数控成型机显示系统设计【毕业论文】.doc

1、 本科 毕业 论文 (设计 ) （二零 届） 数控成型机显示系统设计 所在学院 专业班级 电气工程及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 1 - 摘 要 随着社会生产和科学技术的迅猛发展，机械产品的需求日益增长，需求样式多样化。为了适应不同的工件尺寸，工程师不得不时时改变加工程序， 影响加工效率。这种情况下，机器向着高速度、自动化、智能化发展。人机界面就是这种情况的产物，能大幅度地增加 数控机床的加工效率、操作的安全性和可靠性。 这篇文章就是通过研究 PLC 和人机编辑软件来设计一个数控机床成型机显示系统，使得工程师能摆脱困境，将精力投向更加重要的事情。 根据 PLC

2、工程设计和人机界面编辑软件设计的方法，总体可以分为 4个步骤，总体设计、 PLC 设计、人机界面设计、制作和调试。总体设计参考 SCJ 系列数控塑料中空成型机的使用说明书，来完成以下 15 个界面的设计：系统主界面 、 功能选择界面 、 时间设定界面、系 统设置界面、系统螺杆温度界面、系统模头温度、模拟显示界面、动作显示界面、自动润滑装置设置、螺杆参数 1、螺杆参数 2、模头参数 1、模头参数 2、系统手动界面、系统故障显示画面。希望通过这个设计，能与硬件相结合，加速机器的自动化和智能化，提高加工效率，增加操作人员的安全性。同时，这个界面可以对机器的各个动作和参数进行监视，大大提高了机器的灵活

3、度，出现问题也能很快的解决。 关键字： PLC；触摸屏；人机界面；成型机 - 2 - Abstract With the rapid development of social production and scientific technology, the demand for mechanical products is growing, and the types of demand are diversified. In order to adapt to different size of workpiece, engineers have to constantly change

4、 processing procedure, which affects working efficiency. In this case, the machineries are developed towards high speed, automation and intelligence. Human-computer interface is a kind of such products that can greatly improve the working efficiency, control safety and reliability of numerical contr

5、ol machine. This article is through research PLC and man-machine authoring software to design a numerical control machine to moulding machines display system, helping engineers to get rid of trouble and save energy to do something more important. Based on PLC engineering design and human-computer in

6、terface authoring software design method, the overall process can be divided into four steps, overall design, PLC design, man-machine interface design, and production and debugging. The overall design reference the manuals of SCJ series CNC plastic blow molding machines to complete the following 15

7、interface design: the system master interface, function selection interface, time setting interface, the interface of system setup, system screw temperature interface, systems die head temperature, analog display interface, action display interface, automatic lubrication device setting, screw parame

8、ter 1, screw parameters 2, die head parameter 1, die head parameters 2, system manual interface, system fault display screen. Hope that through the design, combined with hardware accelerated machine, to improve the automatic and intelligent of the machining, the working efficiency, and increasing th

9、e safety of operators. Meanwhile, the interface can be used to monitor each action and parameters of the machine. This greatly improves the machines flexibility, and problems can be resolved quickly. Key Words: PLC； touch screen； human-computer interface； make-up machine - 3 - 目 录 1 引 言 .1 2 总体设计 .2

10、 3 PLC 设计 .4 3.1 PLC 工作原理 .4 3.2 可编程原理图 .5 3.3 PLC 程序设计 .6 3.3.1 手动跳转 .6 3.3.2 积算式定时器 .7 3.3.3 计数器 .8 4 软件设计 .9 4.1 用户界面 .9 4.1.1 开机画面 .9 4.1.2 功能选择界面 .10 4.1.3 时间设定界面 . 11 4.1.4 系统设置界面 .12 4.1.5 螺杆温度界面 .13 4.1.6 模头温度界面 .14 4.1.7 位置监视界面 .15 4.1.8 加热监视界面 .16 4.1.9 自动润滑装置设置界面 .17 4.1.10 螺杆参数 1 界面 .18

11、4.1.11 螺杆参数 2 界面 .19 4.1.12 模头参数 1 界面 .19 4.1.13 模头参数 2 界面 .20 4.1.14 手动控制界面 .21 4.1.15 故障显示系统界面 .22 4.2 触摸屏及其元件属性设计 .22 4.2.1 Screen Editor 编辑软件 .22 4.2.2 画面编辑窗口属性 .23 4.2.3 元件属性 .23 5 测试报告 .25 6 结论 .26 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 .27 - 1 - 1 引言 随着社会生产和科学技术的迅猛发展，各行业对其生产设备和系统的自动化程度要求越来越高，采用自动化控制技术对减轻劳动强度、优

12、化生产工艺、提高劳动生产率和降低生产成本都有很重要的作用。 PLC 是实现生产自动化、管理自动的重要支柱。现代的 PLC 不仅能实现开关量的顺序逻辑的控制 ,而且具有数字运算、数据处理、运动控制以及模拟量控制 ,还具有远程 I/O、网络通信和网络图像显示等功能。 5但随着社会生产的不断发展，机械产品的需求日益增长，需 求样式多样化。为了适应不同的工件尺寸，工程师不得不时时改变加工程序， 影响加工效率。因此，单一使用 PLC 控制机器生产已经不能满足生产需求。近年来，触摸屏的迅猛发展，使得触摸屏进入越来越多人的眼里。同时数控机床的快速发展，使得人机界面显得更突出， 人机界面作为人和机床之间交互的

13、纽带，直接影响到数控机床的加工效率、操作的安全性和可靠性等等。因此，人机界面也就是 触摸屏结合 PLC 也被越来越多的人所喜爱 。 所谓的触摸屏结合 PLC，就是使用 PLC 将加工程序编成一个“傻瓜程序”，将需要改变的工作参数用一些变量代替。然后，操作 人员只需要在触摸屏上将这些变量对应的值输入相应的位置就可以了。这种显示系统的设计大大减少了工程量 ,提高了企业生产效率。 本设计以 SCJ 系列数控塑料中空成型机为例，通过研究其的硬件设施和相应的工作流程，以便完成相应的显示系统。完成的显示系统应该具有以下 15 个界面：系统主界面 、 功能选择界面 、 时间设定界面、系统设置界面、系统螺杆温

14、度界面、系统模头温度、模拟显示界面、动作显示界面、自动润滑装置设置、螺杆参数 1、系统手动界面、系统故障显示画面、螺杆参数 2、模头参数 1、模头参数 2。并且完成的显示系统应该通过相应的界面看 出相对应的工作，并能通过改变参数来改变产品的样式。 - 2 - 2 总体设计 整个设计可以分做 2 个大步骤进行，分别为界面编程（图 2 1）和 PLC 程序编写（图 2 2）。 图 2 1 界面编辑流程图 图 2 2 PLC 流程图 根据流程图其中界面编辑可以分做 5 个步骤， PLC 程序编写可以分做 4 步骤。 界面编辑的 5 个步骤如下： 第一步：创建一个新的编辑窗口。在工具栏上点击开启新文件

15、，即出现一个对话框， 其中专案名称预设为 HMI，画面编号预设为 Screen_1，画面编号预设为 1，以上三個参数，都可自行输入更改； 点击确定，就出现一个新的编辑窗口。第二步：安放元件。从工具栏选择要添加的元件，放置到编辑窗口。 第三步：设置元件属性。点击元件，在元件的右边会出现一个属性窗口，在那设置元件属性。设置属性可改变元件的大小、位置、颜色、样式及其他特征。 第四步：编译与测试。 选取此项目可以把编辑好的书面 文件 ，编译成人机可以接受的格式并同时检查画面编辑是否有错误。编译过程中会将信息输出至输出栏。如果有错误，也会一并列出提醒用 户 ，如果有错误发生时，则不会产生目的文件。 第五

16、步： 下载调试。程序完成时，编译没有错误，可以下载画面数据到 DOP人机端，进行调试，并观看结果。 PLC程序编写的 4个步骤如下： 第一步：创建新工程。点击创建新工程，出现一个对话框如图 2 3所示，可建立编辑画面 安放元件 设置元件属性 编译与查错 下载调试 建立新工程 下载调试 编写程序 编译与修改 - 3 - 以选择 PLC系列和 PLC类型。 图 2 3 创建新工程 第二步：编写程序。根据可编程控制器原理图来编写 PLC程序。三菱 PLC编程软件有非常有用的一个特点，那就是可以按不同的控制对象分类编写在同一段程序中，这样做使程序结构更清晰，便于程序交流。 第三步：编译与测试 .程序编

17、写完成，可以通过编译来查看程序的对错，有错误会 提醒。 第四步：下载调试。程序编写完成，并且没有错误，可以下载到机器上进行调试。由于是纯软件设计，没有硬件设计和软硬件通道，所以不可能正在获得成型机的各种参数资料，只能用数据代替参数来调试。 - 4 - 3 PLC 设计 3.1 PLC 工作原理 PLC 的 CPU 采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点（包括其常开或常闭触点）不会立即动作，必须等扫描到该触点时才动作。 考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在 100ms 以上，而 PLC 扫描用户程序的时间一般小于 100ms，因此，

18、 PLC 采用了一种不同与一般微型计算机的运行方式扫描技术。这样在对与 I/O 响应要求不高的场合， PLC 与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。 5 当 PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段做为一个扫描周期。在整个运行期间， PLC 的 CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 （一） 输入采样阶段 在输入采样阶段， PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入 I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入 用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I

19、/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 (二 ) 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段， PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图 )。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在 系统 RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 - 5 - 在程序执行的过

20、程中如果使用立即 I/O 指令则可以直接存取 I/O 点。即使用 I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。 (三 ) 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后， PLC 就进入输出刷新阶段。在此期间， CPU 按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设 。这时，才是 PLC 的真正输出。 13 3.2 可编程原理图 图 3 1 气动吹瓶机可编程原理图 1 图 3 2 气动吹瓶机可编程原理图 2 图 3 1 和图 3 2 是气动吹瓶机的可编程原理图，可编程控制器采用D

21、VP-64ES00R, DVP-EH2 系列以优异的运 算速度著称！除具备高容量的程序规划空间，内设众多应用指令及通讯指令外；搭配多样化的特殊扩展模块与功能卡，使主机更能发挥强大效能 。触摸屏采用 DOP-AS38BSTD， EMG 是急停开关。 - 6 - 图 3 3 气动吹瓶机温控模块原理图 1 图 3 4 气动吹 瓶器温控模块原理图 2 图 3 3 和图 3 4 是气动吹瓶机温控模块原理图。 DTC1 和 DTC6 采用DCT1000,其他的 DCT都采用 DCT2000。 MC1-MC5采用 LC1-D1810M5,MC6-MC11采用 LC1-D0610M5C。 3.3 PLC 程序设计 3.3.1 手动跳转 图 3 5是 PLC程序的手动跳转程序， P0处为手动程序， P1为回原位程序， P2为结束程序。假设选择“手动”方式，则 X0为 ON、 X1为 OFF，此时 PLC执行完程序后，就将跳过自动程序到 P0处。 下图为 PLC 中的手动跳转梯形图：