【正文】 并向本文所參考的文獻(xiàn)的作者們表示我最真誠的謝意。雖然這個設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。在整個設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠摯的謝意，在整個設(shè)計(jì)過程中，他們也給我很多幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒有這些資料就不是一個完整的論文。老師給予的幫助貫串于設(shè)計(jì)的完全過程，從借閱參考資料到現(xiàn)場的實(shí)際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我們學(xué)會逗樂書本中的知識，更學(xué)會了學(xué)習(xí)操作方法。首先，向本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示最誠摯的謝意。所有這些，都使我深深認(rèn)識到“紙上得來終覺淺，須知此事要躬行”。 經(jīng)過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，收獲頗豐，感覺最大的收獲應(yīng)該是對理論和實(shí)際相結(jié)合的重要性有了深刻的認(rèn)識。如果大多數(shù)采用模塊化的設(shè)計(jì)的話，那么控制系統(tǒng)也會沒有那么復(fù)雜且更容易操作。在設(shè)計(jì)完成之后，也發(fā)現(xiàn)本設(shè)計(jì)中存在著一些不足之處和需要改進(jìn)的地方：本次控制系統(tǒng)中沒有設(shè)計(jì)觸摸屏，如果設(shè)計(jì)了觸摸屏，那么一些數(shù)值就能直接通過觸摸屏設(shè)置好，使系統(tǒng)的動作更精確。對系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了充分的考慮，加入了各種的保護(hù)措施，盡量消除了各種可能的事故隱患。程序設(shè)計(jì)時結(jié)構(gòu)清晰，易于檢查和修改。CTUD的減計(jì)數(shù)與CTD相同，計(jì)數(shù)輸入信號的每次上升沿，都可使現(xiàn)行計(jì)數(shù)值減1，當(dāng)現(xiàn)行值減到最小值32768后，如再輸入減計(jì)數(shù)信號，將從32767開始繼續(xù)計(jì)數(shù)。CTUD的加計(jì)數(shù)與CTU相同，計(jì)數(shù)輸入信號的每次上升沿，都可使現(xiàn)行計(jì)數(shù)值加1，當(dāng)計(jì)數(shù)到達(dá)設(shè)定值PV時，輸出觸點(diǎn)接通。計(jì)數(shù)值為0后，如繼續(xù)輸入計(jì)數(shù)信號，計(jì)數(shù)值保持“0”觸點(diǎn)保持接通狀態(tài)；計(jì)數(shù)器在復(fù)位信號R輸入為“1”時，寫入設(shè)定值，觸點(diǎn)被強(qiáng)制斷開。計(jì)數(shù)到達(dá)設(shè)定值后，如繼續(xù)輸入計(jì)數(shù)信號，計(jì)數(shù)值仍增加，觸點(diǎn)保持接通；計(jì)數(shù)器在復(fù)位信號R輸入為“1”時，清楚現(xiàn)行計(jì)數(shù)值，觸點(diǎn)被強(qiáng)制斷開。S7—200共有256個計(jì)數(shù)器（不包括高速計(jì)數(shù)器），計(jì)數(shù)形式分為加計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)與加/減計(jì)數(shù)3類。當(dāng)然PLC的程序有多種繪制方法，除了起保停順序控制設(shè)計(jì)，還有置位/復(fù)位，SCR指令等設(shè)計(jì)方法，在這里不做介紹。由于步是根據(jù)輸出變量的狀態(tài)變化來劃分的，它們之間的關(guān)系極為簡單，可以分為兩種情況來處理：某一輸出變量僅在某一步變?yōu)镺N?！皵嚯姟背跏疾阶?yōu)椴换顒硬健? 。 設(shè)計(jì)起保停電路的關(guān)鍵是找出它的起動條件和停止條件。上面我們繪制了包裝生產(chǎn)線的流程圖，下面我們使用起保停電路的順序控制的方法編制PLC程序。它與繼電接觸器線路圖畫法十分相似，信號輸入、輸出方式及控制功能也大致相同。一個程序設(shè)計(jì)的質(zhì)量，以及所用的時間往往與編程者的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系。所謂經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在一些典型應(yīng)用基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，選用一些基本環(huán)節(jié)，適當(dāng)組合、修改、完善，使其成為符合控制要求的程序。由于一般邏輯設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，而且周期較大，大多采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法。 梯形圖的設(shè)計(jì)PLC的編程方法主要有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法。按下計(jì)數(shù)器復(fù)位按鈕SB3,計(jì)數(shù)器常閉觸頭斷開，常開觸頭吸合，KM2線圈得電自鎖，傳輸線2運(yùn)行，循環(huán)執(zhí)行。右下圖是該系統(tǒng)的PLC繼電器觸點(diǎn)輸出接線圖 圖46 PLC繼電器觸點(diǎn)輸出接線圖 PLC外部接線圖 圖47 PLC外部接線圖 第五章 PLC程序設(shè)計(jì)　系統(tǒng)工作流程圖 開 始按啟動按鈕SB1傳輸線2運(yùn)行SC2動作后停計(jì)時器延時2S?。眰鬏斁€１運(yùn)行SC１檢測并計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)１０　　１０?。保皞€按下復(fù)位按鈕SB3 按下停止按鈕SB2結(jié)　束 包裝生產(chǎn)線梯形圖 包裝生產(chǎn)線流程圖 圖52 包裝生產(chǎn)線流程圖合上電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB1,KM2線圈得電及自鎖，電動機(jī)2運(yùn)行，傳輸線2運(yùn)行，當(dāng)?shù)街付ㄎ恢脮r，傳輸線2停。制動器等大電流負(fù)載。選用擴(kuò)展模塊時最大驅(qū)動能力可以達(dá)到AC250V/10A。S7200PLC的輸出形式主要有繼電器觸點(diǎn)、直流晶體管和雙向晶閘管輸出3鐘，但是我們最常用的是繼電器觸點(diǎn)輸出。PLC的輸出接口電路采用了光電隔離的措施，并設(shè)計(jì)有濾波電路。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力與可靠性，輸入接口電路一般都需要用光耦進(jìn)行一次與兩次電路的絕緣，接口電路通常還設(shè)計(jì)有RC濾波電路，因此輸入信號的響應(yīng)一般有10ms左右延時。PLC控制系統(tǒng)的各種按鈕、行程開關(guān)、接觸器/繼電器觸點(diǎn)、傳感器的檢測輸入等都屬于開關(guān)量輸入信號的范疇。根據(jù)系統(tǒng)控制工作流程，我們分析啟動按鈕開關(guān)SB1（）、停止按鈕開關(guān)SB2()、計(jì)數(shù)器復(fù)位按鈕SB3（）、傳感器SC1（）、傳感器SC2（）、電動機(jī)M1（）、電動機(jī)M2（）。根據(jù)以上輸入輸出器件的數(shù)量（輸入5點(diǎn)，輸出2點(diǎn)），選用小型西門子S7200可編程控制器，交流供電，繼電器輸出?？刂苹芈返膭幼髟O(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡潔、明了，以方便操作與維修；電氣元件盡可能統(tǒng)一，生產(chǎn)廠家不宜過多；控制回路的電壓應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，種類不宜過多等。無論出現(xiàn)任何情況。作為控制回路設(shè)計(jì)同樣必須以系統(tǒng)運(yùn)行的安全、可靠性作為最高準(zhǔn)則。DC 24V緊急分?jǐn)嚯娐贰踩娐?、防護(hù)門聯(lián)鎖電路。（2）DC 24V控制回路PLC控制系統(tǒng)中的DC 24V控制回路一般包括以下部分。雖然部分PLC的輸出可以直接驅(qū)動AC 220V負(fù)載，但出于安全、可靠性及線路互鎖方面的考慮，主回路的接觸器控制宜用AC 220V電路?？刂蒲b置、電動機(jī)的啟動、停止控制回路。（1）AC 220V控制回路PLC控制系統(tǒng)中的AC 220V控制回路通常包括以下部分。圖42 電源模塊主電路圖圖41 電源進(jìn)線主電路圖 包裝生產(chǎn)線的繼電器控制主電路原理圖 圖43 主 電 路 原 理 圖 控制回路設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)中的控制回路是指由繼電器、接觸器等低壓電器構(gòu)成的強(qiáng)電控制回路。在24V電壓范圍內(nèi)又叫24V直流電源，直流電源有正負(fù)兩個電極，正極的電勢高，負(fù)極的電勢低；當(dāng)兩個電極與電路連通后，直流電源能維持兩個電極之間的恒定電勢差，從而在外電路中形成由正極到負(fù)極的恒定電流。三相電源的線電壓為380V ，相電壓為220V，因此系統(tǒng)采用三相中的A相相電壓提供220V的交流電壓。三相異步電動機(jī)工作電壓是380V(AC)，PLC的工作電壓為220V（AC）,傳感器的工作電壓為24V DC。PLC I/O傳感器、開關(guān)、執(zhí)行元件所需要的電源盡可能采用外部供電，以防損壞PLC。系統(tǒng)中可靠性要求較高的控制部件（如PLC、CNC），如采用直流供電，應(yīng)盡量采用穩(wěn)壓電源；如采用交流供電，應(yīng)安裝獨(dú)立的隔離變壓器。需要進(jìn)行通/斷感性負(fù)載，應(yīng)安裝浪涌電壓吸收器，以抑制過壓。（3）接地與抗干擾電氣控制系統(tǒng)應(yīng)安裝接地母線，與主回路連接的各獨(dú)立控制裝置應(yīng)有獨(dú)立的接地線與接地母線連接。出于調(diào)試、維修的需要與可靠性、安全性的考慮，原則上應(yīng)對不同類型的主回路分類安裝總保護(hù)斷路器。（2）保護(hù)裝置的安裝為了對主回路進(jìn)行有效保護(hù)，設(shè)備中的每一獨(dú)立部件都必須安裝短路、過流保護(hù)（斷路器）。總開關(guān)必須具有足夠的分析能力，分?jǐn)嚯娏鞅仨毚笥谙到y(tǒng)中功率最大的電動機(jī)處于堵轉(zhuǎn)、其他所有用電設(shè)備和電動機(jī)處于額定工作狀態(tài)的電源總和。PLC控制系統(tǒng)的主回路設(shè)計(jì)與其他電氣控制系統(tǒng)無區(qū)別，主回路設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮以下方面的內(nèi)容。 主回路設(shè)計(jì) 主回路設(shè)計(jì)原則在電氣控制系統(tǒng)中可以直接向負(fù)載提供電能的電路稱為主回路。電路圖是系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、安裝與連接設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試、維修最為重要的技術(shù)資料，它應(yīng)全面反映系統(tǒng)所使用的全部電氣元器件及它們之間的連接要求、主要規(guī)格參數(shù)等內(nèi)容。PLC控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)包括如下內(nèi)容：控制系統(tǒng)主回路設(shè)計(jì)；控制系統(tǒng)控制回路設(shè)計(jì)；控制系統(tǒng)安全電路設(shè)計(jì)；I/O連接電路設(shè)計(jì)。如圖318。 圖318 光 電 傳 感 器光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此,光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。光電開關(guān)具有自我診斷功,當(dāng)對設(shè)置后的環(huán)境變化（溫度、電壓、灰塵等）的裕度滿足要求，穩(wěn)定顯示燈顯示（如果余度足夠，則燈亮），當(dāng)接收光的光敏元件接收到有效光信號，并且光的強(qiáng)度足夠大，控制輸出的三極管導(dǎo)通，同時動作顯示燈顯示。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成，如圖所示。光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。（4）光電式接近開關(guān)金屬體和非金屬要進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測和控制時，應(yīng)選用光電型接近開關(guān)或超聲波型接近開關(guān)。這個渦流反作用到接近開關(guān)，使開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無導(dǎo)電物體移近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。對于檢測體為金屬時，若檢測靈敏度要求不高時，可選用價格低廉的磁性接近開關(guān)或霍爾式接近開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。（2）霍爾接近開關(guān)霍爾元件是一種磁敏元件。這種接近開關(guān)檢測的對象，不限于導(dǎo)體，可以絕緣的液體或粉狀物等。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路組成。傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。在運(yùn)行當(dāng)中都會產(chǎn)生熱量，而產(chǎn)熱過高就會影響整個系統(tǒng)的工作狀況，甚至造成生產(chǎn)事故，為了防止此類事件的發(fā)生，就要在電機(jī)的控制中加入熱繼電器，當(dāng)有過載現(xiàn)象時，就自動將電路斷開，減少事故的發(fā)生，也便于將事故排出。所以，這種過載是電動機(jī)不能承受的。若過載電流不大且過載的時間較短，電動機(jī)繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。繼電器作為電動機(jī)的過載保護(hù)元件，以其體積小，結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。 圖313 國產(chǎn)CJX2D09