【正文】 并將測(cè)試結(jié)果詳細(xì)的記錄下來(lái)，進(jìn)行分析說(shuō)明，在測(cè)試過(guò)程中結(jié)果不能滿足所設(shè)計(jì)要求的，要耐心地對(duì)程序進(jìn)行修改調(diào)試，直到達(dá)到要求為止。雙擊緊靠已配置的模塊右側(cè)空的方框，在出現(xiàn)的“模塊配置選擇”對(duì)話框中（見(jiàn)圖 ），用單選框選擇需要添加的 I/O 擴(kuò)展常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 32 模塊，我們本次使用的控制模塊有 EM223 和 EM221，點(diǎn)擊“接受”按鈕，即可添加。在所有的程序中 M 線圈都作為中間繼電器，起到位存儲(chǔ)器作用（見(jiàn)下圖 ）。 3 油缸伸出到位 63 2 7 氣缸收縮到位 40 4 1 油缸伸出到位 18 2設(shè)計(jì)思路見(jiàn)圖 。 CPU222 有擴(kuò)展模塊， CPU224 是具有較強(qiáng)控制功能的控制器。 3．采用 順 序控制 設(shè)計(jì)方法 由于傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法沒(méi)有普遍的規(guī)律可循，具有很大的試探性和隨意性，對(duì)程序設(shè)計(jì)者要求較高，且讀取時(shí)較難讀懂設(shè)計(jì)者的思路，修改麻煩。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容歸納為循環(huán)輸運(yùn)機(jī)構(gòu)電控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，具體包括：氣缸磁性開(kāi)關(guān)選型，液壓缸行程開(kāi)關(guān)選型，工作位置負(fù)載檢測(cè)開(kāi)關(guān)選型， PLC系統(tǒng)組件選型，編制 PLC 輸入 /輸出分配表，編制梯形圖程序等。 2) 程序執(zhí)行原理相同 PLC 和計(jì)算機(jī)都采用存儲(chǔ)程序，按地址訪問(wèn)和順序執(zhí)行的基本工作思想，都是指令在內(nèi)存中順序存放， CPU 從內(nèi)存中順序取指令并執(zhí)行，直到最后一條指令。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 7 PLC 的功能進(jìn)一步增強(qiáng)，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。我國(guó)的 PLC 供應(yīng)渠道，主要有制造商、分銷商 (代理商 )、系統(tǒng)集成商、 OEM 用戶、最終用戶。在這自動(dòng)化發(fā)展迅速的時(shí)代，這種用 PLC 來(lái)控制的工程越來(lái)越多。 PLC工作過(guò)程除了包括上述三個(gè)主要階段外，還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作。 為了適應(yīng)市場(chǎng)的各方面需求，各生產(chǎn)廠家對(duì) PLC不斷進(jìn)行改進(jìn)，推出 功能更強(qiáng)、結(jié)構(gòu)更完善的新產(chǎn)品。而 PLC從 0000號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶程序開(kāi)始，在無(wú)中斷活跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增的方向順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到 END指令結(jié)束。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)重點(diǎn)運(yùn)用 PLC 的仿真 方法，實(shí)現(xiàn)了 PLC 編程的仿真，給出了解決實(shí)際循環(huán)輸運(yùn)機(jī)構(gòu)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)步驟，描述了西門子 PLC 編程的優(yōu)缺點(diǎn)。上世紀(jì) 80 年代，個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來(lái)，也簡(jiǎn)稱為 PC，為了方便，也為了反映或可編程控制器的功能特點(diǎn)，美國(guó) AB 公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器 Programmable Logic Controller(PLC)，并將 “ PLC” 作為其產(chǎn)品的注冊(cè)商標(biāo)。如羅克韋爾 A－ B 公司主推的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，即 Ether Net、 Control Net、 Device Net，西門子公司在 ProfibusDP 及 Pro fibusFMS網(wǎng)絡(luò)等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)研究的原理和方 法 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì) 用于循環(huán)運(yùn)輸機(jī)構(gòu)需求的控制方案，該方案能夠控制此循環(huán)輸運(yùn)機(jī)構(gòu)自動(dòng)完成運(yùn)輸工作 ,從而減輕人工勞動(dòng)，同時(shí)提高運(yùn)輸效率，以獲得更高的市場(chǎng)效益。 PLC 與單片機(jī)的區(qū)別 1）單片機(jī)是一種集成電路，而 PLC 是建立在單片機(jī)之上的產(chǎn)品，兩者不具有可比性。 （ 5）程序設(shè)計(jì) 程序 設(shè)計(jì)： ； ； 、故障診斷和顯示等程序；。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 12 第二章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu) 技術(shù)參數(shù)： (1)一個(gè)箱體單元重 1000kg； (2)箱體單元最大長(zhǎng)度 1650mm； (3)提升裝置提升速度 5～ 10cm/s； (4)推箱裝置推箱速度 8～ 15cm/s； (5)氣缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度 20～ 30cm/s； 基本結(jié)構(gòu)（圖 ）： 2 . 22 . 32 . 11552 . 13 . 23 . 14 . 1 4 . 34 . 2 4 . 44 . 54 . 65553 . 63 . 53 . 43 . 33 . 23 . 14 . 1 14 . 1 24 . 94 . 1 04 . 74 . 8IIIII IIVV5 圖 自動(dòng)裝載裝置系統(tǒng)元件布置圖 圖形說(shuō)明： 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 13 （ 1）圖中Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ代表 5 個(gè)工作位置； （ 2）圖中 1 代表提升液壓缸， 代表第 1 個(gè)推箱液壓缸， 代表代表第 2 個(gè)推箱液壓缸， 代表第 3 個(gè)推箱液壓缸； （ 3）圖中 代表第 1 個(gè)鎖緊氣缸，??， 代表第 6 個(gè)鎖緊氣缸，其中 和 ， 和 ， 和 均配對(duì)使用且同時(shí)動(dòng)作； （ 4）圖中 代表第 1 個(gè)定位氣缸，??， 代表第 12 個(gè)定位氣缸；其中 和 ，??， 和 均同時(shí)動(dòng)作； （ 5）圖中 5 代表箱體或負(fù)載； 工作要求及其流程 1. 系統(tǒng)滿載工作流程（裝箱）： 初始狀態(tài)為各液壓缸全部收縮到位，各鎖緊氣缸全部收縮到位，各定位氣缸全部伸出到位。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)，需要 70 個(gè)輸入和 17 個(gè)輸出，因此數(shù)字量端子需要擴(kuò)展 46個(gè)輸入，數(shù)字量端子需要擴(kuò)展 1 個(gè)輸出，所以擴(kuò)展模塊可以選擇 EM221 16DI24VDC 模塊 2 塊（一塊含有 16 個(gè)輸入端）和 EM223 24V DC16 輸入 /繼電器 16 輸出 1 塊。 2 氣缸伸出到位 7 3 2 油缸收縮減速 26 2 6 氣缸伸出到位 52 3用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)出的梯形圖往往很難閱讀，給系統(tǒng)的維修和改進(jìn)帶來(lái)了很大的困難。下常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 29 面各個(gè)位的負(fù)載檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)左右并聯(lián)再與傳送指令串聯(lián)，是用來(lái)判斷是否存在由于上次停電或其他某種原因?qū)е碌哪程?hào)位有箱體，若有就給對(duì)應(yīng)的傳送指令對(duì)應(yīng)的值，先將存在的箱體退箱出去。點(diǎn)擊“ RUN”啟動(dòng)，并且點(diǎn)擊狀態(tài)表圖標(biāo)，此時(shí)便會(huì)在梯形圖方框中有顏色變化來(lái)顯示梯形圖中各元件的狀態(tài)，初始狀態(tài)如圖 ，從中可以看出只有常閉觸點(diǎn)發(fā)生了顏色變化，變?yōu)樗{(lán)色，因?yàn)槠渌ｉ_(kāi)觸點(diǎn)需要一定的條件來(lái)實(shí)現(xiàn)，下面我們可以用 CPU 來(lái)使?jié)M足條件，完成仿真。 （ 2)通過(guò)此次設(shè)計(jì)我基本上學(xué)會(huì)了西門子 PLC 軟件的使用和程序的編制，了解了編制程序的要點(diǎn)、基本思想、主要事項(xiàng)和設(shè)計(jì)思路。為以后進(jìn)一步深入的學(xué)習(xí)電氣控制技術(shù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 PLC 的仿真軟件是解決這一問(wèn)題的理想工具。 圖 程序結(jié)構(gòu) 子程序 子程序只有在被調(diào)用時(shí)才進(jìn)行掃描，沒(méi)有調(diào)用時(shí)不執(zhí)行。 11 氣缸伸出到位 58 4 5 氣缸伸出到位 32 4 3 氣缸伸出到位 13 4 CPU224 EM221 EM221 EM223 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 21 本章小結(jié) 本章通過(guò)對(duì) CPU 各種型號(hào)的 I/O 特性及電源 規(guī)范進(jìn)行比較后，聯(lián)系循環(huán)輸運(yùn)機(jī)構(gòu)的輸入輸出信號(hào)點(diǎn)數(shù)，對(duì)其進(jìn)行了 CPU 模塊的選型及輸入輸出擴(kuò)展模塊的選型，緊接著對(duì)所選 CPU226 的性能規(guī)格用圖表進(jìn)行了說(shuō)明。最后對(duì)課題任務(wù)要求進(jìn)行了闡述并給出了具體的設(shè)計(jì)工作步驟。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，如果工作正常、程序不需要修改，應(yīng)將程序固化到 EPROM 中，以防程序丟失。也就是說(shuō)單片機(jī)適合于研發(fā)， PLC 適合于應(yīng)用！ 綜上控制系統(tǒng)的比較，再結(jié)合本課題的設(shè)計(jì)要求，可以看出， PLC 編程控制常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 9 是本課題的最佳控制系統(tǒng)設(shè) 計(jì)方法選擇。 2) 工作方式不同 繼電接觸器控制系統(tǒng)用實(shí)際硬件電路實(shí)現(xiàn)，按并行方式工作，只要形成電流通路，幾個(gè)電器的動(dòng)作就可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)。這是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開(kāi)放性的標(biāo)準(zhǔn)化文件。 在我國(guó)，一般按 I/O 點(diǎn)數(shù)將 PLC 分為以下級(jí)別 (但不絕對(duì)，國(guó)外分類有些區(qū)別 )：微型： 32 I/O ，小型： 256 I/O，中型： 1024 I/O ，大型： 4096 I/O ，巨型：8192 I/O。其所占的產(chǎn)值比例日益增大，其在工業(yè)自動(dòng) 化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。在本工作周期內(nèi)這個(gè)采樣結(jié)果的內(nèi)容不會(huì)改變，只有到下一個(gè)掃描周期輸入采樣階段才被刷新。 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 系 別： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 班 號(hào)： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： 設(shè)計(jì)（論文）題目： 循環(huán)輸運(yùn)機(jī)構(gòu)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師： 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn)： 起 迄 日 期： [本頁(yè)適用于畢業(yè)設(shè)計(jì) ] 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 專業(yè) 數(shù)控技術(shù) 班級(jí) 數(shù)控 105 姓名 馬逍遙 一、課題名稱： 循環(huán)輸運(yùn)機(jī)構(gòu)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、主要技術(shù)指標(biāo)： （ 1）一個(gè)箱體單元重 1000Kg；（ 2）箱體單元最大長(zhǎng)度 1650mm；（ 3）提升裝置提升速度 5~10cm/s；（ 4）推箱裝置推箱速度 8~15cm/s；（ 5）氣缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度20`30cm/s 三、工作內(nèi)容和要求： 、系統(tǒng)工作流程要求進(jìn)行控制系統(tǒng)工況分析和方案設(shè)計(jì)； PLC等控制系統(tǒng)硬件選型； 作要求進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)編制 PLC控制程序； 。 PLC 在運(yùn)行程序時(shí)所需的輸入信號(hào)不是現(xiàn)時(shí)取輸入端子上的信息，而是取輸入映像寄存器中的信息。 西門子 PLC 行業(yè)是一個(gè)控制行業(yè)，雖然我國(guó)在 PLC 生產(chǎn)方面非常弱，但在PLC 應(yīng)用方面，我國(guó)是很活躍的，近年來(lái)每年約新投入 10 萬(wàn)臺(tái)套 PLC 產(chǎn)品，年銷售額 30 億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣泛，涉及到汽車、糧食加工、化學(xué) /制藥、金屬 /礦山、紙漿 /造紙等行業(yè)，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門都密切相關(guān)。 國(guó)內(nèi)： PLC 生產(chǎn)廠約 30 家，但沒(méi)有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來(lái)件組裝或 “ 貼牌 ” 方式生產(chǎn)。 2) IEC 制訂了基于 Windows 的編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn) IEC611313，它規(guī)定了指令表(IL)、梯形圖 (LD)、順序功能圖 (SFC)、功能塊圖 (FBD)、結(jié)構(gòu)化文本 (ST)五種編程語(yǔ)言。而 PLC 的內(nèi)部繼電器（也稱為軟繼電器），它并不是真正的電磁線圈，而是電子元件，動(dòng)作的時(shí)間極短，通常認(rèn)為動(dòng)作是瞬時(shí)完成的。對(duì)于量大的配套項(xiàng)目，采用單片機(jī)系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)研發(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)要求高。 全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。 5. 進(jìn)行軟件測(cè)試； 本章小結(jié) 本章對(duì)課題作了詳細(xì)的介紹，對(duì)輸運(yùn)機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明和參數(shù)的分析，另外，更詳細(xì)的描述了輸運(yùn)機(jī)構(gòu)的工作流程，從中可以鮮明的看出，此輸運(yùn)機(jī)構(gòu)的工作流程具有很強(qiáng)的聯(lián)系性和循環(huán)性。其中， ~ 都為物理輸出，可以連接外部輸出信號(hào)，無(wú)多余輸出端子。 2 氣缸收縮到位 12 4 4 氣缸收縮到位 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 24 31 4 10 氣缸收縮到位 57 4程序布置如下圖 。 第五章 調(diào)試與仿真 仿真軟件的使用 S7200 的仿真軟件 學(xué)習(xí) PLC 有效的手段是手動(dòng)編程和上機(jī)調(diào)試，有許多讀者苦于沒(méi)有 PLC，常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 31 缺乏實(shí)驗(yàn)的條件，編寫程序后無(wú)法檢驗(yàn)是否正確，編程能力很難提高。 通過(guò)對(duì)某自