基于PLC的铜丝成型机电气控制系统设计

基于PLC的铜丝成型机电气控制系统设计

一、选题简介、意义

铜是与人类关系非常密切的有色金属，具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和延展性等物理化学特性。由于铜具有上述优良性能，所以在工业上有着非常广泛的用途，包括电器行业、机械制造、交通、建筑等方面。所以对铜丝的加工需求也越来越多。

我国的铜加工产业经过了多年的建设和发展，已经形成了比较完善的加工体系，我国从上世纪90年代初就取消了对民用产品用铜的限制，使我国铜加工产品的产量和消费量迅速增长。目前，中国已经成为世界上最大的铜消费国。随着我国国民经济的快速发展，人工加工铜丝已经满足不了市场的需要

本课题要求将铜丝自动送入、拉直、切断、压入成型、出料等环节。其中送丝成型有步进电机实现，切断和推出成型出料均适用气缸来完成工作。本设计将大大减少人工的使用，解决人工加工所出现的工件精度差异，提高生产率，减少人工费用。还能重复完成生产工作而不会感觉到疲倦，生产更快速，更加标准。

随着我国工业化的快速发展，铜丝加工产业将越来越自动化，铜丝成型机的应用也会越来越广泛。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

一.主要内容：

本课题是异PLC为基础设计的铜丝成型机的设计主要完成将铜丝进行拉直、切断、压入成型、出料等步骤。

先用步进电机将铜丝拉入铜丝成型机，用两个滚轮将铜丝拉直，然后在气缸作用下把铜丝切断送入成型装置，当铜丝到达成型装置时使用模具将铜丝压成要求的形状，成型之后用气缸将成型的工件吹出成型装置。

二.拟解决的主要问题：

1.铜丝成型机系统的总体结构设计；

2.PLC控制系统的软件设计；

3.触摸屏软件画面设计；

三.预期目标：

根据项目需求将铜丝按照设计步骤实行，完成拉直、切断处理，之后自动到下一步压入成型、出料等，直至把工件完成，重新开始下一工件的加工。

四.研究步骤

本课题的工作步骤分为四个阶段：

第一阶段：查阅文献，市场调研、收集资料、确定课题方案，完成开题报告；

第二阶段：完成系统构架，进行结构设计、进行软件设计；

第三阶段：进行系统安装调试；

第四阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。

（五）工作方法及措施：

工作方法：本课题主要采用实验法。

措施：基于在实训室所获得的实践经验，在教师指导下，以PLC为基础，设计开发铜丝成型机装置。

摘要 1

第一章引言 2

1.1课题研究意义 2

1.2自动化生产设备发展与应用 2

1.3国铜丝加工领域研究及发展现状 3

1.3.1 铜丝加工现状 3

1.3.2 铜丝加工现状的不足 3

1.4本文的主要研究内容 3

1.5主要选用的控制方式 4

第二章基于PLC的铜丝成型机的硬件设计 5

2.1 PLC简介 5

2.1.1 PLC的分类 5

2.1.2 市场上比较常见的PLC 6

2.2 铜丝成型机的设计概述 8

2.3 铜丝成型机的硬件设计 8

2.3.1 加工单元的设计 8

2.3.2 人机界面的设计 12

2.3.3 PLC的设计 13

2.3.4 PLC外部接线的设计 14

第三章基于PLC的铜丝成型机的软件设计 16

3.1 PLC控制系统软件设计 16

3.1.1 PLC控制流程的设计 16

3.1.2 PLC编程设计 18

3.2 人机界面的设计 23

3.2.1 编辑软件画面的组成 23

3.2.2 人机界面的画面的制作 24

第四章全文结论 26

第五章致谢 27

第六章附录 28

附录一 PLC梯形图程序 28

附录二人机界面设置 32

附录三元器件的应用选型 33

附录四铜丝成型机的电气部分接线图 34

参考文献 35

摘要：铜是一种与人类的生活关系非常紧密的金属，广泛的应用在人类生活的各种领域，它有着很好的导电性、延展性和耐腐蚀等多种非常优秀的属性，所以它在工业生产中得到了十分广泛的应用。越来越广泛的应用使人们对铜丝的加工需求也越来越多。近年来，发展速度越来越快的中国经济，使人工加工铜丝的速度已经跟不上经济发展的的步伐，市场的需求也没有办法满足。所以机器代替人工加工铜丝是新时代市场的发展趋势。本文介绍了人工加工铜丝的缺点，在PLC的基础上设计一个能自己实现加工要求，完成铜丝自动成型机的设计。设计的原则主要有着，操作方便，安全可靠以及能够降低工人的劳动，使本设计的硬件设计和软件设计能够有着最大程度的完善。中心控制系统主要由PLC来完成，完成铜丝的自动拉直，自动成型以及自动出料。用触摸屏来辅助PLC，显示加工的进程，实时监控铜丝成型的每一步的完成，实现可以直接在触摸屏上完成每个气缸的动作和铜丝拉直、出料的每一步的手动调试，最终能够实现铜丝的自动成型。本文主要分为三大部分，第一部分为引言，主要介绍铜丝加工现状以及不足，本文的主要研究内容。第二部分为铜丝成型机的硬件设计，介绍本装置主要应用的元件，说明介绍本装置的硬件系统的设计。第三部分为软件设计，主要介绍了PLC的编程设计和触摸屏的制作。

关键词：PLC；触摸屏，接近开关；气缸

结论

本文设计了一个自动的铜丝成型机，使用到了可编程控制技术和触摸屏技术。两项技术的使用使整个系统的控制方式更加的可靠，能够实现对生产过程的精确监控。使用PLC控制大大减少了元器件的使用，使设备的占用空间变小，设计上更加可靠方便。达到了课题任务的预期目标。

本文主要完成了以下工作：

（1）阐述了铜丝加工行业的现状不足，主要完成的任务和对选择控制方式的比较。

（2）对本设计需要时用的一些硬件进行了介绍。

（3）对使用的PLC和触摸屏进行了介绍。

（4）制作了相应的图表以及对程序进行了编写。

（5）将PLC的梯形图中的一些程序段进行了解释以及对触摸屏画面进行了介绍。

本设计各部分都紧密配合，确保每一步动作到位之后在进行下一步动作，

保证机器能够安全可靠的运行，不会出现跨步或者是误操作等情况，本设计中铜丝的长度气缸的伸出的时间等数据都非真实数据，需根据生产时的实际情况做出调整。本设计操作简单，提高了加工的精度。可以大大减少人力的使用，减少人工成本的使用。

在设计的过程中，查阅了很多相关的资料，将大学三年来所学的东西进行了一个系统的综合的应用，提高了在专业方面的能力，培养了自主设计的能力，为以后的工作打下了基础。