【正文】 地理位置比較接近，且相互之間的動作有一定聯(lián)系的場合。由于卷紙包裝機(jī)控制對象較多，有放卷分切中的張力控制，包裝過程控制，送料過程中的同步控制，且被控對象比較集中，因此我們采取集中控制系統(tǒng)方案。從圖22的時序圖分析，包裝一個衛(wèi)生卷紙只需880ms，可為什么在1分鐘內(nèi)卻只能包60個，這里還有個PLC掃描周期的問題，本包裝程序中PLC掃描周期為120ms。窩邊到位，該機(jī)構(gòu)就后退。當(dāng)?shù)?號工位時發(fā)出上料信號，推紙空心臺推動紙片(其總的上升時間大于490ms小于640ms)，托盤推動紙球(其總的上升時間略小于640ms)同時以相同的速度前進(jìn)，當(dāng)工藝盤V形槽到達(dá)第一工位時，工藝盤停止，在此延時150ms，待放紙空心臺壓到紙片到位行程開關(guān)，停止，托盤壓到托盤到位行程開關(guān)，托盤停止，完成了上料操作，當(dāng)延時到，托盤和放紙空心臺后退，同時，插紙板前進(jìn)，托住紙球與工藝盤一同運(yùn)動。由于這是一個典型的順序控制，利用移位寄存器操作最為方便。工藝盤的轉(zhuǎn)動是由交流電機(jī)通過皮帶傳動帶動的，各加工工位的動作是通過順序邏輯控制電磁閥進(jìn)而帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作的。 包裝過程通過包裝工藝盤及其輔助機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。同時卷紙庫的卷紙經(jīng)過整理等待托盤推桿送卷紙球。切刀上、下的工作頻率可由變頻調(diào)速電機(jī)來調(diào)整，操作簡便。放卷到一定長度(長度由色標(biāo)來檢測)時，通過色標(biāo)信號向切紙機(jī)構(gòu)發(fā)出指令。2．1卷紙包裝機(jī)生產(chǎn)工藝概述 卷紙包裝機(jī)主要功能是將來自卷紙庫的卷紙以每分鐘60個的速率包裝成合格的衛(wèi)生卷筒紙。本系統(tǒng)在電氣控制部分設(shè)計時，充分考慮到用戶的功能需求和與本系統(tǒng)機(jī)械部分的合需求，在具體實(shí)現(xiàn)的過程中，又以系統(tǒng)的可靠性與易用性為準(zhǔn)則，盡量把本系統(tǒng)設(shè)計成為一個功能齊全、可靠性高且易于使用的包裝機(jī)設(shè)備。3．可編程控制器部分的設(shè)計，包括控制方案的選取與設(shè)計、I/O接口信號的確定、模塊的選擇，控制程序的設(shè)計與調(diào)試。了解卷紙包裝機(jī)的工作過程及工藝要求。1．4項目研究的主要內(nèi)容1．對可編程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢作一簡單的介紹，明確背景知識與選型根據(jù)；分析PLC在包裝機(jī)械上應(yīng)用的可能性與前景。更重要的是可以使原來無法實(shí)現(xiàn)的某些功能得以實(shí)現(xiàn)，使機(jī)器在某種程度上實(shí)現(xiàn)智能化。我國包裝機(jī)械目前控制部件大多還沿用繼電器方式。且PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)比較具有許多優(yōu)點(diǎn)：1)更改控制邏輯只需修改軟件，無需對硬件作改動；2)程序可以復(fù)制，批量生產(chǎn)很容易；3)電氣硬件設(shè)計大大簡化：4)由于PLC除有繼電器功能外，尚有多種其它功能，可以實(shí)現(xiàn)繼電器無法實(shí)現(xiàn)的控制功能，實(shí)現(xiàn)某種程度上的智能化，并有可能使機(jī)構(gòu)簡化；5)可靠性高；6)成本相對于繼電控制而言稍高，但繼電器控制隨著所用中間繼電器數(shù)量的增加，成本急驟上升，而PLC控制幾乎保持不變，這一點(diǎn)對于復(fù)雜的控制來講具有無可比擬的優(yōu)越性；7)具有擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，當(dāng)需要較多i／o時可以方便地擴(kuò)展。事實(shí)上PLC用于這種場合是最能顯現(xiàn)出其經(jīng)濟(jì)性。從物理介質(zhì)方面來講，前者是要用具體的電氣元件來組合，而后者只是PLC的內(nèi)部寄存器，在PLC編程容量許可的范圍內(nèi)，可以不花費(fèi)額外的費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。1．3 PLC在包裝機(jī)械上應(yīng)用的可能性和前景 包裝機(jī)械的最大特點(diǎn)是動作復(fù)雜、頻繁，且有較多的執(zhí)行元件。目前，該類包裝機(jī)多半為進(jìn)口產(chǎn)品，價格昂貴。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。3．系統(tǒng)的智能性將越來越重要，因此系統(tǒng)的分析運(yùn)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)。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。這樣使控制更有效，系統(tǒng)更可靠?？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。要保證整個系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，首先要求系統(tǒng)各單元的質(zhì)量要得到保證。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(shí)現(xiàn)冗余。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。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。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。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(diǎn)。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。這樣PLC執(zhí)行指令的速度將達(dá)到納秒級。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。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(shí)現(xiàn)全球的統(tǒng)一性。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)。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。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。 基于PLC的高速全自動包裝機(jī)畢業(yè)論文姓 名 : XX 系 部 : XXXXXXXX專 業(yè) : XXXXXXX 班 級 : XXXXX 指導(dǎo)老師 : XXXX 日 期 : 201 /12/17—201 /06/16目錄第一章 緒論 31．1可編程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢 41．2卷紙包裝機(jī)產(chǎn)生的背景及意義 61．3 PLC在包裝機(jī)械上應(yīng)用的可能性和前景 61．4項目研究的主要內(nèi)容 7第二章PLC構(gòu)成的包裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計 82．1卷紙包裝機(jī)生產(chǎn)工藝概述 82．2可編程控制系統(tǒng)控制方案的設(shè)計 92．3系統(tǒng)的運(yùn)行方式 102．4總體結(jié)構(gòu)關(guān)系 112．5本章小結(jié) 16第三章 電控系統(tǒng)電路及各功能模塊的設(shè)計 173．1供電線路 173．2主要控制功能模塊的設(shè)計 183．3放卷、分切部分的張力控制 213．4送料過程中的同步控制 283．5本章小結(jié) 33第四章 PLC的軟件設(shè)計 34 34 494．3本章小結(jié) 56第五章PLC控制系統(tǒng)的通訊實(shí)現(xiàn) 57 S7300及多點(diǎn)接口網(wǎng)絡(luò)(MPI) 575．2 PROFIBUS概述 585．3現(xiàn)場總線信號與系統(tǒng)監(jiān)控軟件之間橋梁一OPC 605．4 S7300與WinCC之間的通信 625．5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第一章 緒論ABSTRACTThis thesis mainly discussed the design ofcontrol system ofroll packing．As the kennel device control system，PLC is widety used in modem industrial production and do well in this field．This thesis takes the control system of the highspeed full—automatic roll packingmachine that was developed by Dongguan Jiaming Machine Manufacturing Limited Company along with US as a background．We apply the advanced control technique in the packing machine control system such as the technique of PLC，the invertertechnique，light electricity technique and SO on．By using these techniques，we realized tension control，Synchronous control in transmitting process and packing processprogram contr01．To plete the data of collecting and control the output equipments to work safely，high speed and efficiently，we designed the PLC correspondence network by using the WinCC，a supervise control and configurmion software of thepany of Siemens，and its munication function，to realize the surveillance function ofthe packing process．The machine got the exaltation of the quality whether the function or theefficiency，basically came to the international advanced level in the late of 90’S，realized well the control request that the pany put forward．This control system is well rtmning in the lab．Key words：Packing machine；PLC；tension control；selfadaptive ControlSynchronous control；WinCC；Step71．1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)品日趨完善。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，而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體，其功能也日趨完善?？偟内厔萑缦?．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。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。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。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)。將來會全部使用64位RISC芯片，實(shí)現(xiàn)多CPU并行處理或分時處理或分任務(wù)處理，實(shí)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。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。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。除此之外，同一廠家產(chǎn)品族中的各系列產(chǎn)品兼容性也代表了可編程控制產(chǎn)品的水平。但是工業(yè)的每一領(lǐng)域都有其自己的特點(diǎn)。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。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。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。MTBF(平均無故障時間)是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。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。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。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。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。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。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。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。一般的PLC都有上百點(diǎn)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。當(dāng)然我們不僅忽視了PLC的另一個優(yōu)點(diǎn)，那就是其運(yùn)行速度及可靠性和壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于繼電器控制方式，從上述意義上來講，PLC最適合于需要大量中間繼電器的場合。因此，國外在注塑機(jī)、各種包裝機(jī)上已經(jīng)大量地采用了PLC來取代傳統(tǒng)的繼電器控制屏，故障率大大降低，性能有了很大提高。如果能用PLC來取代的話，則可以簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，機(jī)械和電氣設(shè)計都可以得到簡化。通過對各種控制系統(tǒng)的分析比較，我們決定采用PLC控制系統(tǒng)。2．卷紙包裝機(jī)各動作控制工藝的研究。總結(jié)各機(jī)構(gòu)的動作順序，將其用流程圖的形式表示出來，為實(shí)現(xiàn)高速全自動運(yùn)動控制做準(zhǔn)備。第二章PLC構(gòu)成的包裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計 可編程控制技術(shù)并非單純是指PLC本身，而是包括其在內(nèi)的一系列自動化控制產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用。在設(shè)計控制系統(tǒng)之前，首先得了解其生產(chǎn)工藝。 工藝盤包裝紙以卷筒的形式放在原料架上，當(dāng)上位機(jī)發(fā)出命令時，放卷