【正文】 在此，我還要感謝在一起愉快的度過大學生活的各位室友，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。從課題的選擇到項目的最終完成，姜巖蕾老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。而論文的完成是在我的導師姜巖蕾老師的親切關懷和悉心指導下完成的。但通過不斷的努力和同學們的大力支持，以及指導老師的悉心教導，我克服了困難完成了本次設計，同時我也獲得了很多寶貴的經驗，學到了很多新的知識。對PLC的功能也有了進一步的認識，了解了不同型號的PLC以及相關的編程軟件。但是該設計尚有不足，還有很多的擴展功能沒有實現，例如對產品計數錯誤的檢測功能等等。本系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)以繼電器控制硬件電路的方法，采用人機界面取代繼電器，通過軟件的方式控制硬件電路。結論對于本次設計，成功采用PLC控制機械手和傳送帶的工作，完成了本次設計任務的基本要求，經過多次的調試，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠、冗余性強，可以很好地適用于連續(xù)工作。 ，系統(tǒng)停止運行。 無論系統(tǒng)何種運行狀態(tài)，自動控制狀態(tài)和手動控制狀態(tài)可互相轉換。機械手上升；，機械手下降；，機械手左移；，機械手右移；，機械手夾緊；，機械手放松。手動指示，系統(tǒng)指示燈仍亮。 當SQ2到位信號到（），系統(tǒng)循環(huán)工作。同時傳送帶A啟動運行（）。，；同時傳送帶B啟動運行（）。斷電情況下連接好PC/PPI電纜，按照I/O分配表，用實驗連線導線將PLC主機模塊輸入、輸出接口與實驗板接口一一對應連接，并將PLC主機模塊的電源端與實驗模塊的電源端相連接。下降停止，機械手開始上升，；，左移停止，機械手開始右移，；，機械手夾緊，機械手松開；，傳送帶A啟動，傳送帶A才停止；，傳送帶B啟動，傳送帶B才停止。此循環(huán)結束，開始裝下一箱。機械手繼續(xù)循環(huán)運動，當計數器計數夠24次時，傳送帶B啟動。同時，機械手夾緊物體，機械手開始上升，同時機械手保持夾緊。其中各步是完全獨立的。在自動裝箱過程中，當傳送帶A到達指定位置時，由PS1發(fā)出信號，使傳送帶A停止；而后機械手啟動運行，將產品逐一放入箱內，由PLC的計數器檢測機械手的循環(huán)次數，當機械手累計循環(huán)24次時，傳送帶B啟動運行，當PS2檢測到空箱時發(fā)出信號，傳送帶B停止運行；完成整個循環(huán)工作。因為要求機械手，傳送帶A和傳送帶B具有點動控制功能，故分別設置自動控制和手動控制兩個啟動按鈕。這樣就考慮針對不同的工作狀態(tài)，進行相應的動作控制輸出，從而實現自動裝箱系統(tǒng)從傳送帶A開始工作到產品進入空箱之中并完成精確的計數這樣一個周期控制工作的程序實現。熔斷器選用RL115型熔點器,熔體的額定電流為30A。 電動機的額定電流15A,FR1可以選用JR16,熱元件電流為20A,電流整定范圍為1422A工作時將額定電流調整為15A。熱繼電器是采用雙金屬熱元件,動作機構,常閉觸頭和常開觸頭,復位按鈕及整定電流調節(jié)旋鈕等構成。另一部分是接在控制電路中,與接觸器KM的線圈電路相串聯。 （8） 熱繼電器的選型 。 接觸器的選型有諸多因素外與負載密切相關一般三相異步電機的起動電流為額定電流的35倍。常用的是CJ0CJ1CJ12B等系列。 1)交流接觸器。（7）接觸器的選型 接觸器是一種用來接通或斷開帶負載的交直流主電路或大容量控制電路的自動化切換器,主要控制對象是電動機。基于該系統(tǒng)的控制要求與各類型電動機的結構特點和工作場合，并考慮到經濟性和實用性，本系統(tǒng)選擇的電動機是Kinco三相步進電動機3S57Q04056，與之配套的驅動器為Kinco 3M458三相步進電動機驅動器，它的部分技術參數如表23所示。外加電壓30V DC以下(輸出和0V之間) 10% 脈動PP5%以下消耗電流平均25mA以下峰值80mA以下輸出NPN開路集電極晶體管 圖26反射式光電傳感器原理圖該系統(tǒng)選擇的反射式光電傳感器型號為PM2LF10,其性能參數如表33所示。 圖25 PLC與光電開關的連接旁路電阻R的計算公式如下：式中：I為傳感器的漏電流（mA），UOFF為PLC輸入電壓低電平的上限值（V），RC為PLC的輸入阻抗（KΩ），RC的值根據輸入點不同有差異。 當采用接近開關、光電開關等兩線式傳感器時，由于傳感器的漏電流較大，可能出現錯誤的輸入信號而導致PLC的誤動作，此時可在PLC輸入端并聯旁路電阻Ｒ，如圖25所示。當有物體通過，接收器接收不到紅外光，于是就發(fā)出一個信號?？捎糜诋a品計數。 透射型光電開關是由分離的發(fā)射器和接收器組成并相對放置。這類傳感器主要應用于零件或產品的自動記數、光控開關、電子計算機的光電輸入設備、光電編碼器以及光電報警裝置等方面。這類光電傳感器利用光電元件受光照或無光照時“有”“無”電信號輸出的特性將被測量轉換成斷續(xù)變化的開關信號。圖24 系統(tǒng)輸入/輸出接線圖（5） 傳感器的選擇 近年來，隨著生產自動化程度的提高，光電傳感器的功能不斷完善，現已成為與PLC相配套的系列產品，廣泛用于自動包裝、打膠、罐裝、以及自動裝配流水線。 （4） 系統(tǒng)I/O點的分配 系統(tǒng)I/O點的分配如表21所示。 通訊功能增強提供內置的RS232C端口和RS422端口。更經過高低溫的考驗，使得該PLC可以適用在特殊的場合。 西門子小型系列PLC具有優(yōu)異的性能價格比，所組成的控制系統(tǒng)具有如下技術特點： 小機殼內會聚了先進的功能和優(yōu)異的表現。為小型的緊湊型設備提供人機界面(HMI)和高精度的測量方法。 S7200雖然體積小，但是提供了許多功能。 西門子S7200系列CPU224型 PLC的特點： 共計137字節(jié)，在加上程序存儲空間和備用存儲空間，初步估計共需1K字節(jié)。 （2） 用戶應用程序占用內存大小的估算 用戶應用程序占用多少內存與I/O點數、控制要求、運算處理量、程序結構等因素有關，因此在程序設計之前只能粗略地估算。 系統(tǒng)輸出信號：機械手的上升下降，左移右移，夾緊放松，需要5個輸出端；傳送帶A和傳送帶B，需用2個控制輸出端；系統(tǒng)上電指示和手動指示、裝箱指示需要3個輸出端；一個報警器，需要1個輸出端。系統(tǒng)的具體設計過程如下： （1） I/O點數的估算 系統(tǒng)輸入信號： 自動控制按鈕，需要1個輸入端； 手動控制按鈕，需要1個輸入端； 停止按鈕，需要1個輸入端； 手動控制時，傳送帶A和傳送帶B獨立點動控制按鈕需要2個輸入端； 產品數量檢測信號SQ1和空箱位置檢測信號SQ2，需要2個輸入端； 機械手的上升下降，左移右移，夾緊放松，需要6個輸入端；故障報警消音按鈕，需要1個輸入端。 生產線自動裝箱工作流程圖 控制系統(tǒng)硬件設計 根據自動裝箱系統(tǒng)的控制要求,系統(tǒng)應有手動控制和自動控制功能。4 上述過程周而復始的進行，直到按下停止按鈕，傳送帶A和傳送帶B同時停止。上升到位左轉，左轉到位下降，開始下一循環(huán)，用PLC作計數控制，對機械手這一循環(huán)計數。下降到位后機械手夾緊飲料瓶，2s后開始上升，而機械手保持加緊。圖22 生產線自動裝箱的PLC控制系統(tǒng)圖 控制系統(tǒng)工作流程圖1 按下啟動按鈕后，傳送帶A運行直到光電開關PS1檢測到飲料瓶，才停止。 隨著微電子技術的發(fā)展，可編程序控制器（PLC）以微處理器為核心，適用于開關量、模擬量和數字量的控制，已進入過程控制和位置控制等領域，成為一種多功能、高可靠性、應用場合最多的工業(yè)控制微型計算機。 ②程序控制:在程序執(zhí)行階段，PLC順序掃描用戶程序，每執(zhí)行一條程序所需要的信息都從輸入映象寄存器和其他內部寄存器中讀出并參與計算，然后將執(zhí)行結果寫入有關輸出映象寄存器中。③輸出部分:如接觸器、電磁閥等，它們與PLC輸出端子相連接，用以控制被控對象的動作。 圖21 PLC的邏輯硬件結構框圖 PLC控制系統(tǒng)組成①輸入部分：如按鈕開關、限位開關等，直接與PLC輸入端子相連接，用以產生輸入控制信號，這些信號一般來自操作臺上的人工指令。如果把PLC看作一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量→PLC→輸出變量組成，外部的各種開關信號、模擬信號、傳感器檢測信號等均作為PLC的輸入變量，它們經PLC外部輸入端子輸入到內部寄存器中，經PLC內部邏輯運算或其他各種運算、處理后送到輸出端子，作為PLC的輸出變量，對外圍設備進行控制。 PLC的硬件結構及工作原理 PLC采用的是典型的計算機結構，主要包括CPU,RAM,ROM和輸入、輸出接口電路等。進而提高生產效率，突現節(jié)約用工，改善工人工作環(huán)境，減輕工人勞動強度，節(jié)約材料消耗和用工。并且有手動控制和自動控制兩種控制方式。PLC不僅能實現復雜