【正文】 到包裝箱中。 啟 動(dòng) 傳 A動(dòng) 計(jì)數(shù)24 機(jī)械手放開 機(jī)械手移動(dòng) 機(jī)械手加緊 機(jī) 械 手到 A 傳送帶 A停 PS1 檢測(cè) 傳送帶B 動(dòng) PS2檢測(cè) 傳送帶B 停 A動(dòng) 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第 2 章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 方案論證 采用傳統(tǒng)繼電接觸器電氣控制系統(tǒng) 由于繼電 — 接觸器電氣控制線路簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，多年來在各種生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制領(lǐng)域中，應(yīng)用十分廣泛，而且技術(shù)上也十分成熟，因此受到大力推廣。 方案比較與選擇 采用傳統(tǒng)據(jù)電 — 接觸器電氣控制系統(tǒng)，雖然價(jià)格低廉，但大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器，使得線路復(fù)雜、器件多、接點(diǎn)多、可靠性低，而且一旦出現(xiàn)故障，檢修困難。其內(nèi)部采用了電磁屏蔽，以防輻射干擾。它采用程序使得硬件軟件化，對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，只需改變程序即可，因而通用性強(qiáng)。 由于生產(chǎn)線上的惡劣環(huán)境和電磁干擾，一般的電子儀器都會(huì)受到干擾。 PLC 不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成定時(shí)、計(jì)算、計(jì)數(shù)和各種閉環(huán)控制功能。進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，突現(xiàn)節(jié)約用工，改善工人工作環(huán)境，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約材料消耗和用工。如果把 PLC看作一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量→ PLC→輸出變量組成，外部的各種開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)信號(hào)等均作為 PLC 的輸入變量，它們經(jīng) PLC外部輸入端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng) PLC 內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算、處理后送到輸出端子，作為PLC 的輸出變量，對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行控制。 輸出部分 :如接觸器、電磁閥等，它們與 PLC 輸出端子相連接，用以控制被控對(duì)象的動(dòng)作。 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器（ PLC）以微處理器為核心，適用于開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量的控制，已進(jìn)入過 程控制和位置控制等領(lǐng)域，成為一種多功能、高可靠性、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。下降到位后機(jī)械手夾緊 飲料瓶， 2s 后開始上升，而機(jī)械手保持加緊。 上述過程周而復(fù)始的進(jìn)行，直到按下停止按鈕，傳送帶 A和傳送帶 B同時(shí)停止。為了避免意外事故或故障的發(fā)生，系統(tǒng)設(shè)有報(bào)警器。 以上共需 11個(gè)輸出信號(hào)點(diǎn)。 （ 3） PC 型號(hào)的選擇 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制的應(yīng)用系統(tǒng)，而且對(duì)控制速度要求不高，所以可選用西門子 S7200 系列的 CPU226 型可編程控制器 PLC 作為控制核心，該單元為 40 點(diǎn) I/O， 24 點(diǎn)輸入， 16 點(diǎn)輸出，所以滿足系統(tǒng)輸入、輸出點(diǎn)需要。擴(kuò)展能力增強(qiáng)，最大到 12ch 的模擬量。可方便的與西門子的可編程序終端 (PT)相連接，為機(jī)器操作提供一個(gè)可視化界面。通訊功能增強(qiáng)，提供內(nèi)置 RS232C 端口及 RS485 的適配器。 高速的程序執(zhí)行速度更快的程序指令執(zhí)行速度，使得控制過程精確無誤。 針對(duì)本文設(shè)計(jì)要求，我們可采用光電開關(guān)來對(duì)產(chǎn)品計(jì)數(shù)和空箱到位檢測(cè)。 光電開關(guān)可分為兩類：透射型和反射型兩種。 反射型光電開關(guān)的接收部分和發(fā)射部分合做在一起，利用物體對(duì)發(fā)射部分發(fā)射出的紅外線反射回去，由接收部分接收，從而判斷是否有物體存在。當(dāng)漏電流不足 lmA 時(shí)可以不考慮其影響。 10% 脈動(dòng) PP5%以下 消耗電流 25mA 80mA 以下 光電開關(guān) 輸入電源 R IN PLC COM 反射物 發(fā)光 反射式光電傳感器 接受 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 輸出 NPN 開路集電極晶體管 100mA 30V DC 以下 (輸出和 0V 之間 ) 2) .一般用于控制直流電器設(shè)備 ,線圈中通以直流電 ,直流接觸器的動(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)基本上與交流接觸器是 相同的。一部分是主觸點(diǎn) ,接在電動(dòng)機(jī)與接觸器 KM 之間。根據(jù)雙金屬熱元件的數(shù)目可分為兩極和三極型熱器 ,而三極型又分帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)兩種。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)邏輯分析 自動(dòng)裝箱系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)考慮到其動(dòng)作的連續(xù)性以 及各個(gè)被控制設(shè)備動(dòng)作之間的相互關(guān)聯(lián)性 ,最佳的實(shí)現(xiàn)方案就是采用順序控制。當(dāng)按下自動(dòng)啟動(dòng)按鈕時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) （ 1） 程序流程圖 29 如下： 圖 29 系統(tǒng)自動(dòng)控制流程框圖 （ 2）自動(dòng)控制程序梯形圖 210 如下： 啟動(dòng) PS1 檢測(cè) 傳送帶 A停 機(jī)械手到 A 機(jī)械手移動(dòng) 機(jī)械手夾緊 機(jī)械手放松 A動(dòng) 傳 A動(dòng) 傳送帶 B 動(dòng) 計(jì)數(shù) 24 PS2 檢測(cè) 傳送帶 B 停 重 新 開 始 循 環(huán) 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 3A 3A 3A 3A 3A 3A 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 R 10 R 1 T37 T38 T37 SHRB EN ENO DATA SBIT N 9 S 1 IN TON PT 100ms 20 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 圖 210 自動(dòng)控制系統(tǒng)程序梯形圖 自動(dòng)控制過程分析： R 1 T38 IN TON PT 100ms 20 C0 CU CTU R PV 24 C0 T38 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 按下啟動(dòng)按鈕 后， 接通，傳送帶 A 運(yùn)行 接通，當(dāng)光電開關(guān)PS1 檢測(cè)到飲料瓶時(shí)， 發(fā)出信號(hào)到 ， 斷開，傳 A停止；同時(shí) 傳遞信號(hào)使 接通， 通過移位寄存器使 接通，然后 接通，機(jī) 械手下降。當(dāng) PS2 檢測(cè)到下一個(gè)空箱時(shí)， 發(fā)出信號(hào)到 復(fù)位，傳送帶 B 停止運(yùn)行，同時(shí) 向計(jì)數(shù)器 CO 發(fā)出信號(hào)，使計(jì)數(shù)器清零，重新計(jì)數(shù)。 系統(tǒng)程序調(diào)試及結(jié)果 在計(jì)算機(jī)上，運(yùn)行 CXProgrammer 編程軟件，打開自動(dòng)裝箱控制程序。 當(dāng) SQ2 空箱到位檢測(cè)信號(hào)到（ 按鈕輸入），傳送帶 B停止運(yùn)行（ 指示燈滅）。 當(dāng)按下手動(dòng)控制按鈕 時(shí)，系統(tǒng)立刻進(jìn)入手動(dòng)控制狀態(tài)。機(jī)械手和傳送帶 A傳送帶 B 完全可獨(dú)立控制。 該結(jié)果完全滿足設(shè)計(jì)的要求，借助實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備完全模擬了生 產(chǎn)線自動(dòng)裝箱控制過程。由于 PLC 具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，以及編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，通訊靈活等優(yōu)點(diǎn)。在完成這個(gè)題目的過程中，我遇到了一些困難，也走了很多彎路。 回顧起此次 PLC 畢業(yè)設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確 ，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在作畢業(yè)設(shè)計(jì)的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。同時(shí)，在指導(dǎo)老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在次我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以 前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫故。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) ,發(fā)現(xiàn) ,提出 ,分析和解決實(shí)際問題 ,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié) ,是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程 .隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異， PLC 已經(jīng)成為當(dāng)今空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說得是無處不在。 通過這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，也使自己的動(dòng)手能力和方案設(shè)計(jì)的思路有了更進(jìn)一步的提高，同時(shí)也更加熟悉了本專業(yè)的設(shè)計(jì)軟件。本次設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱 PLC 控制系統(tǒng)，其硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，響應(yīng)速度快，性能、價(jià)格比很高，和單片機(jī)系統(tǒng)相比具有極高的可靠性，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。手動(dòng)指示燈 可顯示系統(tǒng)狀態(tài)。當(dāng)按下傳送帶 B或傳送帶 A 的手動(dòng)控制按鈕 和 時(shí)，傳送帶 B 或傳送帶 A啟動(dòng)運(yùn)行。 當(dāng) SQ1 送入 24 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)（ 按鈕 24 次輸入）及累計(jì)產(chǎn)品數(shù)量達(dá) 24 個(gè)時(shí)，傳送帶 B啟動(dòng)運(yùn)行（ 指示燈亮）。下載程序文件到 PLC,監(jiān)控后運(yùn)行，使 PLC 進(jìn)入運(yùn)行方式。 （ 3）手動(dòng)控制程序梯形圖 211 如下 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 211手動(dòng)控制系統(tǒng)程序梯形圖 手動(dòng)控制程序分析： 按下手動(dòng)按鈕，進(jìn)入手動(dòng)控制。上升到上升到上升限位 ，通過移位寄存器使 接通，而后 接通，機(jī)械手停止上升開始左轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)到左轉(zhuǎn)限位 ，通過移位寄存器使 接通，而后