【正文】 間繼電器的場合。一般的 PLC 都有上百點內(nèi)部輔助繼電器甚至更多，且還有多種專用的內(nèi)部電器，足可以應(yīng)付一般的控制要求，唯一需要做的工作就是對 PLC 進(jìn)行編程。在這種場合使用繼電器控制邏輯必然需要大量的中間繼電器，而這些中間繼電器在用 PLC 控制的情況下，就可以對其內(nèi)部的輔助繼電器進(jìn)行編程后來取代。為此，我們開發(fā)了“卷紙包裝機(jī)控制系統(tǒng)”，我在其中負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計工作。為使包裝出的物品整齊、美觀并具有良好的包裝質(zhì)量，研制高速、高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的新型 包裝機(jī)是市場的迫切需求。 5 5．通用性、高度專業(yè)化的融合是可編程控制系統(tǒng)的新特征。 2．智能分布式控制是可編程控制系統(tǒng)基于現(xiàn)場總線的新型控制思想。 8．控制與管理功能一體化 為了滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的控制與管理的需要， PLC 將廣泛采用計算機(jī)信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，使 PLC 系統(tǒng)的生產(chǎn)控制功能和信息管理功能融為一體。 7．控制系統(tǒng)分散化 根據(jù)分散控制、集中管理的原則， PLC 控制系統(tǒng)的 i／ o 模塊將直接安裝在控制現(xiàn)場，通過通信電纜或光纖與主 CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 MTBF(平均無故障時間 )是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。但從根本上來講，系統(tǒng)的可靠性取決于系統(tǒng)各單元的可靠程度。 6．可靠性進(jìn)一步提高 隨著 PLC 進(jìn)入過程控制的領(lǐng)域，對 PLC 可靠性的要求進(jìn)一步提高。這樣，適合于某個行業(yè)或某些特殊問題的專用模塊就可以 很容易地集成到通用系統(tǒng)中去。但是工業(yè)的每一領(lǐng)域都有其自己的特點。除此之外，同一廠家產(chǎn)品族中的各系列產(chǎn)品兼 4 容性也代表了可編程控制產(chǎn)品的水平。一方面是某一產(chǎn)品和第三家同類產(chǎn)品在通信上的兼容程度，另一方面是指某系統(tǒng)尤其是軟件上的開發(fā)平臺對使用者有多大的開放程度。 3．可編程控制技術(shù)的智能化 提高一個系統(tǒng)的智能程度不僅提高系統(tǒng)的品質(zhì)，在某種意義上也提高了系統(tǒng)的可靠性。將來會全部使用 64 位 RISC 芯片，實現(xiàn)多CPU并行處理或分時處理或分任務(wù)處理，實現(xiàn)各種模塊智能化，且部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化。為了使各廠家的產(chǎn)品有一個共同的參考平面，制定了國際標(biāo)準(zhǔn)。按照這些標(biāo)準(zhǔn)，各種型號的 PLC 產(chǎn)品對工業(yè)應(yīng)用環(huán)境、抗干擾性等條目都給出了明確的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)化一方面保證了產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，另一方面也保證了各個廠家產(chǎn)品的互相兼容?？偟内厔萑缦? 1．可編程控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化 在工業(yè)自動化產(chǎn)品繁花似錦的今天，各生產(chǎn)廠商既互相競爭又互相臺作。僅僅將 PLC 理解為開關(guān)量控制的時代已經(jīng)過去， PLC 不僅以其良好的性能滿足了工業(yè)生產(chǎn)的廣泛需要，而且 3 將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體，其功能也目趨完善。 6．利用 Siemens公司的編程軟件 Step監(jiān)控組態(tài)軟件 WinCC及其通信功能設(shè)計了包裝過程梯形圖、 STL語句及 PLC通信網(wǎng)絡(luò)，以完成數(shù)據(jù)的采集并控制輸出設(shè)備安全、高速、高效地運行，實現(xiàn)了該包裝過程的監(jiān)視功能。 4．在卷紙包裝機(jī)中，卷紙和包裝紙要求能同時到達(dá)工位 1，這就產(chǎn)生了送料過程中的同步控制問題，在同步控制中，我們在卷紙供送系統(tǒng)的驅(qū)動軸上安裝一個半圓形金屬片，在側(cè)面裝上接近開關(guān)探頭，通過判斷每次光電傳感器檢測到色標(biāo)時接近開關(guān)的輸出狀態(tài)，就能知道包裝紙供送系統(tǒng)是滯后還是超前于卷紙供送系統(tǒng)，從而使伺 服電機(jī)正、反轉(zhuǎn)或不動，實現(xiàn)了送料過程中的同步控制。 2．通過對卷紙包裝機(jī)生產(chǎn)工藝流程的了解，統(tǒng)計其輸入輸出 FO點，然后進(jìn)行 PLC選型，硬件組態(tài)的設(shè)計。 本論文以機(jī)控制系統(tǒng)為背景，理論與實踐相結(jié)合，詳細(xì)闡述了集 PLC技術(shù)，變頻器技術(shù)，光電感應(yīng)技術(shù)，通信技術(shù)于一體的先進(jìn)控制技術(shù)在該包裝機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 xxxxxx 畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 PLC 的高速全自動包裝機(jī)設(shè)計 XXX 系 部 : XXXXX 專 業(yè) : XXXXX 班 級 : XXX 指導(dǎo)老師 : XX 日 期 : 201 . . 目錄 第一章 緒論 ...................................................................... 2 1． 1可編程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢 .................................................. 2 1． 2卷紙包裝機(jī)產(chǎn)生的背景及意義 .............................................. 5 1． 3 PLC在包裝機(jī)械上應(yīng)用的可能性和前景 ............................... 5 1． 4項目研究的主要內(nèi)容 ............................................................ 6 第二章 PLC構(gòu)成的包裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計 .................. 6 2． 1卷紙包裝機(jī)生產(chǎn)工藝概述 ..................................................... 7 2． 2可編程控制系統(tǒng)控制方案的設(shè)計 .......................................... 9 2． 3系統(tǒng)的運行方式 .................................................................. 10 2． 4總體結(jié)構(gòu)關(guān)系 ..................................................................... 11 2． 5本章小結(jié) ............................................................................. 15 第三章 電控系統(tǒng)電路及各功能模塊的設(shè)計 ....................... 16 3． 1供電線路 ............................................................................. 17 3． 2主要控制功能模塊的設(shè)計 ................................................... 18 3． 3放卷、分切部分的張力控制 .................................................. 20 3． 4送料過程中的同步控制 ....................................................... 27 3． 5本章小結(jié) ............................................................................. 32 第四章 PLC的軟件設(shè)計 .................................................. 33 ..................................................................................... 33 監(jiān)控程序的開發(fā) ....................................................................... 48 4． 3 本章小結(jié) ............................................................................... 56 第五章 PLC控制系統(tǒng)的通訊實現(xiàn) ..................................... 57 S7300 及多點接口網(wǎng)絡(luò) (MPI)................................................ 57 5． 2 PROFIBUS 概述 ................................................................... 58 5． 3 現(xiàn)場總線信號與系統(tǒng)監(jiān)控軟件之間橋梁一 OPC.................... 60 5． 4 S7300 與上位計算機(jī)工控組態(tài)軟件 WinCC 之間的通信 ..... 62 5． 5 本章小結(jié) ............................................................................... 64 全文總結(jié) ......................................................................... 65 致謝 ................................................................................ 67 參考文獻(xiàn) ......................................................................... 68 附錄包裝過程 STL程序 ................................................... 69 2 第一章 緒論 可編程控制器 (PLC)作為控制系統(tǒng)的核心裝置，功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定可靠。在現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。 論文主要內(nèi)容如下： 1．概述了可編程控制器 PLC的現(xiàn)狀及其在包裝機(jī)械上應(yīng)用的可能性和前景 。 3．詳細(xì)分析了包裝紙放卷過程中的受力 (尤其是張力 )情況，并建立了數(shù)學(xué)模型，利用自適應(yīng)控制原理實現(xiàn)了送料過程中的張力控制。 5．卷紙的包裝是一個典型的順序控制，因此我們利用一個移位寄存器，使工藝盤的每一個 V形槽對應(yīng)一個二進(jìn)制位，通過移位寄存器的移動，實現(xiàn)了包裝過程的程序控制。 1． 1可編程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢 隨著計算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動化愈來愈高的需求，可編程 控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品目趨完善。今后， PLC 將主要朝著以下兩個方向發(fā)展：一個是向超小型專用化和低價格方向發(fā)展；另一個是向高速多功能和分布式自動化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。一種自動化產(chǎn)品的競爭力除表現(xiàn)在其技術(shù)上的個性外，更重要的還在于其滿足國際標(biāo) 準(zhǔn)化的程度和水平。出廠檢驗時各可編程控制產(chǎn)品的廠家都有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作依據(jù)。但是，這些標(biāo)準(zhǔn)目前只能是統(tǒng)一區(qū)域性的產(chǎn)品，而不能實現(xiàn)全球的統(tǒng)一性。 2． CPU處理速度進(jìn)一步加快 目前 PLC 的 CPU與微型計算機(jī)的 CPU相比，還處在比較落后的地步，最高的也僅僅處在 80486 一級。這樣 PLC 執(zhí)行指令的速度將達(dá)到納秒級。 4．系統(tǒng)的開放性和兼容性 開放性和兼容性是不可分割的而且是相輔相成的概念。當(dāng)今可編程控制產(chǎn)品種類繁多，加上自動化項目越來 越大，致使常常在一個工程項目中出現(xiàn)不同廠家的產(chǎn)品做主從站的現(xiàn)象，這就要求每一廠家的產(chǎn)品族中，都要考慮到和其他廠家產(chǎn)品的兼容性問題；另一方面，可編程控制器與工業(yè)控制機(jī)等其他裝置的通信難易也體現(xiàn)了開放性的特點。 5．通用性和專業(yè)化的結(jié)合 可編程控制產(chǎn)品是通用的。怎樣才能使一個系統(tǒng)既具有通用性又具備專業(yè)化呢 ?硬件系統(tǒng)的模塊化便是解決這一矛盾的鑰匙。常用的專用模塊包括：定位模塊、溫度測量模塊、高速采樣模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊等。硬件冗余的容錯技術(shù)將進(jìn)一步得到應(yīng)用，不僅會有 CPU單元冗余、通信單元冗余、電源單元冗余、 I/O 單元冗余、而且整個系統(tǒng)都會實現(xiàn)冗余。要保證整個系統(tǒng)的可靠運行，首先要求系統(tǒng)各單元的質(zhì)量要得到保證?？v觀各著名廠商， 其 PLC 產(chǎn)品都有不同程度的冗余功能，而且發(fā)展越來越完善。這樣使控制更有效，系統(tǒng)更可靠。 綜上所述，我們不難得出下面幾個結(jié)論： 1．工控機(jī)、計算機(jī)集散控制系統(tǒng)及 PLC 正在走著 ～條相互融合的道路。 3．系統(tǒng)的智能性將越來越重要，因此系統(tǒng)的分析運算能力將越來越強(qiáng) 4．基于標(biāo)準(zhǔn)化的開放性和兼容性是衡量系統(tǒng)質(zhì)量的重要判據(jù)。 1． 2卷紙包裝機(jī)產(chǎn)生的背景及意義 衛(wèi)生卷紙是人們生活中的必須品，隨著人們對紙質(zhì)品用量的增加，對衛(wèi)生紙的需求也越來越大，且對衛(wèi)生紙的安全性，方便性要求也越來越高。目前，該類包裝機(jī)多半為進(jìn)口產(chǎn)品，價格昂貴。 1． 3 PLC在包裝