【正文】 通過這次畢業(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，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。但是該設(shè)計(jì)尚有不足，還有很多的擴(kuò)展功能沒有實(shí)現(xiàn)，例如對產(chǎn)品計(jì)數(shù)錯(cuò)誤的檢測功能等等。 無論系統(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。同時(shí)傳送帶 A啟動(dòng)運(yùn)行（ 指示燈亮）。此循環(huán)結(jié)束，開始裝下一箱。在自動(dòng)裝箱過程中，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。 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。 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。 圖 25 PLC 與光電開關(guān)的連接 反射式光電傳感器的工作原理如圖 26所示。 透射型光電開關(guān)是由分離的發(fā)射器和接收器組成并相對放置。 （ 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。 西門子小型系列 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)： （ 2） 用戶應(yīng)用程序占用內(nèi)存大小的估算 用戶應(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。其工作流程圖如圖 所示。 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)線自動(dòng)裝箱的 PLC 控制系統(tǒng)圖如圖 22所示。 PLC 的一般內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖 21所示。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。而且現(xiàn)場接口容易，設(shè)計(jì)周期短。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。 依據(jù)提出的要求，我們需要解決的關(guān)鍵是對機(jī)械手的上升，下降，左轉(zhuǎn)，右和夾緊，松開的執(zhí)行；對傳送帶 A拖動(dòng)飲料瓶到指定位置的控制；對傳送帶 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)的過程；對機(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；最后還要對機(jī)械手運(yùn)送的產(chǎn)品進(jìn)行指定數(shù)量的檢測。在傳統(tǒng)的控制中，傳送帶的控制通常是通過繼電器來完成，維護(hù)復(fù)雜。上升到位左轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)到位下降，開始下一循環(huán)，用 PLC 作計(jì)數(shù)控制，對機(jī)械手這一循環(huán)計(jì)數(shù)。 近十幾年來，國外 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，還開發(fā)管控一體化。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理， 16位（也有 32 位的）為一個(gè)模擬量。 PLC 是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的 PLC 只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。為了解決這一問題，自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller， PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來， PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。 在中國，自動(dòng)化技術(shù)還未成熟，還需要長時(shí)間的發(fā)展，所以將會(huì)有很大的空河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 間來發(fā)展此技術(shù)。今天的 PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷加快，對控制系統(tǒng)提出了愈來愈嚴(yán)格的要求。運(yùn)物機(jī)械手用來轉(zhuǎn)移飲料瓶，即把產(chǎn)品傳送帶上的飲料送到包裝箱傳送帶的飲料箱中。包裝箱傳送帶用來傳送產(chǎn)品包裝箱，其功能是把已經(jīng)裝滿的包裝箱運(yùn)走，并用一只空箱來代替。隨著大規(guī)模集成電路廣泛應(yīng)用，控制系統(tǒng)本身也得到長 足發(fā)展，已由原來的分立元件、繼電器控制，發(fā)展成為大規(guī)模集成電路的微機(jī)控制。 生產(chǎn)線自動(dòng)化的發(fā)展概況 國內(nèi)生產(chǎn)線自動(dòng)化發(fā)展概況 中國的包裝業(yè)相對發(fā)達(dá)國家如日本和美國相當(dāng)落后，具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α＿@也是未來的發(fā)展方向和趨勢。同時(shí)， PLC的功能也不斷完善。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。大型 PLC 使用另外一個(gè) CPU 來完成模擬量的運(yùn)算。 本文主要研究內(nèi)容 設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、 設(shè)備概述 該自動(dòng)裝箱系統(tǒng)可把 24 瓶飲料裝成一箱。計(jì)到 24次循環(huán)后，傳送帶 B開始運(yùn)行，當(dāng) PS2 檢測到下一空箱后，傳送帶 B 停止。本設(shè)計(jì)介紹了通 過 PLC 來對傳送帶進(jìn)行自動(dòng)控制。 對于傳送帶的控制可采用步控指令實(shí)現(xiàn)步進(jìn)控制；而對于傳送帶的獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)控制可設(shè)置一個(gè)手動(dòng) 控制按鈕，當(dāng)其按下時(shí)，系統(tǒng)可進(jìn)行獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)控制。 而采用 PLC 可編程序控制器，其優(yōu)點(diǎn)如下： （ 1）具有高可靠性。 （ 3）功能強(qiáng)。并且有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種控制方式。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 21 PLC 的邏輯硬件結(jié)構(gòu)框圖 PLC 控制系統(tǒng)組成 輸入部分：如按鈕開關(guān)、限位開關(guān)等，直接與 PLC 輸入端子相連接，用以產(chǎn)生輸入控制信號(hào)，這些信號(hào)一般來自操作臺(tái)上的人工指令。 圖 22 生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱的 PLC控制系統(tǒng)圖 控制系統(tǒng)工作流程 按下啟動(dòng)按鈕后，傳送帶 A 運(yùn)行直到光電開關(guān) PS1 檢測到飲料瓶，才停止。 當(dāng)按下手動(dòng)選擇按鈕后，系統(tǒng)停止上述的自動(dòng)控制運(yùn)行，而可以手動(dòng)進(jìn)行控 制傳送帶 A和傳送帶 B 的運(yùn)行，以便于調(diào)試和維修。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，此應(yīng)用程序占用內(nèi)存的大小可作如下估算： 開關(guān)量輸入： 8*10=80 字節(jié)； 開關(guān)量輸出： 6*8=48 字節(jié)； 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器：（ 2*3+1*3） =9 字節(jié)。帶高速掃描和高速中斷的高速處理。穩(wěn)定的性能西門子系列 PLC 外型小巧結(jié)構(gòu)緊湊，西門子公司長期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)保證了其可靠穩(wěn)定的性能，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下仍然能正常運(yùn)行。 圖 23 系統(tǒng) I/O 點(diǎn)的分配如表 輸入 輸出 啟動(dòng) 系統(tǒng)指示燈 停止 傳送帶 A 輸出 光電開關(guān) PS1 輸入 傳送帶 B 輸出 光電開關(guān) PS2 輸入 原點(diǎn) 指示燈 自動(dòng) 上升 手動(dòng) 下降 傳送帶 A 手動(dòng)輸入 左移 傳送帶 B 手動(dòng)輸入 右移 手動(dòng)上升 加緊與松開 手動(dòng)下降 手動(dòng)指示燈 手動(dòng)左移 手動(dòng)右移 手動(dòng)加緊 手動(dòng)松開 上限 下限 左限 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 右限 系統(tǒng)輸入 /輸出接線圖如圖 24所示。發(fā)射器發(fā)射的紅外線直接照射到接收器上，當(dāng)有物品通過時(shí)，將紅外線光源切斷遮擋住了，接收器收不到紅外光，于是就發(fā)出一個(gè)信號(hào)。 圖 26 反射式光電傳感器原理圖 該系統(tǒng)選擇的反射式光電傳感器型號(hào)為 PM2LF10,其性能參數(shù)如表 27示。所以接觸器的額定電流為 : 4IN=36A CJ1040 40A,額定電壓為 380V。 （ 8） 開關(guān)電器、熔斷器的選型 行程開關(guān)是一種由物體的位移來決定電路通斷的開關(guān) ,選用型號(hào)為 LXK2131型。當(dāng)按下手動(dòng)控制按鈕時(shí)，若按下手動(dòng)上升，機(jī)械手就手動(dòng)上升，若按下手動(dòng)下降，機(jī)械手就手動(dòng)下降；若按下手動(dòng)左移，機(jī)械手就手動(dòng)左移，若按下手動(dòng)右移，機(jī)械手就手動(dòng)右移；若按下手動(dòng)加緊與松開，機(jī)械手就手動(dòng)加緊或松開；若按下傳送帶 A獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)輸入按鈕，傳送帶 A就工作；若按下傳送帶 B 獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)輸入按鈕，傳送帶 B就開始工作。 （ 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。 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）。手動(dòng)指示燈 可顯示系統(tǒng)狀態(tài)。 通過這次設(shè)計(jì)，使我對自動(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。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。 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)。由于 PLC 具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，以及編程簡單，維護(hù)方便，通訊靈活等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械手和傳送帶 A傳送帶 B 完全可獨(dú)立控制。 當(dāng) SQ2 空箱到位檢測信號(hào)到（ 按鈕輸入），傳送帶 B停止運(yùn)行（ 指示燈滅）。當(dāng) PS2 檢測到下一個(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)。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。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。 2) .一般