plc的进气格栅测试设备控制系统设计
日 期 【】本课题主要介绍的是基于PLC的进气格栅测试设备控制系统设计，采用了西门子S7-1500PLC，通过PLC来实现对设备的自动化控制。本设备主要就是对初步装配好叶片和马达的进气格栅，进行打螺丝，固定连杆和马达，然后对叶片进行开闭性能测试，最后对合格品进行打标。本课题设计减少了产品作业的劳动力需求，提高了效率，使产品在性能上有了保障。本文主要介绍了设备的组成，工作原理和操作流程。我们的设备控制系统采用了PLC控制代替了传统的继电器控制。使用PLC不仅方便了设备前期的程序设计，还有利于设备后期的维修与改善。我们通过PLC实现了对设备各个部件的不同的动作控制要求，完成了自动化生产线控制需求。
目录
引言 1
一、设备概述 2
（一）主要参数 2
（二）设备组织结构设计 2
（三）测试设备的工作原理 3
二、电气控制系统 4
（一）电气基本元件 4
（二）电箱分布 5
（三）气动控制中心 6
三、PLC的选型与控制程序 6
（一）PLC的选型 6
（二）S71500PLC的主要控制 7
（三）PLC的控制流程 10
（四）PLC主要控制程序 11
四、设备操作说明与注意事项 11
（一）触摸屏操作 11
（二）开机和关机 16
（三）一般故障报警处理 17
（四）设备维护及注意事项 18
总结 19
致谢 20
参考文献 21
附录1 22
引言
在汽车行业中，进气格栅在汽车上应用已不仅仅是美观和保护作用，它的另外作用就是进气和减小空气阻力。在冬季，我们可以调节叶片关闭，使发动机舱能快速升温，从而使发动机能够快速达到工作温度。在夏季，我们调节叶片打开，使外界的风进入发动机舱，带走舱内的热量，冷却发动机。此外格栅与汽车前盖所成的角度越大，所受的空气阻力就会越小，耗油量就会相应的减少。由此可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
知，进气格栅的作用在汽车上就显现出来了。
本设备就是通过PLC来完成控制系统的控制。我们通过PLC控制螺丝枪打螺丝，对格栅上的马达和连杆进行固定，通过PLC对外部设备的控制，完成对叶片开闭性能的测试。本设备的设计使得生产自动化和标准化，保证了进气格栅的质量，满足了生产的需求。 一、设备概述
此设备是为劳士领汽车配件昆山有限公司内部定制的Nissan L21B进气格栅的测试设备（如图11）。本设备主要是对初步组装好的进气格栅进行打螺丝固定连杆和马达，测试进气格栅叶片开闭性能，最后对合格的产品进行打标。
图11 设备整体图
（一）主要参数
1.电压：380VAC±10%；
2.频率：50HZ±1%；
3.空气动力源压强：0.60.7MPA；
4.相数：三相；
5.设备功率≤10KW；
6.工作环境要求常温环境温度：10℃40℃；
7.空气相对湿度：不大于90%；
8.海拔高度：1200米以下；
9.无爆炸危险介质，无腐蚀气体及导电尘埃等；
（二）设备组织结构设计
1.机架
设备底部框架采用45方形钢材焊接而成，用于承载和安装其他加工件。下部框架强度高，可用液压车和叉车搬运，方便运输。框架底部装有地脚，便于调整设备水平。
2.保护罩
设备上部保护罩由铝型材框架和亚克力板组成，铝型材框架内可以安装电气控制设备。保护罩把设备和工作人员隔开，保护了作业员的人身安全。
3.安全光栅与安全门限
设备的操作侧装有安全光栅，设备在运行过程中，工作人员身体接触安全光栅照射范围，设备停止运行，保护了工作人员的人身安全。设备安全门上设有安全门限，安全门被打开时，设备停止，设备不能够启动。
4.镭池气动打标机
镭池打标机是把气压作为动力源，通过镭池控制器控制金属枪头在产品上刻出符号。进气格栅性能检测通过时，打标机会打上相应的日期和产品序列号，保证了现场产品状态明确，合格品与不良品区分明确。
5.德派螺丝枪
当传感器检测到连杆和马达装配到位时，伺服电机动作带动螺丝枪动作，螺丝枪头对准螺丝孔，通过气压旋紧螺丝，压力达到1.5pa时，螺丝旋紧到位，螺丝枪自动退回原位。
6.转盘电机
设备转盘底部装有电机，电机带动转盘转动，转盘上有四个工位，每次当前工位上的动作完成且产品合格，转盘转动90度至下一个工位。
7.气动控制系统
由气源，气管，气阀和气缸等组成，气动系统主要用于在测试的过程中气缸夹紧产品，螺丝枪打螺丝和气动打标机的打标等动力需要。
8.电气控制系统
主要由触摸屏和电气柜两部分。触摸屏方便观察设备动作情况。电气柜位于设备右侧，设备与电气柜通过harting插头连接，电气柜与设备分开，方便搬运与摆放位置
（三）测试设备的工作原理
设备分四个工位：第一个工位放产品，产品放到位后，气缸夹紧到位，通过电机旋转到下一工位；第二工位对初步装配好连杆和马达的进气格栅，进行气动打螺丝固定，螺丝旋紧到位后，螺丝枪自动退回原点位置，转盘旋转至下一工位；第三工位，对马达通电，马达带动一个主动叶片，主动叶片通过连杆带动其他三个从动叶片，通过控制程序调整马达的正反转，通过相机和传感器照射，检测叶片的开闭状况，叶片检测合格后，转盘旋转至下一工位；第四工位，如果产品性能合格，气动打标机就会在产品的固定位置上打标，以此鉴别此产品测试性能合格。测试合格后旋转至第一工位，作业员取出产品。
二、电气控制系统
（一）电气基本元件
1.总开关及电源指示灯（如图21）：总开关控制设备电源通断，电源指示灯亮表示设备通电，灯灭表示设备断电。
图21 总开关与电源指示灯
2.三色灯：由三种颜色组成，不同颜色代表不同的含义。
白灯亮：表示设备状态良好，等待放置产品；
绿灯亮：表示产品测试合格；
红灯亮：表示设备报警或产品测试不合格。
3.触摸屏及操作按钮
触摸屏可以显示设备的运行和动作状态，可以观察到产品的生产过程。不同的操作按钮具备不同的功能。
（1）上电按钮：按下上电按钮，设备通电，且设备上电按钮按下时，急停必须释放，安全门必须处于关闭状态，否则上电按钮按下无效。
目录
引言 1
一、设备概述 2
（一）主要参数 2
（二）设备组织结构设计 2
（三）测试设备的工作原理 3
二、电气控制系统 4
（一）电气基本元件 4
（二）电箱分布 5
（三）气动控制中心 6
三、PLC的选型与控制程序 6
（一）PLC的选型 6
（二）S71500PLC的主要控制 7
（三）PLC的控制流程 10
（四）PLC主要控制程序 11
四、设备操作说明与注意事项 11
（一）触摸屏操作 11
（二）开机和关机 16
（三）一般故障报警处理 17
（四）设备维护及注意事项 18
总结 19
致谢 20
参考文献 21
附录1 22
引言
在汽车行业中，进气格栅在汽车上应用已不仅仅是美观和保护作用，它的另外作用就是进气和减小空气阻力。在冬季，我们可以调节叶片关闭，使发动机舱能快速升温，从而使发动机能够快速达到工作温度。在夏季，我们调节叶片打开，使外界的风进入发动机舱，带走舱内的热量，冷却发动机。此外格栅与汽车前盖所成的角度越大，所受的空气阻力就会越小，耗油量就会相应的减少。由此可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
知，进气格栅的作用在汽车上就显现出来了。
本设备就是通过PLC来完成控制系统的控制。我们通过PLC控制螺丝枪打螺丝，对格栅上的马达和连杆进行固定，通过PLC对外部设备的控制，完成对叶片开闭性能的测试。本设备的设计使得生产自动化和标准化，保证了进气格栅的质量，满足了生产的需求。 一、设备概述
此设备是为劳士领汽车配件昆山有限公司内部定制的Nissan L21B进气格栅的测试设备（如图11）。本设备主要是对初步组装好的进气格栅进行打螺丝固定连杆和马达，测试进气格栅叶片开闭性能，最后对合格的产品进行打标。
图11 设备整体图
（一）主要参数
1.电压：380VAC±10%；
2.频率：50HZ±1%；
3.空气动力源压强：0.60.7MPA；
4.相数：三相；
5.设备功率≤10KW；
6.工作环境要求常温环境温度：10℃40℃；
7.空气相对湿度：不大于90%；
8.海拔高度：1200米以下；
9.无爆炸危险介质，无腐蚀气体及导电尘埃等；
（二）设备组织结构设计
1.机架
设备底部框架采用45方形钢材焊接而成，用于承载和安装其他加工件。下部框架强度高，可用液压车和叉车搬运，方便运输。框架底部装有地脚，便于调整设备水平。
2.保护罩
设备上部保护罩由铝型材框架和亚克力板组成，铝型材框架内可以安装电气控制设备。保护罩把设备和工作人员隔开，保护了作业员的人身安全。
3.安全光栅与安全门限
设备的操作侧装有安全光栅，设备在运行过程中，工作人员身体接触安全光栅照射范围，设备停止运行，保护了工作人员的人身安全。设备安全门上设有安全门限，安全门被打开时，设备停止，设备不能够启动。
4.镭池气动打标机
镭池打标机是把气压作为动力源，通过镭池控制器控制金属枪头在产品上刻出符号。进气格栅性能检测通过时，打标机会打上相应的日期和产品序列号，保证了现场产品状态明确，合格品与不良品区分明确。
5.德派螺丝枪
当传感器检测到连杆和马达装配到位时，伺服电机动作带动螺丝枪动作，螺丝枪头对准螺丝孔，通过气压旋紧螺丝，压力达到1.5pa时，螺丝旋紧到位，螺丝枪自动退回原位。
6.转盘电机
设备转盘底部装有电机，电机带动转盘转动，转盘上有四个工位，每次当前工位上的动作完成且产品合格，转盘转动90度至下一个工位。
7.气动控制系统
由气源，气管，气阀和气缸等组成，气动系统主要用于在测试的过程中气缸夹紧产品，螺丝枪打螺丝和气动打标机的打标等动力需要。
8.电气控制系统
主要由触摸屏和电气柜两部分。触摸屏方便观察设备动作情况。电气柜位于设备右侧，设备与电气柜通过harting插头连接，电气柜与设备分开，方便搬运与摆放位置
（三）测试设备的工作原理
设备分四个工位：第一个工位放产品，产品放到位后，气缸夹紧到位，通过电机旋转到下一工位；第二工位对初步装配好连杆和马达的进气格栅，进行气动打螺丝固定，螺丝旋紧到位后，螺丝枪自动退回原点位置，转盘旋转至下一工位；第三工位，对马达通电，马达带动一个主动叶片，主动叶片通过连杆带动其他三个从动叶片，通过控制程序调整马达的正反转，通过相机和传感器照射，检测叶片的开闭状况，叶片检测合格后，转盘旋转至下一工位；第四工位，如果产品性能合格，气动打标机就会在产品的固定位置上打标，以此鉴别此产品测试性能合格。测试合格后旋转至第一工位，作业员取出产品。
二、电气控制系统
（一）电气基本元件
1.总开关及电源指示灯（如图21）：总开关控制设备电源通断，电源指示灯亮表示设备通电，灯灭表示设备断电。
图21 总开关与电源指示灯
2.三色灯：由三种颜色组成，不同颜色代表不同的含义。
白灯亮：表示设备状态良好，等待放置产品；
绿灯亮：表示产品测试合格；
红灯亮：表示设备报警或产品测试不合格。
3.触摸屏及操作按钮
触摸屏可以显示设备的运行和动作状态，可以观察到产品的生产过程。不同的操作按钮具备不同的功能。
（1）上电按钮：按下上电按钮，设备通电，且设备上电按钮按下时，急停必须释放，安全门必须处于关闭状态，否则上电按钮按下无效。
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