【正文】 .............................................. 13 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................ 18 控制系統(tǒng)邏輯分析 .............................................................................. 18 系統(tǒng)程序調(diào)試及結(jié)果 .................................................................................... 26 結(jié)論 .............................................................................................................................. 27 致謝 .............................................................................................................................. 28 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 29 第 5 頁(yè) 共 30 頁(yè) 5 第一章 緒論 課題背景 近年來(lái)，生產(chǎn)線上的自動(dòng)化控制應(yīng)用已越來(lái)越多，越來(lái)越廣泛。同時(shí)， PLC 的功能也不斷完善。之后，陸續(xù)出現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線控制 系統(tǒng)、基于 PC 的控制系統(tǒng)等。生產(chǎn)線的控制系 統(tǒng)使用的繼電器數(shù)量很多，在頻繁動(dòng)作情況下壽命較短，使生產(chǎn)線的可靠性降低。綜合相關(guān)資料， 2020年全球 PLC的銷售收入為 100億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位 置。 PLC 用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算 1K 邏輯程序不到 1毫秒。 PLC 由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。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。在很多領(lǐng)域， PLC 已經(jīng)取代了繼電器進(jìn)行控制。當(dāng)產(chǎn)品被送到傳送帶的末端，會(huì)自動(dòng) 停止并由機(jī)械手將其送到包裝箱中。 第 10 頁(yè) 共 30 頁(yè) 10 方案比較與選擇 采用傳統(tǒng)據(jù)電 — 接觸器電氣控制系統(tǒng)，雖然價(jià)格低廉，但大量的中間繼電器、 時(shí)間繼電器，使得線路復(fù)雜、器件多、接點(diǎn)多、可靠性低 ，而且一旦出現(xiàn)故障， 檢修困難。它采用程序使得硬件軟件化，對(duì)于不 同的控制系統(tǒng)，只需改變程序即可，因而通用性強(qiáng)。 PLC 不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制， 還能完成定時(shí)、計(jì)算、計(jì)數(shù)和各種閉環(huán)控制功能。如果把 PLC 看作一個(gè)系 統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量→ PLC→輸出變量組成，外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、 傳感器檢測(cè)信號(hào)等均作為 PLC 的輸入變量，它們經(jīng) PLC 外部輸入端子輸入到內(nèi)部 第 11 頁(yè) 共 30 頁(yè) 11 寄存器中，經(jīng) PLC 內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算、處理后送到輸出端子，作為 PLC 的輸出變量，對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行控制。 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器（ PLC）以微處理器為核心，適用 于開(kāi)關(guān)量、模擬量和數(shù)字量的控制，已進(jìn)入過(guò)程控制和位置控制等領(lǐng)域，成為一 種多功能、高可靠性、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。 4 上述過(guò)程周而復(fù)始的進(jìn)行，直到按下停止按鈕，傳送帶 A和傳送帶 B同時(shí)停止。 以上共需 11 個(gè)輸出信號(hào)點(diǎn)。擴(kuò)展能力增強(qiáng)，最大到 12ch 的模擬量。通訊功能增強(qiáng)，提供內(nèi)置 RS232C 端口及 RS485 的適配器。高速的程序執(zhí)行速度更快的程序指令執(zhí)行速度，使得控制過(guò)程精確無(wú)誤。 光電開(kāi)關(guān)可分為兩類：透射型和反射型兩種。當(dāng)漏電流不足 lmA 時(shí)可以不考慮其影響。 表 28 3S57Q04056 型電動(dòng)機(jī)的性能參數(shù) 參數(shù)名稱 步距角 相電流（ A） 保持扭矩 阻尼扭矩 電動(dòng)機(jī)慣量 參數(shù)值 176。一部分是主觸點(diǎn) ,接在電動(dòng)機(jī)與接觸器 KM 之間。 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)邏輯分析 自動(dòng)裝箱 系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)考慮到其動(dòng)作的連續(xù)性以及各個(gè)被控制設(shè)備動(dòng)作 之間的相互關(guān)聯(lián)性 ,最佳的實(shí)現(xiàn)方案就是采用順序控制。 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) （ 1） 程序流程圖 29 如下： 啟動(dòng) PS1 檢測(cè) 傳送帶 A 停 機(jī)械手到 A 機(jī)械手移動(dòng) 機(jī)械手夾緊 機(jī)械手放松 A 動(dòng) 傳 A 動(dòng) 傳送帶 B 動(dòng) 倒計(jì)時(shí) 24s PS2 檢測(cè) 傳送帶 B 停 重 新 開(kāi) 始 循 環(huán) 第 20 頁(yè) 共 30 頁(yè) 20 圖 29 系統(tǒng)自動(dòng)控制流程框圖 （ 2）自動(dòng)控制程序梯形圖 210 如下： 第 21 頁(yè) 共 30 頁(yè) 21 3A 3A 3A 3A 3A 3A 第 22 頁(yè) 共 30 頁(yè) 22 R 10 R 1 T37 T38 T37 SHRB EN ENO DATA SBIT N 9 S 1 IN TON PT 100ms 20 第 23 頁(yè) 共 30 頁(yè) 23 圖 210 自動(dòng)控制系統(tǒng)程序梯形圖 自動(dòng)控制過(guò)程分析： R 1 T38 IN TON PT 100ms 20 C0 CU CTU R PV 24 C0 T38 第 24 頁(yè) 共 30 頁(yè) 24 按下啟動(dòng)按鈕 后， 接通，傳送帶 A 運(yùn)行 接通，當(dāng)光電開(kāi)關(guān)PS1 檢測(cè)到飲料瓶時(shí)， 發(fā)出信號(hào)到 ， 斷開(kāi)，傳 A 停止；同時(shí) 傳遞信號(hào)使 接通， 通過(guò)移位寄存器使 接通，然后 接通，機(jī)械手下降。 R 1 S 1 S 1 R 1 S 1 R 1 第 26 頁(yè) 共 30 頁(yè) 26 系統(tǒng)程序調(diào)試及結(jié)果 在計(jì)算機(jī)上，運(yùn)行 CXProgrammer 編程軟件，打開(kāi)自動(dòng)裝箱控制程序。 當(dāng)按下手動(dòng)控制按鈕 時(shí)，系統(tǒng)立刻進(jìn)入手動(dòng)控制狀態(tài)。 該結(jié)果完全滿足設(shè)計(jì) 的要求，借助實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備完全模擬了生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱 控制過(guò)程。在完成這個(gè)題目的過(guò)程中，我遇到了一些困難，也走了很多彎路。同時(shí)，在指導(dǎo)老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在次我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝。 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(shuō)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(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)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(jiǎn)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(cè)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(cè)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) .一般用于控制直流電器設(shè)備 ,線圈中通以直流電 ,直流接觸器的 第 18 頁(yè) 共 30 頁(yè) 18 動(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)基本上與交流接觸器是 相同的。 15mm) 最小檢測(cè)物體 φ 銅線 (設(shè)定距離 :5mm) 應(yīng)差 使用白色無(wú)光澤紙 (15179。 反射型光電開(kāi)關(guān)的接收部分和發(fā)射部分合做在一起，利用物體對(duì)發(fā)射部分發(fā) 射出的紅外線反射回去，由接收部分接收，從而判斷是否有物體存在。 針對(duì)本文設(shè)計(jì)要求，我們可采用光電開(kāi)關(guān)來(lái)對(duì)產(chǎn)品計(jì)數(shù)和空箱到位檢測(cè)。 178。可方便的與西門(mén)子的可編程序終端 (PT)相連接，為機(jī)器操作提供一個(gè)可視化 界面。 （ 3） PC 型號(hào)的選擇 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制的應(yīng)用系統(tǒng)，而且對(duì)控制速度要求不高，所 以可選用西門(mén)子 S7200 系列的 CPU226 型可編程控制器 PLC 作為控制核心，該單第 14 頁(yè) 共 30 頁(yè) 14 元為 40 點(diǎn) I/O， 24 點(diǎn)輸入， 16 點(diǎn)輸出，所以滿足系統(tǒng)輸入、輸出點(diǎn)需要。為了避 免意外事故或故障的發(fā)生，系統(tǒng)設(shè)有報(bào)警器。下降 到位后機(jī)械手夾緊飲料瓶， 2s 后開(kāi)始上升，而機(jī)械手保持加緊。 ③輸出部分 :如接觸器、電磁閥等，它們與 PLC 輸出端子相連接，用以控制被控對(duì)象的動(dòng)作。進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，突現(xiàn)節(jié)約用工，改善工人工作環(huán)境，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約材料消耗和用工。 由于生產(chǎn)線上的惡劣環(huán)境和電磁干擾，一般的電子儀器都會(huì)受到干擾。其內(nèi)部采用了電磁屏蔽，以防輻射干擾。 第 2 章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 方案論證 采用傳統(tǒng)繼電 ———— 接觸器電氣控制系統(tǒng)