PLC傳送帶自動裝箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、一. 課程設(shè)計(jì)目的31.2 1.1課題背景3生產(chǎn)線自動化的發(fā)展概括44國外生產(chǎn)線自動化發(fā)展概括41.3本文主要研究內(nèi)容41.3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書4二. 主要解決的問題4課程設(shè)計(jì)題目描述和要求5課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容72.1 方案論證72.1.1 采用傳統(tǒng)繼電接觸器電氣控制系統(tǒng)82.1.2 采用PLC可編程序控制器控制系統(tǒng)82.1.3 方案比較與選擇82.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理102.2.1 PLC控制系統(tǒng)組成102.2.2 PLC的工作過程112.3控制系統(tǒng)構(gòu)成圖和工作流程112.3.1 控制系統(tǒng)構(gòu)成圖132.3.2 控制系統(tǒng)工作流程圖142.4控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)152.5控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)162

2、.5.1 控制系統(tǒng)邏輯分析162.5.2 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)172.6系統(tǒng)程序調(diào)試及結(jié)果17四.結(jié)論20五.參考文獻(xiàn)21第1章課程設(shè)計(jì)目的1.1課題背景在我們現(xiàn)在的大背景中，無論是從工廠的生產(chǎn)，到能源的輸送，還是到與人民生活息息相關(guān)的市政工程，甚至人們的工作和休息的樓宇，隨處都可以看到自動化系統(tǒng)的身影。自動化系統(tǒng)不僅早就成為了工業(yè)和社會生活的一個組成部分，而且是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。在自動化生產(chǎn)日漸普及的今天，包裝機(jī)械的自動化程度直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)，包裝，如果這些繁雜的工作讓人工去完成的話不但麻煩，而且效率低，勞動強(qiáng)度大，不適合現(xiàn)代化的生

3、產(chǎn)需要。為了適應(yīng)現(xiàn)代化的大規(guī)模生產(chǎn)某種產(chǎn)品，進(jìn)一步加快工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，提高國民經(jīng)濟(jì)，改善人民的生活水平，就必須設(shè)計(jì)一套完整的自動化生產(chǎn)線，以便用這自動化的生產(chǎn)線來代替人工完成這些繁雜的工作。而且需要對其進(jìn)行計(jì)數(shù)，包裝，自動化技術(shù)的提高能大幅度的提高經(jīng)濟(jì)效益，這在包裝業(yè)中表現(xiàn)的特別明顯。近年來，包裝生產(chǎn)線的自動化、電子監(jiān)測和控制系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展，使的包裝企業(yè)以高速度、較少的停機(jī)時間和包裝故障，以及產(chǎn)品損耗減少、工傷和老毛病降低等優(yōu)點(diǎn)而獲得出色的成績。2002年11月3至7日在芝加哥舉行的國際PACKEXPQt,我們可以看到多家自動化公司展示的最新的包裝設(shè)備和新技術(shù)。這些經(jīng)濟(jì)實(shí)用的自動化技術(shù)將會成為

4、未來的發(fā)展力量?？梢娮詣友b箱技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。近年來，生產(chǎn)線上的自動化控制應(yīng)用已越來越多，越來越廣泛。隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的不斷加快，對控制系統(tǒng)提出了愈來愈嚴(yán)格的要求。隨著大規(guī)模集成電路廣泛應(yīng)用，控制系統(tǒng)本身也得到長足發(fā)展，已由原來的分立元件、繼電器控制，發(fā)展成為大規(guī)模集成電路的微機(jī)控制。控制方式也由原來的分散控制發(fā)展為集中控制。正是在這種發(fā)展的需求下，可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生。由丁可編程控制器（PLQ具有體積小、抗干擾能力強(qiáng)、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)，因而在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到非常廣泛的應(yīng)用。在自動生產(chǎn)線檢測控制系統(tǒng)中，可編程控制器主要用作下位機(jī)，檢測各狀態(tài)點(diǎn)的狀態(tài)，直接控制系統(tǒng)的啟、停和其他控制單

5、元的投切，并將各點(diǎn)的狀態(tài)送給上位機(jī)一一計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)綜合可編程控制器和其他設(shè)備的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)的處理和顯示。自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController,PL。取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時，PLC的功能也不斷完善。今天的PLC不再局限丁邏輯控制，在運(yùn)動控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。1.2國外生產(chǎn)線白動化發(fā)展概況從上世紀(jì)30年代開始，機(jī)械加工企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，采用機(jī)械化流水作業(yè)的生產(chǎn)方式，大型自動生產(chǎn)線承擔(dān)的加工對象也隨之改變。生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)使用的繼電器數(shù)量很多，在頻繁動

6、作情況下壽命較短，使生產(chǎn)線的可靠性降低。為了解決這一問題，1969年美國數(shù)字設(shè)備公司率先研制出第一臺可編程控制器（簡稱PLQ，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用成功。70年代出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)，即直接數(shù)控（DNC系統(tǒng)，由一臺較大型計(jì)算機(jī)控制與管理多臺數(shù)控機(jī)床和數(shù)控加工中心能完成多品種，多工序的產(chǎn)品加工。近年來乂出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIM0,綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD，計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM,智能機(jī)器人等多項(xiàng)高技術(shù)。近十幾年來，國外PLC技術(shù)取得了飛躍，其容量成倍擴(kuò)大、體積不斷縮小、功能不斷增強(qiáng)，不但具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有PID等特殊控制功能，可直接進(jìn)行A/

7、D、D/A轉(zhuǎn)換，還開發(fā)管控一體化。1.3主要解決的問題在傳統(tǒng)的工業(yè)控制中，一般都是由繼電器來進(jìn)行控制的，當(dāng)今的PLC吸收了微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的成果。在很多領(lǐng)域，PLC已經(jīng)取代了繼電器進(jìn)行控制。在傳統(tǒng)的控制中，傳送帶的控制通常是通過繼電器來完成，維護(hù)復(fù)雜。本設(shè)計(jì)介紹了通過PLC來對傳送帶進(jìn)行自動控制。該系統(tǒng)有兩個傳送帶，即包裝箱傳送帶和產(chǎn)品傳送帶。包裝箱傳送帶用來傳送產(chǎn)品包裝箱，其功能是把已經(jīng)裝滿的包裝箱運(yùn)走，并用一只空箱來代替。為使空箱恰好對準(zhǔn)產(chǎn)品傳送帶的末端，以便使產(chǎn)品剛好落入包裝箱中，在包裝箱傳送帶的中間裝一光電傳感器，用以檢測包裝箱是否到位。產(chǎn)品傳送帶將產(chǎn)品從生產(chǎn)車間傳送到包裝箱，當(dāng)

8、某一產(chǎn)品被送到傳送帶的末端，會自動落入包裝箱內(nèi)，并由另一傳感器轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)脈沖。依據(jù)提出的要求，我們需要解決的關(guān)鍵是對傳送帶B拖動空箱到指定位置的控制；以及傳送帶B制動后傳送帶A的啟動和傳送帶A制動后傳送帶B的啟動，怎么使其形成一個循環(huán)的過程，對傳送帶的控制還應(yīng)該設(shè)置報(bào)警功能；同時傳送帶A和傳送帶B應(yīng)有獨(dú)立點(diǎn)動控制，以便于調(diào)試和維修；最后還要對傳送帶A運(yùn)送的產(chǎn)品進(jìn)行指定數(shù)量的檢測。對于傳送帶的控制可采用步控指令實(shí)現(xiàn)步進(jìn)控制；而對于傳送帶的獨(dú)立點(diǎn)動控制可設(shè)置一個手動控制按鈕，當(dāng)其按下時，系統(tǒng)可進(jìn)行獨(dú)立點(diǎn)動控制。對于PLC這些都可通過軟件完成要求；其中需要用傳感器來進(jìn)行位置檢測和產(chǎn)品計(jì)數(shù)。第2章控制

9、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1.1采用傳統(tǒng)繼電一接觸器電氣控制系統(tǒng)由于繼電一接觸器電氣控制線路簡單，價格低廉，多年來在各種生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制領(lǐng)域中，應(yīng)用十分廣泛，而且技術(shù)上也十分成熟，因此受到大力推廣。但是在一些較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，特別是涉及到時序控制的自動控制系統(tǒng)，必須使用大量的中間繼電器、時間繼電器、接觸器等，而且控制線路復(fù)雜、器件多、接點(diǎn)多，因而在這類控制系統(tǒng)中可靠性低、可維護(hù)性差。2.1.2采用PLC可編程序控制器控制系統(tǒng)PLC可編程序控制器其實(shí)就是工業(yè)控制計(jì)算機(jī),用以取代傳統(tǒng)的中間繼電器、時間繼電器、計(jì)數(shù)器等，并具有一切計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能。目前PLC已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，其應(yīng)用面幾乎覆蓋了

10、整個工業(yè)企業(yè)，廣泛應(yīng)用于化工、石油等企業(yè)的現(xiàn)代過程控制中。2.1.3方案比較與選擇采用傳統(tǒng)據(jù)電一接觸器電氣控制系統(tǒng)，雖然價格低廉，但大量的中間繼電器、時間繼電器，使得線路復(fù)雜、器件多、接點(diǎn)多、可靠性低，而且一旦出現(xiàn)故障，檢修困難。用于自動控制系統(tǒng)中，其反應(yīng)時間、跟蹤能力差，有可能使得系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。而采用PLC可編程序控制器，其優(yōu)點(diǎn)如下：具有高可靠性。PLC除采用優(yōu)質(zhì)器件等外，在硬件方面采用了較先進(jìn)的電源，用以防止由電源回路申入十?dāng)_。其內(nèi)部采用了電磁屏蔽，以防輻射十?dāng)_。而外部輸入/輸出電路則一律采用光電隔離，加上常規(guī)濾波和數(shù)字濾波；軟件方面設(shè)置了警戒時鐘WDT自診斷等措施。因而使得PLC的平

11、均無故障時間達(dá)到30萬小時，被稱為“永遠(yuǎn)不壞的控制器”，因而可靠性優(yōu)于傳統(tǒng)繼電一接觸器電氣控制系統(tǒng)。(1) 靈活性高、擴(kuò)展性好、通用性強(qiáng)。它采用程序使得硬件軟件化，對于不同的控制系變，只需改變程序即可，因而通用性強(qiáng)。而且現(xiàn)場接口容易，設(shè)計(jì)周期短。(2) 功能強(qiáng)。PLC具有自診斷、監(jiān)控和各種報(bào)警功能既可完成過程控制，乂可進(jìn)行閉環(huán)回路的調(diào)節(jié)控制，而且在將來的工控領(lǐng)域，可以說是無所不能。由于生產(chǎn)線上的惡劣環(huán)境和電磁十?dāng)_，一般的電子儀器都會受到十?dāng)_。而PLC是從取代工廠內(nèi)繼電器線路、進(jìn)行順序控制發(fā)展開來的工業(yè)控制產(chǎn)品。PLC由于具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗十?dāng)_能力強(qiáng)，以及編程簡單，維護(hù)方便，通訊靈活等優(yōu)

12、點(diǎn)。在電器控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。PLC不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成定時、計(jì)算、計(jì)數(shù)和各種閉環(huán)控制功能。整個控制系統(tǒng)利用PLC控制傳送帶實(shí)現(xiàn)了空箱傳送、產(chǎn)品運(yùn)輸、產(chǎn)品計(jì)數(shù)等功能。并且有手動控制和自動控制兩種控制方式。在生產(chǎn)線自動裝箱控制的傳送帶控制系統(tǒng)應(yīng)用，可使生產(chǎn)線的控制更加靈活、可靠。進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，突現(xiàn)節(jié)約用工，改善工人工作環(huán)境，減輕工人勞動強(qiáng)度，節(jié)約材料消耗和用工。因此，本文選擇PLC控制系統(tǒng)。2.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理PLC采用的是典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括CPU,RAM,ROM輸入、輸出接口電路等。其內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。如果把PLC看作一個系統(tǒng)，

13、該系統(tǒng)由輸入變量tPLA輸出變量組成，外部的各種開關(guān)信號、模擬信號、傳感器檢測信號等均作為PLC的輸入變量，它們經(jīng)PLC外部輸入端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng)PLC內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算、處理后送到輸出端子，作為PLC的輸出變量，對外圍設(shè)備進(jìn)行控制。PLC的一般內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。按鈕繼電器觸點(diǎn)行程開關(guān)CPU程序存儲器電源圖2-1PLC的邏輯硬輸出接口電磁線圈®指示燈2.2.1PLC控雨系統(tǒng)組成:fI輸入部分：如開長-限位丑關(guān)等；接與PLC輸大端子相連接，用以產(chǎn)生輸入控制信號，這些信號一般來自操作金園6福岫t食控制部分：反復(fù)執(zhí)行根據(jù)被控對象的實(shí)際控制要求所編制的處理程序，

14、并產(chǎn)生各種輸出控制信號。 輸出部分：如接觸器、電磁閥等，它們與PLC輸出端子相連接，用以控制被控對象的動作。 2.2.2PLC的工作過程輸入處理:PLC以重復(fù)掃描方式執(zhí)行用戶處理程序，在執(zhí)行程序前首先按地址編碼順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài)（輸入信號）讀入輸入映象寄存器中，然后開始執(zhí)行用戶處理程序在執(zhí)行過程中，即使輸入信號發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不變，直到下一個掃描周期的輸入處理階段才重新讀取輸入狀態(tài)。 程序控制：在程序執(zhí)行階段，PLC順序掃描用戶程序，每執(zhí)行一條程序所需要的信息都從輸入映象寄存器和其他內(nèi)部寄存器中讀出并參與計(jì)算，然后將執(zhí)行結(jié)果寫入有關(guān)輸出映象寄存器中。 輸出處理：當(dāng)全部

15、指令執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器中的狀態(tài)全部傳送到輸出鎖存寄存器中，構(gòu)成PLC的實(shí)際輸出并由輸出端子送出。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器（PLQ以微處理器為核心，適用丁開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量的控制，已進(jìn)入過程控制和位置控制等領(lǐng)域，成為一種多功能、高可靠性、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。2.3控制系統(tǒng)構(gòu)成圖和工作流程2.3.1控制系統(tǒng)構(gòu)成圖生產(chǎn)線自動裝箱的PLC控制系統(tǒng)圖如圖2-2所示。圖2-2生產(chǎn)線自動裝箱的PLC控制系統(tǒng)圖2.3.2控制系統(tǒng)工作流程圖1當(dāng)按下控制裝置的自動控制按鈕后，傳送帶B先啟動運(yùn)行，拖動空箱前移至指定位置，達(dá)到指定位置后,由SQ彼出信號，使傳送帶B制動停止。2傳

16、送帶B停車后，傳送帶A啟動運(yùn)行，產(chǎn)品逐一落入箱內(nèi)，由傳感器檢測產(chǎn)品數(shù)量達(dá)12個時，傳送帶A制動停止，傳送帶B啟動運(yùn)行。3上述過程循環(huán)地進(jìn)行，直到按下停止按鈕，傳送帶A和傳送帶B同時停止，其工作流程圖如圖2-3所示。4當(dāng)按下手動選擇按鈕后，系統(tǒng)停止上述的自動控制運(yùn)行，而可以手動進(jìn)行控制傳送帶A和傳送帶B的運(yùn)行，以便丁調(diào)試和維修。圖2-3生產(chǎn)線自動裝箱工作流程圖2.4控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)根據(jù)自動裝箱系統(tǒng)的控制要求，系統(tǒng)應(yīng)有手動控制和自動控制功能。為了避免意外事故或故障的發(fā)生，系統(tǒng)設(shè)有報(bào)警器。系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)過程如下：(1) I/O點(diǎn)數(shù)的估算系統(tǒng)輸入信號：自動控制按鈕，需要1個輸入端；手動控制按鈕，需要1

17、個輸入端；停止按鈕，需要1個輸入端；手動控制時，傳送帶A和傳送帶B獨(dú)立點(diǎn)動控制按鈕需要2個輸入端；產(chǎn)品數(shù)量檢測信號SQ1和空箱位置檢測信號SQ2需要2個輸入端；故障報(bào)警消音按鈕，需要1個輸入端。以上共需8個輸入信號點(diǎn)。系統(tǒng)輸出信號：傳送帶A和傳送帶B,需用2個控制輸出端；系統(tǒng)上電指示和手動指示、裝箱指示需要3個輸出端；一個報(bào)警器，需要1個輸出端。以上共需6個輸出信號點(diǎn)。(2) 用戶應(yīng)用程序占用內(nèi)存大小的估算用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，因此在程序設(shè)計(jì)之前只能粗略地估算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，此應(yīng)用程序占用內(nèi)存的大小可作如下估算：開關(guān)量輸入：8*10=80字

18、節(jié)；開關(guān)量輸出：6*8=48字節(jié)；定時器/計(jì)數(shù)器：(2*3+1*3)=9字節(jié)。共計(jì)137字節(jié)，在加上程序存儲空間和備用存儲空間，初步估計(jì)共需1K字節(jié)。(3) PC型號的選擇，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是對開關(guān)量進(jìn)行控制的應(yīng)用系統(tǒng)，而且對控制速度要求不高，所以可選用西門子系列的S7-300型可編程控制器PLC乍為控制核心，該單元為20點(diǎn)I/O,12點(diǎn)輸入,8點(diǎn)輸出，所以滿足系統(tǒng)輸入、輸出點(diǎn)需要。西門子S7-300型系列PLC的特點(diǎn)：-高速計(jì)數(shù)器能方便的測量高速運(yùn)動的加工件。擴(kuò)展能力增強(qiáng)，最大到12ch的模擬量。-帶高速掃描和高速中斷的高速處理?？煞奖愕呐c西門子的可編程序終端(PT)相連接，為機(jī)器操作提供一個可視

19、化界面。-A/D、D/A精度大幅度提高，分辨率為1/6000。-可進(jìn)行分散控制和模擬量控制。通訊功能增強(qiáng)，提供內(nèi)置RS232醐口及RS48由勺適配器。S7-300雖然體積小，但是提供了許多功能。具有強(qiáng)大的模擬量擴(kuò)展功能，能夠帶3塊模擬量輸入輸出模塊；能夠連接觸摸屏；提供新的適配器，把外設(shè)口轉(zhuǎn)成RS485口。為小型的緊湊型設(shè)備提供人機(jī)界面(HMI)和高精度的測量方法。采用S7-300將在很小的空間內(nèi)獲得許多先進(jìn)的功能。小機(jī)殼內(nèi)會聚了先進(jìn)的功能和優(yōu)異的表現(xiàn)。為輕工行業(yè)、醫(yī)療制冷行業(yè)，傳送設(shè)備和緊湊型的制造商提供更優(yōu)越的性能和更高的附加值。西門子小型系列PLC具有優(yōu)異的性能價格比，所組成的控制系統(tǒng)具

20、有如下技術(shù)特點(diǎn)：穩(wěn)定的性能西門子系列PLC外型小巧結(jié)構(gòu)緊湊，西門子公司長期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)保證了其可靠穩(wěn)定的性能，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下仍然能正常運(yùn)行。更經(jīng)過高低溫的考驗(yàn)，使得該P(yáng)LC可以適用在特殊的場合。通訊功能增強(qiáng)提供內(nèi)置的RS232潴口和RS422端口。西門子完全開放的通訊協(xié)議可以方便的實(shí)現(xiàn)上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，用戶可以隨心所欲自己定制開發(fā)通訊監(jiān)控系統(tǒng)。-高速的程序執(zhí)行速度更快的程序指令執(zhí)行速度，使得控制過程精確無誤。很強(qiáng)的擴(kuò)充能力模擬量可以增加到12路；系統(tǒng)支持DeviceNet協(xié)議，具有強(qiáng)大的擴(kuò)充能力，通過遠(yuǎn)程端子，可以擴(kuò)充到256點(diǎn)，方便組成集散控制系統(tǒng)。(4) 系

21、統(tǒng)I/O點(diǎn)的分配系統(tǒng)I/O點(diǎn)的分配如表2-1所示。表2-1S7-300I/O分配表輸入輸出內(nèi)部繼電器定時器/計(jì)數(shù)器00000自動控制按鈕01000系統(tǒng)才曰小燈01006TIM00000001B手動控制輸入01001傳送帶B輸出01007TIMOO100002A手動控制輸入01002傳送帶A輸出CNT00200003SQ2輸入01003裝箱指示00004SQ1輸入01004手動指示燈00005停止安鈕01005報(bào)警器00006手動控制按鈕00007消音按鈕系統(tǒng)輸入/輸出接線圖如圖2-4所示PLC自動控制按鈕B手動控制輸入A手動控制輸入SQ2輸入SQ1輸入停止安鈕手動控制按鈕/消音按鈕/00000

22、000010000200003000040000500006000070100001001010020100301004010050100601007系統(tǒng)才曰小燈傳送帶B輸出傳送帶A輸出裝箱指示燈手動指示燈報(bào)警器輔助繼電器輔助繼電器CO220VACCOM(5) 傳感器的選擇近年來，隨著生產(chǎn)自動化程度的提高，光電傳感器的功能不斷完善,現(xiàn)已成為與PLC相配套的系列產(chǎn)品，廣泛用丁自動包裝、打膠、罐裝、以及自動裝配流水線。針對本文設(shè)計(jì)要求，我們可采用光電開關(guān)來對產(chǎn)品計(jì)數(shù)和空箱到位檢測。這類光電傳感器利用光電元件受光照或無光照時“有”“無”電信號輸出的特性將被測量轉(zhuǎn)換成斷續(xù)變化的開關(guān)信號。為此，要求光電

23、元件靈敏度高，而對光照特性的線性要求不高。這類傳感器主要應(yīng)用丁零件或產(chǎn)品的自動記數(shù)、光控開關(guān)、電子計(jì)算機(jī)的光電輸入設(shè)備、光電編碼器以及光電報(bào)警裝置等方面。光電開關(guān)可分為兩類：透射型和反射型兩種。透射型光電開關(guān)是由分離的發(fā)射器和接收器組成并相對放置。發(fā)射器發(fā)射的紅外線直接照射到接收器上，當(dāng)有物品通過時，將紅外線光源切斷遮擋住了，接收器收不到紅外光，丁是就發(fā)出一個信號。可用丁產(chǎn)品計(jì)數(shù)。反射型光電開關(guān)的接收部分和發(fā)射部分合做在一起，利用物體對發(fā)射部分發(fā)射出的紅外線反射回去，由接收部分接收，從而判斷是否有物體存在。當(dāng)有物體通過，接收器接收不到紅外光，丁是就發(fā)出一個信號?？捎枚】障涫欠竦轿粰z測。當(dāng)采用接

24、近開關(guān)、光電開關(guān)等兩線式傳感器時，由丁傳感器的漏電流較大，可能出現(xiàn)錯誤的輸入信號而導(dǎo)致PLC的誤動作，此時可在PLC輸入端并聯(lián)旁路電阻R,如圖2-5所示當(dāng)漏電流不足lmA時可以不考慮其影響。圖2-5PLC與光電開關(guān)的連接旁路電阻R的計(jì)算公式如下：式中：I為傳感器的漏電流（mA,UOF段PLC輸入電壓低電平的上限值（W）,RC為PLC的輸入阻抗（KQ）,RC的值根據(jù)輸入點(diǎn)不同有差異。2.5控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2.5.1控制系統(tǒng)邏輯分析自動裝箱系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)考慮到其動作的連續(xù)性以及各個被控制設(shè)備動作之間的相互關(guān)聯(lián)性，最佳的實(shí)現(xiàn)方案就是采用順序控制。這樣就考慮針對不同的工作狀態(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的動作控制輸出，

25、從而實(shí)現(xiàn)自動裝箱系統(tǒng)從傳送帶B開始工作到產(chǎn)品落入空箱之中并完成精確的計(jì)數(shù)這樣一個周期控制工作的程序?qū)崿F(xiàn)。設(shè)計(jì)使用一系列的中間狀態(tài)信號來傳遞狀態(tài)轉(zhuǎn)換信息，完成順序的交互。因?yàn)橐髠魉蛶和傳送帶B具有點(diǎn)動控制功能，故分別設(shè)置自動控制和手動控制兩個啟動按鈕。當(dāng)按下自動啟動按鈕時，系統(tǒng)進(jìn)行自動控制。在自動裝箱過程中，當(dāng)傳送帶B拖動空箱到達(dá)指定位置時，由SQ彼出信號，使傳送帶B停止；而傳送帶A啟動運(yùn)行，產(chǎn)品逐一落入箱內(nèi)，由傳感器SQ1檢測產(chǎn)品數(shù)量，當(dāng)累計(jì)產(chǎn)品數(shù)量達(dá)12個時，傳送帶A制動停止，同時傳送帶B啟動運(yùn)行；完成整個循環(huán)工作。當(dāng)按下手動控制按鈕時，若按下傳送帶B獨(dú)立點(diǎn)動輸入按鈕，傳送帶B就工作；若

26、按下傳送帶A獨(dú)立點(diǎn)動輸入按鈕，傳送帶A就開始工作。兩者完全獨(dú)立。2.5.2控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)（1）程序流程圖如下：初始初始(2)程序梯形圖如下:圖2-7系統(tǒng)手動控制流程圖0B1:PtoaE&JdSweep(Cycle)M10.0SHL_WEN-EHOTNOOT111Mi-110.111J.KUO-:Title;跳轉(zhuǎn)B工作輸出A工作輸出跳轉(zhuǎn)結(jié)束B工作輸出network2:Title:»1.1QQ.QI11OIHl.4Hetmik3:Title:輔助繼電器Ml.2TOII部IH1.4皿，皿A工作輸出HetncrX4:Title:Hetgtk5;Title：裝箱指示報(bào)警器tletwr

27、k6:Title:KLOS,0ni-IM0INSHet-work7:Title:MOVEEMEMO1-IKOUT一麗Q控制系統(tǒng)程序梯形圖/pId復(fù)位;圖2-8(3)程序助記符如下：A-故障復(fù)位"=L0.0BLD103AM11.6=L0.1BLD103AM11.0=L0.2BLD103AM11.1BLD103AM11.2=L0.4BLD103AM11.3=L0.7BLD103A"自動啟動”JNB_001CALL"CONT_C",DB41/COM_RST:=L0.0MAN_ON:=L0.1PVPER_ON:=L0.2P_SEL:=L0.3I_SEL:=L0.

28、4INT_HOLD:=I_ITL_ON:=D_SEL:=L0.7CYCLE:=T#20MS/SP_INT:=MD20PV_IN:=MD24PV_PER:=MAN:=比例參數(shù)設(shè)置值;GAIN:=MD28/TI:=MD32/TD:=MD36TM_LAG:=DEADB_W:=0.000000e+000LMN_HLM:=2.764800e+004LMNLLM:=0.000000e+000PV_FAC:=PV_OFF:=LMN_FAC:=1.000000e+000/控制器輸出量的系數(shù)；LMN_OFF:=0.000000e+000I_ITLVAL:=DISV:=0.000000e+000LMN:=MD44

29、LMN_PER:=QLMN_HLM:=M11.5QLMN_LLM:=M11.4LMN_P:=LMN_I:=LMN_D:=PV:=ER:=_001:NOP02.6系統(tǒng)程序調(diào)試及結(jié)果在計(jì)算機(jī)上，運(yùn)行CX-Programmer編程軟件，打開自動裝箱控制程序。斷電情況下連接好PC/PPI電纜，按照I/O分配表，用實(shí)驗(yàn)連線導(dǎo)線將PLC主機(jī)模塊輸入、輸出接口與實(shí)驗(yàn)板接口一一對應(yīng)連接，并將PLC主機(jī)模塊的電源端與實(shí)驗(yàn)?zāi)K的電源端相連接。下載程序文件到PLC,監(jiān)控后運(yùn)行，使PLC進(jìn)入運(yùn)行方式。1、按下自動控制按鈕00000后，系統(tǒng)指示燈01000亮；同時傳送帶B啟動運(yùn)行（01001指小燈是）02、當(dāng)SQ2空箱

30、到位檢測信號到（00003按鈕輸入），傳送帶B停止運(yùn)行（01001指示燈滅）。同時傳送帶A啟動運(yùn)行（01002指示燈亮）。3、當(dāng)SQ1送入12個計(jì)數(shù)脈沖時（00004按鈕12次輸入）及累計(jì)產(chǎn)品數(shù)量達(dá)12個時，傳送帶A停止（01002指示燈滅），同時傳送帶B啟動運(yùn)行（01001指小燈是）04、當(dāng)SQ2SU位信號到（00003按鈕輸入），系統(tǒng)循環(huán)工作。5、當(dāng)按下手動控制按鈕00006時，系統(tǒng)立刻進(jìn)入手動控制狀態(tài)。手動指示燈01004亮，系統(tǒng)指示燈仍亮。當(dāng)按下傳送帶B或傳送帶A的手動控制按鈕00001和00002時，傳送帶B或傳送帶A啟動運(yùn)行。兩者完全可獨(dú)立控制。6、無論系統(tǒng)何種運(yùn)行狀態(tài)，自動控制狀

31、態(tài)和手動控制狀態(tài)可互相轉(zhuǎn)換。手動指示燈01004可顯示系統(tǒng)狀態(tài)。7、當(dāng)按下停止按鈕00005時，系統(tǒng)停止運(yùn)行，系統(tǒng)指示燈01000滅。該結(jié)果完全滿足設(shè)計(jì)的要求，借助實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備完全模擬了生產(chǎn)線自動裝箱控制過程。四.小結(jié)對于本次設(shè)計(jì)，成功采用PLC控制多個傳送帶的工作，完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)的基本要求，經(jīng)過多次的調(diào)試，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠、冗余性強(qiáng)，可以彳艮好地適用于連續(xù)工作。本次設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線自動裝箱PLC控制系統(tǒng)，其硬件結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，響應(yīng)速度快，性能、價格比很高，和單片機(jī)系統(tǒng)相比具有極高的可靠性，具有良好的市場應(yīng)用價值。本系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)以繼電器控制硬件電路的方法，采用人機(jī)界面取代繼電器，通過軟件的方式控制硬件電路。由于PLC具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗十?dāng)_能力強(qiáng)，以及編程簡單，維護(hù)方便，通訊靈活等優(yōu)點(diǎn)。但是該設(shè)計(jì)尚有不足，還有很多的擴(kuò)展功能沒有實(shí)現(xiàn)，例如對產(chǎn)品計(jì)數(shù)錯誤的檢測功能等等。通過這次設(shè)計(jì)，使我對自動控制設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識，也使自己的動手能力和方案設(shè)計(jì)的思路有了更進(jìn)一步的提高，同時也更加熟悉