【正文】 由于本身就是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸，工作很穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)傳輸速率的大起大落 由于以太網(wǎng)自身的數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，沒有串口線那么穩(wěn)定；但是只要網(wǎng) 絡(luò)硬件配置合適，網(wǎng)絡(luò)連接比較得當(dāng)，傳輸還是比較穩(wěn)定的，是可信賴的 Controllogix 及其 通信模塊介紹 Controllogix 特點(diǎn) ? 在一個(gè)機(jī)架內(nèi)多處理器同時(shí)訪問(wèn)同樣的數(shù)據(jù) ? 多任務(wù)使得程序在需要的時(shí)候運(yùn)行 ? 多周期任務(wù)可以不同觸發(fā) ,以便得到更高級(jí)的性能 ? I/O 支持逢變則報(bào) ? 高性能專用 I/O 減輕處理器的負(fù)擔(dān) ? 根據(jù)性能和內(nèi)存選擇處理器 ? 可選冗余模塊以便實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換 ? 帶電拔插 ? 具有通用 Logix 系列的特點(diǎn) Controllogix 通信模塊 表 Controllogix 三層通信模塊比較 1756ENBT 1756CNB/R 1756DNB 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 ? 10/100MBit Ether/IP ? 全雙工通訊 ? 4 字符診斷顯示 ? 控制 , 組態(tài)和 采集數(shù)據(jù) ? 在 EtherNet/IP上 控制 I/O ? ControlLogix 處理器在EtherNet/IP 上高速 互鎖 ? “Information Enabled” 通訊 ? WebEnabled 用于遠(yuǎn)程管理活動(dòng) ? 5Mbit ControlNet 橋模塊 ? 可用單或冗余介質(zhì) ? 內(nèi)置網(wǎng)絡(luò) 訪問(wèn)口 (NAP) 提供編程終端訪問(wèn) ? 支持最多 64 并發(fā)I/O 或 對(duì)等連接 ? 4 字符診斷顯示 ? 用 RSNetWorx for ControlNet 組態(tài) ? DeviceNet 掃描器 / 橋 ? 支持 125K,250K, amp。 編程指令 本次設(shè)計(jì)的程序編寫使用了少數(shù)幾個(gè)用于邏輯判斷和置位的一般性指令 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 (general instructions)和 輸入輸出指令 (Input/Output Instructions). 一般性指令 本次使用的一般性指令包括繼電器指令中的檢查閉合 XIC，輸出解鎖指令OTU，上升沿觸發(fā)指令 ONS；和程序控制中的子例程跳轉(zhuǎn)指令 JSP，子 例程結(jié)束指令 TND。該語(yǔ)言所編寫的程序是由若干個(gè)掃描線構(gòu)成，每一條掃描線最少包含一個(gè)入口和一個(gè)出口 ； 掃描線的入口處添加的是邏輯判斷指令，如果在一次掃描中邏輯判斷為真，則接下去執(zhí)行后面位于掃描線出口的操作性指令；如果沒有輸入指令則掃描線數(shù)如恒 為真，每一次掃描到該掃描線的時(shí)候直接執(zhí)行出口處的操作性指令；如果掃描線入口的邏輯判斷指令為假，則不執(zhí)行位于該掃描線出口的操作性指令；每一條掃描線可以在入口處沒有邏輯判斷指令，但是必須在出口處有至少一個(gè)操作性指令；在每一個(gè)掃描線入口處可以連續(xù)有若干個(gè)邏輯判斷指令，它們之間是“與”的關(guān)系，只有所有的都為真才能執(zhí)行后面的操作性指令，出口處也可以由若干條操作性指令，它們的執(zhí)行之間不相互影響，只要入口處邏輯判斷最終結(jié)果為真就會(huì)依次被執(zhí)行。以太網(wǎng)擔(dān)負(fù)著上位工作站與 PLC 控制器的核心模塊－處理器ControlLogix5561 之間的通信，所以它在系統(tǒng)中占有很重要的作用，是系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵之一 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第 六 章 基于 ControlLogix 的自動(dòng)控制流水線系統(tǒng) 系統(tǒng)構(gòu)成 各層間的網(wǎng)絡(luò)連接 第一層 和第二層之間通過(guò)以太網(wǎng)連接 ： 1. 第一層和第二層之間的以太網(wǎng)連接 1) 網(wǎng)絡(luò)連接：使用普通的集線器或者辦公室級(jí)的交換機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)交換設(shè) 備，使用普通的網(wǎng)線將工作站與集線器（或交換機(jī)）相連，將以太網(wǎng)模塊與集線器相連，在上 面的連接中不能使用集線器（或交換機(jī)）的上行鏈路端口，但是可以使用上行鏈路端口通過(guò)網(wǎng)線將集線器（或交換機(jī)）連接到實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)端口，當(dāng)然也可以不連。 發(fā)生錯(cuò)誤和特殊情況及復(fù)位模塊 不論什么控制系統(tǒng)，不管它被設(shè)計(jì)得有多完美，在其運(yùn)行過(guò)程中都會(huì)有發(fā)生錯(cuò)誤的可能性，即便是發(fā)生錯(cuò)誤的幾率特別小，也要做好預(yù)防措施。 3） 當(dāng) 4 區(qū)傳送帶開始運(yùn)轉(zhuǎn)以后，物料在 3 區(qū)到 4 區(qū)最 大傳送時(shí)間內(nèi) 4 區(qū)傳感器無(wú)感應(yīng)信號(hào)，則 4 區(qū)傳送帶電機(jī)自動(dòng)停車。其中 3 區(qū)是主要驅(qū)動(dòng)者， 4 是被動(dòng)者，即 2 區(qū)可以驅(qū)動(dòng) 1 區(qū)，但是 1 區(qū)不可以驅(qū)動(dòng) 2 區(qū)，所謂的驅(qū)動(dòng)就是 2 區(qū)的傳感器信號(hào)可以使 1 區(qū)的傳送帶運(yùn)行，但是 1 區(qū)的傳感器信 號(hào)只能作為 2 區(qū)驅(qū)動(dòng) 1 區(qū)的條件，在此過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn)： 1） 3 區(qū)的啟停取決于各自傳感器所接到觸發(fā)信號(hào)的次數(shù)。分揀的順序可以由實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)定。例如，在 加工模塊會(huì)有白色物料跟藍(lán)色物料被加工，當(dāng)白色物料到達(dá)裝配模塊傳送帶上的物料檢測(cè)傳 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 感器前會(huì)有一個(gè)傳感器來(lái)判斷它是否是白色，如果是白色則將來(lái)編寫的程序就會(huì)跳轉(zhuǎn)到情況 2 里面去，以此來(lái)進(jìn)行下面的動(dòng)作。在加工過(guò)程中，機(jī)器手是靜止不動(dòng)的。以此類推， y 代表夾前夾后，其中 0 表示夾前， 1 表示夾后。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16ABCD16151413121110987654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eA0D a t e : 9 J u n 20 10 S he e t o f F i l e : C : \ P R O G R A M F I L E S \ D E S I G N E X P L O R E R 9 9 S E \ E X A M P L E S \ M y T h e s i s .d dbD r a w n B y :升 伸 降 夾 升 縮轉(zhuǎn)伸降放縮加工開始夾前 夾后加工前加工后伸 夾 縮轉(zhuǎn)前轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)前伸降放升縮降加工結(jié)束升放 升 圖 加工模塊機(jī)器手動(dòng)作順序圖 當(dāng)傳動(dòng)帶 2 上的傳感器檢測(cè)到有物時(shí)，機(jī)器手就開始工作，第一步是升起，然后按照?qǐng)D 所示開始工作，各個(gè)狀態(tài)的區(qū)分跟取料設(shè)計(jì)部分 內(nèi)容是 相同 的 。但是，如圖所示，在第二象限中，同時(shí)有兩個(gè)升出現(xiàn)，此時(shí)可以把這兩種升看成是取料后的升，這時(shí)候的整個(gè)過(guò)程可以看成是一個(gè)卦限。 但是，單單由各自的狀態(tài)位置來(lái)區(qū)分每個(gè)動(dòng)作是不夠的，因?yàn)橥粋€(gè)狀態(tài)在整個(gè)取料的循環(huán)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多次的，所以還需要不同的狀態(tài)標(biāo)志位來(lái)加以區(qū)分。 取料 加工 裝配 分揀 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16ABCD16151413121110987654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eA0D a t e : 9 J u n 20 10 S he e t o f F i l e : C : \ P R O G R A M F I L E S \ D E S I G N E X P L O R E R 9 9 S E \ E X A M P L E S \ M y T h e s i s .d dbD r a w n B y :AB傳感器活塞 圖 機(jī)器手原理圖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16ABCD16151413121110987654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eA0D a t e : 8 J u n 20 10 S he e t o f F i l e : C : \ P R O G R A M F I L E S \ D E S I G N E X P L O R E R 9 9 S E \ E X A M P L E S \ M y T h e s i s .d dbD r a w n B y :X （回）Y （轉(zhuǎn)）Z O升降（轉(zhuǎn) ，縮 ，升）（轉(zhuǎn) ，伸 ，升）（回 ，縮，升）（回 ，伸，升）（回 ，伸，降）（回 ，縮，降）（轉(zhuǎn) ，縮，降） （轉(zhuǎn) ，伸，降） 圖 機(jī)器手動(dòng)作狀態(tài)圖 由于機(jī)器手可以進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)，即每維有兩種不同的狀態(tài)，例如圖 中的 z軸上就有兩種狀態(tài)，即升跟降。當(dāng)繼電器模塊有信號(hào)輸入時(shí)，即使能 M 動(dòng)作，即 X 打開， A 有空氣輸入，此時(shí)，活塞向右運(yùn)動(dòng) ，即機(jī)器手的動(dòng)作為‘縮’，當(dāng) B 有空氣時(shí)，機(jī)器手動(dòng)作為‘伸’。當(dāng)然后兩個(gè)模塊只能在程序中體現(xiàn)。 裝有金屬的加工件 接近傳感器時(shí)，不論目標(biāo)物金屬種類如何，振蕩頻率都會(huì)提高。隨著目標(biāo)物接近傳感器，感應(yīng)電流增強(qiáng)，引起振蕩電路中的負(fù)載加大。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 ● 反應(yīng)速度快。根據(jù)操作原理，接近傳感器大致可以分為以下三類：利用電磁感應(yīng)的高頻振蕩型，使用磁鐵的磁力型和利用電容變化的電容型。 在本設(shè)計(jì)中應(yīng)用歐姆龍公司的 微型光電傳感器 EE— SPY401,采集信號(hào)經(jīng)過(guò)光電耦合器 TPL521 和 PNP 型的三極管 8550 放大送入輸入模塊。下圖的示例可作為選擇電阻值時(shí)的參考。 干簧 繼電器 還可以用永磁體來(lái)驅(qū)動(dòng)，反映非電信號(hào)，用作限位及行程控制以及非電量檢測(cè)等。 當(dāng)線圈通電后，管中兩占簧片的自由端分別被磁化成 N 極和 S 極而相互吸引，因而接通被控電路。由于這些引人注目的改進(jìn)，干簧管開關(guān)在某些要求質(zhì)量、可 靠性及安全至上的苛刻應(yīng)用中已成為設(shè)計(jì)的選擇。主要應(yīng)用于水流開關(guān)，水流控制及自 動(dòng) 控制，位置感應(yīng)等。 系統(tǒng)整體框圖 上位 pc 機(jī) 上位 pc機(jī) 上位 pc 機(jī) PLC 傳送帶檢測(cè)模塊 料倉(cāng)檢測(cè)模塊 倉(cāng)庫(kù)檢測(cè)模塊 機(jī)械手檢測(cè)模塊 取料模塊 加工模塊 裝配模塊 分揀模塊 流水線傳動(dòng)模塊 工業(yè)以太網(wǎng) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 第四章 流水線檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳送帶檢測(cè)控制設(shè)計(jì) 傳送帶一側(cè)裝有光電行程開關(guān)，當(dāng)傳感器檢測(cè)到有物時(shí)，傳感器輸出信號(hào)送入控制器，此時(shí)控制器輸出口給電機(jī)一個(gè)輸出信號(hào)，控制電機(jī)的啟動(dòng)與停止。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我 們選用羅克韋爾自動(dòng)化公司 的 PLC 設(shè)備，設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制流水線控制系統(tǒng)。有些PLC 控制器的設(shè)備網(wǎng)模塊還會(huì)下連到設(shè)備網(wǎng)，作為控制器進(jìn)入設(shè)備網(wǎng)的通道，同一個(gè)設(shè)備網(wǎng)上的所有設(shè)備就是通過(guò)該通道與控制器進(jìn)新數(shù)據(jù)通信。以太網(wǎng)層的主要功能是組態(tài)控制系統(tǒng)，編寫調(diào)試控制程序，監(jiān)視維護(hù)控制系統(tǒng)運(yùn)行。這種基于層和網(wǎng)絡(luò)概念上的 PLC 控制系統(tǒng)，具有集中與分散的雙重特點(diǎn)，既能夠在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制功能，又能在每一個(gè)細(xì)節(jié) 上做到盡善盡美，因此具有很好的通用性，適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。 AB 的 plc 提供了 OPC 和 DDE，其集成的軟 件中 RSLogix 中就包含 DDE 和 OPC SERVER，可以通過(guò)上述軟件來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。三菱的 PLC 型號(hào)也比較多，主要包括 FX 系列， A 系列和 Q 系列。如果要完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，可以使用CP340/341。 (3)使用戶對(duì)其控制系統(tǒng)擁有更多控制力：使用戶擁有更多靈活性來(lái)選擇適合每種特殊應(yīng)用的硬件和編程語(yǔ)言，以他們自己的時(shí)間表來(lái)規(guī)劃升級(jí)，并且可在任何地方設(shè)計(jì)、 制造產(chǎn)品。特別是近幾年來(lái)計(jì)算 機(jī)在操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和通信能力上得到了飛速發(fā)展，這大大的提高了 PLC 通信能力，使 PLC 具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能（可以為 PLC 配置以太網(wǎng) EtherNet、控制網(wǎng) ContorlNet、設(shè)備網(wǎng) DeviceNet、 DH+網(wǎng)、 FF 等多種網(wǎng)絡(luò)形式），可以通過(guò)各種通信口將數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，從而大大加強(qiáng)了其控制功能，進(jìn)一步推動(dòng) PLC 在工業(yè)控制中的廣泛應(yīng)用。 PLC 發(fā)展 狀況及本次設(shè)計(jì)的選型 20 世紀(jì) 20 年代起，人們把各種繼電器、接觸器、定時(shí)器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來(lái)組成控制系統(tǒng)，控制各種機(jī)械，這就是大家熟悉的傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。硬件可靠性差不多。 PLC 作為一個(gè)站掛在高速總線上。 比較及選型 綜上所述， PLC 于 60 年代末期在美國(guó)首先出現(xiàn)，目的是 用來(lái)取代繼電器，執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性程序控制系統(tǒng)。但是，由于自身的致命弱點(diǎn)，其 I/O 信號(hào)采用傳統(tǒng)的模擬量信號(hào)，因此，它無(wú)法在 DCS工程師站上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表（含變送器、執(zhí)行器等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。 分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是以微處理器為核心，采用數(shù)據(jù)通訊和圖形顯示技術(shù)的新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 4． 分揀 單元 分揀 單元由物料輸送帶、自動(dòng)分揀設(shè)備、水平移動(dòng)式儲(chǔ)存庫(kù)、信號(hào)端子等組成。加工單元可