【正文】 圖 控制系統(tǒng) 程序流程圖 開始 按下啟動(dòng)按鈕 儲(chǔ)物倉閥門打開 閥門打開？ 運(yùn)輸帶 1 啟動(dòng) 儲(chǔ)物箱稱量器啟動(dòng) 是否超重 運(yùn)輸帶 2 啟動(dòng) 接近傳感器啟動(dòng) 定時(shí)清理裝定時(shí)動(dòng) 是否接近 頂核、頂棗 氣壓機(jī) 裝置啟動(dòng) 運(yùn)輸帶 2 停止1 秒 是否滿足 清理啟動(dòng) 一次 是否觸動(dòng)開關(guān) 運(yùn)輸帶 3 啟動(dòng) 運(yùn)輸帶 4 啟動(dòng) 稱量器啟動(dòng) 是否滿足 運(yùn)輸帶 4 停止 是否觸發(fā)限位 1 傾倒 是否觸發(fā)限位 2 復(fù)位 運(yùn)輸帶 5 啟動(dòng) 封口機(jī)啟動(dòng) 運(yùn)輸帶 1 停止 否 是 是 否 否 是 否 是 否 是 是 否 是 否 否 是 人機(jī)界面的建立 24 5 人機(jī)界面的建立 組態(tài)王 組態(tài)軟件的簡介 組態(tài)王 是亞控科技根據(jù)當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢，面向高端自動(dòng)化市場及應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)一體 化為目標(biāo)開發(fā)的一套產(chǎn)品，北京亞控科技發(fā)展有限公司是國內(nèi)最早成立的專業(yè)自動(dòng)化軟件廠商，也是目前國內(nèi)規(guī)模最大的專業(yè)自動(dòng)化軟件廠商。 編程軟件的選擇 用于三菱 FX系列的編程軟件主要有 Gx Developer 和 Gx Works2 這兩種，這里選用的是 Gx Developer 編程軟件，該軟件是三菱綜合 PLC 編程軟件，是專用于 PLC設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)的編程工具，適用于 Q、 QnU、 QS、 QnA、 AnS、 AnA、 FX等全系列可編程控制器。 圖 報(bào)警器實(shí)物圖 紅棗去核包裝控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 20 控制系統(tǒng)的 I/O 分配 表 3— 3 控制系統(tǒng)的 I/O 分配表 序號(hào) 名稱 地址編號(hào) 輸入信號(hào) 1 啟動(dòng)開關(guān) X0 2 停止開關(guān) X1 3 臨時(shí)儲(chǔ)物箱限重開關(guān) X2 4 接近傳感器接近開關(guān) X3 5 稱量器限重開關(guān) X4 6 傾倒下限開關(guān) X5 7 復(fù)位開關(guān) X6 8 左限位開關(guān) X7 9 去核系統(tǒng)停止限位開關(guān) X10 10 報(bào)警器 1開關(guān) X11 11 報(bào)警器 2開關(guān) X12 12 報(bào)警器 3開關(guān) X13 輸出信號(hào) 1 儲(chǔ)料倉閥門電機(jī) Y0 2 運(yùn)輸帶 1電機(jī) Y1 3 稱量器 1 Y2 4 運(yùn)輸帶 2電機(jī) Y3 5 接近傳感器 Y4 6 運(yùn)輸帶 3電機(jī) Y5 7 頂核電機(jī) Y6 8 氣壓機(jī) Y7 9 稱量器 2 Y10 10 清理電機(jī) Y13 11 傾倒電機(jī) Y14 12 復(fù)位電機(jī) Y15 13 運(yùn)輸帶 5電機(jī) Y16 14 封口機(jī) Y17 15 頂棗電機(jī) Y20 16 運(yùn)輸帶 4電機(jī) Y21 17 限位 1— 3傳感器 Y22— Y24 18 報(bào)警器 1 Y26 19 報(bào)警器 2 Y27 20 報(bào)警器 3 Y30 21 PLC 接線圖 PLC 接線圖如圖 ： 圖 PLC 接線圖 紅棗去核包裝控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 22 4 紅棗自動(dòng)去核包裝控 制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的程序 流程圖 及梯形圖的編寫 根據(jù)本設(shè)計(jì)的控制要求，所設(shè)計(jì)的程序按照 圖 、圖 進(jìn)行，以達(dá)到 紅棗自動(dòng)去核包裝控制系統(tǒng) 的最佳設(shè)計(jì)要求和完成系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)。這里使用刻銳型號(hào) :為 PJ600800的報(bào)警器。 （ 2）：環(huán)境濕度： 65177。 2176。與傳統(tǒng)限位開關(guān)相比，所需操作力更小，產(chǎn)品系列中包含帶操作指示燈的型號(hào)，易于維護(hù)和檢測。 傳送帶的運(yùn)輸速度不需要太快，啟動(dòng)時(shí)要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，所以電機(jī)極對數(shù)選擇為 8 極， 700 轉(zhuǎn)每分鐘足夠滿足所需。 初步估算傳送帶所需功率約為 8KW， 查閱相關(guān)資料 后，決定選用三相交流異步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 考慮到系統(tǒng)中電機(jī)不需要進(jìn)行調(diào)速，進(jìn)一步確定使用鼠籠式電機(jī)，其次是安裝方式，系統(tǒng)中所有的驅(qū)動(dòng)電機(jī)都設(shè)計(jì)臥式安裝。 主要參數(shù)如下： （ 1） 量程： — 8M （ 2） 模擬輸出信號(hào)： 0～ 20mA （ 3） 數(shù)字輸出： RS485（支持 Modbus） （ 4） 工作電壓： DC12— 30V （推薦 24V） 功耗 （ 5） 溫度：－ 10℃～ 60℃相對濕度 下圖 。 經(jīng)考慮選用 SENLOD 的 SLDA 型一體式超聲波物位傳感器，該傳感器 吸取了國內(nèi)外多種物位儀優(yōu)點(diǎn) ,實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化 ,人性化設(shè)計(jì)理念 ,具有完善的物 /液位測控 、 數(shù)據(jù)傳輸和人機(jī)交流功能。其二主要用于檢測臨時(shí)儲(chǔ)物箱里面的物料是否超標(biāo)，以防止紅棗過多影響去核的效果。的可視性， 因此可以任意角度安裝傳感器，安裝非常方便，其次公司對其進(jìn)行了耐油霧測試，測試結(jié)果非常出色，完全能勝任去核包裝控制系統(tǒng)的要求。 考慮到該種環(huán)境下灰塵多、空氣中水分含量重等環(huán)境因素，最后選用歐姆龍的 E2B 接近傳感器。其封裝采用薄膜或果凍膠進(jìn)行封裝，防水防塵效果非常出色， 外徑導(dǎo)線，內(nèi)置 7芯鍍銀屏蔽線，信號(hào)干凈，穩(wěn)定性很好，解決了電機(jī)磁場對傳感器的影響。 綜合以上因素考慮，決定選用 MEACON 旗下 MIKLCS1 系列 MIKLCS1 型的傳感器。最后要考慮該傳感器的工作范圍，也就是其稱量范圍，根據(jù)需要，其計(jì)算如下： C=K0 K1 K2 K3 (Wmax+W)/N 其分別表示： C— 單個(gè)傳感器的額定量程 W— 秤體自重 Wmax— 被稱物體凈重的最大值 15 N— 秤體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量 K0— 保險(xiǎn)系數(shù)，一般取值在 ～ 之間 K1— 沖擊系數(shù) K2— 秤體的重心偏移系數(shù) K3— 風(fēng)壓系數(shù) 經(jīng)考慮，臨時(shí)儲(chǔ)物箱用四個(gè)傳感器，稱量器用一個(gè)傳感器。首先是工作環(huán)境，由于該傳感器工作在紅棗加工系統(tǒng)中，在加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的水分和粉塵，所以要考慮該該傳感器具有較高的密閉性，以防止水分和粉塵對傳感器造成影響。 圖 FX2N48MR 實(shí)物圖 傳感器的選型 壓力傳感器 的選型 壓力傳感器分別用在系統(tǒng)中的臨時(shí)儲(chǔ)存箱和稱量 裝置上面，分別用于監(jiān)控臨時(shí)儲(chǔ)存箱內(nèi)紅棗質(zhì)量與稱量器內(nèi)紅棗的質(zhì)量。軟元件應(yīng)用指令非常豐富，例如高速處理指紅棗去核包裝控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 14 令、中斷輸入處理、簡單指令、直接輸出等。 三菱 FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方面都是相當(dāng)于 FX系列中最高檔次的超小形程序裝置。 圖 圖 去核包裝系統(tǒng)的構(gòu)成 13 PLC 的選型 確 定 PLC的選型首先要確定輸入、輸出量的數(shù)量， 再根據(jù)所需配置選擇相應(yīng)的 PLC型號(hào)，現(xiàn)對系統(tǒng)的輸入、輸出 端子數(shù)估算如下表： 表 31 輸入端子數(shù)估算 設(shè)備說明 數(shù)量（個(gè)） 故障報(bào)警 4 啟動(dòng) 5 停止 5 備用 2 合計(jì) 16 表 32 輸出端子數(shù)估算 設(shè)備說明 數(shù)量（個(gè)） 電機(jī) 12 氣壓機(jī) 1 封口機(jī) 1 傳感器 5 報(bào)警器 3 合計(jì) 22 I/O點(diǎn)總數(shù)在 256點(diǎn)一下的 PLC稱為小型 PLC。 （ 5） 傳動(dòng)裝置：由驅(qū)動(dòng)元件帶動(dòng)完成運(yùn)輸、頂核頂棗、清理等工作。 （ 3） 驅(qū)動(dòng)元件：這里的驅(qū)動(dòng)元件主要是電機(jī)與氣壓機(jī)，分別有驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸帶運(yùn)作的電機(jī)，驅(qū)動(dòng)頂核針與頂棗針運(yùn)作的電機(jī)，驅(qū)動(dòng)清理殘余棗核的電機(jī)，還有負(fù)責(zé)將頂核針內(nèi)棗核噴出的氣壓機(jī)。 11 圖 去核包裝監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成 紅棗去核包裝控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 12 3 紅棗自動(dòng)去核包裝控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 主要控制元件 紅棗自動(dòng)去核包裝控制系統(tǒng)主要有下面幾個(gè)部分 元件 組成： （ 1） 主控元件：也就是 PLC，它是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，通過對其進(jìn)行程序的編寫，使其指揮電機(jī)、氣壓機(jī)、封口機(jī)等各個(gè)裝置按照所需要的方式運(yùn)行，得到預(yù)期的結(jié)果。報(bào)警記錄等功能能使相關(guān)工作人員 對設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的檢修與維護(hù)。 人機(jī)界面設(shè)計(jì)方案 組態(tài)王是亞控科技開發(fā)的一套監(jiān)控系統(tǒng)軟件，該軟件是新型的工業(yè)自動(dòng) 控制系統(tǒng)，利用組態(tài)軟件可以實(shí)現(xiàn)圖形界面的設(shè)計(jì)、建立動(dòng)畫鏈接、構(gòu)建數(shù)據(jù)庫、運(yùn)行和調(diào)試等功能，利用組態(tài)軟件我們可以輕松的實(shí)現(xiàn) 各種數(shù)據(jù)的采集、發(fā)出。 對于遠(yuǎn)程 I/O控制系統(tǒng)來說，因?yàn)橹骺厥乙话愣紩?huì)在生產(chǎn)廠區(qū)，距離各個(gè)被控設(shè)備較近，各個(gè)設(shè)備都比較集中，也沒必要選擇遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。 紅棗去核包裝控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 10 圖 分布式控制系統(tǒng) 對于紅棗去核包裝這個(gè)系統(tǒng)而言 ,要對頂核針、頂棗針、清理裝置、稱量裝置等部分進(jìn)行控制，而且要對多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行控制，所以如果采用單機(jī)控制系統(tǒng)的話會(huì) 對主控 PLC造成較大的負(fù) 擔(dān)，所以不宜采用單機(jī)控制系統(tǒng)。 圖 遠(yuǎn)程 I/O 控制系統(tǒng) 分布式控制系統(tǒng)：分布式控制系統(tǒng)有多個(gè) 被控對象，每個(gè)被控對象由 1臺(tái)具有通信功能的 PLC 控制，分布式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是多個(gè)被控對象分布的區(qū)域較大，相互之間的距離較遠(yuǎn)，每臺(tái) PLC可以通過數(shù)據(jù)通信總線與上位機(jī)通信，也可以通過通信線與其他的 PLC交換信息。遠(yuǎn)程 I/O通道與 PLC之間通過同軸電纜連接傳遞信息。對于大型的集中控制系統(tǒng)，可以采用冗余系統(tǒng)來克服這個(gè)缺點(diǎn)，此時(shí)要求 PLC 的 I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量有較大的裕量。由于多個(gè)被控對象通過同 1臺(tái) PLC控制，因此各個(gè)被控對象之間的數(shù)據(jù)、狀態(tài)的變化不需要另設(shè)專門的通信線路。 圖 單機(jī)控制系統(tǒng) PLC 被控對象 輸入 /輸出 9 集中控制系統(tǒng)： 集中控制系統(tǒng)是由 1臺(tái) PLC控制多臺(tái)設(shè)備或幾條簡易生產(chǎn)線。 紅棗去核包裝控制系統(tǒng)的 控制方案 PLC控制系統(tǒng)有四種，分別是單機(jī)控制系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程 I/O控制系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)，他們各自的特點(diǎn)如下： 單機(jī)控制系統(tǒng)： 單機(jī)控制系統(tǒng)是由 1臺(tái) PLC控制 1臺(tái)設(shè)備或 1條簡易生產(chǎn)線。 分別確定 輸入、輸出設(shè)備 ， 列出清單， 然后再對應(yīng) PLC 的 1/0 端 口，進(jìn)行I/O分配，畫出 PLC 接線圖， 然后進(jìn)行 PLC 的 梯形圖等 軟件設(shè)計(jì)。在進(jìn)行對系統(tǒng)I/O端子數(shù)進(jìn)行估算時(shí)應(yīng)該全面考慮 I/O信號(hào)的個(gè)數(shù)， 還要考慮到信號(hào)的類型等其它特定的因素，最終確定端子數(shù)時(shí)要留一定的余量，以方便以后需要擴(kuò)充的時(shí)候有剩余端子可 用。 接下來應(yīng)該在這個(gè) 基礎(chǔ)上 ,分析 并 確定 該 系統(tǒng)的 各種 控制要求 ,例如 設(shè)備需要?jiǎng)幼鞯臅r(shí)間、位置 、 行程、順序、條件等。在設(shè)計(jì) 、 應(yīng)用系統(tǒng)時(shí) , 7 包括硬件 部分的 設(shè)計(jì)、軟件 部分的 設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試 這 三大部分。 在整個(gè)過程中，操作人員可以對各個(gè)部分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過組態(tài)建立的人機(jī)界面控制每一個(gè)部分的運(yùn)行或停止 ， 各個(gè)部分還設(shè)立了報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng) 或料位超出預(yù)定范圍時(shí) 報(bào)警，以快速通知操作員進(jìn)行檢修或相關(guān)操作。 去核之后的紅棗直接 進(jìn)入 后面的 運(yùn)輸帶，隨運(yùn)輸帶落入 帶有稱量傳感器的容器內(nèi)，當(dāng)容器內(nèi)的紅棗質(zhì)量達(dá)到一定的值后，運(yùn)送去核后紅棗的運(yùn)輸帶的電機(jī)停止運(yùn)行，與此同時(shí) 而裝滿了額定質(zhì)量的紅棗的容器則傾倒，將內(nèi)部紅棗傾倒入下方運(yùn)輸帶上面的紙箱內(nèi)，下方的限位開關(guān)被傾倒動(dòng)作觸發(fā)后則傾倒裝置復(fù)位， 等待下一次的裝棗準(zhǔn)備。與此同時(shí)，在該停留時(shí)間內(nèi)，位于下端的 頂棗電機(jī)啟動(dòng)，并推動(dòng)頂棗針運(yùn)作，把殘留在運(yùn)輸孔內(nèi)的紅棗頂出。 臨時(shí)儲(chǔ)物箱內(nèi)的稱量傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控箱內(nèi)紅棗的重量，當(dāng)臨時(shí)儲(chǔ)物箱內(nèi)的紅棗質(zhì)量過重時(shí)，則儲(chǔ)物倉的送料閥門 關(guān)閉，運(yùn)輸帶 1停止 ，保證臨時(shí)儲(chǔ)物箱內(nèi)的紅棗數(shù)量與質(zhì)量在一定的范圍內(nèi)，因?yàn)槿绻R時(shí)儲(chǔ)物箱內(nèi)的 紅棗數(shù)量太多的話，會(huì)有很多的紅棗隨運(yùn)輸帶上涌，導(dǎo)致紅棗溢出箱外。 設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖 所示 。 第 六章是總結(jié)部分，總結(jié)了設(shè)計(jì)過程中的收獲與結(jié)果，分析了過程中遇到的困難，并對未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了簡單闡述。 第四章是 紅棗自動(dòng)去核包裝控制系統(tǒng) 軟件 系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) ,詳細(xì)介紹了 PLC 的設(shè)前言 4 計(jì)， 對軟件程序的編程進(jìn)行了流程設(shè)計(jì)并以此編寫梯形圖，達(dá)到預(yù)期目的。 第二章的主要內(nèi)容是紅棗自動(dòng)去核包裝控制系統(tǒng)的控制方案的設(shè)計(jì) ,首先