【正文】 可能。在本工作周期的執(zhí)行和輸出過程中，這個(gè)輸入映響區(qū)內(nèi)的內(nèi)容不會(huì)隨實(shí)際信號(hào)的變化而變化。 包裝機(jī)械的最大特點(diǎn)是動(dòng)作復(fù)雜、頻繁，且有較多的執(zhí)行元件。如果能用 PLC 來取代的話，則可以簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)都可以得到簡化。完成一段小的空行程。當(dāng)切紙板往下運(yùn)動(dòng)碰到傳感器時(shí)，切紙板返向運(yùn)動(dòng)，碰到切紙板上位傳感器時(shí)，切紙電磁閥斷電切紙運(yùn)動(dòng)結(jié)束。 每個(gè)被控制對(duì)象與可編程控制器指定 I/O 相連接，因此各被控對(duì)象之間的數(shù)據(jù)、狀態(tài)的變換不需要另外設(shè)置專門的信號(hào)線路。 系統(tǒng)的運(yùn)行方式 運(yùn)行方式分為手動(dòng)、單步、周期及自動(dòng)等四種操作方式。 包裝機(jī)控制功能要求：手動(dòng)運(yùn)行可以用按鈕對(duì)包裝機(jī)的各個(gè)部分進(jìn)行單獨(dú)控制，主要用于故障恢復(fù)與檢修全自動(dòng)運(yùn)行按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)即可連續(xù)、協(xié)調(diào)、周期性地循環(huán)完成各包裝動(dòng)作，直到系統(tǒng)接收到停止運(yùn)行信號(hào)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，初步確定該包裝機(jī)控制系統(tǒng) 有， 20 個(gè)開關(guān)量輸入， 13 個(gè)開關(guān)量輸出。 運(yùn)算高速化 基本指令： ～ ；應(yīng)用指令：數(shù) ～數(shù) 100μs/指令。紙定位裝置 4使得卷筒之間的供送的包裝材料的供送位置不至于錯(cuò)位，確保一個(gè)位置只供送一條包裝紙。然后壓紙桿上升，送紙架退回，完成全部的送紙過程。上孔直徑為Φ 24mm，下孔直徑為 Φ 15mm，箱體 3的下面放置一塊抽板 5，需要下料時(shí)將抽板抽出使得抽板上的孔正好與箱體上的孔對(duì)齊，這樣顆粒料就落到了導(dǎo)料管內(nèi)。由于此次設(shè)計(jì)將壓紙和切紙?jiān)O(shè)計(jì)為同一桿，因此為了達(dá)到壓紙板 1動(dòng)作到位后放刀板 5繼續(xù)往下動(dòng)作的目的，在兩板之間安裝了彈簧 2。沖紙機(jī)構(gòu)是在包裝紙裁剪完畢后對(duì)其初步成型以方便充填物品能充填到包裝紙內(nèi)。此行程的控制由電接點(diǎn)壓力表來控制，通過測(cè)量當(dāng)壓力達(dá)到 時(shí)剛好完成此行程。應(yīng)用場(chǎng)合 —— 需供應(yīng)壓縮空氣，宜從事流量不大的間歇工作，適合分散使用。 通過查下表選用 XGB8型號(hào)的真空泵，最大壓力 12Kpa，電機(jī)功率 。 由于我們選用的氣缸的工作的最大壓力為 1MPa，所以我們選空壓機(jī)為中壓的往復(fù)式容積型壓縮機(jī)。 根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類。輸入輸出變換和物理實(shí)現(xiàn)可以說是 PLC 實(shí)施控制的兩個(gè)基本點(diǎn)，而輸入輸出變換實(shí)際上就是信息處理。系統(tǒng)程序是用來控制和完成 PLC 各種功能的程序，這些程序是由 PLC 制造廠家用相應(yīng) CPU 的指令系統(tǒng)編寫的，并固化到 ROM 中。PLC 一般采用繼電器輸出，也有的采用晶閘管或晶體管輸出。其工作過程框圖如圖 所示。與機(jī)器碼相似，如果一個(gè)程序是用語句表編寫的， CPU 執(zhí)行程序時(shí)則按每一條指令一步一步地執(zhí)行。這些數(shù)據(jù)包括：硬件結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)、模板參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)，以及為可編程模板編制的程序。為可編程模板編制的軟件存儲(chǔ)在對(duì)象文件夾中?？梢酝ㄟ^在線連接下載各個(gè)塊或整個(gè)用戶程序到 RAM。這個(gè)系統(tǒng)可能是單個(gè)機(jī)器，機(jī)群或一個(gè)生產(chǎn)過程； b. 判斷一下你所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是否 符合可編程控制器的點(diǎn)數(shù)要求； c. 判斷一下你所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的復(fù)雜程度，分析內(nèi)存容量是否夠。程序控制的目的 是實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，將顆粒料物品包裝完整。 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 30 PLC 程序的優(yōu)化設(shè)計(jì) 為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)省一個(gè)周期包裝時(shí)間，因此整個(gè)系統(tǒng)中各狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系包括有單流程、選擇性分支與匯合、跳轉(zhuǎn)與循環(huán)等幾種基本的組合形式，很適合用 SFC 的 設(shè)計(jì)方法來進(jìn)行編程。 總的程序包括初始化程序和主程 序；初始化程序是當(dāng)系統(tǒng)剛剛啟動(dòng)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)置進(jìn)行初始化，在我們調(diào)試程序的時(shí)候，首先也要利用初始程序，手動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各方面的設(shè)置；而主程序是整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的程序，在 SFC 的方框圖 中我們可以看出，主程序包括搖箱動(dòng)作 、送紙動(dòng)作、下料動(dòng)作、壓紙切紙動(dòng)作、及封口動(dòng)作的程序。 ，加入了各種保護(hù)措施，盡量消除了各種可能的事故隱患。在此，我要深深地感謝他 !他高深的學(xué)術(shù)造詣、深入鉆研的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度是我終身學(xué)習(xí)的楷模。在此，我對(duì)那些曾經(jīng)幫助我的老師、家人、同事、同學(xué)和朋友表示最衷心的感謝 ! 本文的研究工作是在我的老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 2. PLC 程序采用模塊化設(shè)計(jì)思想，程序的注釋和文檔也比較充足，不僅在設(shè)計(jì)時(shí)使結(jié) 構(gòu)清晰，易于檢查和修改。各狀態(tài)之間相互獨(dú)立，各狀態(tài)對(duì)應(yīng)的輸出明確，也便于程序調(diào)試，這種設(shè)計(jì)方法符合該系統(tǒng)的控制要求。整個(gè)過程由 PLC 控制電磁閥開啟氣缸來驅(qū)動(dòng)各個(gè)機(jī)構(gòu)按一定的順序動(dòng)作。如不正確返回步驟 5，如果正確則作第七步。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 設(shè)計(jì)一個(gè) PLC 控制系統(tǒng)需要以下七個(gè)步驟： 1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型 a. 分析你所控制的設(shè)備或系統(tǒng)。 在參數(shù)賦值，程序創(chuàng)建和建立在線連接后，可以下載整個(gè)用戶程序到一個(gè)可編程控制器。連接表可用來定義網(wǎng)絡(luò)中可編程模板之間的通訊連接。利用 GX Developer 可以方便地創(chuàng)建一個(gè)自動(dòng)化解決方案。它的指令語法與一個(gè)繼電器梯形邏輯圖相似：當(dāng)電信號(hào)通過各個(gè)觸點(diǎn)、復(fù)合元件以及輸出線圈時(shí)，梯形圖可以讓你 追蹤 電信號(hào)在電源示意線之間的流動(dòng)。這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。 CPU 通過數(shù)據(jù)總線將要輸出的信號(hào)放到輸出數(shù)據(jù)寄存器中。 CPU 通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出 (I/O)接口電路相連接。型號(hào)為： G1VTE015N1，數(shù)量為 11 個(gè)。 傳感器是氣缸位置檢測(cè)元件，將位移轉(zhuǎn)換為電脈沖，用于在線測(cè)量活塞位移，以便 送到控制器中進(jìn)行處理。 空氣壓縮機(jī)的按工作原理分為容積型和速度型。具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，噪音低，振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用場(chǎng)合 —— 適合連續(xù)、大流量工作，適合集中使用。同時(shí)由于所用的包裝材料為薄頁紙，因此，在封口時(shí)所用的封口力不能太大，太大將會(huì)損壞包裝紙。為了避免產(chǎn)生噪音，在壓紙板 1下面安裝一塊海綿，以達(dá)到減震的目的。但是在裁剪之前應(yīng)固定紙條，以按照正確的尺寸進(jìn)行裁剪，所以將壓紙動(dòng)作設(shè)計(jì)在裁紙動(dòng)作之前。根據(jù)下料管設(shè)計(jì)下料箱的結(jié)構(gòu)如下： 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 12 1氣缸一 2氣缸二 3箱體 4斜坡 5抽板 圖 給料裝置結(jié)構(gòu)圖 工藝過程 在氣缸 1的驅(qū)動(dòng)下，箱體的右側(cè)向上運(yùn)動(dòng)，使得箱體 3體內(nèi)的顆粒料落到箱體孔中。因此在此安置一個(gè)傳感器。其基本組成及機(jī)構(gòu)圖如下圖所示： 1支承架 2導(dǎo)錕組 3張緊裝置 4紙定位裝置 5送紙架 6壓紙桿 7氣缸 圖 送紙結(jié)構(gòu)圖 工藝過程 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 11 包裝材料卷１置于支承裝置上，為了提高包裝機(jī)的生產(chǎn)效率采用一次放１０卷卷筒紙同時(shí)供送。 通過使用顯示模塊和功能擴(kuò)展板，可以非常簡便地進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)。它們的選擇都是以在保證功能的前提下盡可能地選擇可靠性高和使用方便的產(chǎn)品為依據(jù)， PLC 的 選型具體情況如下： 在進(jìn)行這項(xiàng)工作之前，需要對(duì)控制對(duì)象和控制任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析?？删幊炭刂破魃綎|大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 8 的停運(yùn)方式有正常停運(yùn)，暫時(shí)停運(yùn)和緊急停運(yùn)三種。人機(jī)界面完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存貯、處理與輸出，以圖形或表格形式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬顯示、分析限值或報(bào)警信息，驅(qū)動(dòng)打印機(jī)實(shí)時(shí)打印各種圖表。 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 7 可編程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 利用 PLC 可以構(gòu)成單機(jī)控制系統(tǒng)，集中控制系統(tǒng)，分散型控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程I/O 控制系統(tǒng)。送紙架返回碰到傳感器時(shí)送紙二電磁閥失電，送紙動(dòng)作結(jié)束。 顆粒料包裝機(jī)的簡單工藝流程為：送紙 —— 壓紙切紙 —— 下料填充 —— 封口。 因此，國外在注塑機(jī)、各種包裝機(jī)上已經(jīng)大量地采用了 PLC 來取代傳統(tǒng)的繼電器控制屏，故障率大大降低，性能有了很大提高。我國包裝機(jī)械工業(yè)由于起步較晚，大部分設(shè)備都是通過引進(jìn)設(shè)備消化吸收研制出來的。計(jì)算機(jī)執(zhí)行用戶程序的過程是：中央處理器從存儲(chǔ)區(qū)依次逐條取出程序，然后予以解釋，最后執(zhí)行這條程序。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 (2)配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。 PLC 的特點(diǎn) (1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 MTBF(平均無故障時(shí)間 )是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo) [4] 。 （ 4）通用性和專業(yè)化的結(jié)合 可編程控制產(chǎn)品是通用的。出廠檢驗(yàn)時(shí)各可編程控制產(chǎn)品的廠家都有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作依據(jù)。 70 年代中期，美國和西德首先出現(xiàn)了微電腦 化的小型 PLC。 35 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 1 第 1 章 緒論 可編程控制器的產(chǎn)生 可編程控制器為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。 33 致謝 26 PLC 程序的優(yōu)化設(shè)計(jì) 23 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 的原則 17 氣缸的選型 8 第 3 章 包裝機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算及電氣元器件的選擇 各機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 系統(tǒng)的運(yùn)行方式 1 PLC 的特點(diǎn)及工作過程 通過程序優(yōu)化，及并行化處理，較好地實(shí)現(xiàn)了廠方提出的控制要求。 由于傳統(tǒng)繼電器 控制的顆粒料包裝機(jī)工作時(shí)存在電路復(fù)雜、可靠性差、故障診斷與排除困難等缺點(diǎn)，提出了用 PLC 對(duì)包裝機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本課題詳細(xì)闡述了集 PLC 技術(shù)，光電感應(yīng)技術(shù)，通信技術(shù)于一體的先進(jìn)控制技術(shù)在該包裝機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 4 第 2 章 顆粒料包裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 顆粒料包裝機(jī)生產(chǎn)工藝概述 25 PLC 程序總體設(shè)計(jì) 現(xiàn)代 PLC 已經(jīng)成為真正的工業(yè)控制設(shè)備。 可編程控制器的發(fā)展 由于大規(guī)模集成電路和微處理器在 PLC 中的應(yīng) 用，使 PLC 的功能不斷增強(qiáng)，PLC 不僅能進(jìn)行順利邏輯控制，還能完成定時(shí)、計(jì)數(shù)，算數(shù)、邏輯運(yùn)算，數(shù)據(jù)處理，模擬量輸入輸出及 PID 控制。為了使各廠家的產(chǎn)品有一個(gè)共同的參考平面，制定了國際標(biāo)準(zhǔn)。這樣，適合于某個(gè)行業(yè)或某些特殊問題的專用模塊就可以很容易地集成到通用系統(tǒng)中去。 。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。 (2).第二個(gè)過程時(shí)執(zhí)行程序 在執(zhí)行用戶程序的掃描過程中， PLC 對(duì)用戶以梯形圖方式編寫的程序按從上到下， 從左到右的順序逐一掃描各指令然后從輸入映像區(qū)取出相對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)，再進(jìn)行有程序確定的邏輯運(yùn)算或其他數(shù)字運(yùn)算，最后根據(jù)程序中有關(guān)的指令將運(yùn)算結(jié)果存入確定的輸出映像區(qū)有關(guān)單元。在這種場(chǎng)合使用繼電 器控制邏輯必然需要大量的中間繼電器，而這些中間繼電器在用 PLC控制的情況下，就可以對(duì)其內(nèi)部的輔助繼電器進(jìn)行編程后來取代。更重要的是可以使原來無法實(shí)現(xiàn)的某些功能得以實(shí)現(xiàn)，使機(jī)器在某種程度上實(shí)現(xiàn)智能化。分料電磁閥控制顆粒箱轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行分料動(dòng)作。 當(dāng)切紙板上位傳感器采集到信號(hào)時(shí)，插紙電磁閥得電氣缸動(dòng)作使插紙桿向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行插紙下料動(dòng)作，插紙下料運(yùn)動(dòng)由兩個(gè)氣 缸為其提供動(dòng)力，插紙長氣缸下降（插紙一）以后有個(gè)短暫的停留時(shí)間，在這個(gè)短暫的停留時(shí)間里分料板要完成錯(cuò)位動(dòng)作實(shí)現(xiàn)下料，此時(shí)料斗閥門電磁閥得電料斗閥門打開，顆粒沿著中空的插紙桿下滑到?jīng)_壓成 U 型的紙盆內(nèi)。該控制系統(tǒng)多用于控制對(duì)象所處的地理位置比較接近，且相互之間的動(dòng)作有一定 聯(lián)系的場(chǎng)合。 ：各工步都可單獨(dú)點(diǎn)動(dòng)，按鈕釋放即停止運(yùn)行； ：按下啟動(dòng)按鈕，運(yùn)行一個(gè)工步，到位即停。 PLC 控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu)關(guān)系 本系統(tǒng)采