基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書

1、摘要摘要：針對目前網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)發(fā)射模式單一的情況，本文提出了一種針對不同層 次鍛煉者的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)提供三種不同的模式供鍛煉者選擇，即手動(dòng)模式，自動(dòng)模式 一和自動(dòng)模式二。本設(shè)計(jì)在兩種不同方案的基礎(chǔ)上選擇了使用 plc 控制發(fā)射機(jī)的方案。 通過對輸入輸出信息的分析確定了使用什么型號(hào)的 plc 控制器件。然后對發(fā)射機(jī)工藝 流程進(jìn)行分析，從而確定了整個(gè)程序的結(jié)構(gòu)，利用順序編程的方法編寫控制程序，使 用梯形圖測試功能初步驗(yàn)證了程序的正確性。使用易控組態(tài)軟件對整個(gè)程序進(jìn)行模擬 驗(yàn)證，進(jìn)而進(jìn)一步確定編程的正確性。使用 mx component 進(jìn)行了綜合測試，驗(yàn)證了 組態(tài)軟件與 gx developer

2、成功通信。本設(shè)計(jì)完成了設(shè)計(jì)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī) 主要功能。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)，plc，gx developer，易控組態(tài)軟件，mx component abstract: in order to improve the insufficient that the present automatic transmitter launch mode was single ，this design proposed a design for different levels of exercisers.this design provided three different pa

3、tterns for the exercisers to choose, namely, manual mode, automatic mode and automatic mode.on the basis of two different schemes，this design chose plc control transmitter scheme. a according to the analysis of the input and output information， we determined the type of plc controller device.and the

4、n analyze the transmitter process, to determine the structure of the whole program, the method of using sequential programming write control program . using ladder diagram test functions preliminary verifies the correctness of the program.using inspec for simulating the whole program verification, a

5、nd further to determine the correctness of the programming.using mx component has carried on the comprehensive test to verify the configuration software and gx developer communication success.this design completed the target of the design , and realized main the function of the tennis automatic tran

6、smitter . keywords: tennis automatic transmitter, plc, gx developer, inspec, mx component 目錄目錄 1 1 前言前言.1 2 2 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)方案設(shè)計(jì)網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)方案設(shè)計(jì).3 2.1 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)要求.3 2.2 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)方案設(shè)計(jì).4 2.2.1 方案一 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī).4 2.2.2 方案二 基于 vb 和單片機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī).4 2.3 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的方案論證.5 2.3.1 方案一.5 2.3.2 方案二.5 2.4 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的方案選擇.6 3 3 基于基于

7、 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)分析的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)分析 .7 3.1 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)功能分析.7 3.2 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工藝流程圖.7 3.2.1 總體工藝流程圖.8 3.2.2 手動(dòng)模式工藝流程圖.8 3.2.3 自動(dòng)模式一工藝流程圖.9 3.2.4 自動(dòng)模式二工藝流程圖.11 3.3 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)輸入控制信息分析.12 3.4 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)輸出控制信息分析.12 3.5 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī) plc 輸入輸出表設(shè)計(jì).12 3.6 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的 plc 選型.13 4 基于基于 plc

8、 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)硬件設(shè)計(jì)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)硬件設(shè)計(jì).14 4.1 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工作電路圖設(shè)計(jì).14 4.2 plc 外部接線圖設(shè)計(jì).15 4.3 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的 plc 選型.15 4.4 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的電機(jī)選型.16 4.5 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的光電開關(guān)選型.16 4.6 元器件表 .16 5 5 基于基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)軟件設(shè)計(jì)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)軟件設(shè)計(jì).18 5.1 中間元件表的制定.18 5.2 網(wǎng)球發(fā)射機(jī)程序順序功能圖設(shè)計(jì).20 5.2.1 網(wǎng)球發(fā)射機(jī)主程序順序功能圖設(shè)計(jì).20 5.2.2 網(wǎng)球發(fā)射機(jī)手動(dòng)模式程序順序功能圖設(shè)計(jì)

9、.21 5.2.3 網(wǎng)球發(fā)射機(jī)自動(dòng)模式一程序順序功能圖設(shè)計(jì).21 5.2.4 網(wǎng)球發(fā)射機(jī)自動(dòng)模式二程序順序功能圖設(shè)計(jì).23 5.3 plc 編程平臺(tái) gx developer介紹.24 5.4 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)程序設(shè)計(jì).24 5.5 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)程序調(diào)試.28 6 6 基于基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì).30 6.1 易控組態(tài)軟件介紹.30 6.2 上位監(jiān)控系統(tǒng)界面設(shè)計(jì).31 6.3 易控變量組設(shè)置.32 6.4 易控 fx 串口設(shè)置.34 7 7 基于基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)綜合調(diào)試的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)綜合調(diào)試

10、.36 7.1 綜合調(diào)試平臺(tái)說明.36 7.2 綜合調(diào)試的步驟.38 7.3 整體的綜合調(diào)試.38 8 8 總結(jié)總結(jié).39 9 9 致謝致謝.40 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).41 附錄附錄 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)元件表的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)元件表.42 1 1 前言前言 plc 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可 以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算 術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械 或生產(chǎn)過程。plc 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、 輕紡、交通運(yùn)

11、輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，它具有高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、功 能強(qiáng)大、靈活，易學(xué)易用、體積小，重量輕，價(jià)格便宜的特點(diǎn)。 早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（programmable logic controller,plc） ， 它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的 工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編 程控制器，簡稱 pc。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（personal computer）的簡稱混淆， 所以將可編程序控制器簡稱 plc。plc 自 1969 年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（dec）研制出現(xiàn)， 現(xiàn)行美國、日本、德

12、國的可編程序控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強(qiáng)大。 自 1969 年針對工業(yè)自動(dòng)控制的特點(diǎn)和需要而開發(fā)的第一臺(tái) plc 問世以來，迄今 已近 30 多年了 ，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變，但又比同于順序 控制器和通用的微機(jī)控制裝置。它不僅充分利用微機(jī)處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng) 域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī) 常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)形式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)地形 象編程語言和模塊化地軟件結(jié)構(gòu)，使用程序地編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò) 都很容易。 用戶買到所需 plc 后，只需按說明書或提示，座少量地安裝接線和用戶程序地編制

13、工 作，就可以靈活而方便地將 plc 應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試 不需要具有專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)。這樣就破除了”電腦“的神秘感，推動(dòng)了計(jì)算 機(jī)技術(shù)的普遍運(yùn)用?？删幊炭刂破?plc 在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值得重視的先進(jìn) 控制技術(shù)。 plc 現(xiàn)已成為工業(yè)控制三大支柱（plc、cad/cam、robot）之一，以其可靠性高、 邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、以易與計(jì)算機(jī) 接口、能對模擬量進(jìn)行控制，具備高速計(jì)數(shù)與位控等性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代 由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電接觸控制系統(tǒng)，在 機(jī)械、化工、石油、冶金、

14、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)得到廣泛應(yīng) 用。plc 應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國家工業(yè)先進(jìn)的重要標(biāo)志之一。 近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長，人民生活水平的提高，生活也變得越來越繁忙了。 隨之而來的競爭壓力也越來越大，平時(shí)人們都為了使自己不被淘汰而拼命努力的工作 和學(xué)習(xí)，從而導(dǎo)致身體沒有得到應(yīng)該有的鍛煉。很多現(xiàn)代化的鍛煉方式也隨之出現(xiàn)， 網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)是多數(shù)人們都喜歡的鍛煉方式，為了給想提高網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)水平的練習(xí)人員提供 方便，網(wǎng)球訓(xùn)練機(jī)便應(yīng)運(yùn)而生。簡單的說，所謂網(wǎng)球訓(xùn)練機(jī)就是用一塊鐵綁著繩子， 繩子的另一頭系上網(wǎng)球，那繩子要有彈性的，那樣拍出去的球就還能再回來。本文針 對網(wǎng)球訓(xùn)練項(xiàng)目中的技術(shù)要求

15、和存在的問題,提出了設(shè)計(jì)網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的想法。該機(jī) 器主要是利用 plc 編程系統(tǒng)和機(jī)械的結(jié)合而構(gòu)成的。該發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)了三種模式供用戶 選擇，手動(dòng)模式適用于初學(xué)者或者技術(shù)一般的鍛煉者，模式一適用于有一定基礎(chǔ)的鍛 煉者，模式二適用于有一定能力基礎(chǔ)較好的鍛煉者。三種模式由三個(gè)選擇開關(guān)控制。 2 2 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)方案設(shè)計(jì)網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)方案設(shè)計(jì) 2.12.1 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)要求網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)要求 根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)大致要求如下： （1）要求設(shè)計(jì)的網(wǎng)球訓(xùn)練器可以發(fā)射出一定質(zhì)量的球。 （2）要求每隔 5 秒發(fā)射一球。 （3）需設(shè)置發(fā)射器的左右上下極限。 （4）每執(zhí)行一步發(fā)射就自動(dòng)檢測改

16、時(shí)候是否發(fā)射筐中有網(wǎng)球，如果沒有就自動(dòng)關(guān)斷 電源，等待裝入網(wǎng)球，如果檢測有，就繼續(xù)發(fā)射。 發(fā)射機(jī)主要有六部分組成： （1）球框：存裝待發(fā)射球。 （2）發(fā)射電機(jī) m1：發(fā)射網(wǎng)球，功率 0.45kw。 （3）發(fā)射管：球框中的球通過發(fā)射管發(fā)射。 （4）電機(jī) m2：上下移動(dòng)發(fā)射機(jī)，功率 0.2kw。 （5）電機(jī) m3：左右移動(dòng)發(fā)射機(jī)，功率 0.2kw。 （6）發(fā)射架：支撐整個(gè)發(fā)射機(jī)，可控制整個(gè)發(fā)射機(jī)的高度。 設(shè)計(jì)模型結(jié)構(gòu)圖如圖 2.1。 發(fā)射電機(jī) m1 發(fā)射機(jī)上下移動(dòng)電機(jī) m2 發(fā)射機(jī)左右移動(dòng)電機(jī) m3 圖 2.1 網(wǎng)球發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu) 2.22.2 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)方案網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 2.2.1

17、2.2.1 方案一方案一 基于基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī) 利用上位機(jī)控制 plc，通過電機(jī)動(dòng)作，作用于球，將球發(fā)射出去，通過上下移動(dòng)控 制電機(jī)以及左右移動(dòng)控制電機(jī)控制發(fā)射機(jī)的位置，從而能夠發(fā)出不同檔次的網(wǎng)球，這 樣的設(shè)計(jì)使得用戶范圍得以擴(kuò)大。通過光電檢測開關(guān)檢測框中有無網(wǎng)球，反饋到上位 控制系統(tǒng)控制發(fā)射機(jī)動(dòng)作。該方案的方框圖如圖 2.2。 控制器執(zhí)行器對象 檢測元件 +- 上位機(jī)控 制系統(tǒng) 通信 圖 2.2 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)方框圖 2.2.22.2.2 方案二方案二 基于基于 vb 和單片機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)和單片機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī) 將 vb 程序引入 pc

18、 機(jī)，pc 機(jī)作用于單片機(jī)，單片機(jī)輸出作用于歩進(jìn)電機(jī)，從而控 制網(wǎng)球發(fā)射機(jī)的發(fā)射筒，進(jìn)而也能發(fā)射不同位置的網(wǎng)球。通過光電傳感器，檢測框中 是否有球，將信號(hào)反回給單片機(jī)，通過單片機(jī)控制發(fā)射機(jī)動(dòng)作。該系統(tǒng)方框圖如圖 2.3。 pc機(jī)（vb界面） 單片機(jī)系統(tǒng) rs232 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī) 位置傳感器 （光電開關(guān)和微 動(dòng)開關(guān)） 圖 2.3 基于 vb 和單片機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)方框圖 2.32.3 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的方案論證網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的方案論證 2.3.12.3.1 方案一方案一 （1）控制程序可變，具有良好的柔韌性：對于一個(gè)工廠或用戶來說，需求不會(huì)是 一層不變的，總會(huì)隨著外界的變化而變化，

19、而 plc 正好能滿足這個(gè)條件，只需改動(dòng) plc 程序，而不需要改動(dòng)硬件，就能實(shí)現(xiàn)工藝的變形，滿足要求。 （2）具有高度可靠性，適用與惡劣環(huán)境：plc 對環(huán)境要求低，據(jù)研究表明，plc 故 障間隔時(shí)間長達(dá) 5 年以上，所以是相當(dāng)可靠的?？煽啃詻Q定了它的生產(chǎn)效益，只有穩(wěn) 定的運(yùn)行，才能保證生產(chǎn)的持續(xù)和高效。 （3）功能健全，可以應(yīng)用于各種環(huán)境：plc 具有數(shù)字和模擬量的輸入/輸出、邏輯 運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等多種功能?？梢赃\(yùn)用在大多數(shù)場合，所以 適用性相當(dāng)強(qiáng)、 （4）操作簡單，易于維護(hù)：一旦做好 plc，便可通過上位控制 plc 的運(yùn)行，操作簡 單，如果遇到大改動(dòng)，只需變更 pl

20、c 內(nèi)部程序就可以實(shí)現(xiàn)功能的改變。 （5）體形小巧，功能強(qiáng)大，耗電量?。簩τ谄渌刂葡到y(tǒng)，plc 更加便捷，體積小， 耗電量低，對于小型生產(chǎn)更加適用。 （6）性價(jià)比高：隨著科技的發(fā)展，plc 的生產(chǎn)費(fèi)用日益降低，功能卻日益強(qiáng)大，讓 更多的生產(chǎn)部門能夠承擔(dān)，低廉的造價(jià)和強(qiáng)大功能相對比，plc 逐漸被廣大人群接受。 2.3.22.3.2 方案二方案二 （1）體積相當(dāng)?。簡纹瑱C(jī)體積相當(dāng)小，耗電量極低，可以用在生活中的各種小物品 上，例如遙控器，手機(jī)等。體積過小，則功能相對 plc 不夠完善，無法代替 plc 運(yùn)用 與大型生產(chǎn)。 （2）變動(dòng)方便：當(dāng)需要根據(jù)環(huán)境變化改變單片機(jī)時(shí)，只需更改程序，便可以實(shí)現(xiàn)

21、功 能的改變。 （3）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。 （4）單片機(jī)可靠性高，可工作到 106 107小時(shí)無故障。 （5）控制功能強(qiáng)。 2.42.4 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的方案選擇網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的方案選擇 plc 和單片機(jī)相比較，有很多相同的優(yōu)點(diǎn)，但是單片機(jī)就目前看來很難在戶外場合 穩(wěn)定運(yùn)行。單片機(jī)的運(yùn)行受到室外各種不利因素的影響較大，如溫度驟降，風(fēng)雨雷電 等天氣因素，突然的沖擊等等。plc 與之相比，承受此類不利因素的能力相比較高。由 于本設(shè)計(jì)需要的輸入輸出點(diǎn)位比較多，單片機(jī)一般難以達(dá)到。而且工程項(xiàng)目一般很少 完全依賴單片機(jī)完成，應(yīng)用 plc 解決功能比較復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)電路更為簡單。

22、而且 plc 的可行性，現(xiàn)場升級(jí)維護(hù)與替換都比單片機(jī)更為方便。綜合上述因素選擇方 案一較為妥當(dāng)。 3 3 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)分析分析 3.13.1 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)功能分析功能分析 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)總體上由三個(gè)電機(jī)，一個(gè)球框，一根發(fā)射管和一個(gè)支 架構(gòu)成。用兩個(gè)電機(jī)分別調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)的上下和左右運(yùn)動(dòng)，再用一個(gè)電機(jī)控制球的發(fā)射。 在球框中安裝一個(gè)光電檢測開關(guān)，檢測筐中是否有球，無球時(shí)停止動(dòng)作。發(fā)射機(jī)上安 裝有控制面板，用戶可以根據(jù)需要選擇不同模式發(fā)射網(wǎng)球。該發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)了三種模式 供用戶選擇，手動(dòng)模式適用

23、于初學(xué)者或者技術(shù)一般的鍛煉者，模式一適用于有一定基 礎(chǔ)的鍛煉者，模式二適用于有一定能力基礎(chǔ)較好的鍛煉者，三種模式由三個(gè)選擇開關(guān) 控制。當(dāng)用戶按下啟動(dòng)鍵啟動(dòng)發(fā)射機(jī)時(shí)，如果發(fā)射機(jī)有球那么正常運(yùn)行燈就點(diǎn)亮，如 果沒有球，那么無球報(bào)警燈就點(diǎn)亮，在運(yùn)行中如果沒有球了，那么正常運(yùn)行燈熄滅， 無球報(bào)警燈就點(diǎn)亮。設(shè)計(jì)模型簡圖如圖 3.1。 圖 3.1 基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)簡圖 3.23.2 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工藝流程圖工藝流程圖 通過控制電機(jī) m1 、m2 的旋轉(zhuǎn)，將發(fā)射機(jī)移動(dòng)到特定的九個(gè)位置，并在該點(diǎn)完成 發(fā)球。需要控制發(fā)射機(jī)的啟停和發(fā)球時(shí)間間隔，以及發(fā)射機(jī)移

24、動(dòng)過程的循環(huán)方式。 3.2.13.2.1 總體工藝流程圖總體工藝流程圖 當(dāng)用戶按下啟動(dòng)按鈕，光電檢測開關(guān)檢測框中是否有球，有則亮起正常運(yùn)行燈， 否則停止執(zhí)行命令并亮起無球報(bào)警燈。正常運(yùn)行時(shí)，默認(rèn)發(fā)射機(jī)每次停止時(shí)都在場地 中間位置。用戶需要根據(jù)自身實(shí)際能力選擇不同的運(yùn)行模式來控制發(fā)射機(jī)運(yùn)行。每次 執(zhí)行完一次子程序系統(tǒng)返回主程序?？傮w工藝流程如圖 3.2。 手動(dòng)模式自動(dòng)模式二 檢測是否有球 發(fā)射機(jī)置中 模式選擇 自動(dòng)模式一 停止 啟動(dòng) n y 圖 3.2 總體工藝流程圖 3.2.23.2.2 手動(dòng)模式工手動(dòng)模式工藝流程圖藝流程圖 當(dāng)用戶按下手動(dòng)按鈕后，程序進(jìn)入手動(dòng)模式。通過按下向左、向右、向下、向

25、上 按鈕控制發(fā)射機(jī)的位置，按下發(fā)射按鈕發(fā)射網(wǎng)球。手動(dòng)模式工藝流程圖如圖 3.3。 y y n n y 是否按下向上 開始發(fā)球 m2正轉(zhuǎn) m2反轉(zhuǎn)m3正轉(zhuǎn)m3反轉(zhuǎn) 是否到上極限是否到下極限是否到左極限是否到右極限 是否按下發(fā)球 m2停止m2停止m3停止m3停止 n y n y n y n y 是否按下向下是否按下向左是否按下向右 n n y n y 圖 3.3 手動(dòng)模式工藝流程圖 3.2.33.2.3 自動(dòng)模式一工藝流程圖自動(dòng)模式一工藝流程圖 當(dāng)用戶按下自動(dòng)模式一時(shí)，發(fā)射機(jī)開始自動(dòng)執(zhí)行模式一程序。首先從起點(diǎn)向上移 動(dòng)到達(dá)上極限開始發(fā)球，發(fā)射完設(shè)定的數(shù)目后往下到達(dá)中間點(diǎn)，如此將上下左右中五 個(gè)點(diǎn)走

26、遍。自動(dòng)模式一流程圖如圖 3.4。 m2正轉(zhuǎn)，發(fā)射 器上升 m2停止，m1啟 動(dòng)發(fā)球 是否到達(dá)上限 是否發(fā)射了三次 m2反轉(zhuǎn)，發(fā)射 器下降 是否到達(dá)中間位置 m2停止，m1啟 動(dòng)發(fā)球 是否發(fā)射了三次 m2反轉(zhuǎn)，發(fā)射 器下降 是否到下限 m2停止，m1啟 動(dòng)發(fā)球 是否發(fā)射了三次 m2正轉(zhuǎn)，發(fā)射 器上升 是否到達(dá)中間位置 m2停止，m1啟 動(dòng)發(fā)球 是否發(fā)射了三次 m3正轉(zhuǎn)，發(fā)射 器左移 是否到達(dá)左極限 m3停止，m1啟 動(dòng)發(fā)球 是否發(fā)射了三次 m3反轉(zhuǎn)，發(fā)射 器右移 是否到中間位置 m3停止，m1啟 動(dòng)發(fā)球 是否發(fā)射了三次 m3反轉(zhuǎn)，發(fā)射 器右移 是否到右極限 m3停止，m1啟 動(dòng)發(fā)球 是否發(fā)射了

27、三次 m3正轉(zhuǎn)，發(fā)射 器左移 是否到中間位置 a n y n y n y n y n y n y n y n y n y n y n y n y n y n y n y a 圖 3.4 自動(dòng)模式一流程圖 3.2.43.2.4 自動(dòng)模式二工藝流程圖自動(dòng)模式二工藝流程圖 當(dāng)用戶按下自動(dòng)模式二時(shí)，發(fā)射機(jī)開始自動(dòng)執(zhí)行自動(dòng)模式二程序。首先從起點(diǎn)斜 向運(yùn)行到左上極限點(diǎn)開始發(fā)球，發(fā)射完設(shè)定數(shù)目后開始右移到右上極限點(diǎn)，如此直到 回到起點(diǎn)。自動(dòng)模式二工藝流程圖如圖 3.5。 m2正轉(zhuǎn)，m3正 轉(zhuǎn) 是否達(dá)到左上極限 m2停，m3停， 發(fā)球3次 是否發(fā)射了三次 m3反轉(zhuǎn) 是否達(dá)到右上極限 m3停，發(fā)球3 次 是否發(fā)

28、射了三次 m2反轉(zhuǎn) 是否到達(dá)右下極限 m2停，發(fā)球3 次 是否發(fā)射了三次 m3正轉(zhuǎn) 是否達(dá)到左下極限 m3停，發(fā)球3 次 是否發(fā)射了三次 m2正轉(zhuǎn)，m3反 轉(zhuǎn) 是否居中 b b n y n y n y n y n y n y n y n y n y 圖 3.5 自動(dòng)模式二流程圖 3.33.3 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)輸入控制信息分析的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)輸入控制信息分析 根據(jù)基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)需求，系統(tǒng)需要的輸入控制信號(hào)有以下幾 種：發(fā)射機(jī)啟動(dòng)停止信號(hào)（由啟動(dòng)停止開關(guān)產(chǎn)生） ；手動(dòng)模式、自動(dòng)模式一、自動(dòng)模式 二選擇信號(hào)（由手動(dòng)模式、自動(dòng)模式一、自動(dòng)模式二選擇開關(guān)產(chǎn)生

29、） ；手動(dòng)模式控制發(fā) 射機(jī)信號(hào)（由按鍵向上、向下、向左、向右產(chǎn)生） ；九個(gè)點(diǎn)位的信號(hào)（由九個(gè)行程開關(guān) 產(chǎn)生） ；手動(dòng)發(fā)球信號(hào)（由發(fā)球按鍵產(chǎn)生） ；有無球信號(hào)（由光電檢測開關(guān)產(chǎn)生） 。其中 啟動(dòng)停止開關(guān)用于控制整個(gè)系統(tǒng)的開啟與停止，模式選擇開關(guān)用于用戶選擇不同模式， 九個(gè)行程開關(guān)用于系統(tǒng)判定發(fā)射機(jī)是否到達(dá)預(yù)定位置，手動(dòng)方向按鍵用于用戶選擇發(fā) 射機(jī)將要到達(dá)的位置，手動(dòng)發(fā)射鍵用于用戶選擇到達(dá)位置后是否發(fā)射網(wǎng)球，光電檢測 開關(guān)用于判斷框中是否有球。 3.43.4 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)輸出控制信息分析的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)輸出控制信息分析 根據(jù)基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)功能，系統(tǒng)

30、輸出信息有如下幾個(gè)：輸出到 控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)發(fā)射電機(jī)的啟停信號(hào) y0，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向上運(yùn)動(dòng)的 電機(jī)啟停信號(hào) y1，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向下運(yùn)動(dòng)的電機(jī)啟停信號(hào) y2，輸出到控 制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向左運(yùn)動(dòng)的電機(jī)啟停信號(hào) y3，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向右運(yùn)動(dòng) 的電機(jī)啟停信號(hào) y4，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)運(yùn)行燈點(diǎn)亮熄滅的信號(hào) y5，輸出到控 制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)無球報(bào)警燈點(diǎn)亮熄滅的信號(hào) y6。 3.53.5 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī) plcplc 輸入輸出表設(shè)計(jì)輸入輸出表設(shè)計(jì) 根據(jù)輸入輸出信息的分析，將輸入輸出信息制定了兩張表格，并且分析了大概的 作用。

31、輸入輸出表如表 3.1。 表 3.1 輸入輸出信息表 元件符號(hào)端子名稱名稱及作用 sb1x0 總啟動(dòng)開關(guān) sb2x1 總停止開關(guān) sb3x2 手動(dòng)電機(jī) m2 正轉(zhuǎn)開關(guān) sb4x3 手動(dòng)電機(jī) m2 反轉(zhuǎn)開關(guān) sb5x4 手動(dòng)電機(jī) m3 正轉(zhuǎn)開關(guān) sb6x5 手動(dòng)電機(jī) m3 反轉(zhuǎn)開關(guān) sb7x6 手動(dòng)發(fā)球開關(guān) sb8x7 自動(dòng)模式一開關(guān) sb9x10 自動(dòng)模式二開關(guān) sb10x24 手動(dòng)模式開關(guān) s1x12 上極限限位開關(guān) s2x13 下極限限位開關(guān) s3x14 左極限限位開關(guān) s4x15 右極限限位開關(guān) s5x16 左上極限限位開關(guān) s6x17 左下極限限位開關(guān) s7x20 右下極限限位開關(guān) s

32、8x21 右上極限限位開關(guān) s9x22 網(wǎng)球檢測開關(guān) s10x23 中間限位開關(guān) km0y0 發(fā)球電機(jī) m1 狀態(tài) km1y1 電機(jī) m2 正轉(zhuǎn)狀態(tài) km2y2 電機(jī) m2 反轉(zhuǎn)狀態(tài) km3y3 電機(jī) m3 正轉(zhuǎn)狀態(tài) km4y4 電機(jī) m3 反轉(zhuǎn)狀態(tài) km5y5 無球報(bào)警燈狀態(tài) km6y6 運(yùn)行指示燈狀態(tài) 3.63.6 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的 plcplc 選型選型 根據(jù)上文的分析，本設(shè)計(jì)共有 20 個(gè)輸入信號(hào)以及 7 個(gè)輸出信號(hào)，參照 fx2 系列的 基本單元與擴(kuò)展單元表格（見表于 p113，鄭萍主編.現(xiàn)代電氣控制技術(shù).重慶：重慶大 學(xué)出版社，2001）

33、 ，選擇有 24 個(gè)輸入點(diǎn)以及 24 個(gè)輸出點(diǎn)的 fx2-48mr 即可完成功能。 4 基于基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)硬件設(shè)計(jì)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)硬件設(shè)計(jì) 4.14.1 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工作電路圖設(shè)計(jì)網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工作電路圖設(shè)計(jì) 系統(tǒng)由 3 臺(tái)電機(jī)以及接觸器等元件構(gòu)成。電機(jī) m1 是控制發(fā)射機(jī)發(fā)球，功率為 0.45kw，電機(jī) m2 正、反轉(zhuǎn)控制發(fā)射管向上、下移動(dòng)，m3 正、反轉(zhuǎn)控制發(fā)射管向上、下 移動(dòng)，空氣開關(guān)與接觸器額定電流略大于電機(jī)額定電流。網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工作電路圖 如圖 4.1。 圖 4.1 網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工作電路圖 4.24.2 plcplc 外部接線圖設(shè)計(jì)外部接線圖設(shè)計(jì) plc 端口與

34、對應(yīng)開關(guān)相連接，從而控制輸出端口，實(shí)現(xiàn) plc 與硬件的連接。具體接 線圖如圖 4.2。 圖 4.2plc 外部接線圖 4.34.3 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的 plcplc 選型選型 本設(shè)計(jì)共有 20 個(gè)輸入信號(hào)以及 7 個(gè)輸出信號(hào)，參照 fx2 系列的基本單元與擴(kuò)展單 元表格，選擇有 24 個(gè)輸入點(diǎn)以及 24 個(gè)輸出點(diǎn)的 fx2-48mr 即可完成功能。 4.44.4 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的電機(jī)選型的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的電機(jī)選型 我們需要三個(gè)電機(jī)，一個(gè)電機(jī)控制發(fā)射管的上下移動(dòng)，一個(gè)電機(jī)控制發(fā)射管的左 右移動(dòng)，再有一個(gè)電機(jī)控制網(wǎng)球的發(fā)射，由于

35、網(wǎng)球發(fā)射機(jī)的三個(gè)電機(jī)都沒有大的負(fù)載， 所以只需要小型電機(jī)即可。 4.54.5 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的光電開關(guān)選型的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的光電開關(guān)選型 我們需要一個(gè)光電開關(guān)隨時(shí)檢測網(wǎng)球發(fā)射機(jī)的籃筐中是否有球，所以需要一個(gè)良 好的光電檢測開關(guān)，當(dāng)框中無球時(shí)，能觸發(fā)光電檢測開關(guān)斷開，以實(shí)現(xiàn)停止網(wǎng)球發(fā)射 機(jī)。 4.64.6 元器件表元器件表 整個(gè)設(shè)計(jì)所用到的各種元件記錄表見表 4.1。 表 4.1 元器件型號(hào)表 序號(hào)元件代號(hào) 元件名稱 元件型號(hào) 單位數(shù)量 01m1交流電機(jī)sgmgh-05a臺(tái)1 02m2交流電機(jī)sgmgh-02a臺(tái)1 03m3交流電機(jī)sgmgh-02a臺(tái)1 04qf1空氣

36、開關(guān)c65n-3pc16a個(gè)1 05qf2.qf3空氣開關(guān)c65n-3pc10a個(gè)1 06fr1熱繼電器tk-e02r-c只1 07fr2.fr3熱繼電器tk-e02m-c只2 08fu1熔斷器rt14-20只3 09fu2-fu4熔斷器rt14-20只8 10fu5熔斷器rt14-20只2 11plc可編程控制器fx2n-48mr臺(tái)1 12sb1啟動(dòng)開關(guān)xb2ba31c個(gè)1 13sb2停止開關(guān)xb2ba41c個(gè)1 14sb3-sb6手動(dòng)控制按鍵xb2ba61c個(gè)4 15sb7手動(dòng)發(fā)球xb2ba21c個(gè)1 16sb8自動(dòng)模式 1xb2ba51c個(gè)1 17sb9自動(dòng)模式 2xb2ba51c個(gè)1

37、18sb10手動(dòng)模式開關(guān)xb2ba51c個(gè)1 19km1-km5交流接觸器eb9-30-1個(gè)6 20s1-s8限位開關(guān)zck-d59c個(gè)8 21s9光電開關(guān)e3jk-ds30m1個(gè)1 22s10居中限位開關(guān)zck-d59c個(gè)1 23l無球報(bào)警燈led個(gè)1 24l運(yùn)行指示燈led個(gè)1 5 5 基于基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì) 5.15.1 中間元件表的制定中間元件表的制定 根據(jù)程序設(shè)計(jì)需要，分析整個(gè)程序流程圖結(jié)合發(fā)射機(jī)的工藝流程，需要使用不少 的中間元件，一部分用于控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，一部分用于控制發(fā)球時(shí)間，還有一部分用于 控制發(fā)球次數(shù)。根據(jù)不同類型的中間元件的功能與

38、作用我們將選擇的原件列表如下表 5.1。 表 5.1 中間元件表 序號(hào)中間元件功能作用 00m0 開機(jī)狀態(tài)標(biāo)識(shí) 01m1 觸發(fā)電機(jī) m2 正轉(zhuǎn)自鎖 02m2 觸發(fā)電機(jī) m2 反轉(zhuǎn)自鎖 03m3 觸發(fā)電機(jī) m2 再次反轉(zhuǎn)自鎖 04m4 觸發(fā)電機(jī) m2 再次正轉(zhuǎn)自鎖 05m5 觸發(fā)電機(jī) m3 正轉(zhuǎn)自鎖 06m6 觸發(fā)電機(jī) m3 反轉(zhuǎn)自鎖 07m7 觸發(fā)電機(jī) m3 再次反轉(zhuǎn)自鎖 08m8 觸發(fā)電機(jī) m3 再次正轉(zhuǎn)自鎖 09m9 觸發(fā)電機(jī) m2 再次正轉(zhuǎn)自鎖 10m10 觸發(fā)電機(jī) m2、m3 正轉(zhuǎn)自鎖 11m11 觸發(fā)電機(jī) m3 反轉(zhuǎn)自鎖 12m12 觸發(fā)電機(jī) m2 反轉(zhuǎn)自鎖 13m13 上限位發(fā)球結(jié)

39、束標(biāo)志 14m14 中限位發(fā)球結(jié)束標(biāo)志 15m15 下限位發(fā)球結(jié)束標(biāo)志 16m16 中限位再次發(fā)球結(jié)束標(biāo)志 17m17 左極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志 18m18 中限位第 3 次發(fā)球結(jié)束標(biāo)志 19m19 右極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志 20m20 左上極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志 21m21 右上極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志 22m22 右下極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志 23m23 左下極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志 24m24 觸發(fā)電機(jī) m2 正轉(zhuǎn)、m3 反轉(zhuǎn)自鎖 25m25 手動(dòng)電機(jī) m2 正轉(zhuǎn)自鎖 26m26 手動(dòng)電機(jī) m2 反轉(zhuǎn)自鎖 27m27 手動(dòng)電機(jī) m3 正轉(zhuǎn)自鎖 28m28 手動(dòng)電機(jī) m3 反轉(zhuǎn)自鎖 29m29 啟動(dòng)狀態(tài)標(biāo)志 序號(hào)中間元件功能作用

40、01t0 上限位發(fā)球計(jì)時(shí) 02t1 中限位發(fā)球計(jì)時(shí) 03t2 下限位發(fā)球計(jì)時(shí) 04t3 中限位再次發(fā)球計(jì)時(shí) 05t4 左極限發(fā)球計(jì)時(shí) 06t5 中限位第 3 次發(fā)球計(jì)時(shí) 07t6 右極限發(fā)球計(jì)時(shí) 08t7 左上極限發(fā)球計(jì)時(shí) 09t8 右上極限發(fā)球計(jì)時(shí) 10t9 右下極限發(fā)球計(jì)時(shí) 11t10 左下極限發(fā)球計(jì)時(shí) 12c1 上限位發(fā)球計(jì)數(shù) 13c2 中限位發(fā)球計(jì)數(shù) 14c1 下限位發(fā)球計(jì)數(shù) 15c3 中限位再次發(fā)球計(jì)數(shù) 16c4 左極限發(fā)球計(jì)數(shù) 17c5 中限位第 3 次發(fā)球計(jì)數(shù) 18c6 右極限發(fā)球計(jì)數(shù) 19c7 左上極限發(fā)球計(jì)數(shù) 20c8 右上極限發(fā)球計(jì)數(shù) 21c9 右下極限發(fā)球計(jì)數(shù) 5.25.

41、2 網(wǎng)網(wǎng) 球發(fā)射機(jī)程序順序功能圖設(shè)計(jì)球發(fā)射機(jī)程序順序功能圖設(shè)計(jì) 5.2.15.2.1 網(wǎng)球發(fā)射機(jī)主程網(wǎng)球發(fā)射機(jī)主程序順序功能圖設(shè)計(jì)序順序功能圖設(shè)計(jì) 通過主程序的啟動(dòng)開關(guān)控制整個(gè)程序的啟動(dòng)，由于每次開機(jī)發(fā)射機(jī)都處于中間位 置，此時(shí)，當(dāng)啟動(dòng)發(fā)射機(jī)后，通過面板按鍵選擇需要進(jìn)入的程序，發(fā)射機(jī)執(zhí)行對應(yīng)的 程序使發(fā)設(shè)機(jī)工作。選擇自動(dòng)模式一后，發(fā)射機(jī)進(jìn)入模式一自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；選擇自動(dòng) 模式二后，發(fā)射機(jī)進(jìn)入模式二自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；選擇手動(dòng)模式后，發(fā)射機(jī)等待用戶手動(dòng) 按鍵命令。系統(tǒng)主程序順序功能圖如圖5.1。 x24 x22 call p3 m8002 set y6 m0 m29 x0 x1 set y5 rst y

42、6 rst m29 rst y5 rst y6 rst m29 x22x1 call p2call p1 x7 x10 fend 圖5.1 主程序控制順序功能圖 5.2.25.2.2 網(wǎng)球發(fā)射機(jī)手動(dòng)模式程序網(wǎng)球發(fā)射機(jī)手動(dòng)模式程序順序功能圖設(shè)計(jì)順序功能圖設(shè)計(jì) 用戶通過按鍵選擇手動(dòng)模式后，發(fā)射機(jī)等待用戶按鍵選擇需要移動(dòng)的方向。當(dāng)按 下向上按鍵的時(shí)候，發(fā)射機(jī)向上移動(dòng)直到抵達(dá)上極限，然后停止，等待用戶按下發(fā)射 鍵執(zhí)行發(fā)射命令；當(dāng)按下向下按鍵的時(shí)候，發(fā)射機(jī)向下移動(dòng)直到抵達(dá)下極限，然后停 22c10 左下極限發(fā)球計(jì)數(shù) 止，等待用戶按下發(fā)射鍵執(zhí)行發(fā)射命令；當(dāng)按下向左按鍵的時(shí)候，發(fā)射機(jī)向左移動(dòng)直 到抵達(dá)左極限

43、，然后停止，等待用戶按下發(fā)射鍵執(zhí)行發(fā)射命令；當(dāng)按下向右按鍵的時(shí) 候，發(fā)射機(jī)向右移動(dòng)直到抵達(dá)右極限，然后停止，等待用戶按下發(fā)射鍵執(zhí)行發(fā)射命令。 手動(dòng)模式程序順序功能圖如圖 5.2。 m25 x22 x2 x12 x12 x6 y1 set y0 m26 x22 x3 x13 x13 x6 y2 set y0 m27 x22 x4 x14 x14 x6 y3 set y0 m28 x22 x5 x15 x15 x6 y4 set y0 x24 圖 5.2 手動(dòng)模式程序順序功能圖 5.2.35.2.3 網(wǎng)球發(fā)射機(jī)自動(dòng)模式一程序網(wǎng)球發(fā)射機(jī)自動(dòng)模式一程序順序功能圖設(shè)計(jì)順序功能圖設(shè)計(jì) 用戶按下自動(dòng)模式一按

44、鍵后，系統(tǒng)自動(dòng)開始運(yùn)行。發(fā)射機(jī)從起始位（就是中間位 置）開始向上移動(dòng)，到達(dá)上極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次 球后發(fā)射機(jī)開始往下移動(dòng)；到達(dá)中間位置后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球， 發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)再次開始往下移動(dòng)；到達(dá)下極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng) 開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始再次往上移動(dòng)；到達(dá)中間位置后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止， 發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始往左移動(dòng)；到達(dá)左極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī) 停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始往右移動(dòng)；到達(dá)中間位置后 運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始再次往右移動(dòng)；到 達(dá)右極限后運(yùn)動(dòng)電

45、機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始再次往 左移動(dòng)回到中間位置。自動(dòng)模式一程序順序功能圖如圖 5.3。 x7x12 k50 t0c0 k3 m1 x12t0 set y0 t0 y1 m2y2 x23t1 set m13 rst c0 c0 rst t0 c1 t1c1 set y0 t1 set m14 rst c1 c1 rst t1 c1 t2c2 m3y2 set y0 t2 set m15 rst c2 c2 rst t2 c2 x13t2 t3c3 m4y1 set y0 t3 set m16 rst c3 c3 rst t3 c3 x23t3 m5y3 set y

46、0 t4 set m17 rst c4 c4 rst t4 c4 x14t4 t4c4 m6y4 set y0 t5 set m18 rst c5 c5 rst t5 c5 x23t5 t5c5 m7y4 set y0 t6 set m19 rst c6 c6 rst t6 c6 x15t6 t6c6 m8y3 x23 rst y3 k50 k3 k50 k3 k50 k3 k50 k3 k50 k3 k50 k3 圖 5.3 自動(dòng)模式一程序順序功能圖 5.2.45.2.4 網(wǎng)球發(fā)射機(jī)自動(dòng)模式二程序網(wǎng)球發(fā)射機(jī)自動(dòng)模式二程序順序功能圖設(shè)計(jì)順序功能圖設(shè)計(jì) 用戶按下自動(dòng)模式二按鍵后，系統(tǒng)自動(dòng)開始運(yùn)行

47、。發(fā)射機(jī)從起始位（就是中間位 置）開始向左上方移動(dòng)，到達(dá)左上極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā) 完三次球后發(fā)射機(jī)開始往右移動(dòng)；到達(dá)右上極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始 發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始往下移動(dòng)；到達(dá)右下極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī) 啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)再次開始往左移動(dòng)；到達(dá)左下極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停 止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始往右上方向移動(dòng)直到回到起始 位置。自動(dòng)模式二程序順序功能圖如圖 5.4。 m10 x10x16 k50 k3 t7c7 x16t7 set y0 t07 c7 c7 set m20 rst c7 rst t7 x21

48、y1 t8c8 set y0 t8 c8 c8 set m21 rst c8 rst t8 m11 y4 x21t8 x20 t9c9 set y0 t9 c9 c9 set m22 rst c9 rst t9 m12 y2 x20t9 set y0 t10 c10 c10 set m23 rst c10 rst t10 m9 x17t10 x17 t10c10 k50 k3 k50 k3 k50 k3 x23 y3 y3 set y1 set y4 x23 rst y1 rst y4 圖 5.4 自動(dòng)模式二程序順序功能圖 5.35.3 plc 編程平臺(tái)編程平臺(tái) gxgx developerd

49、eveloper 介紹介紹 gx developer 是三菱 plc 的編程軟件。適用于 q、qnu、qs、qna、ans、ana、fx 等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、sfc、 st 及 fb、label 語言程序設(shè)計(jì)， 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫 plc 程序功能。 gx developer 具有以下特點(diǎn)： (1) 軟件的共通化 gx developer 能夠制作 q 系列，qna 系列，a 系列（包括運(yùn)動(dòng) 控制（scpu） ）,fx 系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成 gppq,gppa 格式的文檔。 此外，選擇 fx 系 列的情況下，還能變換成 fxgp

50、(dos),fxgp(win)格式的文檔。 (2)利用 windows 的優(yōu)越性，使操作性飛躍上升能夠?qū)?excel,word 等作成的說明 數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，粘貼，并有效利用。 (3)程序的標(biāo)準(zhǔn)化：用標(biāo)號(hào)編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識(shí)軟元件 的號(hào)碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。 用標(biāo)號(hào)編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作 為實(shí)際的程序來使用；功能塊（以下，略稱作 fb） fb 是以提高順序程序的開發(fā)效率 為目的而開發(fā)的一種功能。把開發(fā)順序程序時(shí)反復(fù)使用的順序程序回路塊零件化，使 得順序程序的開發(fā)變得容易。此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序時(shí) 的順序輸入錯(cuò)誤；只要在任意的回路模

51、式上加上名字（宏定義名）登錄（宏登錄）到 文檔，然后輸入簡單的命令就能夠讀出登錄過的回路模式，變更軟元件就能夠靈活利 用了。 (4)能夠簡單設(shè)定和其他站點(diǎn)的鏈接 由于連接對象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復(fù)雜 的系統(tǒng)的情況下也能夠簡單的設(shè)定。 (5)能夠用以下各種方法和可編程控制器 cpu 連接： 經(jīng)由串行通訊口; 經(jīng)由 usb; 經(jīng)由 melsecnet/10(h)計(jì)算機(jī)插板; 經(jīng)由 melsecnet()計(jì)算機(jī)插板; 經(jīng)由 cc-link 計(jì) 算機(jī)插板; 經(jīng)由 ethernet 計(jì)算機(jī)插板;經(jīng)由 cpu 計(jì)算機(jī)插板;經(jīng)由 af 計(jì)算機(jī)插板。 (7)豐富的調(diào)試功能：由于運(yùn)用了梯形圖邏輯測試功能，能夠

52、更加簡單的進(jìn)行調(diào)試 作業(yè)，沒有必要再和可編程控制器連接， 沒有必要制作條使用的順序程序；在幫助中 有 cpu 錯(cuò)誤，特殊繼電器/特殊寄存器的說明，所以對于在線中發(fā)生錯(cuò)誤，或者是程序 制作中想知道特殊繼電器/特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利；數(shù)據(jù)制作中 發(fā)生錯(cuò)誤況時(shí)，會(huì)顯示是什么原因或是顯示消息，所以數(shù)據(jù)制作的時(shí)間能夠大幅度縮 短。 5.45.4 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)程序設(shè)計(jì)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)程序設(shè)計(jì) 考慮到程序功能并不復(fù)雜而且程序段相似，采用順序控制指令，通過主程序調(diào)用 子程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能。由于采用的中間繼電器為斷電無法保持類型，無需使用條件轉(zhuǎn) 移指令即可實(shí)現(xiàn)功能。采

53、用先編寫主程序后編寫子程序的思想，使用 call 指令調(diào)用子 程序從而實(shí)現(xiàn)用戶按鍵選擇不同模式的功能。整個(gè)程序結(jié)構(gòu)比較簡單，所以后期調(diào)試 也較為方便。這樣使得程序結(jié)構(gòu)清晰明了。主程序以及部分子程序如下圖 5.5。 圖 5.5 主程序及部分子程序 5.55.5 基于基于 plcplc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)程序調(diào)試的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)程序調(diào)試 三菱 fx 系列 plc 所采用的編程平臺(tái) gx developer 下可安裝 gx simulink 仿真模 塊，在程序編輯完成后，可在 gx 平臺(tái)上啟動(dòng)仿真平臺(tái)。程序?qū)⒈晃氲皆趦?nèi)存虛擬出 現(xiàn)的一個(gè) plc 內(nèi)。編輯界面轉(zhuǎn)入到監(jiān)控界面，并出現(xiàn)梯形圖邏輯測試工具。

54、在窗口選 擇“工具菜單” ，添加 x ，y，t，m 軟元件內(nèi)存監(jiān)視窗口，界面設(shè)置如圖 5.6。 圖5.6 梯形圖邏輯測試窗口 仿真調(diào)試時(shí)，x 、y 、m和t分別對應(yīng)plc的輸入、輸出和中間繼電器。跟據(jù)需要 置數(shù)的x標(biāo)號(hào)，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊對應(yīng)的x，強(qiáng)制x等于1，然后查看y、t、m的變化是否 滿足預(yù)期。通過這種強(qiáng)制置數(shù)方式，從而達(dá)到仿真效果。用這種方法分別調(diào)試主程序， 手動(dòng)程序，自動(dòng)模式一程序，自動(dòng)模式二程序，以此來驗(yàn)證程序的正確性。 初期調(diào)試時(shí)，在仿真過程中，會(huì)遇到執(zhí)行子程序1時(shí)，其它子程序使用的常開繼電 器也被置一，后來發(fā)現(xiàn)是主程序結(jié)束后忘記加上fend指令，導(dǎo)致子程序標(biāo)記無效。由 于很多點(diǎn)的行

55、程開關(guān)繼電器同時(shí)出現(xiàn)在不同子程序，所以觀察程序是否正確要準(zhǔn)確找 到不同的觀察點(diǎn)來判定。 6 6 基于基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.16.1 易控組態(tài)軟件介紹易控組態(tài)軟件介紹 易控（inspec） 是一套通用的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（scada）軟件，亦稱人機(jī)界面 （hmi/mmi）軟件，俗稱組態(tài)軟件。 易控以通訊的方式和控制系統(tǒng)相連，能讀寫控制系統(tǒng)內(nèi)部的信息，并以圖形和動(dòng) 畫等直觀形象的方式呈現(xiàn)這些信息，以方便對控制流程的監(jiān)視。也可以通過易控直接 對控制系統(tǒng)發(fā)出指令、設(shè)置參數(shù)干預(yù)控制流程。易控能對控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處 理，將結(jié)果返回給控制系統(tǒng)，

56、協(xié)助控制系統(tǒng)完成復(fù)雜的控制功能，易控還能對從控制 系統(tǒng)得到的以及自己產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、報(bào)表等等其他功能，從而延伸控制系統(tǒng)的 能力和彌補(bǔ)控制系統(tǒng)的不足。比如易控可以作為中間橋梁，將控制系統(tǒng)和工廠的企業(yè) 管理信息系統(tǒng)聯(lián)接起來，將多個(gè)控制系統(tǒng)聯(lián)接起來，使他們之間能交換數(shù)據(jù)、共享資 源，協(xié)助和管理曾經(jīng)是各自孤立的控制系統(tǒng)。從而在更大范圍內(nèi)優(yōu)化了控制結(jié)構(gòu)，提 高綜合自動(dòng)化效率。 易控可以應(yīng)用于機(jī)械制造、化工、電力、冶金等任何涉及自動(dòng)化控制的領(lǐng)域，它 本身沒有行業(yè)的限制，只要它和控制系統(tǒng)之間能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換即可。易控內(nèi)設(shè)置了常 見的 plc、dcs、pc 板卡、智能儀表等設(shè)備的支持。 易控可以下掛多個(gè)控制

57、系統(tǒng)，同時(shí)和多個(gè)系統(tǒng)連接，并在他們之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，控 制模式圖如圖 6.1。 圖 6.1 易控控制模式圖 易控（inspec） 組態(tài)式監(jiān)控系統(tǒng) plc 等控制系統(tǒng)plc 等控制系統(tǒng)plc 等控制系統(tǒng)其他的控制系統(tǒng) 6.26.2 上位監(jiān)控系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)上位監(jiān)控系統(tǒng)界面設(shè)計(jì) （1）新建一個(gè)工程，工程名為“網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)” 。 （2）工程欄里新建畫面 1 并打開。 （3） “圖形”欄內(nèi)選擇“常用”并選擇 10 個(gè)大小相同的“button”并依次排好。 （4）分別右鍵單擊每一個(gè)“button”選擇“屬性”欄目中“文本”修改名稱為“啟動(dòng)” ， “停止” ， “模式一” ， “模式二” ， “手動(dòng)” ， “上

58、升” ， “下降” ， “向左” ， “向右” ， “發(fā)球” 。 （5） “圖庫”中選擇“指示。儀表”并選擇兩個(gè)二極管在桌面上布好，以作運(yùn)行指示 燈，故障燈之用。 （6） “圖庫”欄“指示。儀表”中選擇 9 個(gè)指示燈并按 4 個(gè)正方形形式布置。 （7) 將上述圖形在桌面上按一定順序布置好并保存，控制界面如圖 6.3。 圖 6.3 控制界面圖 6.36.3 易控變量組設(shè)置易控變量組設(shè)置 打開易控，新建變量組，并在變量表中新建變量組，并依此與輸入輸出 i/o 表對 應(yīng)起始地址，單元長度，寄存器類型，數(shù)據(jù)類型，變量組等。 易控變量組設(shè)置見表 6.3 和 6.4。 表 6.3 變量組設(shè)置 表 6.4

59、變量組設(shè)置 6.6.4 4 易控易控 fxfx 串口串口設(shè)置設(shè)置 打開易控，新建 i/o 通信，并在串口設(shè)置中選擇虛擬設(shè)備，再選擇 plc，然后選擇 型號(hào)為三菱 fx 系列編程口基本屬性設(shè)置等。 易控 fx 串口設(shè)置見圖 6.4 和圖 6.5。 圖 6.4 串口設(shè)置圖 圖 6.5 串口設(shè)置圖 7 7 基于基于 plc 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)綜合調(diào)試的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)綜合調(diào)試 7.17.1 綜合調(diào)試平臺(tái)說明綜合調(diào)試平臺(tái)說明 綜合調(diào)試，就是將 plc 和易控連接起來，運(yùn)行易控，通過控制易控按鍵，實(shí)現(xiàn)動(dòng) 畫的動(dòng)作，從而驗(yàn)證整個(gè)設(shè)計(jì)的成功與否。級(jí)聯(lián)需要通過軟件 mx component 連接 plc 與易控。

60、具體設(shè)置如圖 7.1 以及圖 7.2。 圖7.1 mx component設(shè)置 圖 7.2 mx component設(shè)置 在實(shí)際中微機(jī)作為 plc 的編程硬件平臺(tái)，gx developer version 7 作為編程的軟 件平臺(tái)，轉(zhuǎn)換器為 jh-04 或者 sc-08 將微機(jī)的 rs-232 串口進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得 plc 與微機(jī) 進(jìn)行相關(guān)通信，系統(tǒng)連接圖如圖 7.3。 轉(zhuǎn)換器fx2-48mr 圖 7.3 級(jí)聯(lián)示意圖 軟件測試中微機(jī)就被易控軟件以及虛擬內(nèi)存單元代替了，軟件 mx component 代替 了轉(zhuǎn)換器起到鏈接易控與 gx developer 的作用，綜合仿真的連接示意圖如圖 7.4。