【正文】 （通常為 END 指令），然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。它把所有的輸入都當(dāng)成開(kāi)關(guān)量來(lái)處理， 16位（也有 32 位的）為一個(gè)模擬量。 PLC 沒(méi)有專(zhuān)用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比 DCS方式要低很多。 近十幾年來(lái)，國(guó)外 PLC 技術(shù)取得了飛躍，其容量成倍擴(kuò)大、體積不斷縮小、功能不斷增強(qiáng)，不但具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有 PID等特殊控制功能，可直接進(jìn)行 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換，還開(kāi)發(fā)管控一體化。 二、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 用 PLC 控制整個(gè)控制裝置要達(dá)到以下要求： 按下啟動(dòng)按鈕后，傳送 帶 A 運(yùn)行直到光電開(kāi)關(guān) PS1 檢測(cè)到飲料瓶，才停止。上升到位左轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)到位下降，開(kāi)始下一循環(huán)，用 PLC 作計(jì)數(shù)控制，對(duì)機(jī)械手這一循環(huán)計(jì)數(shù)。 應(yīng)有必要的信號(hào)指示，如電源有電，傳送帶 A 工作，機(jī)械手工作，傳送帶 B 工作。在傳統(tǒng)的控制中，傳送帶的控制通常是通過(guò)繼電器來(lái)完成，維護(hù)復(fù)雜。包裝箱傳送帶用來(lái)傳送產(chǎn)品包裝箱，其功能是把已經(jīng)裝滿(mǎn)的包裝箱運(yùn)走，并用一只空箱來(lái)代替。 依據(jù)提出的要求，我們需要解決的關(guān)鍵是對(duì)機(jī)械手的上升，下降，左轉(zhuǎn)，右和夾緊，松開(kāi)的執(zhí)行；對(duì)傳送帶 A拖動(dòng)飲料瓶到指定位置的控制；對(duì)傳送帶 B拖動(dòng)空箱到指定位置的控制；以及傳送帶 A 制動(dòng)后機(jī)械手的運(yùn)行，對(duì)這一循環(huán)的計(jì)數(shù)和傳送帶 B 的運(yùn)動(dòng)，怎么使其形成一個(gè)循環(huán)的過(guò)程；對(duì)機(jī)械手和傳送帶的控制還應(yīng)該設(shè)置報(bào)警功能；同時(shí)機(jī)械手，傳送帶 A 和傳送帶 B應(yīng)有獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)控制，以便于調(diào)試和維修；最后還要對(duì)機(jī)械手運(yùn)送的產(chǎn)品進(jìn)行指定數(shù)量的檢測(cè)。但是在一些較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，特別是涉及到時(shí)序控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，必須使用大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、接觸器等，而且控制線(xiàn)路復(fù)雜、器件多、接點(diǎn)多，因而在這類(lèi)控 制系統(tǒng)中可靠性低、可維護(hù)性差。用于自動(dòng)控制 系統(tǒng)中，其反應(yīng)時(shí)間、跟蹤能力差，有可能使得系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。而外部輸入 /輸出電路則一律采用光電隔離，加上常規(guī)濾波和數(shù)字濾波；軟件方面設(shè)置了警戒時(shí)鐘 WDT、自診斷等措施。而且現(xiàn)場(chǎng)接口容易，設(shè)計(jì)周期短。而 PLC是從取代工廠(chǎng)內(nèi)繼電器線(xiàn)路、進(jìn)行順序控制發(fā)展開(kāi)來(lái)的工業(yè)控制產(chǎn)品。整個(gè)控制系統(tǒng)利用 PLC 的控制實(shí)現(xiàn)了空箱傳送、產(chǎn)品運(yùn)輸、產(chǎn)品計(jì)數(shù)等功能。 因此，本文選擇 PLC控制系統(tǒng)。 PLC 的一般內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖 21所示。 PLC 的工作過(guò)程 輸入處理 :PLC 以重復(fù)掃描方式執(zhí)行用戶(hù)處理程序，在執(zhí)行程序前首先按地址編碼順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài) (輸入信號(hào) )讀入輸入映象寄存器中，然后開(kāi)始執(zhí)行用戶(hù)處理程序 .在執(zhí)行過(guò)程中，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸 入映象寄存器的內(nèi)容也不變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才重新讀取輸入狀態(tài)。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 控制系統(tǒng)構(gòu)成圖和工作流程 控制系統(tǒng)構(gòu)成圖 生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)裝箱的 PLC 控制系統(tǒng)圖如圖 22所示。上升到位右轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)到位下降，下降到位機(jī)械手松開(kāi)，將飲料瓶放進(jìn) B 傳送帶上的空箱內(nèi)， 2s 后機(jī)械手上升。其工作流程圖如圖 所示。系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程如下： 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 （ 1） I/O 點(diǎn)數(shù)的估算 系統(tǒng)輸入信號(hào)： 自動(dòng)控制按鈕，需要 1 個(gè)輸入端； 手動(dòng)控制按鈕，需要 1 個(gè)輸入端； 停止按鈕，需要 1 個(gè)輸入端； 手動(dòng)控制時(shí)，傳送帶 A 和傳送帶 B獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)控制按 鈕需要 2 個(gè)輸入端； 產(chǎn)品數(shù)量檢測(cè)信號(hào) SQ1 和空箱位置檢測(cè)信號(hào) SQ2，需要 2個(gè)輸入端； 機(jī)械手的上升下降，左移右移，夾緊放松，需要 6 個(gè)輸入端； 故障報(bào)警消音按鈕，需要 1 個(gè)輸入端。 （ 2） 用戶(hù)應(yīng)用程序占用內(nèi)存大小的估算 用戶(hù)應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與 I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，因此在程序設(shè)計(jì)之前只能粗略地估算。 西門(mén)子 S7200 系列 CPU224 型 PLC 的特點(diǎn)： 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 西門(mén)子小型系列 PLC 具有優(yōu)異的性能價(jià)格比，所 組成的控制系統(tǒng)具有如下技術(shù)特點(diǎn)： 通訊功能增強(qiáng)提供內(nèi)置的 RS232C 端口和 RS422 端口。 （ 4） 系統(tǒng) I/O 點(diǎn)的分配 系統(tǒng) I/O 點(diǎn)的分配如表 23所示。這 1M M L+24V 1L KM KM KM KM KM KM KM KM KM AC220V 啟動(dòng) 停止 自動(dòng) 手動(dòng) 上限 下限 左限 右限 傳送帶 A輸入 傳送帶 B 輸入 手動(dòng)上升 手動(dòng)下降 手動(dòng)左移 手動(dòng)右移 手動(dòng)夾緊 手動(dòng)放松 原點(diǎn)指示燈 上升 下降 左移 右移 夾緊與松開(kāi) 傳送帶 A輸出 傳送帶 B輸出 開(kāi)關(guān)指示燈 手動(dòng)指示燈 KM 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 類(lèi)光電傳感器利用光電元件受光照或無(wú)光照時(shí)“有”“無(wú)”電信號(hào)輸出的特性將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成斷續(xù)變化的開(kāi)關(guān)信號(hào)。 透射型光電開(kāi)關(guān)是由分離的發(fā)射器和接收器組成并相對(duì)放置。當(dāng)有物體通過(guò)，接收器接收不到紅外光，于是就發(fā)出一個(gè)信號(hào)。 圖 25 PLC 與光電開(kāi)關(guān)的連接 反射式光電傳感器的工作原理如圖 26所示。 1V 以下 (流入電流為 100mA 時(shí) ) 以下 (流入電流為 16mA 時(shí) ) 短路保護(hù) 裝 備 反應(yīng)時(shí)間 以下 （ 6）接觸器的選型 接觸器是一種用來(lái)接通或斷開(kāi)帶負(fù)載的交直流主電路或大容量控制電路的自動(dòng)化切換器 ,主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)。 接觸器的選型有諸多因素外與負(fù)載密切相關(guān)一般三相異步電機(jī)的起動(dòng)電流為額定電流的 35 倍。另一部分是接在控制電路中 ,與接觸器 KM 的線(xiàn)圈電路相串聯(lián)。 電動(dòng)機(jī)的額定電流 15A,FR1可以選用 JR16,熱元件電流為 20A,電流整定范圍為 1422A 工作時(shí)將額定電流調(diào)整為 15A。這樣就考慮針對(duì)不同的工作狀態(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作控制輸出，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝箱系統(tǒng)從傳送帶 A開(kāi)始工作到產(chǎn)品進(jìn)入空箱之中并完成精確的計(jì)數(shù)這樣一個(gè)周期控制工作的程序?qū)崿F(xiàn)。在自動(dòng)裝箱過(guò)程中，當(dāng)傳送帶 A 到達(dá)指定位置時(shí)，由 PS1 發(fā)出信號(hào)，使傳送帶 A停止；而后機(jī) 械手啟動(dòng)運(yùn)行，將產(chǎn)品逐一放入箱內(nèi)，由 PLC的計(jì)數(shù)器檢測(cè)機(jī)械手的循環(huán)次數(shù)，當(dāng)機(jī)械手累計(jì)循環(huán) 24次時(shí)，傳送帶 B啟動(dòng)運(yùn)行，當(dāng) PS2 檢測(cè)到空箱時(shí)發(fā)出信號(hào)，傳送帶 B停止運(yùn)行；完成整個(gè)循環(huán)工作。下降到下降限位 后機(jī)械手停止下降，同時(shí)， 接通，使 置位， 置位使 接通，機(jī)械手夾緊物體， T37 計(jì)時(shí) 2s 后通過(guò)移位寄存器使 接通，然后 接通，機(jī)械手開(kāi)始上升，同時(shí)機(jī)械手保持夾緊。此循環(huán)結(jié)束，開(kāi)始裝下一箱。斷電R 1 S 1 S 1 R 1 S 1 R 1 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 情況下連接好 PC/PPI 電纜，按照 I/O 分配表，用實(shí)驗(yàn)連線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)將 PLC 主機(jī)模塊輸入、輸出接口與實(shí)驗(yàn)板接口一一對(duì)應(yīng)連接，并將 PLC主機(jī)模塊的電源端與實(shí)驗(yàn)?zāi)K的電源端相連接。同時(shí)傳送帶 A啟動(dòng)運(yùn)行（ 指示燈亮）。手動(dòng)指示燈 亮，系統(tǒng)指示燈仍亮。 無(wú)論系統(tǒng)何種運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)控制狀態(tài)和手動(dòng)控制狀態(tài)可互相轉(zhuǎn)換。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 結(jié)論 對(duì)于本次設(shè)計(jì)，成功采用 PLC 控制機(jī)械手和傳送帶的工作，完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)的基本要求，經(jīng)過(guò)多次的調(diào)試，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠、冗余性強(qiáng)，可以很好地適用于連續(xù)工作。但是該設(shè)計(jì)尚有不足，還有很多的擴(kuò)展功能沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，例如對(duì)產(chǎn)品計(jì)數(shù)錯(cuò)誤的檢測(cè)功能等等。但通過(guò)不斷的努力和同學(xué)們的大力支持，以及指導(dǎo)老師的 悉心教導(dǎo)，我克服了困難完成了本次設(shè)計(jì)，同時(shí)我也獲得了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)到了很多新的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 參考文獻(xiàn) 1 徐鐵 . 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