《自动生产线控制系统设计》任务书
一、 课题
全自动生产线控制系统设计
二、 设计目的
以模块化生产加工系统（MPS）为对象，全面了解全自动生产线的运行模式，通过对模块化生产加工系统（MPS）中单模块和多模块联网的控制设计，全面了解和掌握PLC控制系统的设计方法，包括控制系统的硬件电路设计、控制系统的程序设计、PLC和PLC之间的通讯、系统调试，同时熟悉触摸屏人机界面和组态软件在全自动生产线上的应用。
三、 使用设备
1. 模块化生产教学系统（MPS）；
2. 安装WINDOWS操作系统的PC机（配备FXGXWIN、EB500、KINGVIEW软件）；
3．MT506/T/C/M触摸屏；
4.  PC与PLC、PC与MT506/T/C/M、PLC与MT506/T/C/M的通信电缆。
四、 设计要求
现代工业生产要求高效率，愈来愈多的工厂采用PLC、人机界面等自动化器件构建的全自动生产线来提高生产效率。PLC控制具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便及体积小、重量轻等特点，被广泛用于自动化控制的各个领域。触摸屏产品可以作为设备的操作面板兼显示器使用，触摸屏的触控面板可以被用户自由定义分页和自制控制菜单，灵活地定义各种按钮、设置开关等画面。LCD显示屏也可以被灵活地定义成各种样式的状态指示灯、仪表显示面板、文字信息提示等画面，在触摸屏人机界面上定义过的输入输出变量将不占用PLC的I/O点，简化了电气控制系统的结构，提高了设备运行的可靠性。组态软件是一种构造方便、用于控制设备和过程监控装置（如计算机）之间通信的人机界面软件，被称为“监控和数据采集系统”。它可以在任何需要的时候把设备的运行现场的信息实时地传送到控制室，为管理人员提供实时和历史数据，优化控制现场作业，提高生产率和产品质量。因此，人机界面产品在工业控制中获得了广泛应用。本次设计以苏州瑞思机电公司的MPS系统为对象，学习三菱PLC控制器的使用和联网控制的实现，学习触摸屏人机界面和“组态王”组态软件的基本应用。具体要求如下：
（一）MPS系统的单站PLC控制设计
1. 针对MPS系统单站的任务和控制要求，进行工艺流程分析，画出工艺流程图；
2. 确定控制方案，设计电气线路图；
3. 应用PLC设计MPS系统单站的控制程序；
（1）选择PLC机型和控制方式；（FX2N-48MR(T)，MT506/T/C/M触摸屏人机界面）；
（2）列出PLC的I/O分配表，画出I/O接线图；
（3）根据工艺流程图，绘制顺序功能图；
（4）在计算机上应用三菱PLC编程软件（FXGXWIN）绘制梯形图，要求程序可读性好，并进行必要的注释。
4. 在计算机上应用EB500软件制作触摸屏控制画面（需设置启动、监控、手动、时间设置等画面），运用事件显示、报警信息显示或直接窗口等方式表达本站的运行情况和工件信息，列出触摸屏操作面板输入输出软元件地址表以及运行信息、工件信息输出软元件地址表；
5. 将触摸屏软元件号编入PLC控制程序；
6. 系统调试，通过三菱PLC通信电缆线将控制程序传入PLC的存储区内，用PC-触摸屏下载线将画面定义装入触摸屏的内存，运行时接通PLC-触摸屏之间的通信线，触摸屏用作操作面板兼显示器，保证MPS系统的单站能正常工作。
（二）利用“组态王”软件（KINGVIEW软件）对MPS系统的单站进行监控，要求建立“MPS监控系统”的工程，创建按钮监控画面，定义外部设备和数据变量，并建立按钮的动画连接和通讯。
（三）MPS系统的两站联网PLC控制设计
将两站连接在一起，调节相邻站的位置并固定。采用CC-Link现场总线通信方式，使用专用CC-Link电缆连接系统主站模块FX2N-16CCL-M CC-Link和接口模块FX2N-32CCL CC-Link的接线端子，进行主站和远程设备站中开关设定后接通主站模块、接口模块以及PLC电源。编写调试用主站数据链接程序并下载至主站模块。根据PLC两站联网控制的顺序功能图，列出CC-Link通讯软元件地址表，在计算机上用梯形图编写PLC联网控制程序，下载至PLC控制器，运行程序并调试，观察工作过程能否实现，检查工件信息的正确性。
五、 设计步骤
1. 阅读MPS系统的有关资料和图样，了解各站完成的任务和要求，确定控制方案；
2. 设计单站电气线路图和气动回路图；
3. 列出PLC的I/O分配表，画出I/O接线图；
4. 编写PLC控制的顺序功能图和程序；
5. 参考有关书籍或软件说明书，制作触摸屏控制画面；
6. 将程序下载后调试；
7. 编写两站联网PLC控制的顺序功能图和程序，进行联网调试；
8. 打印程序清单、软元件注释表，编写设计说明书。
六、 模块化设计的目的设计说明书内容
（一）MPS系统的单站PLC控制设计
1. 电气线路图；
2. PLC的I/O分配表，I/O接线图；
3. 顺序功能图及程序清单；
4. 触摸屏控制画面的说明，控制、信息软元件地址表；
5. 组态王控制方式与画面说明。
（二）MPS系统的两站联网PLC控制设计
PLC和PLC之间联网通信的顺序功能图及程序清单，通讯软元件地址表。
（三）调试过程中遇到的问题及解决方法
（四）设计的收获和体会。
七、 答辩
八、 附录一（资料）
（一）自动化生产教学系统使用手册；
（二）FX2N系列可编程控制器中文使用手册、编程手册、CC-Link通讯手册；
（三）EB500触摸屏用户手册；
（四）富士AC伺服系统FALDIC-W系列用户手册；
（五）组态王6.0资料
九、附录二（练习）
利用MPS系统中任一站的控制面板，以按钮作为输入及指示灯作为输出，根据下述要求，用三菱FX-2N 型PLC控制灯的亮灭。分别使用基本指令和移位指令编写梯形图程序。
控制面板I/O接线图
     
I/O地址表
代 号
元 件 名 称
I/O 地址
SB1
开始按钮
X10
SB2
复位按钮
X11
SB3
特殊按钮
X12
HL1
开始指示灯
Y10
HL2
复位指示灯
Y11
练习1 编写程序完成如下顺序动作：运行后开始灯闪，按开始按钮，开始灯亮，复位灯闪，按复位按钮，开始灯和复位灯一起闪，同时按开始和复位按钮，开始灯和复位灯一起亮，按特殊按钮，返回运行时状态（开始灯闪），如此循环。用流程图表示：
 
练习2 编写程序完成如下顺序动作：运行后，按X10，Y10亮，再按X10，Y10灭，如此循环。
返回M0
上述程序改用置位、复位指令完成。
练习3用定时器指令编写程序完成如下顺序动作：运行后Y10开始闪，按X10后，Y10亮3秒，灭3秒，如此循环。
M8002
Y10开始闪
X10
Y10亮, T1=3s
T1
M1
Y10灭, T2=3s
T2
返回M1
上述程序改用记数器指令完成。
                 
 

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