【正文】 per of the Mitsubishi Co 39。在現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：可編程控制器 ,電池包裝機(jī)，仿真 畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 2 頁 共 43 頁 Abstract Programmable logic controller ( PLC ) as the core device of the control system, powerful, stable and reliable performance. It is widely used in modern industrial automation production. To obtain the ideal control effect. In this paper, the highspeed automatic battery packaging machine control system as the background, bining theory with practice, elaborated PLC technology, application of photoelectric position sensor technology and advanced control technique in the packing machine control system. The main contents are as follows : an overview of the status of programmable controller PLC and its possibilities and prospects of application in packaging machinery。 包裝機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與分析 包裝機(jī)械的最大特點(diǎn)是動作復(fù)雜、頻繁，且有較多的執(zhí)行元件。我國包裝機(jī)械目前控制部件大多還沿用繼電器方式。 （ 3）可編程控制器部分的設(shè)計，包括控制方案的選取與設(shè)計、 I/0 接口信號的確定、模塊的選擇， 包裝過程 控制程序的設(shè)計。 電池 包裝機(jī)主要功能是將來自 料池 的 電池 以每分鐘 100 個的速率包裝成合格的 電池 。 （ 3）采用優(yōu)良的開關(guān)電源，防止電源線引入的干擾。一般 PLC 的平均無故障時間可達(dá)到幾萬小時以上。系統(tǒng)的功能和規(guī)?？筛鶕?jù)用戶的實(shí)際需求自行組合，這樣便可滿足用戶要求的合理的性能價格比。 PLC 是以微處理器 為核心，綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來的 畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 10 頁 共 43 頁 一種新型、通用的自動控制裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、靈活通用、易于編程、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，近年來在工業(yè)自動控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面得到了廣泛應(yīng)用。也可采用 IEC 規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語言 —— 順序功能圖 SFC 編寫程序，使得 PLC 在實(shí)現(xiàn)按照事件或輸入狀態(tài)的順序，控制相應(yīng)輸出更加容易。它不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示和打印以及數(shù)據(jù)通信等 .對于大中型 PLC 還可進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算等。 主要的控制功能有如下幾項：主令操作控制和保護(hù)監(jiān)視控制。快速斷開端子塊因?yàn)椴捎昧藘?yōu)良的可維護(hù)性快速斷開端子塊，即使接著電纜也可以更換單元。 RUN/STOP 開關(guān)面板上運(yùn)行 /停止開關(guān)易于操作。三菱FX2N32MT001的 CPU單元規(guī)格是 :輸入 16點(diǎn) ,輸出 16點(diǎn) ,輸入、輸出為晶體管型形式 ,電源AC220V。 ② 豐富的 I/O接口模塊 ； PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與 PLC相應(yīng)的 I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。這是一個不定值，隨 L和 di/dt的不同而不同。物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。 FX2N型 PLC的輸入 /輸出通道號采用自由配置、固定通道方式。 電氣控制主電路圖見 。 PLC公司的編程軟件 編程軟件的作用是編輯、調(diào) 試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控 PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進(jìn)行人機(jī)對話，它是開發(fā)、應(yīng)用、維護(hù) PLC不可缺少的工具。 (4) 監(jiān)控運(yùn)行 : PLC與計算機(jī)建立通信后，計算機(jī)可監(jiān)視 PLC的工作，觀察任何工作位的狀態(tài)，可讀所有的數(shù)據(jù)，可強(qiáng)置某些工作位處于 ON或 OFF狀態(tài)，還可修改一些參數(shù)。 (6) 其他功能。在編譯過程中，如果出現(xiàn)錯誤要進(jìn)行修改時，我們既可以在梯形圖編程下修改，也可在助記符方式下修改。但是它沒有一個普遍的規(guī)律可遵循，具有一定的試探性和隨意性，最后得到的結(jié)果也不是唯一的，設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗(yàn)的多少有關(guān)。順序控制法規(guī)律性很強(qiáng)，雖然編程相當(dāng)長，但程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性。這樣， PLC的語言就有所不同。 仿真的步驟 （ 1）啟動編程軟件 GX Developer （ 2）通過 “ 快捷圖標(biāo) ” 啟動仿真 如圖 。本文旨在按 實(shí)際生產(chǎn)要求進(jìn)行理論上的設(shè)計，并未在實(shí)際應(yīng)用中得到驗(yàn)證，在實(shí)際應(yīng)用之前還需經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試實(shí)驗(yàn)，以確保系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，從而達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)中的要求。 與此同時 ,我向所有給予我關(guān)心、支持和幫助的其他老師和同學(xué)們也致以深深的謝意。 畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 27 頁 共 43 頁 致 謝 本論文的設(shè)計是在黃杰老師的精心指導(dǎo)下完成的。監(jiān)控程序的運(yùn)行狀態(tài) ，如圖 ： 畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 24 頁 共 43 頁 圖 軟元件 X000強(qiáng)制 ON 如圖 ：我們強(qiáng)制 X000為 ON，得出 M1輸出，也就是啟動保持狀態(tài)，條件符合。 本控制 系統(tǒng)是典型的順序控制，因此我們采用步進(jìn)指令編寫程序最為方便，其順序功能圖如圖 42所示。功能圖能夠清楚地表現(xiàn)出系統(tǒng)各工作步的功能、步與步之間的轉(zhuǎn)換順序及其轉(zhuǎn)換條件。 2. 邏輯設(shè)計法 工業(yè)電氣控制線路中，有很多是通過繼電器等電器組件來實(shí)現(xiàn)的。 系統(tǒng)程序設(shè)計 工程設(shè)計中，可編程控制器應(yīng)用程序的設(shè)計大體上有三種方法，也是使用最多的方法。如可用來進(jìn)行只讀存儲器的程序?qū)懭?。監(jiān)視運(yùn)行時發(fā)現(xiàn)程序存在問題，有兩種解決的辦法。這些軟件一般功能都差不多，大體上有以下幾種功能。 圖 主接線圖 畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 18 頁 共 43 頁 圖 PLC 接線圖 本章小結(jié) 本章是本文的重點(diǎn) ,主要介紹了電池包裝送料裝置控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分 ,分小節(jié)介紹了各子模塊的功能 , ,能讓人清晰直觀的了解 ,此外在本章開始幾個小節(jié)還介紹了 PLC的選型 ,接線等 ,思路清晰 ,目的明確。包裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)輸入輸出接口如表 。 化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。有高達(dá)三倍的電源電壓。 由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行 。 畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 14 頁 共 43 頁 另外為了提高操作性能，它還有多種人 機(jī)對話的接口模塊 。 PLC 控制的優(yōu)點(diǎn) ① 高可靠性 ； （ 1）所有的 I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 12 頁 共 43 頁 系統(tǒng)方案的確立 在此綜合各種方面因素選擇 PLC 作為電池包裝送料裝置控制系統(tǒng)的核心 ,如 小節(jié)所分析的 ,PLC 具有其他任何一種控制器所不具備的優(yōu)點(diǎn) ,更符合設(shè)計要求。時間設(shè)置和比較指令易于操作。由于 FX2N 系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。現(xiàn)代的 PLC 一般都具有通信功能，應(yīng)用遠(yuǎn)程 I/O 模塊，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，應(yīng)用通信模塊，可實(shí)現(xiàn) PLC 與PLC、 PLC 與計算機(jī) 之間的通信。 計數(shù)控制也是控制系統(tǒng)不可缺少的， PLC 也同樣為用戶提供了幾十甚至上有個計數(shù)器，實(shí)現(xiàn)對某些信號的計數(shù)功能。與此同時， PLC 的性能卻在不斷完善，功能也在增多增強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸拓寬，使PLC 的應(yīng)用已由早期的開關(guān)邏輯到現(xiàn)在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。 6．安裝簡便、調(diào)試方便、維護(hù)工作量小 可編程序控制器一般不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。經(jīng)過大量實(shí)踐，人們發(fā)現(xiàn) PLC 系統(tǒng)在使用中發(fā)生的故障，大多是由于 PLC 的外部開關(guān)、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)引起的，而不是 PLC 自身的問題產(chǎn)生的?？梢詫?CPU 等內(nèi)部電路進(jìn)行檢測，一旦出錯，立即報警。 通過可編程控制器的指令系統(tǒng)將梯形圖變成可編程控制器能接收的程序。 畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 7 頁 共 43 頁 第二章 控制方案要求 該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能 1).能夠?qū)崿F(xiàn)全自動連續(xù)工作 2).能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)動操作 3).必須高速運(yùn)行 電池包裝送料裝置的工作過程 電池包裝送料裝置的工作示意圖如圖 所示： 圖 示意圖 電池由進(jìn)料裝置將兩節(jié)電池送到推桿 1 前，電動機(jī) 1 轉(zhuǎn)動控制推桿 1 向前推進(jìn)，將電池推到推桿 2 前。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。從物理介質(zhì)方面來講，前者是要用具體的電氣元件來組合，而后者只是 PLC 的內(nèi)部寄存 器，在 PLC 編程容量許可的范圍內(nèi)，可以不花費(fèi)額外的費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。 battery pack is