于使用者实时的现场监控。而且，它还使用Windows的图形编制功能，能很方便的设计出监控画面，并用动画的方式表现出控制配置的状态，它拥有报警窗口、实时趋势曲线等，可生成各种报表。它还具备充足的配置驱动程序和轻巧的组态式样、数据链接功用。面对对大批量实时数据的存储，要解决很多问题，如储存速度慢，易丢失数据，储存时间的、空间大访问时间慢等这些问题。因为用户需要一个实时的、准确地、有效的记录并可进行数据存储方案，节省了硬件成本。组态王的出现满足了用户的期望，提供了毫秒级别高速储存和查询功能。真正的企业级生产过程数据仓库［1113］。
2 U形板折板机硬件系统设计
2.1 U形折板机的基本结构
U形板折板机的基本结构如下图2.1所示，是由模板，左、右折板，左、右限位开关，下限位开关，气压机构，安全光栅及工作平台组成，加工的金属板料样板如下图2.2所示。
图2.1 折板机基本结构
U形板折板机加工的样板
图2.2 加工样板
2.2 U形板折板机的工作原理
U形板折板机工作原理：需要加工的金属板料放在工作平台上，在气压机构的驱使下，模板与模板座一起向下移动或向上移动，当模板下移压紧板料后，工作台上的两个折板在气压结构的作用下，可以向上折也可向下折回，把金属板料加工成U形。
U形板折板机有自动和手动两种工作方式，手动方式就是单步方式，就是按步骤进行每一步计划操作，用鼠标点击相应的按钮来执行操作，按一次按钮执行一个工作步骤及为单步工作方式。但是在单周期操作方式下，每点击一次操作按钮连续完成之前的过程后自动停止，在加工时不重复操作。
2.3折板机工作要求
在单步模式和单周期方式中，完成一个U形弯板机处理后停止，不循环工艺。三位五通电磁阀如图2.3所示，三个工作位置，五个口，用来控制流体流动的电气自动化基本元件。
图2.3 三位五通电磁阀
模板上移和下移由双线圈的三位五通电磁阀控制。安装时需要垂直向上安装三位五通电磁阀，且要注意阀体上箭头应与介质流方向同向，不可装有直接滴水或溅水的地方；在电源电压为额定电压的10%～15%波动范围内电磁阀应能保证正常工作，电磁阀安装好以后，管道中绝对不能还有反向压差，在电磁阀安装前应先清洗管道，通入的介质确保无任何杂质；在电磁阀前须装过滤器，然后需通电数次，在其适温后才可以正式投入使用。当电磁阀发生故障时，为保证系统能继续正常运行，须加装旁路装置。
在U形板折板运行过程中，模板下移后压紧模板，两模板必须上折到位才开始保压。折板机在运行当中是能停止工作的的，一个加工动作结束以后会自动停机，模板回归原位，U形折板机左、右折板会回到原有位置。在停机后再开机时，如果模板以及右、左折板都在原有位置时，可以直接开始材料的加工。如果它不在原有的位置，要把它们复位到原有位置才能进行加工。
目录
1 绪论 4
1.1课题背景 4
2 U形板折板机硬件系统设计 5
2.1 U形折板机的基本结构 6
2.2 U形板折板机的工作原理 6
2.3折板机工作要求 7
2.4基本气动模块的组成 8
2.5电气动模块工作过程 9
3 PLC控制系统设计 11
3.1可编程控制器 11
3.2 PLC的特点 12
3.2 硬件选择 13
3.3 PLC外接线电路 20
3.4控制流程图 20
3.5 PLC控制程序 22
4.组态王在U形板折板机中的应用 33
4.1工艺过程和控制要求 33
4.2工程的建立与设计 33
4.3组态王数据变量定义 37
4.4动画连接设置 39
4.5画面命令语言 41
结束语 46
参考文献 47
致谢 48
1.绪论
1.1课题背景
在技术快速发展的新世纪，产品的生产过程自动化和自能化技术都已比较成熟，但发展的前景仍是不可估量的。作为实现工业生产自动化的重要手段之一，可编程控制器（PLC）在各个领域中得到了广泛的应用。
可编程控制器（PLC）的中枢是微处理器，它集计算机技术、自动控制技术和通信技术综合开发出来的一个新的工业自动控制装置控。在大规模、超大规模集成电路技术和数字通信技术的进步和发展中，PLC技术成长的越来越快，在工业生产中
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
得到了极为普遍的使用。
随着可编程控制器（PLC）的发展，很多公司推出了功能强大新的PLC，使可编程控制器（PLC）在产品生产的过程中发挥了重要作用。例如以PLC为控制核心的折板机。
以PLC为控制中枢的U型板折板机的特点：
可以连续高效的生产。
通过调节限位开关可以改变弯曲角度。
通过使用PLC控制，大大提高了系统的柔性，使运行系统更加的稳定。同时使得加工的精度、动作速度提高。
一次成型，不但能节约时间，还能减低劳动成本，减少设备维护的费用，减轻了工人的劳动强度。
程序控制简单易操作，设有单步、单周期和复位方式，并且设有误操作时误动作的禁止环节。
使用组态王控制技术，使得产业自动化体系愈来愈便利。进程数据的保存功能对于任何一个产业自动化体系来讲都是举足轻重的，随着自动化水平的进一步遍及和进步，用户对重要数据的存储和行使的要求也愈来愈高。它拥有适应性强、开放性能好等特点，它还具有扩大、经济、开发的周期短等优点。一般我们把这样的体系划分为控制层、监控层、管理层这三个层次结构。此监控层对下能衔接控制层，对上能连接管理层，它不仅能及时的完成对现场的监测和控制，而且在自动控制系统中还可以完成向上传向下达，这是组态开发中的重要作用。特别是考虑到三方面：数据，图片，动画。通过对监控系统需求的分析以及做到功能的理解，在用组态王对监控系统进行设计。组态软件为使用者提供的服务不但有可视化监控画面，这还有利于使用者实时的现场监控。而且，它还使用Windows的图形编制功能，能很方便的设计出监控画面，并用动画的方式表现出控制配置的状态，它拥有报警窗口、实时趋势曲线等，可生成各种报表。它还具备充足的配置驱动程序和轻巧的组态式样、数据链接功用。面对对大批量实时数据的存储，要解决很多问题，如储存速度慢，易丢失数据，储存时间的、空间大访问时间慢等这些问题。因为用户需要一个实时的、准确地、有效的记录并可进行数据存储方案，节省了硬件成本。组态王的出现满足了用户的期望，提供了毫秒级别高速储存和查询功能。真正的企业级生产过程数据仓库［1113］。
2 U形板折板机硬件系统设计
2.1 U形折板机的基本结构
U形板折板机的基本结构如下图2.1所示，是由模板，左、右折板，左、右限位开关，下限位开关，气压机构，安全光栅及工作平台组成，加工的金属板料样板如下图2.2所示。
图2.1 折板机基本结构
U形板折板机加工的样板
图2.2 加工样板
2.2 U形板折板机的工作原理
U形板折板机工作原理：需要加工的金属板料放在工作平台上，在气压机构的驱使下，模板与模板座一起向下移动或向上移动，当模板下移压紧板料后，工作台上的两个折板在气压结构的作用下，可以向上折也可向下折回，把金属板料加工成U形。
U形板折板机有自动和手动两种工作方式，手动方式就是单步方式，就是按步骤进行每一步计划操作，用鼠标点击相应的按钮来执行操作，按一次按钮执行一个工作步骤及为单步工作方式。但是在单周期操作方式下，每点击一次操作按钮连续完成之前的过程后自动停止，在加工时不重复操作。
2.3折板机工作要求
在单步模式和单周期方式中，完成一个U形弯板机处理后停止，不循环工艺。三位五通电磁阀如图2.3所示，三个工作位置，五个口，用来控制流体流动的电气自动化基本元件。
图2.3 三位五通电磁阀
模板上移和下移由双线圈的三位五通电磁阀控制。安装时需要垂直向上安装三位五通电磁阀，且要注意阀体上箭头应与介质流方向同向，不可装有直接滴水或溅水的地方；在电源电压为额定电压的10%～15%波动范围内电磁阀应能保证正常工作，电磁阀安装好以后，管道中绝对不能还有反向压差，在电磁阀安装前应先清洗管道，通入的介质确保无任何杂质；在电磁阀前须装过滤器，然后需通电数次，在其适温后才可以正式投入使用。当电磁阀发生故障时，为保证系统能继续正常运行，须加装旁路装置。
在U形板折板运行过程中，模板下移后压紧模板，两模板必须上折到位才开始保压。折板机在运行当中是能停止工作的的，一个加工动作结束以后会自动停机，模板回归原位，U形折板机左、右折板会回到原有位置。在停机后再开机时，如果模板以及右、左折板都在原有位置时，可以直接开始材料的加工。如果它不在原有的位置，要把它们复位到原有位置才能进行加工。
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