【導讀】據(jù)貼標機的加工工序、工藝路線和工位參數(shù)，對貼標機設計作了功能性分析。制柜的電氣原理圖設計和接線圖設計，實現(xiàn)機-電-氣一體化。需編寫相應的設計說明書，畫出控制系統(tǒng)的主電路圖，PLC的接線圖，畫出系統(tǒng)控制部分的梯形圖，并寫出語句表。手機電池貼標機的功能性分析和總體設計，貼標機系統(tǒng)的硬件設計包括PLC的選型，[1]袁志毅.日本貼標自動裝置的動向[J].技術(shù)與機械，：24-26.工業(yè)學院學報，：96-97.[7]李標機貼標質(zhì)量因素探討[J].現(xiàn)代食品科技，[11]劉艷梅等著作.三菱PLC基礎與系統(tǒng)設計.北京:機械工業(yè)出版社,根據(jù)PLC與繼電器控制系統(tǒng)和單片機控制系統(tǒng)的比較于其自身的。根據(jù)PLC輸入輸出信號地址的。最后一步進行控制系統(tǒng)軟件部分的設計，PLC實際的工。作機制是循環(huán)掃描的工作方式。PLC上電以后，CPU在系統(tǒng)程序的監(jiān)督下先進行內(nèi)部。態(tài)度積極，并完成了設計任務，最終基本達到了本科畢業(yè)設計的目的和要求。同意其參加答辯，建議該論文評定為及格。

　　

【正文】 只能每次一個站發(fā)送，一個站接收。為了控制線路切換，必須對 兩端設備進行控制，以確定數(shù)據(jù)流向。這種協(xié)調(diào)可以增加接口的附加控制線來實現(xiàn)，也可以利用軟件來實現(xiàn)。全雙工可以實現(xiàn)通信兩端同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以同時在兩個方向上傳輸。 圖 串行通信的數(shù)據(jù)傳送模式 （ a）單工方式；（ b）半雙工方式；（ c）全雙工方式 串口通信協(xié)議是雙方規(guī)定好的通信格式，如傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式、波特率、傳送速度、傳送步驟、糾錯方式、控制字符定義等問題做出統(tǒng)一的規(guī)定，通信雙方的格式必須統(tǒng)一 [11]。屬于 ISO 的七層參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層。目前串行通信協(xié)議有異步協(xié)議和同步協(xié)議之分 : （ 1） 面向字符的同步協(xié)議：典型代表是 IBM 公司的二進制同步傳輸（ BSC）協(xié)議，一次傳輸由若干字符組成的數(shù)據(jù)模塊。 24 （ 2）面向比特的同步協(xié)議：典型代表是 IBM 的數(shù)據(jù)鏈路控制（ SDLC）規(guī)程、 ISO 的高級數(shù)據(jù)鏈路控制（ HDLC）規(guī)程。一幀數(shù)據(jù)可以是任意比特。 （ 3）起止式異步協(xié)議：逐個字符的地進行傳輸，傳輸一個字符總是以起始比特開始，以停止位結(jié)束，字符間沒有固定的實踐間隔要求。可靠性高，效率低。 RS232C 串行總線標準是由美國電子工業(yè)學會推薦的一直普及性異步通信總線標 準，原本為數(shù)據(jù)終段設備（ DTE）與 數(shù)據(jù)通信設備（ DCE）之間的一種物理接口標準用于電話網(wǎng)絡中?；緝?nèi)容包括： （ 1） 機械特性規(guī)定了該總線的引腳（信號線）數(shù)目、引腳排列位置與次序、連接器的幾何尺寸。 （ 2）電氣特性規(guī)定了該總線各信號線的電氣連接方式及電氣參數(shù)。其電氣連接方式規(guī)定每條電路使用一條信號線，因而所有信號線共用一條信號地線構(gòu)成回路。 （ 3）功能特性規(guī)定每條信號線實現(xiàn)的功能。 （ 4）過程特性也稱時序特性或規(guī)程特性， RS232C 總線標準的過程特性規(guī)定了各信號線如何按一定的先后順序配合動作使物理接口狀態(tài)轉(zhuǎn)移，控制數(shù)據(jù)位流的傳送。 一般廠家 生產(chǎn) PLC 都會支持 RS232 串口通信，在通信協(xié)議上遵循標準的串口通信協(xié)議，但是各家公司的定義的串行通信的格式不大相同，如傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式、每次傳輸?shù)奈粩?shù)、停止位，校驗方式各不相同。因此在實現(xiàn)三菱公司 PLC 與上位機之間的串口通信時必須嚴格按照三菱公司的串口通信協(xié)議來實現(xiàn)。在硬件連接方式三菱公司的 PLC 與 RS232 協(xié)議電平完全兼容，不需要另外設置電平轉(zhuǎn)換器。 在三菱公司的 PLC 和上位機連接實現(xiàn)串口通信時，務必保證他們的通信參數(shù)與規(guī)定的參數(shù)一致，否則通信將會導致失敗。另外在連接 PLC 與上位機的電纜也是采 用三菱公司的標準連接網(wǎng)線 OP26487 和一個 25 針的 Dsub 接頭。 三菱公司 PLC 與上位機連接好串口通信電纜以后，要起動串口通信傳輸數(shù)據(jù)還必須按照三菱公司的串口通信命令來初始化串口，起動串口的通信的決策權(quán)有PLC 來控制，當系統(tǒng)需要起動串口通信傳輸數(shù)據(jù)時， PLC 向上位機發(fā)送上位機發(fā)送一個突變信號，該信號用來初始化 FX 的阿通信參數(shù)設置，在開始通信之前，有必要傳輸一個延時 10 毫秒的或者大于 100 毫秒的突變信號。一旦通信建立，另外不需要突變信號。 除了傳輸突變信號以外，三菱公司的 PLC 與上位機的 串口通信還設置了傳輸命令響應， FX 系列可編程控制器與上位機之間的“命令”與“響應”的定義如下： 25 （ 1）命令：從上位機傳輸?shù)娇删幊炭刂破鞯南ⅰ? （ 2）響應：命令的應答，從 FX 系列可編程控制器到上位機的響應。 命令響應的格式如下： （ 1）命令格式：用下面的格式來傳輸從上位機到 FX 系列可編程控制器的命令。命令傳輸?shù)母袷叫盘枎兔铐憫袷叫盘枎鐖D 所示，其格式是以 CR分隔符號為結(jié)尾字符。 圖 上位機與 PLC 的通信命令與響應格式 以自定義協(xié)議來實現(xiàn)上位機與 PLC 的串口通信，過上位機發(fā)送數(shù)據(jù)來對 PLC 來讀寫操作，是通過命令和響應來設置的，當 FX 系列 PLC 接收到上位機發(fā)送來的報文以后，對線管的數(shù)據(jù)進行校驗，如奇偶校驗、異或校驗，冗余校驗，如果校驗正確，則 PLC 發(fā)送相隔的響應數(shù)據(jù)給上位機，并且以新格式的形式報文返回。如果校驗因為某些原因而出錯，則 FX 系列 PLC 將出錯的信息返回給上位機，并請求再發(fā)送一次。 三菱公司的 PLC 進行數(shù)據(jù)交換時，還定義了通信協(xié)議，在每次上位機給計算 上位機進行交換數(shù)據(jù)會有 3 個步驟，說明如下： （ 1）設備要求發(fā)送數(shù)據(jù)時，計算機每次都會發(fā)送一串字符過去。通常字符第一個字 是前導碼，設備根據(jù)前導碼辨認是否應該讀取字符、該字符屬于哪一個命令集（ Commad Set），以及用什么格式去解讀該字符串等。 （ 2）當設備收到要求的字符串，并經(jīng)過解讀確認以后，便會送出計算機所要求的數(shù)據(jù)，同樣，數(shù)據(jù)送出時會在數(shù)據(jù)之前加上前導碼與站號，計算機也以此前導碼和站號來辨認數(shù)據(jù)來自何處。 （ 3）計算機端收到設備發(fā)送回來的字符串即將進行解讀檢查操作，當檢查完成以后，便發(fā)送一個確定的字符串給設備，用以說明計算機端已成功收到了字符串；而發(fā)送失敗，計算機也在該回送的字符串中請求重新發(fā)送數(shù)據(jù)。 下 位機通信程序設計 下位機 PLC 通信程序主要是將貼標機的配合上位機的一系列動作，將控制系統(tǒng)的機械動作發(fā)送給上位機工控機，包括機械系統(tǒng)的動作程序設計和下位機與上位機通信程序的設計兩個部分。 PLC 控制程序主要是用來控制系統(tǒng)的機械動作，主要根據(jù)傳感器來檢測系統(tǒng)機械動作，并根據(jù)檢測的狀態(tài)來控制包括電磁閥通斷電、系統(tǒng)機械協(xié)調(diào)。 PLC 通信的程序主要用來與上位機的通信連接、通信參數(shù)設置、以及傳輸系統(tǒng)機械動作給上位機。為了配合上位機與下位機 PLC 各動作上的時序配合，必須發(fā)送事先規(guī)定好用戶的通信協(xié)議。下位機進行串口通信的 程 26 序流程圖如圖 所示。 圖 下位機 PLC 通信程序流程圖 27 系統(tǒng)控制部分梯形圖設計 貼標機控制系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)框圖 圖 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 28 手動操作的梯形圖 圖 手動操作梯形圖 29 plc 控制步進電機 程序 圖 步進電機程序 30 指令如下： 31 PLC 控制電磁閥程序 圖 電磁閥控制程序 程序指令如下： 0 LD X005 1 OUT Y012 2 LD X010 3 OUT Y010 4 LD X007 5 OUT Y011 6 END 32 第 5 章 結(jié)論與展望 全文總結(jié) 本文根據(jù)手機電池裝備設計了一套控制系統(tǒng)，具體內(nèi)容如下： 1. 介紹了手機電池設備研發(fā)的背景和意義，闡述了目前運動控制技術(shù)的發(fā) 展和應用概況，分析了設備控制系統(tǒng)功能和特點，提出了幾種可行的控制方案，進行了硬件選型。 2. 在 控制系統(tǒng)硬件平臺基礎上，結(jié)合設備各個模塊的具體工藝要求，對系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的控制方式進行了設計；依據(jù)所選用控制卡和伺服電機，對裝備強電電路、控制電路和保護電路進行了詳細設計。 3. 介紹了伺服控制系統(tǒng)的組成，對常用位置控制算法進行了分析，闡述了 模糊控制器的控制算法和一般的整定步驟；針對全閉環(huán)系統(tǒng)，提出了一種雙反饋的控制算法，通過仿真和試驗證明，這種算法在保證裝備控制精度的同時，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；對裝備中點膠平臺和貼裝平臺進行了數(shù)學建模，通過仿真分析和實際整定結(jié)果，得出裝備的控制性能，并分析了伺服系統(tǒng)中的機械 因素對控制性能的影響。 4. 對控制系統(tǒng)下位機程序開發(fā)環(huán)境進行了介紹，并結(jié)合系統(tǒng)中的回零程序和急停處理程序闡述了下位機程序的開發(fā)過程；針對系統(tǒng)多控制卡的特點，提出了利用控制卡中斷功能來實現(xiàn)多卡之間的協(xié)調(diào)，提高了系統(tǒng)的效率。 研究展望 手機電池貼標機的發(fā)展趨勢 高速、精密、智能和綠色是手機電池貼標機發(fā)展的總趨勢，近幾年來，在實用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績。主要表現(xiàn)在： 更智能化，采用機械手自行掛料，自行填料，并完成成品分盤、包裝或直接配合成品檢測，智能化提升設備的功能和品質(zhì)，無須人工的智能設備 ； 更高速，產(chǎn)出效率更高，使單臺機的產(chǎn)量翻倍，完全擺脫人工貼裝的模式，使手機電池或其他電池產(chǎn)業(yè)達到或超越國外水平，能夠讓國產(chǎn)電池整套產(chǎn)業(yè)提升或升級 ； 貼標更精確，拋棄傳統(tǒng)運行模式和夾具控標模式，使貼標精度達到更理想的精度，并適用于任何形狀的電池，通過結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化、設備零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及動態(tài)誤差補償技術(shù)，提高貼標加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進入亞微米、納米級超精加工時代 ； 33 能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方 向發(fā)展，并取得成熟的應用。全數(shù)字交流伺服電機和驅(qū)動裝置，高技術(shù)含量的各個組件，高精度單元等功能部件推廣應用，極大的提高手機電池貼標機的技術(shù)水平 中國手機電池貼標機業(yè)現(xiàn)狀及前景 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界貼標機業(yè)已進入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機電一體化時代，其中手機電池貼標機就是代表產(chǎn)品之一。目前，歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了手機電池貼標機產(chǎn)業(yè)化進程，而中國從 20 世紀 90年代末開始起步，仍處于發(fā)展階段 。 34 致謝 經(jīng)過一個學期的學習、研究終于 完成了畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是大學最后一門必修課，這讓我收獲了很多，特別是對手機電池貼標機有了一個深刻的認識，加深了對 PLC 知識的理解，學會了如何在軟件上畫梯形圖。 XXXXXX 老師淵博的知識，嚴謹求實的治學、平易近人的作風和誨人不倦的精神，無不是我備受啟發(fā)，奮發(fā)向上。我不僅接受了老師全新的思想觀念，領(lǐng)會了基本的思考方式，掌握了通用的研究的方法，還明白了許多待人接物與人相處的道理，增強了自己的溝通能力。特此在論文完成之際，對 XXXXXX 老師的諄諄教悔表示崇高的敬意和衷心的感謝。 首先感謝譚志飛老師耐心的指導，感謝 他抽出寶貴的時間來指導我們，正是在他的幫助下，本次畢業(yè)設計才能順利完成。 感謝同學們對我的幫助，營造了濃厚的學習氣氛和環(huán)境。 感謝父母對我的支持和理解 ! 35 參考文獻 [1] 袁志毅 .日本貼標自動裝置的動向 [J].技術(shù)與機械， （ 5）： 2426. [2] 孫小寧 .全自動貼標機的研究與開發(fā) [D].南京理工大學， 2020 [3] 魏國辰 .物流機械的運用與管理（第 2版） [M].北京：中國物質(zhì)出版社， 2020 [4] 徐偉 ， 陳衛(wèi)東 ， 譚樹人 .應用 RVE3ST 的智能貼標機系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) [J].制造工程，： 89. [5] 畢娟 ， 楊存祥 ， 馬慶華 ， 李學橋 .基于 PLC 的自動貼標機控制系統(tǒng)的研制 [J].鄭州輕工業(yè)學院學報， ： 9697. [6] 呼英俊 ， 王開和 ， 苗德華 ， 王冬生 ， 王寶光 .小型異形瓶貼標機研制 [J].包裝與食品機械， （ 1）： 46. [7] 李標 機 貼 標 質(zhì) 量 的 因 素 探 討 [J]. 現(xiàn) 代 食 品 科 技 ，(22):8688. [8] 柳寧 ， 郭國安 ， 馬慶華 ， 陳鹿民 .自動貼標機 PLC 系統(tǒng)的研制 [J].鄭州輕工業(yè)學院學報，（ 2）： 1416 [9] 許林成 .包裝機械原理與設計（第 1版） [M].上海：上?？萍汲霭嫔?， 1998 [10] 張芙蓉 .全自動粘貼式貼標機 [J].輕工業(yè)機械 [J]， ： 3335. [11] 麥 進 ， 陳 麗 瓊 . 影 響 貼 標 機 貼 標 質(zhì) 量 的 因 素 探 討 [J]. 現(xiàn) 代 食 品 科 技 ， (22):8688. [12] 劉艷梅等著作 .三菱 PLC基礎與系統(tǒng)設計 .北京 :機械工業(yè)出版社 ， 2020.37