【正文】 與此同時(shí) ,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。每一個(gè)細(xì)節(jié) ,每一個(gè)過程都凝聚著 黃杰 老師的心血 ,讓我很感動(dòng)。黃杰老師對(duì)待工作嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度、求實(shí)創(chuàng)新的精 神深深地激勵(lì)著我，在為人處世上和藹、謙遜、踏實(shí)、積極的態(tài)度將會(huì)影響我一生。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告紙 第 27 頁 共 43 頁 致 謝 本論文的設(shè)計(jì)是在黃杰老師的精心指導(dǎo)下完成的。本文旨在按 實(shí)際生產(chǎn)要求進(jìn)行理論上的設(shè)計(jì)，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。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告紙 第 26 頁 共 43 頁 結(jié)論 本文是以達(dá)到實(shí)現(xiàn)電池包裝送料裝置的實(shí)用和可靠性為目的而進(jìn)行的設(shè)計(jì)。 圖 X1 X2 X4 M0 M1 為 0N 狀態(tài) 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告紙 第 25 頁 共 43 頁 圖 X17 X20 為 0N 狀態(tài) 按照以上的步驟我們步步測(cè)試，最終結(jié)果符合要求，證明控制程序無誤。監(jiān)控程序的運(yùn)行狀態(tài) ，如圖 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)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(dòng)保持狀態(tài)，條件符合。 仿真的步驟 （ 1）啟動(dòng)編程軟件 GX Developer （ 2）通過 “ 快捷圖標(biāo) ” 啟動(dòng)仿真 如圖 。 本章小結(jié) 本章主要介 紹了 PLC控制電池包裝送料裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體流程，其中包括 PLC編程軟件的介紹、程序設(shè)計(jì)、梯形圖設(shè)計(jì)等內(nèi)容，使讀者對(duì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和具體步驟有了詳細(xì)的了解。 PLC采用循環(huán)掃描方式，按梯形圖從上而下，從左而右的先后順序予以執(zhí)行。 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。這樣， PLC的語言就有所不同。 可編程控制器設(shè)計(jì)語言也有多種形式，因其在繼電器的基礎(chǔ)上研制而成，所以大部分都是以開關(guān)量為主的控制方式。按照正常順序畫圖時(shí)，有向線段可以不加箭頭，否則必須加箭頭。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。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。因此用邏輯設(shè)計(jì)法也可以適用于 PLC應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。該方法法是根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)中的邏輯設(shè)計(jì)法進(jìn)行 PLC程序的設(shè)計(jì)，它使用邏輯表達(dá)式描述問題。 2. 邏輯設(shè)計(jì)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。但是它沒有一個(gè)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(jì)所用的時(shí)間、設(shè)計(jì)的質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)的多少有關(guān)。在掌握一些典型控制環(huán)節(jié)和電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇、組合。下面介紹一下常用的幾種應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法，以便對(duì)下面的設(shè)計(jì)更有 一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，也使讀者更加明白可編程控制器的設(shè)計(jì)方法和技巧。 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 工程設(shè)計(jì)中，可編程控制器應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)大體上有三種方法，也是使用最多的方法。在編譯過程中，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤要進(jìn)行修改時(shí)，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。 圖 編程界面 程序編寫完成后，下一步就可進(jìn)行編譯、鏈接和調(diào)試了。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告紙 第 20 頁 共 43 頁 三菱的 GX Developer 編程軟件簡(jiǎn)介 進(jìn)入 GX Developer初始界面后，在【文件】下拉菜單中，單擊“新建”菜單項(xiàng)，選擇創(chuàng)建一個(gè)新文件。如可用來進(jìn)行只讀存儲(chǔ)器的程序?qū)懭搿? (6) 其他功能。在問題不太多，又是允許的情況下可在線更改程序。即先回到脫機(jī)狀態(tài)修改程序，然后再聯(lián)機(jī)，重新把程序下載到 PLC。監(jiān)視運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)程序存在問題，有兩種解決的辦法。 (4) 監(jiān)控運(yùn)行 : PLC與計(jì)算機(jī)建立通信后，計(jì)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)。 (2) 文件管理 : 對(duì)所編程序可存儲(chǔ)為磁盤文件，還可建立數(shù)據(jù)庫文件以及與 PLC工作相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件。這兩者可相互轉(zhuǎn)換。這些軟件一般功能都差不多，大體上有以下幾種功能。 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(duì)話，它是開發(fā)、應(yīng)用、維護(hù) PLC不可缺少的工具。 PLC公司提供的編程軟件則能使用梯形圖、助記符或功能圖語言等進(jìn)行編程。每個(gè) PLC公司都有自己的編程器，一般比較小，而且比較輕，適合在現(xiàn)場(chǎng)使用。 圖 主接線圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)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(jì)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(gè)小節(jié)還介紹了 PLC的選型 ,接線等 ,思路清晰 ,目的明確。 電氣控制主電路圖見 。其中 QF給整個(gè)系統(tǒng) 提供電源 ， 電機(jī)的主回路 包括 熱繼電器 等安全回路。供電電源等級(jí)為 AC220V177。包裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)輸入輸出接口如表 。 FX2N型 PLC的輸入 /輸出通道號(hào)采用自由配置、固定通道方式。 PLCI/0的分配 分配輸入 /輸出點(diǎn)信號(hào)、輸出點(diǎn)與輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。根據(jù)以上我們選擇光電開關(guān)來作為傳感器。 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(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。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)。 傳感器的選型 傳感器是推桿的位置檢測(cè)元件，將位移轉(zhuǎn)換為電脈沖，用于在線測(cè)量活塞位移，以便送到控制器中進(jìn)行處理。這里我們選用歐姆龍固態(tài)繼電器： G3R202SLN，輸入電壓 24VDC，輸出 548VDC，電流 10A ，價(jià)格 80元每個(gè)。有高達(dá)三倍的電源電壓。這是一個(gè)不定值，隨 L和 di/dt的不同而不同。 通常 異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流為額定值的 5— 7倍，直流電機(jī)起動(dòng)電流還要大。固態(tài)繼電器專用的固態(tài)繼電器可以具有短路保護(hù)，過載保護(hù)和過熱保護(hù)功能，與組合邏輯固化封裝就可以實(shí)現(xiàn)用戶需要的智能模塊，直接用于控制系統(tǒng)中。 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 。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)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。 ④ 編程簡(jiǎn)單易學(xué) ； PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來說，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門 知識(shí) ，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。 ③ 采用模塊化結(jié)構(gòu) ； 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC以外，絕大多數(shù) PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)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(duì)話的接口模塊 。 ② 豐富的 I/O接口模塊 ； PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，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。 （ 6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況， CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。 （ 4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 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(chǎng)的外電路與 PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。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。 PLC的選擇包括機(jī)型，容量， I/O模 塊的選擇等幾個(gè)方面。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告紙 第 13 頁 共 43 頁 第三章 電池包裝送料裝置控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 本設(shè)計(jì)的電池包裝送料裝置控制系統(tǒng)硬件主要由 PLC、普通電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、傳感器、數(shù)字量開關(guān)、輸入擴(kuò)展模塊，電源模塊，固態(tài)繼電器等組成。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)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(jì)要求。 RUN/STOP 開關(guān)面板上運(yùn)行 /停止開關(guān)易于操作。注解記錄功能元件注解可以記錄在程序寄存器中。持續(xù)掃描功能為應(yīng)用所需求的持續(xù)掃描時(shí)間定義操作周期。時(shí)間設(shè)置和比較指令易于操作?？焖贁嚅_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。網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信連接到世界上最流行的開放 式網(wǎng)絡(luò) CCLink， Profibus Dp 和DeviceNet 或者采用傳感器層次的網(wǎng)絡(luò)解決您的通信需要。定位控制達(dá)到 16 軸，脈沖串輸出或?yàn)?J和 K 型熱電偶或 Pt 傳感器開發(fā)了溫度模塊。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(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 主要的控制功能有如下幾項(xiàng)：主令操作控制和保護(hù)監(jiān)視控制。整體式 PLC 提供多種不同的 I/O 點(diǎn)數(shù)的基本單元和擴(kuò)展單元供用戶選用，基本有 CPU 模塊， I/O 模塊和電源，擴(kuò)展單元內(nèi)有 I/O 模塊和電源。因此， PLC 是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的理想工業(yè)控制裝置。現(xiàn)代的 PLC