畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

提供全套畢業(yè)論文圖紙，歡迎咨詢目目 錄錄摘要.1關(guān)鍵字.1一、緒論.1二、設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程分析.22.1 冷卻機(jī)的簡(jiǎn)述.22.2 冷卻機(jī)的整體結(jié)構(gòu).22.3 冷卻機(jī)的工藝流程及操作方式.3三、各種元器件的選擇.43.1 元器件選型清單.43.2 S7-200CPU 226 的 I/O 及電源.43.3 MCGS TCP7062K 觸摸屏 .53.4 變頻器.63.5 傳感器.8四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).124.1 冷卻機(jī)控制電路的設(shè)計(jì) . .124.2 冷卻機(jī) PLC 控制程序設(shè)計(jì).144.3 觸摸屏控制畫(huà)面及其通訊. .17五、結(jié)論. .21總結(jié). .21參考文獻(xiàn). .22 附錄. 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 1.23汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)白乾?。?2 電氣 12 班）摘 要在汽車天窗生產(chǎn)中，應(yīng)用玻璃冷卻機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫玻璃的冷卻功能,利用機(jī)械手實(shí)現(xiàn)玻璃的搬運(yùn)，將高溫玻璃送到冷卻機(jī)上，再將冷卻好的玻璃送到待加工的天窗生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)天窗的自動(dòng)加工。本設(shè)計(jì)應(yīng)用西門(mén)子 S7-200 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻機(jī)設(shè)備進(jìn)行控制。通過(guò)組態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)觸摸屏對(duì)設(shè)備的監(jiān)控，以便在生產(chǎn)過(guò)程中直觀的了解設(shè)備和加工工件的工作情況。本設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材質(zhì)，不同大小的玻璃來(lái)改變冷卻時(shí)間，解決了搬運(yùn)過(guò)程中玻璃的尺寸大和溫度高的困難，避免操作過(guò)程中對(duì)人體的傷害。在運(yùn)行中穩(wěn)定性好，精確度高。關(guān)鍵字:冷卻機(jī) PLC 觸摸屏1、緒論汽車天窗在國(guó)外有 100 多年的歷史已成為汽車文化的一部分。目前汽車天窗不少關(guān)鍵技術(shù)還掌握在少數(shù)外資企業(yè)手中，可以說(shuō)國(guó)內(nèi)汽車天窗產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期。近幾 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 2年來(lái)汽車天窗已經(jīng)逐漸成為了汽車的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配置。隨著人們對(duì)駕乘舒適性要求的不斷提高汽車天窗以時(shí)尚氣息和優(yōu)越性能贏得了市場(chǎng)。汽車天窗隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，我國(guó)市場(chǎng)容量很大，為了滿足社會(huì)需求量必須改進(jìn)天窗的生產(chǎn)技術(shù)提高生產(chǎn)效率?？紤]天窗玻璃的抗擊打能力和光學(xué)性能，如透射率、光反射率、紫外線傳導(dǎo)率等。天窗玻璃在天窗的整體結(jié)構(gòu)中是非常重要的，在玻璃的加工過(guò)程中，通過(guò)溫度的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)玻璃的冷卻是實(shí)現(xiàn)上述（光學(xué)性能，如透射率、光反射率、紫外線傳導(dǎo)率）指標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，為了解決玻璃冷卻過(guò)程中環(huán)境溫度的影響，特設(shè)計(jì)玻璃冷卻機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃溫度的冷卻控制。2、設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程分析2.12.1 冷卻機(jī)的簡(jiǎn)述冷卻機(jī)的簡(jiǎn)述冷卻機(jī)是用于汽車天窗生產(chǎn)車間總成玻璃的冷卻。 該設(shè)備主要有觸摸屏、變頻器、異步電動(dòng)機(jī)及傳感器等構(gòu)成。設(shè)備采用西門(mén)子 S7-200 PLC 控制運(yùn)行，用觸摸屏進(jìn)行手/自動(dòng)操作控制及動(dòng)作、故障顯示，同時(shí)配有三色指示燈指示工位工作狀態(tài)。2.22.2 冷卻機(jī)的整體結(jié)構(gòu)冷卻機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 冷卻機(jī)工作臺(tái)主要由傳送帶、放料鏈條、減速機(jī)、托盤(pán)、真空吸盤(pán)、推料氣缸、過(guò)濾調(diào)壓二聯(lián)件、電磁閥、傳感器開(kāi)關(guān)、PLC、啟動(dòng)/停止按鈕、走線槽、支架等組成。圖 2-1 所示為冷卻機(jī)工作臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，圖 2-2 所示為冷卻機(jī)工作臺(tái)的實(shí)物全貌。 俯視圖 主視圖 左視圖圖 2-1 機(jī)械結(jié)構(gòu)圖1. 傳送帶：冷卻機(jī)上共有兩條皮帶每條傳送帶上均勻分布著放料鏈條共 22 片， 冷卻機(jī)用減速機(jī)來(lái)帶動(dòng)傳送帶實(shí)現(xiàn)玻璃的傳送功能。2. 推料氣缸：通過(guò)對(duì)電磁閥的通斷電，來(lái)改變氣缸的通氣方向控制推料氣缸的 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 3伸縮。圖 2-2 冷卻機(jī)實(shí)物全貌2.32.3 冷卻機(jī)的工藝流程及操作方式冷卻機(jī)的工藝流程及操作方式2.3.1 冷卻機(jī)的工藝流程圖 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 4圖 2-3 流程圖2、各種元器件的選型 3.13.1 元器件選型清單元器件選型清單表 3-1 元器件選型清單器件名稱規(guī)格型號(hào)器件名稱規(guī)格型號(hào)PLC6ES7 216-2BD23-0XB8接線端子ST 2.5觸摸屏TPC7062K接線端子ST 4 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 5總線適配器6ES7 972-0BB12-0XA0接地端子ST 4-PE變頻器6SE6 420-2UD17-5AA1端子隔板D-ST 2.5BOP 控制板6SE6 400-0BP00-0AA0端子隔板D-ST 4開(kāi)關(guān)電源DR-120-24插拔式橋接件FBS 10-5光電開(kāi)關(guān)E3Z-D86端子連接片F(xiàn)BS 10-6連接電纜S08-4FVW-050配電箱500W*350H*210D行程開(kāi)關(guān)D4V-8107Z配電箱300W*300H*210D電感式傳感器DW-AS-513-M12-120配電箱300W*300H*120D連接電纜S12-3FVW-050警示燈JD501-L01G024（紅色）磁感應(yīng)傳感器D-A93警示燈JD501-L01R024（綠色）光柵傳感器NA40S-8-3-P警示燈JD501-L01Y024（黃色）安全光柵NA-F5R-5警示燈裝飾蓋A02安全光柵NA-F4E-5警示燈接線座B03光幕安裝支架ZJ-NA-1警示燈底座S-1按鈕M22-D-G/K10單股軟電線RV-0.3mm按鈕M22-D-R/K10多芯軟電纜RVV3-3*1.5MM指示燈M22-L-W/LED230單股軟電線BVR-1.5MM鑰匙開(kāi)關(guān)M22-WRS/K10單股軟電線BVR-1.5MM蘑菇頭按鈕M22-DP-G/K10歐標(biāo)插頭TYP231按鈕盒M22-I1歐標(biāo)插座TYP2601急停按鈕M22-PV/KC11/IY保護(hù)單片F(xiàn)U-8818B指示燈M22-L-R/LED交流接觸器LC1D09BDC指示燈M22-L-Y/LEDPC 導(dǎo)軌插座PC 3-4-10指示燈M22-L-G/LED通斷開(kāi)關(guān)LW42B32-1016/L斷路器S202-C6電動(dòng)機(jī)YYP63143.23.2 S7-200S7-200 CPUCPU 226226 的的 I/OI/O 及電源及電源3.2.1 輸入接線 CPU 226 的主機(jī)共有 24 個(gè)輸入點(diǎn)（I0.0I0.7、I1.0I1.7、I2.0I2.7)。系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1M 為輸入端字子 I0.0I1.4 的公共端，2M 為輸入端子 I1.5I2.7 的公共端。3.2.2 輸出接線對(duì)于 CPU 226 的主機(jī)共有 16 個(gè)輸出點(diǎn)（Q0.0Q0.7、Q1.0Q1.7）。輸出電路有晶體管輸出電路和繼電器輸出兩種供用戶選用（本設(shè)計(jì)選擇繼電器輸出）。PLC 由 220V交流電源供電，負(fù)載直流電源負(fù)載供電，也可以采用交流電源為負(fù)載供電。在繼電器輸出電路中，數(shù)字量輸出分為三組，每組的公共端為本組的電源供給端，Q0.0Q0.3 共用1L，Q0.4Q1.0 共用 2L，Q1.11.7 共用 3L，各組之間可以接入不同電壓等級(jí)、不同電壓性質(zhì)的負(fù)載電源。3.33.3 MCGSMCGS TCP7062KTCP7062K 觸摸屏觸摸屏3.3.1 TCP7062K 特性 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 6液晶屏:7TFT 液晶屏 分辨率:800X400 電源: DC24V/30W 供電3.3.2 TPC7062K 啟動(dòng)使用 24V 直流電源給 TPC 供電，開(kāi)機(jī)啟動(dòng)后屏幕出現(xiàn)“正在啟動(dòng)”提示進(jìn)度條，此時(shí)不需任何操作自動(dòng)進(jìn)入工程運(yùn)行界面。3.3.3 TPC7062K 與西門(mén)子 PLC 通信接線圖 3-1 TPC7062K 與西門(mén)子 PLC 通信接線3.3.4 TPC7062K 外部接口圖 3-2 TPC7062K 外部接口3.43.4 變頻器變頻器變頻器（Variable-frequency Drive，縮寫(xiě)：VFD），也稱為變頻驅(qū)動(dòng)器或驅(qū)動(dòng)控制器，可譯作 Inverter（和逆變器的英文相同）。變頻器是可調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一種， 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 7是應(yīng)用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)改變交流電動(dòng)機(jī)工作電壓的頻率和幅度，來(lái)平滑控制交流電動(dòng)機(jī)速度及轉(zhuǎn)矩，最常見(jiàn)的是輸入及輸出都是交流電的交流/交流變頻器。3.4.1 西門(mén)子 MM420 型變頻器西門(mén)子 MM420 是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器系列。圖 3-3 MM420 外型3.4.1.1 西門(mén)子 6SE6 420-2UD17-5AA1 變頻器的額定參數(shù)電 源 電 壓 ： 380-480V，三相交流 額定輸出功率： 0.75KW額定輸入電流： 2.4A 額定輸出電流： 2.1A3.4.1.2 西門(mén)子 MM420 接線圖圖 3-4 MM420 接線圖3.4.2 MM420 基本操作面板 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 8表 3-2 基本操作面板（BOP）的按鈕3.4.2 冷卻機(jī)上常用的變頻器參數(shù)設(shè)定表 3-3 是冷卻機(jī)上常用的變頻器參數(shù)設(shè)定值，如果希望設(shè)置更多的參數(shù)，請(qǐng)參 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 9考MM420 用戶手冊(cè)。表 3-3 冷卻機(jī)變頻器參數(shù)的設(shè)定序號(hào)參數(shù)號(hào)參數(shù)名稱設(shè)置值說(shuō)明1P0010調(diào)試用的參數(shù)過(guò)濾器30工廠的缺省設(shè)定值2P0970復(fù)位為工廠設(shè)置值1復(fù)位出廠設(shè)置3P0003用戶的參數(shù)訪問(wèn)級(jí)3專家級(jí)訪問(wèn)4P0004參數(shù)過(guò)濾器0全部參數(shù)設(shè)定5P0010調(diào)試用的參數(shù)過(guò)濾器1快速調(diào)試6P0100確定功率和頻率設(shè)定值0歐洲-KW，頻率缺省值 50HZ7P0304電機(jī)的額定電壓380V8P0305電機(jī)額定電流0.48A9P0307電機(jī)額定功能功率0.12KW10P0310電機(jī)額定頻率50HZ11P0311電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1400r/min12P0700選擇命令源2控制信號(hào)由端子排輸入13P1000選擇頻率設(shè)定值1MOP 設(shè)定值14P1080電機(jī)最小頻率0HZ15P1082電機(jī)最大頻率50HZ16P1120斜坡上升時(shí)間1s17P1121斜坡下降時(shí)間1s18P3900結(jié)束快速調(diào)試119P0003用戶的參數(shù)訪問(wèn)級(jí)3專家級(jí)訪問(wèn)20P1040MOP 的設(shè)定置10HZ電機(jī)的運(yùn)行頻率3.53.5 傳感器傳感器3.5.1 接近式傳感器電感接近式傳感器是電感式傳感器最常用的一種，屬于一種開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器，又稱為電感式接近開(kāi)關(guān)，主要由 LC 振蕩器、開(kāi)關(guān)電路及放大輸出電路三大部分組成。電感式傳感器在接通電源且無(wú)金屬工件靠近時(shí)，其頭部產(chǎn)生自激振蕩的磁場(chǎng)，當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場(chǎng)，并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí)，在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以致停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級(jí)放大器電路處理并轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)，觸發(fā)驅(qū) 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 10動(dòng)控制器件，由此識(shí)別出有無(wú)金屬物體接近，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷，達(dá)到非接觸式的檢測(cè)目的。這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是金屬物體。DW-AS-513-M12-120 接近式傳感器額定電壓為 10-30V 直流電源供電，采用 S12-3FVW-050 型三芯插頭連接導(dǎo)線與傳感器相連；導(dǎo)線分為棕（1）、藍(lán)（3）、黑（4）三種顏色，棕色接電源正極，藍(lán)色接 0V，黑色為輸出信號(hào)線。在傳感器上設(shè)有指示燈，用于顯示接近開(kāi)關(guān)的信號(hào)狀態(tài)，供調(diào)試運(yùn)行監(jiān)視觀察。當(dāng)金屬靠近接近開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)輸出動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“1”，LED 燈亮；當(dāng)金屬遠(yuǎn)離接近開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)不動(dòng)作，輸出信號(hào)“0”，LED 燈不亮。圖 3-5 DW-AS-513-M12-120 接近式傳感器 3.5.2 磁感應(yīng)傳感器磁感應(yīng)傳感器是一種將磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件或裝置。磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)是磁感應(yīng)傳感器的一種，是一種非接觸式位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)。它由兩片具有高導(dǎo)磁和低矯頑力的合金彈簧組成，并密封在一個(gè)充滿惰性氣體的玻璃管中。兩個(gè)彈簧片之間保持一定的重疊和適當(dāng)?shù)拈g隙，末端鍍金作為觸點(diǎn)，管外焊接引線。當(dāng)傳感器所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度足夠大時(shí)，兩彈簧相互吸引而使觸點(diǎn)導(dǎo)通；當(dāng)磁場(chǎng)減弱到一定程度時(shí)，在彈簧本身彈力的作用下而釋放。D-A93型磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)額定電壓為12-24V直流電源供電；導(dǎo)線分為棕、藍(lán)兩種顏色，棕色接電源正極，藍(lán)色接0V。在傳感器上設(shè)有指示燈，用于顯示接近開(kāi)關(guān)的信號(hào)狀態(tài)，供調(diào)試運(yùn)行監(jiān)視觀察。當(dāng)氣缸活塞靠近接近開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)輸出動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“1”，LED燈亮；當(dāng)氣缸活塞遠(yuǎn)離接近開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)不動(dòng)作，輸出信號(hào)“0”，LED燈不亮。 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 11圖 3-6 D-A93 型磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)3.5.3 光電傳感器光電傳感器是通過(guò)把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。E3Z-D86 型光電傳感器額定電壓為 12-24V 直流電源供電，采用 S08-4FVW-050 型四芯插頭連接導(dǎo)線與傳感器相連；導(dǎo)線分為棕（1）、藍(lán)（3）、黑（4）三種顏色，棕色接電源正極，藍(lán)色接 0V，黑色為輸出信號(hào)線，白色線不接。在傳感器上設(shè)有指示燈，用于顯示接近開(kāi)關(guān)的信號(hào)狀態(tài)，供調(diào)試運(yùn)行監(jiān)視觀察。當(dāng)玻璃靠近光電開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān)輸出動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“1”，橙色燈亮；當(dāng)玻璃離開(kāi)光電開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān)不動(dòng)作，輸出信號(hào)“0”，綠燈燈亮。圖 3-7 E3Z-D86 型光電傳感器3.5.4 安全光柵安全光柵由投光器和受光器兩部分組成。投光器發(fā)射出調(diào)制的紅外光，由受光器接收，形成了一個(gè)保護(hù)網(wǎng)，當(dāng)是有物體進(jìn)入保護(hù)網(wǎng)，當(dāng)從中有光線被物體擋住，通過(guò)內(nèi)部控制線路，受光器電路馬上作出反應(yīng)，即在輸出部分輸出一個(gè)信號(hào)用于暫停程序， 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 12電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。光束的密度多少?zèng)Q定了體積多大的身體部分能通過(guò)光幕才被檢測(cè)。按照人體工程學(xué)的數(shù)據(jù)，成年人的手指直徑應(yīng)不少于14mm,手掌厚度不少于30mm,手腕直徑不少于40mm，舉例：如果使用的光幕的光軸間距是40mm,光軸直徑是20mm，它的分辨率是40+20=60mm,那么手值，手掌，手腕及手臂都有可能通過(guò)光幕而不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。因此，如果想獲得更高的安全性，便需使用較高分辨率的光幕.對(duì)射式安全光幕是指發(fā)光單元、受光單元分別在發(fā)光器、受光器內(nèi)，發(fā)光單元發(fā)出的光直射到受光單元，從而形成保護(hù)光幕的安全光柵裝置。對(duì)射式安全光柵由控制器、發(fā)光器、受光器及發(fā)光傳輸線和受光傳輸線五部分組成。NA型光柵傳感器工作狀態(tài)說(shuō)明：1.光幕通過(guò)狀態(tài)：當(dāng)光幕傳感器保護(hù)區(qū)域內(nèi)無(wú)遮擋物時(shí)，光幕傳感器發(fā)出通過(guò)信號(hào)給控制器，控制器上的通過(guò)（PASS）指示燈綠燈點(diǎn)亮，遮斷（INTERCEPT）指示燈紅燈熄滅，繼電器吸合，設(shè)備可以被啟動(dòng)。2.光幕遮斷狀態(tài)：當(dāng)光幕傳感器保護(hù)區(qū)域內(nèi)有遮擋物時(shí)，光幕傳感器立即發(fā)出遮斷信號(hào)給控制器，控制器上的通過(guò)（PASS）指示燈綠燈熄滅，遮斷（INTERCEPT）指示燈紅燈點(diǎn)亮，繼電器釋放，設(shè)備不可以被啟動(dòng)。外部接線圖：先將投光器和受光器同顏色的引線全部對(duì)接，然后將DC24V（棕線）、0V（藍(lán)線）接到24V電源，光幕使用PLC直流電源時(shí)，將OUTPUT(黑線)接到PLC上的信號(hào)輸入端口；如光幕使用外部電源時(shí)，則還需將外部電源和PLC直流電源共正極。 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 13圖 3-8 光柵傳感器外部接線圖四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.14.1 冷卻機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)冷卻機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)4.1.1 配電箱電器元件布置圖 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 14圖 4-1 電器元件布置圖4.1.2 冷卻機(jī) PLC 的 I/O 地址分配表表 4-1 I/O 地址分配表輸入輸出器件名稱地址功能器件名稱地址功能鑰匙開(kāi)關(guān)I0.0手自動(dòng)切換電磁閥線圈 1Q0.0氣缸伸出按鈕I0.1復(fù)位按鈕電磁閥線圈 2Q0.1氣缸縮回按鈕I0.2啟動(dòng)按鈕指示燈（黃）Q0.2手動(dòng)指示燈行程開(kāi)關(guān)I0.3熱玻璃檢測(cè)到位指示燈（綠）Q0.3自動(dòng)指示燈光電開(kāi)關(guān)I0.4冷玻璃檢測(cè)到位指示燈（紅）Q0.4故障指示燈電感式傳感器I0.5左鏈條檢測(cè)到位三色燈（黃）Q0.5電感式傳感器I0.6右鏈條檢測(cè)到位三色燈（綠）Q0.6磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)I0.7氣缸伸出到位三色燈（紅）Q0.7磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)I1.0氣缸縮回到位指示燈（綠）Q1.0自動(dòng)程序運(yùn)行指示光柵傳感器I1.1運(yùn)行暫停變頻器Q1.1驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕I1.2停止變頻器Q1.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)蘑菇按鈕I1.3急停機(jī)械手Q1.3發(fā)出放上玻璃信號(hào)機(jī)械手Q1.4發(fā)出取走玻璃信號(hào)4.1.3 控制系統(tǒng)電氣原理圖變頻器中R、S、T表示交流電源的輸入端，U、V、W表示變頻器的輸出端。 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 15圖 4-2 主電路接線圖圖 4-3 控制系統(tǒng)電氣原理圖4.24.2 冷卻機(jī)冷卻機(jī) PLCPLC 控制程序設(shè)計(jì)控制程序設(shè)計(jì)4.2.1 冷卻機(jī)控制系統(tǒng)工作過(guò)程1. 合上電源開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)上電，合上電控柜空氣開(kāi)關(guān)，打開(kāi)氣源，使氣缸恢復(fù)原 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 16位狀態(tài)。2. 打開(kāi)觸摸屏進(jìn)入主界面設(shè)定玻璃冷卻時(shí)間為 15 分鐘，將觸摸屏控制箱上的自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到手動(dòng)狀態(tài)（手動(dòng)指示燈亮），按下復(fù)位按鈕，傳送帶左、右鏈條檢測(cè)到鏈條復(fù)位。3. 將自動(dòng)/手動(dòng)鑰匙開(kāi)關(guān)撥到自動(dòng)狀態(tài)（自動(dòng)指示燈亮）。按下啟動(dòng)按鈕冷卻機(jī)開(kāi)始運(yùn)行（三色燈綠燈亮，自動(dòng)運(yùn)行指示燈亮）。在冷卻機(jī)傳送帶的第一層放入玻璃，傳感器檢測(cè)到玻璃，開(kāi)始計(jì)時(shí) 1.5 分鐘，計(jì)時(shí)時(shí)間到，玻璃自上而下有減速機(jī)傳送，當(dāng)玻璃傳送落到托盤(pán)（傳送鏈條的第十層），且傳感器檢測(cè)玻璃存在時(shí)（傳感器沒(méi)有檢測(cè)到玻璃時(shí)，則返回到初始狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行程序），計(jì)時(shí) 1.5 分鐘，玻璃冷卻 15 分鐘，冷卻完成（三色燈綠燈閃爍），托盤(pán)伸出，取走玻璃即可，玻璃取走后托盤(pán)自動(dòng)收回，進(jìn)行下一次循環(huán)。注：玻璃在托盤(pán)中未取出時(shí)，傳送帶停止工作，只有取走托盤(pán)上的玻璃，傳送帶才能開(kāi)始工作。4. 傳送鏈條在傳送過(guò)程中，請(qǐng)勿遮擋光柵，一旦遮擋了光柵，傳送鏈條停止工作，此時(shí)（三色燈黃燈亮）。5. 當(dāng)托盤(pán)里的傳感器未檢測(cè)到托盤(pán)有玻璃時(shí)，傳送帶在每層的固定冷卻時(shí)間到了，就傳送一次。6. 按下停止按鈕，機(jī)械手不再向冷卻機(jī)上放待冷卻玻璃，冷卻機(jī)上所有玻璃冷卻完成，冷卻機(jī)上沒(méi)有玻璃，再次按下停止按鈕冷卻機(jī)停止工作。將冷卻機(jī)切換到手動(dòng)狀態(tài)。7. 按下急停按鈕，冷卻機(jī)立刻停止工作（故障燈和三色燈紅燈亮）。再次啟動(dòng)時(shí)需將傳送帶上玻璃清空，將鏈條復(fù)位。注意：運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)故障急停時(shí)，此時(shí)必須把鑰匙開(kāi)關(guān)撥到手動(dòng)狀態(tài),單擊手動(dòng)畫(huà)面中的托盤(pán)氣缸伸出，此時(shí)托盤(pán)伸出，取走玻璃，再單擊托盤(pán)氣缸收回，此時(shí)托盤(pán)收回。將所有玻璃取走后按下復(fù)位按鈕，復(fù)位完成，最后把鑰匙開(kāi)關(guān)撥到自動(dòng)狀態(tài)，方可開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行。4.2.2 冷卻機(jī)控制系統(tǒng)順序功能圖 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 17圖 4-4 順序功能圖4.2.3 冷卻機(jī)控制系統(tǒng)梯形圖圖 4-5 為主程序梯形圖，其它程序見(jiàn)附錄。 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 18 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 19 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 20 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 21圖4-5 冷卻機(jī)主程序梯形圖4.34.3 觸摸屏控制畫(huà)面及其通訊觸摸屏控制畫(huà)面及其通訊4.3.1 觸摸屏控制畫(huà)面打開(kāi)觸摸屏進(jìn)入控制界面，設(shè)定冷卻時(shí)間，系統(tǒng)默認(rèn)冷卻時(shí)間為0分鐘，本材質(zhì)的玻璃冷卻時(shí)間為15分鐘，在玻璃冷卻時(shí)間窗口輸入數(shù)字15，完成時(shí)間設(shè)定。點(diǎn)擊手動(dòng)畫(huà)面按鈕進(jìn)入手動(dòng)畫(huà)面。 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 22圖4-5 冷卻機(jī)觸摸屏主界面手動(dòng)畫(huà)面：電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕和電機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕為點(diǎn)動(dòng)按鈕，點(diǎn)擊電機(jī)正、反轉(zhuǎn)按鈕實(shí)現(xiàn)傳送帶上鏈條的上行和下行。點(diǎn)擊托盤(pán)氣缸伸出按鈕和托盤(pán)氣缸縮回按鈕實(shí)現(xiàn)托盤(pán)的伸出和回縮。按下復(fù)位按鈕將冷卻機(jī)復(fù)位。圖 4-6 冷卻機(jī)觸摸屏手動(dòng)界面自動(dòng)畫(huà)面：點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕冷卻機(jī)將開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行（在自動(dòng)運(yùn)行之前冷卻機(jī)必須處于復(fù)位狀態(tài)），按下停止按鈕時(shí)，冷卻機(jī)完成全部玻璃冷卻后將停止工作。按下急停按鈕冷卻機(jī)將立即停止工作。 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 23圖 4-7 冷卻機(jī)觸摸屏自動(dòng)界面4.3.1 觸摸屏與PLC建立通信圖 4-8 設(shè)置通訊方式圖 4-9 “通用串口父設(shè)備”通信參數(shù)設(shè)定 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 24圖 4-10 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)變量設(shè)定圖 4-11 編輯變量名稱對(duì)應(yīng) PLC 地址 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 25五、結(jié)論本設(shè)計(jì)應(yīng)用變頻器實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)的速度和方向控制，使得冷卻機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，減少了玻璃在冷卻過(guò)程中的損傷。冷卻時(shí)間的改變實(shí)現(xiàn)了冷卻過(guò)程中溫度的控制。應(yīng)用PLC向機(jī)械手發(fā)出動(dòng)作指令實(shí)現(xiàn)了玻璃的搬運(yùn)控制，完成了玻璃的準(zhǔn)確擺放，減少了人工及高溫對(duì)人體的燙傷，降低了投入，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。應(yīng)用PLC和觸摸屏相結(jié)合的控制，使得冷卻機(jī)具有操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)報(bào)警、時(shí)實(shí)監(jiān)控的功能，實(shí)現(xiàn)了冷卻機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行?？偨Y(jié)經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月的努力最終完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，這不僅是一份設(shè)計(jì)，而是對(duì)所學(xué)知識(shí)的總結(jié)與突破。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們了解到了做一個(gè)系統(tǒng)的基本常識(shí)，為我們以后從事技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到許多問(wèn)題，在老師的指導(dǎo)下，通過(guò)查資料，把問(wèn)題都一一解決。另外在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還得到同學(xué)的幫助，對(duì)于良師益友的幫助，我深表感謝。同時(shí)也感謝學(xué)校提供給我們一次提高的機(jī)會(huì)，我在此深表感謝。 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 26參 考 文 獻(xiàn)1 廖常初PLC 基礎(chǔ)及應(yīng)用北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，20042 王兆義可編程序控制器教程北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社 20053 王永華. 現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù)北京：北京航天大學(xué)出版社 20034 張文明. 嵌入式組態(tài)控制技術(shù). 北京：中國(guó)鐵道出版社，20145 許 廖. 電機(jī)與電氣控制技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20106 陶 權(quán). PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2009 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 27附錄 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 28 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 29 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 30圖 1 自動(dòng)程序 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 31 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 32 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 33 汽車天窗玻璃冷卻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 白乾印 34圖 2 手動(dòng)程序