【正文】 術(shù)來支持。 本文主要研究內(nèi)容 本文主要研究基于 S7200 的瓷質(zhì)磚自動打包系統(tǒng)控制。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 3 本控制系統(tǒng)中采用自動運行方式與手動運行方式，正常情況下系統(tǒng)都是自動運行，當(dāng)出現(xiàn) 緊急情況或者是需要單步運行時可以進行手動操作對系統(tǒng)進行控制，所有 控制開關(guān)及按鈕都集成在開關(guān)柜上。 窯 爐 輸 出排 磚 過 程裝 箱 打 包 裝 置裝 箱N 1 通 道 N 2 通 道緊 急 情 況 正 常 情 況 圖 21 打包系統(tǒng)工藝流程 圖 設(shè)計時考慮到磚排好后出現(xiàn)的應(yīng)急情況，所有在將排好的磚送至打包的過程中有 N1 和 N2 兩個通道， N1 為應(yīng)急通道，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時磚走此條通道避免影響打包的正常進行。 光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此 ,光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。接近開關(guān)又稱無觸點接近開關(guān)，是理想的電子開關(guān)量傳感器。 瓷質(zhì)磚排列過程設(shè)計 瓷質(zhì)磚剛從窯爐輸出時 ，大部分磚可能是沒有排列整齊的，如果讓這樣的磚直接打包的話，這是 非常困難的，所以在打包過程之前應(yīng)該先將磚排列整齊，再傳輸至打包過程， 這樣就使打包過程變得簡單容易。 表 21 傳感器及電機符號說明 表 符號 說明 FP 光電傳感器 1 FA 光電傳感器 2 CG 接近開關(guān) 1 CB 接近開關(guān) 2 ML 慢速運行電機 MV 快速運行電機 MC 將磚送至打包處電機 MFG 控制門及擋板電機 MSC 控制 皮帶上升電機 從 圖 23 和圖 24 可以看出，磚從窯爐輸出首先到達 A 區(qū)域，剛開始時是門打開 擋板處于向上 的狀態(tài)，磚通過門到達 B 區(qū)域，到達擋板處時， FA 光電傳感器檢測到磚，此時 PLC 內(nèi)部定時器開始延時，延時時間到，關(guān)門擋板下降，此時磚到達 C 區(qū)域，電機 MV 是一個加速電機，快速將磚送傳送到 D 區(qū)域， 此時瓷質(zhì)磚有兩條 通道可以走，一條通道為正常打包，另一條通道為緊急情況。 圖 24 緊急情況傳輸通道 圖 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 9 瓷質(zhì)磚打包過程設(shè)計 將排好的瓷質(zhì)磚通過皮帶傳輸至打包處，對其進行打包。 疊好的磚通過皮帶傳送至皮帶末端觸動微動開關(guān) SP，此時發(fā)出報警信號，提示操作人員及時將疊好的磚裝箱。其性能優(yōu)越，已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。 本設(shè)計是基于 S7200 瓷質(zhì)磚自動打包控制系統(tǒng)，瓷質(zhì)磚從窯爐輸出，經(jīng)皮帶傳輸，通過電機轉(zhuǎn)速以及擋板的控制，使其排放整齊，再使其疊放成一堆磚最后輸出的過程。CPU 模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷的采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。 存儲器 存儲器（內(nèi)存）主要用語存儲程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成部分。 PLC 提供了各種工 作電平、連接形式和驅(qū)動能力的 I/O 模塊，有各種功能的 I/O 模塊供擁護選用。 編程裝置 編程器作用是將用戶編寫的程序下 載至 PLC 的用戶程序存儲器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過程，顯示 PLC 狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。 PLC 大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強的開關(guān)穩(wěn)壓電源，許多 PLC 電源還可向外部提供直流 24V 穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡化外圍配置 [4]。 表 31 S7200CPU 技術(shù)規(guī)范 表 技術(shù)規(guī)范 CPU221 CPU222 CPU224 CPU224XP CPU226 存儲器特性 存儲器用戶程序 運行模式下編輯 非運行模式下編輯 4096 字節(jié) 4096 字節(jié) 4096 字節(jié) 4096 字節(jié) 8192 字節(jié) 12288 字節(jié) 12288 字節(jié) 16384 字節(jié) 16384 字節(jié) 24576 字節(jié) 用戶數(shù)據(jù) 2048 字節(jié) 2048 字節(jié) 8192 字節(jié) 10240 字節(jié) 10240 字節(jié) 掉電保持 （超級電容） 50 小時 /典型值（ 40176。C 時最少 70 小時） 100 小時 /典型值（ 40176。 通過表 32 對各模塊的參數(shù) 比較， 選擇兩個 EM223CN 8 路輸入 /8 路輸出數(shù)字量擴展模塊， DC24V 直流電壓。 表 33 PLC 外部接線圖的符號說明 表 符號 說明 X1 開關(guān)柜 接線端子 X1 X2 開關(guān)柜 接線端子 X2 IRF 排磚過程 中間 繼電器控制 IRFI 打包系統(tǒng)中間 繼電器控制 VT291 開關(guān)柜 PLC 的 I/O 點 配置 PLC 的 I/0 點的分布以及各功能的詳細說明如表 34 所示。瓷質(zhì)磚從窯爐輸出時，大部分磚可能都是沒有排列整齊的，所以 必須要先將磚排列整齊，才能對瓷質(zhì)磚打包。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 21 表 35 排磚過程位存儲器說明 表 地址 說明 自動運行 使磚排齊 安全時間開門 開門擋板上升 控制電機 MFG 從門到 D 段皮帶排好 控制 D 段皮帶 上升 控制電機 MSC D 段皮帶向下延遲時間（緊急情況） D 段皮帶向上延遲時間 瓷質(zhì)磚從窯爐輸出至打包過程中，需要用 慢速 電機 ML 帶動皮帶使磚輸出。 此過程設(shè)計了緊急情況通道，比如有些磚沒有排列好或者是有些磚從窯爐輸出時本身有損壞，這樣的磚是不需要進行打包的，則需要通過緊急通道傳輸走。 圖 35 打包過程梯形圖 **： 基于 S7200 的 瓷質(zhì)磚自動打包控制系統(tǒng)設(shè)計 24 打包過程中使用的中間位存儲器器說明如表 36 所示 。本設(shè)計中定時器給定值全部用變量來代替，通過對變量的賦值就可以隨時修改定時的延時時間方便在現(xiàn)場隨時進行調(diào)試。 L L L3 分別為三相電壓的 U 相 V 相 W 相，通過變壓器得到所需要的電壓?？刂齐娐啡?圖42 所示 。 打包過程中間繼電器驅(qū)動和瓷質(zhì)磚輸出過程類似，見附錄 Ⅱ 打包系統(tǒng)控制總圖紙的第 5 張圖。 MC 電機有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的功能， 利用交流接觸器 TCS和 TCD 的主觸點改變進入電動機的三相電源的相序，即可以改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。 **： 基于 S7200 的 瓷質(zhì)磚自動打包控制系統(tǒng)設(shè)計 28 表 41 各 電機說明 表 功能 符號 說明 窯爐輸出 ML 慢速運行 MV 快速運行 MFG 控制門和擋板 MSC 緊急情況 MC 使瓷質(zhì)磚送至打包 處 緊急情況 MT1E 皮帶傳輸 1 段 MT2E 皮帶傳輸 2 段 打包控制 MT1 皮帶傳輸 1 段 MT2 皮帶傳輸 2 段 MT3 皮帶傳輸 3 段 MI 使磚輸送至打包出 MTP 使打包好的一疊磚送走 開關(guān)柜 操作面板 開關(guān)柜主要是將各種連線集中 連接 在一起， 將各種按鈕設(shè)置在操作面板上，方便對整個系統(tǒng)的 控制。 接線端子 X1 的接線為瓷質(zhì)磚窯爐輸出 過程中的各傳感器和電機接線， 圖中10/11 為輸出到 XT 接線盒中。 操作面板中設(shè)置了自動運行按鈕和單步運行按鈕，單步 運行 按鈕 包括了底座慢速 下降 運行， 底座上升運行以及驅(qū)動電機 MTP 運行使疊好的一疊磚送走等 按鈕。回想做畢業(yè)設(shè)計的這個過程，有苦有甜。整套圖紙的繪制 也是花了大量時間，剛開始也是對 CAD 不是很熟悉， 畫圖速度很慢，發(fā)現(xiàn)畫圖最困難的是要將整張圖紙的比例設(shè)計好，這樣畫出來的圖才不至于比例不協(xié)調(diào)。自動打包控制系統(tǒng)一般在生產(chǎn)產(chǎn)品的工廠中應(yīng)用，在產(chǎn)品生產(chǎn)好后，需要對其進行打包或者是將產(chǎn)品裝入包裝盒中，這個步驟用 PLC 控制將提高生產(chǎn)效率，降低人工成本，使工廠利益達到最大化。 窯爐輸出過程及打包過程中都是 使 用的光電傳感器及接近開關(guān)對瓷質(zhì)磚 的位置 進行檢測，根據(jù)檢測情況將脈沖信號輸入到 PLC 中，使其發(fā)出信號驅(qū)動繼電器控制相應(yīng)的交流接觸器使 電機運轉(zhuǎn)，從而達到控制的目的。 其一，在自動打包過程的最后階段， 將一堆疊好的瓷質(zhì)磚送走時，在皮帶的后面仍然需要人工去將一堆磚搬走， 不能完全實現(xiàn)無人操作。如果采用人工生產(chǎn)包裝的話將大大增加生產(chǎn)成本，且效率低，影響經(jīng)濟發(fā)展 。 我要特別感謝我含辛茹苦的父母，感謝他們對我學(xué)業(yè)的理解與支持。 **： 基于 S7200 的 瓷質(zhì)磚自動打包控制系統(tǒng)設(shè)計 34 致 謝 從大學(xué)到現(xiàn)在， 從課題開始到論文的順利完成，我滿懷欣喜，回想求學(xué)之路，快樂而艱辛，在這本科生涯即將結(jié)束之際，一直都離不開 父母、 老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 ! 感謝我的指導(dǎo)老師 —— ***老師，在整個的畢業(yè)設(shè)計期間，都凝結(jié)了 干 老師的精心指導(dǎo)和細心 檢查 。 其三，采用的傳感器比較多，系統(tǒng)較龐大， 各種約束條件， 編程 比較 復(fù)雜。 整個控制系統(tǒng)采用自動運行模式和手 動運行模式，方便在有些過程中需要單步運行的就可以按下單步運行按鈕，進行相應(yīng)控制。整個瓷質(zhì)磚打包控制系統(tǒng) 共有 22 路輸入和 16 路輸出， CPU 本來的 I/O 點數(shù)不能滿足要求，所以擴展 了兩個EM223CN 數(shù)字量 擴展模塊 。大學(xué)學(xué)習(xí)了多門課程，最終能夠以畢業(yè)形式的方將自己所學(xué)的知識表現(xiàn)出來，感覺到自己的大學(xué)生活沒有了遺憾。 在畢業(yè)設(shè)計的開始階段，我到圖書館查閱了很多資料，翻閱了大量 PLC 設(shè)計實例， 結(jié)合指導(dǎo)老師給的圖紙，慢慢分析各個控制系統(tǒng)的過程。 圖 47 打包操作面板 圖 操作面板 各 符號說明如表 43 所示 。 **： 基于 S7200 的 瓷質(zhì)磚自動打包控制系統(tǒng)設(shè)計 30 圖 46 接線端子 X2 圖 打包操作面板 打包過程手動操作控制面板，如圖 47 所示 。 圖 44 開關(guān)柜 操作面板圖 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 29 開關(guān)柜的操作面板說明如下表 42 所示。 圖 43 為窯爐輸出排磚過程的電機控制電路圖， 打包過程的電機電路圖也是同樣的連接方法。 三相電機的機殼全部都接地，這主要是為了防止電機在運行時機殼帶電造成安全事故。 當(dāng)瓷質(zhì)磚在 B 區(qū)域延時后