【正文】 底 板 是 否到 達 中 間底 板 是 否到 達 底 端NYNYN底 板 快 速 上 升 裝 箱底 板 是 否上 升 到 頂 端底 板 上 升NY電 機 M I 停 止C P A 是 否檢 測 到 底 板YNY 圖 34 瓷質(zhì)磚打包過程 流程圖 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 23 瓷質(zhì)磚打包過程部分程序說明如圖 35 所示 。 **： 基于 S7200 的 瓷質(zhì)磚自動打包控制系統(tǒng)設(shè)計 20 圖 33 排磚過程 梯形圖 在設(shè)計梯形圖的過程中，使用了大量的位存儲器作為中間輔助觸點，這樣能使編寫梯形圖變得簡單，各位存儲器的 說明如 表 35 所示。 PLC 外部接線圖的各符號說明如 表 33 所示。C 時最少 70 小時） 100 小時 /典型值（ 40176。 電源 PLC 的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供 CPU、存儲器等所需的直流電，是整個 PLC 的能源供給中心。 輸入輸出模塊 輸入模塊和輸出模塊通常稱為 I/O 模塊或 I/O 單元。 CPU 模塊 （中央處理器） 和一般的微機一樣， CPU 模塊主要由 微 處理器（ CPU 芯片）和存儲器組成。可編程控制器 (PLC)是繼承計算機、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動裝置。緊急情況傳輸通道如圖 24 所 示 。 所以本次設(shè)計采用的檢測元件為光 電傳感器和接近開關(guān)以及微動開關(guān)作為檢測輸入信號。磚在傳輸?shù)倪^程中 必須對磚的位置進行檢測，使電機及相應(yīng)的機械裝置動作，對磚進四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 5 行有效控制。排列整齊的磚通過皮帶傳輸至打包系統(tǒng)，通過傳感器檢測磚的位置，使 PLC 發(fā)出相應(yīng)的信號來控制電磁閥以及電機最終使磚疊成一疊，再通過皮帶將疊好的磚 送走 ，在疊好的磚被傳輸?shù)狡┒藭r，磚觸動微動開關(guān)發(fā)出聲光提示，讓操作人員及時將磚裝箱。中國的經(jīng)濟高速度發(fā)展也需要這項技術(shù)來促進和加速，相信在自動化技術(shù)成熟以后，中國的經(jīng)濟也將有飛躍性的進步。 自動打包系統(tǒng)的發(fā)展狀況 中國的包裝業(yè)相對發(fā)達國家如日本和美國比較落后，所以具有非常大的發(fā)展?jié)摿?。隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的不斷加快，對控制系統(tǒng)提出了愈來愈嚴格的要求。 在瓷質(zhì)磚最后的傳輸階段采用了微動開關(guān)，磚到達此處觸動微動開關(guān)，發(fā)出聲光提示，使操作人員及時 將磚裝箱 ，防止落下， 避免了意外情況發(fā)生。 PLC 的抗干擾能力強，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。自動化技術(shù)的提高能大幅度的提高經(jīng)濟效益，這 在包裝業(yè)中表現(xiàn)的特別明顯。 可編程控制器（ PLC）可編程控制器是一種工業(yè)控制計算機，是繼承計算機、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動裝置。同時， DCS 也開始向小型化的方向拓展。 本文主要研究內(nèi)容 本文主要研究基于 S7200 的瓷質(zhì)磚自動打包系統(tǒng)控制。 窯 爐 輸 出排 磚 過 程裝 箱 打 包 裝 置裝 箱N 1 通 道 N 2 通 道緊 急 情 況 正 常 情 況 圖 21 打包系統(tǒng)工藝流程 圖 設(shè)計時考慮到磚排好后出現(xiàn)的應(yīng)急情況，所有在將排好的磚送至打包的過程中有 N1 和 N2 兩個通道， N1 為應(yīng)急通道，當出現(xiàn)異常情況時磚走此條通道避免影響打包的正常進行。接近開關(guān)又稱無觸點接近開關(guān)，是理想的電子開關(guān)量傳感器。 表 21 傳感器及電機符號說明 表 符號 說明 FP 光電傳感器 1 FA 光電傳感器 2 CG 接近開關(guān) 1 CB 接近開關(guān) 2 ML 慢速運行電機 MV 快速運行電機 MC 將磚送至打包處電機 MFG 控制門及擋板電機 MSC 控制 皮帶上升電機 從 圖 23 和圖 24 可以看出，磚從窯爐輸出首先到達 A 區(qū)域，剛開始時是門打開 擋板處于向上 的狀態(tài)，磚通過門到達 B 區(qū)域，到達擋板處時， FA 光電傳感器檢測到磚，此時 PLC 內(nèi)部定時器開始延時，延時時間到，關(guān)門擋板下降，此時磚到達 C 區(qū)域，電機 MV 是一個加速電機，快速將磚送傳送到 D 區(qū)域， 此時瓷質(zhì)磚有兩條 通道可以走，一條通道為正常打包，另一條通道為緊急情況。 疊好的磚通過皮帶傳送至皮帶末端觸動微動開關(guān) SP，此時發(fā)出報警信號，提示操作人員及時將疊好的磚裝箱。 本設(shè)計是基于 S7200 瓷質(zhì)磚自動打包控制系統(tǒng)，瓷質(zhì)磚從窯爐輸出，經(jīng)皮帶傳輸，通過電機轉(zhuǎn)速以及擋板的控制，使其排放整齊，再使其疊放成一堆磚最后輸出的過程。 存儲器 存儲器（內(nèi)存）主要用語存儲程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成部分。 編程裝置 編程器作用是將用戶編寫的程序下 載至 PLC 的用戶程序存儲器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過程，顯示 PLC 狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。 表 31 S7200CPU 技術(shù)規(guī)范 表 技術(shù)規(guī)范 CPU221 CPU222 CPU224 CPU224XP CPU226 存儲器特性 存儲器用戶程序 運行模式下編輯 非運行模式下編輯 4096 字節(jié) 4096 字節(jié) 4096 字節(jié) 4096 字節(jié) 8192 字節(jié) 12288 字節(jié) 12288 字節(jié) 16384 字節(jié) 16384 字節(jié) 24576 字節(jié) 用戶數(shù)據(jù) 2048 字節(jié) 2048 字節(jié) 8192 字節(jié) 10240 字節(jié) 10240 字節(jié) 掉電保持 （超級電容） 50 小時 /典型值（ 40176。 通過表 32 對各模塊的參數(shù) 比較， 選擇兩個 EM223CN 8 路輸入 /8 路輸出數(shù)字量擴展模塊， DC24V 直流電壓。瓷質(zhì)磚從窯爐輸出時，大部分磚可能都是沒有排列整齊的，所以 必須要先將磚排列整齊，才能對瓷質(zhì)磚打包。 此過程設(shè)計了緊急情況通道，比如有些磚沒有排列好或者是有些磚從窯爐輸出時本身有損壞，這樣的磚是不需要進行打包的，則需要通過緊急通道傳輸走。本設(shè)計中定時器給定值全部用變量來代替，通過對變量的賦值就可以隨時修改定時的延時時間方便在現(xiàn)場隨時進行調(diào)試。控制電路如 圖42 所示 。 MC 電機有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的功能， 利用交流接觸器 TCS和 TCD 的主觸點改變進入電動機的三相電源的相序，即可以改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。 接線端子 X1 的接線為瓷質(zhì)磚窯爐輸出 過程中的各傳感器和電機接線， 圖中10/11 為輸出到 XT 接線盒中。回想做畢業(yè)設(shè)計的這個過程，有苦有甜。自動打包控制系統(tǒng)一般在生產(chǎn)產(chǎn)品的工廠中應(yīng)用，在產(chǎn)品生產(chǎn)好后，需要對其進行打包或者是將產(chǎn)品裝入包裝盒中，這個步驟用 PLC 控制將提高生產(chǎn)效率，降低人工成本，使工廠利益達到最大化。 其一，在自動打包過程的最后階段， 將一堆疊好的瓷質(zhì)磚送走時，在皮帶的后面仍然需要人工去將一堆磚搬走， 不能完全實現(xiàn)無人操作。 我要特別感謝我含辛茹苦的父母，感謝他們對我學(xué)業(yè)的理解與支持。 其三，采用的傳感器比較多，系統(tǒng)較龐大， 各種約束條件， 編程 比較 復(fù)雜。整個瓷質(zhì)磚打包控制系統(tǒng) 共有 22 路輸入和 16 路輸出， CPU 本來的 I/O 點數(shù)不能滿足要求，所以擴展 了兩個EM223CN 數(shù)字量 擴展模塊 。 在畢業(yè)設(shè)計的開始階段，我到圖書館查閱了很多資料，翻閱了大量 PLC 設(shè)計實例， 結(jié)合指導(dǎo)老師給的圖紙，慢慢分析各個控制系統(tǒng)的過程。 **： 基于 S7200 的 瓷質(zhì)磚自動打包控制系統(tǒng)設(shè)計 30 圖 46 接線端子 X2 圖 打包操作面板 打包過程手動操作控制面板，如圖 47 所示 。 圖 43 為窯爐輸出排磚過程的電機控制電路圖， 打包過程的電機電路圖也是同樣的連接方法。 當瓷質(zhì)磚在 B 區(qū)域延時后此時 PLC 的 發(fā)出脈沖 信號 驅(qū)動 繼電器 RFG使接觸器 TFG接通從而控制電機 MFG運行讓擋板 下降最終使瓷質(zhì)磚 達到 C 區(qū)域，此時 PLC 的 發(fā)出脈沖信號驅(qū)動繼電器RSC 使接觸器 TSC 接通從而控制電機 MSC 運行使 D 區(qū)域的皮帶上升， 瓷質(zhì)磚到達 D 區(qū)域后， PLC 的 接通驅(qū)動繼電器 RSC 使接觸器 TCS 接通使電機 MC 正轉(zhuǎn)，最終讓瓷質(zhì)磚通過 N2 通道 傳輸至打包處。 表 37 定時器變量值及說明表 定時器 變量名稱 變量值 說明 T37 VW1 30 安全 開門 時間 T38 VW2 30 排好的磚到 DQ 區(qū)域時間 T39 VW3 40 D 區(qū)域皮帶向上延時時間 T40 VW4 40 D 區(qū)域皮帶向下延時時間 T41 VW5 30 底板停止下降延時時間 T42 VW6 30 底板開始下降延時時間 T43 VW7 20 磚之間間隔時間 T44 VW8 50 底板上升延時時間 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 25 第 4 章 電氣控制設(shè)計 電源電路 電路模 塊是最基本的部分，也是所有電機 及其 PLC 所需要的基本電能。 打包過程設(shè)計 排列好的磚通過皮帶傳輸至打包處， 瓷質(zhì)磚打包過程的流程圖 如 圖 34 所示 。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 19 窯 爐 輸 出延 時擋 板 下 降關(guān) 門 磚 送 走F A 是 否檢 測 到 磚擋 板 上 升緊 急 情 況 輸 送 至 打 包NY 圖 32 瓷質(zhì)磚排列過程 流程圖 排磚過程 部分 梯形圖 程序說明如圖 33 所示。 表 32 數(shù)字量 I/O 擴展模塊 表 型號 各組輸入點數(shù) 各組輸出點數(shù) EM221 CN,8 輸入 DC 24V 4,4 EM221， 8 輸入 AC 230V 8 點相互獨立 EM221 CN,16 輸入 DC 24V 4,4,4,4 EM222， 4 輸出 DC24V， 5A 4 點相互獨立 EM222， 4 繼電器輸出， 10A 4 點相互獨立 EM222 CN,8 輸出 DC 24V 4,4 EM222 CN,8 繼電器輸出 4,4 EM222， 8 輸出 AC 230V 8 點相互獨立 EM223 CN,4 輸入 /4 輸出 DC 24V 4 4 EM223 CN,4 輸入 DC24V/4 繼電器輸出 4 4 EM223 CN,8 輸入 DC24V/8 繼電器輸出 4,4 4,4 EM223 CN,8 輸入 /8 輸出 DC 24V 4,4 4