基于PLC的標(biāo)簽打印系統(tǒng)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)摘要可編程控制器PLC是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置,其性能優(yōu)越，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，并以成為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一,而由于可編程控制器具有很好的處理開關(guān)控制及良好的穩(wěn)定性，所以越來越多的自動(dòng)化都采用PLC作為其主控制器。本文就是基于PLC標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC）、驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置組成。主要工作原理是PLC控制電氣控制回路來完成標(biāo)簽打印工作的進(jìn)行。通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，最后又按照要求對(duì)系統(tǒng)的梯形圖進(jìn)行了模擬調(diào)試，得出了符合設(shè)計(jì)要求的結(jié)論。關(guān)鍵詞：PLC、標(biāo)簽打印、梯形圖AbstractProgrammablecontrollerPLCisanewautomaticcontroldevicewhichintegratescomputertechnology,automaticcontroltechnologyandcommunicationtechnology.Ithasbeenwidelyusedinvariousfieldsofindustrialcontrol.Itisoneofthethreepillarsofindustrialautomation.Becauseofitsgoodcontrolandgoodstability,moreandmoreautomationusesPLCasitsmaincontroller.ThispaperisbasedonthePLClabelprintingcontrolsystemdesign.Thelabelprintingcontrolsystemiscomposedofprogrammablelogiccontroller(PLC),sensor,drivedeviceanddrivedevice.ThemainworkingprincipleisthePLCcontrolcircuittocompletetheworkoflabelprinting.Throughthedesignoftheentiresystemofhardwareandsoftware,andlast,inaccordancewiththerequirementsforsimulationdebuggingsystemladderdiagram,complywiththedesignrequirementsoftheconclusionswerereached.Keywords:PLC,Labelprinting,ladderdiagram目錄引言標(biāo)簽打印系統(tǒng)是用于工業(yè)、商業(yè)、超市、零售業(yè)、物流、倉儲(chǔ)、圖書館等需要的條形碼、二維碼等標(biāo)簽制作，具有采用準(zhǔn)確控制、高速運(yùn)行、一體制作等要求的系統(tǒng)。在標(biāo)簽打印系統(tǒng)控制領(lǐng)域，各種新技術(shù)也是層出不窮，不僅在實(shí)用美觀方面大大改善，而且越來越人性化，智能化。現(xiàn)如今大部分的標(biāo)簽打印機(jī)都是一種應(yīng)用微型控制器和先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)而結(jié)合設(shè)計(jì)成的智能機(jī)器。自動(dòng)門可以滿足各種各樣的場所，具有安全、可靠、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。所以它被廣泛運(yùn)用于工業(yè)、商業(yè)、超市、零售業(yè)、物流、倉儲(chǔ)、圖書館等場所。1968年為了東京奧運(yùn)會(huì)，愛普生研發(fā)出打印型計(jì)時(shí)秒表，也因此奠定了良好的研發(fā)基礎(chǔ)，接著開發(fā)出廣受世界囑目的EP-101，向打印機(jī)領(lǐng)域邁進(jìn)了一大步，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，標(biāo)簽打印機(jī)的功能也越來越人性化，應(yīng)用也越來越廣泛。標(biāo)簽打印機(jī)在許多商業(yè)、超市、零售業(yè)、物流、倉儲(chǔ)、圖書館等現(xiàn)代大型建筑物所必備的高科技產(chǎn)品。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)是利用西門子PLC為核心來控制,其電路結(jié)構(gòu)簡單易懂，操作方便。可編程控制器是專門為自動(dòng)控制而設(shè)計(jì)的控制裝置，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用特別廣泛，其優(yōu)點(diǎn)有抗干擾能力強(qiáng)、可靠性好、體積小、設(shè)計(jì)使用和維護(hù)方便等。PLC控制的標(biāo)簽打印系統(tǒng)具有故障頻率低、可靠性好、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。文章內(nèi)容主要包括了以下幾個(gè)方面：(1)簡要概述標(biāo)簽打印系統(tǒng)(2)PLC概述；(3)標(biāo)簽打印系統(tǒng)的控制方案設(shè)計(jì)；(4)標(biāo)簽打印系統(tǒng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)；(5)標(biāo)簽打印系統(tǒng)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)；(6標(biāo)簽打印系統(tǒng)控制系統(tǒng)的調(diào)試。PLC概述PLC，即可編程控制器ProgrammableLogicController的簡稱?？删幊炭刂破魇且晕⑻幚砥鳛楹诵模诤嫌?jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，PLC技術(shù)不斷提高，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了極其廣泛的應(yīng)用。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。本設(shè)計(jì)使用西門子S7-200SMARTPLC。1.1PLC的特點(diǎn)和分類1.1.1PLC的特點(diǎn)一、系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進(jìn)行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動(dòng)化。二、使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。三、能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。1.1.2PLC的分類PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對(duì)PLC的分類可以根據(jù)結(jié)構(gòu)、功能的差異等進(jìn)行大致分類。（1）按I/O點(diǎn)數(shù)分類：a、微型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的PLC為超小型或微型PLCb、小型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以下，用戶程序存儲(chǔ)量小于8KB的為小型PLC。c、中型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)在512-2048點(diǎn)之間的為中型PLC。d、大型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)以上的為大型PLC。（2）按結(jié)構(gòu)分類：a、整體式PLC：將CPU、I/O單元、電源、通信等部件集成到一個(gè)機(jī)殼內(nèi)的稱為整體式PLC。b、模塊式PLC：模塊式PLC是將PLC的每個(gè)工作單元都制成獨(dú)立的模塊如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊以及各種功能模塊。c、疊裝式PLC：將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成所謂的疊裝式PLC。一般低檔機(jī)多為小型PLC，采用整體式機(jī)構(gòu)；中檔機(jī)可謂大、中、小型PLC，其中小型PLC多采用整體式結(jié)構(gòu)，中型和大型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)。1.2PLC組成可編程控制器的構(gòu)成框圖和計(jì)算機(jī)是一樣的，都由中央處理器（CPU）、存貯器和輸入/輸出接口等構(gòu)成。因此，從硬件結(jié)構(gòu)來說，可編程控制器實(shí)際上就是計(jì)算機(jī)，：（1）電源模塊不同型號(hào)的PLC有不同的供電方式，所以PLC的電源輸入電壓既有12V和24V直流，又有110V和220V交流。（2）中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。（3）存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。（4）輸入輸出組件（I/O模塊）I/0模塊是CPU與現(xiàn)場I/0裝置或其它外部設(shè)備之間的連接部件。PLC提供了各種操作電平與驅(qū)動(dòng)能力的I/0模塊和各種用途的I/0組件供用戶選用。（5）編程器編程器是用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試檢查和監(jiān)視等。還可以通過其鍵盤去調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。編程器分為簡易型和智能型兩類。（6）外部設(shè)備一般PLC都配有盒式錄音機(jī)、打印機(jī)、EPR0M寫入器、高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)等外部設(shè)備。1.3PLC的工作方式當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。1.4PLC的梯形圖編程語言PLC的控制作用是靠執(zhí)行用戶程序?qū)崿F(xiàn)的，因此須將控制要求用程序的形式表達(dá)出來。程序編制就是通過特定的語言將一個(gè)控制要求描述出來的過程。PLC的編程語言以梯形圖最為常見。本設(shè)計(jì)中的程序編制就使用到梯形圖。梯形圖是一種從繼電接觸器控制電路圖演變而來的圖形語言。它是借助類似于繼電器的常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、線圈以及串聯(lián)與并聯(lián)等術(shù)語和符號(hào)，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形，既直觀又易懂。梯形圖中常用、圖形符號(hào)分別表示PLC編程元件的常開和常閉觸點(diǎn)；用表示他們的線圈。梯形圖中編程元件的種類用圖形符號(hào)以及標(biāo)注的字母或數(shù)字加以區(qū)別。下圖是梯形圖的常用例子，動(dòng)作間的互鎖控制，這段梯形圖的思想在本設(shè)計(jì)中多次使用。圖1-1互鎖控制啟動(dòng)常閉觸電I0.0、I0.2哪一個(gè)先有效，對(duì)應(yīng)的輸出Q0.0、Q0.1將先動(dòng)作，而且其中一個(gè)動(dòng)作了，另一個(gè)就不會(huì)動(dòng)作，也就是說Q0.0、Q0.1不會(huì)同時(shí)動(dòng)作（互鎖作用）。即使I0.0、I0.2同時(shí)有效，由于梯形圖程序是自上而下掃描的，Q0.0、Q0.1也不可能同時(shí)動(dòng)作。這里有幾點(diǎn)要說明的：（1）如前所述，梯形圖中的繼電器不是物理繼電器，而是PLC存儲(chǔ)器的一個(gè)存儲(chǔ)單元。當(dāng)寫入該單元的邏輯狀態(tài)為1時(shí)，則表示相應(yīng)繼電器的線圈接通，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。（2）梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。每一邏輯行起始于左母線，然后是觸點(diǎn)的串、并聯(lián)，最后通過線圈與右母線相連。（3）梯形圖中每個(gè)梯級(jí)流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左向右，其兩端沒有電源。（4）輸入繼電器用于接收外部輸入信號(hào)，它不能由PLC內(nèi)部其他繼電器的觸點(diǎn)來驅(qū)動(dòng)。因此梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器用于將程序執(zhí)行的結(jié)果輸出給外部設(shè)備。當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈接通時(shí)，就有信號(hào)輸出，但不是直接驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備，而是要再輸出刷新階段通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管能實(shí)現(xiàn)。1.5西門子S7-200SMARTPLC簡介由于實(shí)驗(yàn)室提供的是西門子S7-200SMART的PLC控制器，所以下面對(duì)其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行簡單介紹。提供不同類型、I/O點(diǎn)數(shù)豐富的CPU模塊，單體I/O點(diǎn)數(shù)最高可達(dá)60點(diǎn)，可滿足大部分小型自動(dòng)化設(shè)備的控制需求。另外，CPU模塊配備標(biāo)準(zhǔn)型和經(jīng)濟(jì)型供用戶選擇，對(duì)于不同的應(yīng)，可滿足大部分新穎的信號(hào)板設(shè)計(jì)可擴(kuò)展通信端口、數(shù)字量通道、模擬量通道。在不額外占用電控柜空間的前提下，信號(hào)板擴(kuò)展能更加貼合用戶的實(shí)際配置，提升產(chǎn)品的利用率，同時(shí)降低用戶的擴(kuò)展成本。配備西門子專用高速處理器芯片，基本指令執(zhí)行時(shí)間可達(dá)0.15μs，在同級(jí)別小型PLC中遙遙領(lǐng)先。一顆強(qiáng)有力的“芯”，能讓您在應(yīng)對(duì)繁瑣的程序邏輯，復(fù)雜的工藝要求時(shí)表現(xiàn)的從容不迫。CPU模塊本體標(biāo)配以太網(wǎng)接口，集成了強(qiáng)大的以太網(wǎng)通信功能。一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC中，方便快捷，省去了專用編程電纜。通過以太網(wǎng)接口還可與其它CPU模塊、觸摸屏、計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，輕松組網(wǎng)。CPU模塊本體最多集成3路高速脈沖輸出，頻率高達(dá)100kHz，支持PWM/PTO輸出方式以及多種運(yùn)動(dòng)模式，可自由設(shè)置運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。配以方便易用的向?qū)гO(shè)置功能，快速實(shí)現(xiàn)設(shè)備調(diào)速、定位等功能。本機(jī)集成MicroSD卡插槽，使用市面上通用的MicroSD卡即可實(shí)現(xiàn)程序的更新和PLC固件升級(jí)，極大地方便了客戶工程師對(duì)最終用戶的服務(wù)支持，也省去了因PLC固件升級(jí)返廠服務(wù)的不便。在繼承西門子編程軟件強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)上，融入了更多的人性化設(shè)計(jì)，如新穎的帶狀式菜單、全移動(dòng)式界面窗口、方便的程序注釋功能、強(qiáng)大的密碼保護(hù)等。在體驗(yàn)強(qiáng)大功能的同時(shí)，大幅提高開發(fā)效率，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。SIMATICS7-200SMART可編程控制器，SIMATICSMARTLINE觸摸屏和SINAMICSV20變頻器完美整合，為OEM客戶帶來高性價(jià)比的小型自動(dòng)化解決方案，滿足客戶對(duì)于人機(jī)交互、控制、驅(qū)動(dòng)等功能的全方位需求。第二章標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)2.1標(biāo)簽打印系統(tǒng)的控制要求打碼電機(jī)M1控制回路【M1為雙速電機(jī)，需要考慮過載、聯(lián)鎖保護(hù)】。上色電機(jī)M2控制回路【M2為三相異步電機(jī)（不帶速度繼電器），只進(jìn)行單向正轉(zhuǎn)運(yùn)行】。傳送帶電機(jī)M3控制回路【M3為三相異步電動(dòng)機(jī)（帶速度繼電器），由變頻器進(jìn)行多段速控制,變頻器參數(shù)設(shè)置為第一段速為15Hz，第二段速為30Hz，第三段速為40Hz、第四段速為50Hz，加速時(shí)間0.2秒,減速時(shí)間0.3秒】。熱封滾輪電機(jī)M4控制回路【M4為三相異步電機(jī)（不帶速度繼電器），只進(jìn)行單向正轉(zhuǎn)運(yùn)行】。上色噴涂進(jìn)給電機(jī)M5控制回路【M5為伺服電機(jī)；伺服電機(jī)參數(shù)設(shè)置如下：伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周需要1000個(gè)脈沖，正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速可為1圈/秒～3圈/秒；正轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)上色噴涂電機(jī)向下進(jìn)給】。以電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)“順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正向,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為反向”為準(zhǔn)。1、本系統(tǒng)使用兩臺(tái)PLC，2臺(tái)S7-200Smart，以工業(yè)以太網(wǎng)的形式組網(wǎng)。2、MCGS觸摸屏應(yīng)連接到交換機(jī)上。3、M1、M2、M4、SB1～SB6連接到S7-200Smart6ES7288-1SR40-0AA0。4、M3、M5、編碼器SQ1～SQ5連接到S7-200Smart6ES7288-1ST30-0AA02.2控制方案的設(shè)計(jì)標(biāo)簽打印系統(tǒng)設(shè)備具備兩種工作模式，模式一：調(diào)試模式；模式二：加工模式。設(shè)備上電后設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入調(diào)試模式。2.2.1調(diào)試模式設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入調(diào)試模式后，觸摸屏出現(xiàn)調(diào)試畫面，如圖2-1。通過按下“選擇調(diào)試按鈕”，可依次選擇需要調(diào)試的電機(jī)，當(dāng)前電機(jī)指示燈亮，按下SB1按鈕，選中的電機(jī)將進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。每個(gè)電機(jī)調(diào)試完成后，對(duì)應(yīng)的指示燈消失。圖2-1調(diào)試模式畫面（1）打碼電機(jī)M1調(diào)試過程按下啟動(dòng)按鈕SB1后，打碼電機(jī)低速運(yùn)行6秒后停止，再次按下啟動(dòng)按鈕SB1后，高速運(yùn)行4秒，打碼電機(jī)M1調(diào)試結(jié)束。M1電機(jī)調(diào)試過程中，HL1以1Hz閃爍。（2）上色噴涂電機(jī)M2調(diào)試過程按下啟動(dòng)按鈕SB1后，上色噴涂電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行4秒后停止，上色噴涂電機(jī)M2調(diào)試結(jié)束。M2電機(jī)調(diào)試過程中，HL1長亮。（3）傳送帶電機(jī)（變頻電機(jī)）M3調(diào)試過程按下SB1按鈕，M3電動(dòng)機(jī)以15Hz啟動(dòng)，再按下SB1按鈕M3電動(dòng)機(jī)30Hz運(yùn)行，再按下SB1按鈕M3電動(dòng)機(jī)40Hz運(yùn)行，再按下SB1按鈕M3電動(dòng)機(jī)50Hz運(yùn)行，按下停止按鈕SB2，M3停止。M3電機(jī)調(diào)試過程中，HL2以1Hz閃爍。（4）熱封滾輪電機(jī)M4調(diào)試過程按下SB1按鈕，電機(jī)M4啟動(dòng)，3秒后M4停止，2秒后又自動(dòng)啟動(dòng)，按此周期反復(fù)運(yùn)行，可隨時(shí)按下SB2停止。電機(jī)M4調(diào)試過程中，HL2長亮。（5）上色噴涂進(jìn)給電機(jī)（伺服電機(jī)）M5調(diào)試過程初始狀態(tài)斷電手動(dòng)調(diào)節(jié)回原點(diǎn)SQ1，按下SB1按鈕，上色噴涂電機(jī)M5正轉(zhuǎn)向左移動(dòng)，當(dāng)SQ2檢測到信號(hào)時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)，停2秒后，電機(jī)M5反轉(zhuǎn)右移，當(dāng)SQ1檢測到信號(hào)時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)，停2秒后，又向正轉(zhuǎn)左移動(dòng)至SQ3后停2秒，電機(jī)M5反轉(zhuǎn)右移回原點(diǎn)，至此上色噴涂電機(jī)M5調(diào)試結(jié)束。M5電機(jī)調(diào)試過程中，M5電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速均為1圈/秒，HL1和HL2同時(shí)以2Hz閃爍。所有電機(jī)（M1～M5）調(diào)試完成后將自動(dòng)切換進(jìn)入到加工模式。在未進(jìn)入工作模式時(shí)，單臺(tái)電機(jī)可以反復(fù)調(diào)試。2.2.2加工模式自動(dòng)切換進(jìn)入到加工模式后，觸摸屏自動(dòng)進(jìn)入加工模式畫面，如圖2所示，觸摸屏畫面主要包含：各個(gè)電機(jī)的工作狀態(tài)指示燈、按鈕、設(shè)置加工參數(shù)、當(dāng)日生產(chǎn)數(shù)量（停止或失電時(shí)都不會(huì)被清零）等信息。圖2-2加工模式畫面加工模式時(shí)初始狀態(tài)：上色噴涂進(jìn)給電機(jī)在原點(diǎn)SQ1、傳送帶上各檢測點(diǎn)（SB3～SB6）常開、所有電機(jī)（M1～M5）停止等。（1）設(shè)置加工數(shù)量后，按下啟動(dòng)按鈕SB1，設(shè)備運(yùn)行指示燈HL3閃爍等待放入工件（0.5Hz），當(dāng)入料傳感器（SB3）檢測到A點(diǎn)傳送帶上有標(biāo)簽工件，則HL1長亮，設(shè)備開始加工過程，M3電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，以50Hz運(yùn)行，帶動(dòng)傳送帶上的工件移動(dòng)。（2）當(dāng)工件移動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)（由SB4給出信號(hào)）后M3電機(jī)變換成15Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，同時(shí)打碼電機(jī)M1高速正轉(zhuǎn)，4秒后變?yōu)榈退僬D(zhuǎn)，4秒后打碼電機(jī)M1停止（代表第一次打碼結(jié)束）；傳送帶立即以30Hz反轉(zhuǎn)，傳送工件重新回到B點(diǎn)，M3電機(jī)變換成15Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，打碼機(jī)進(jìn)行第二次打碼，同樣先高速正轉(zhuǎn)4秒后變?yōu)榈退僬D(zhuǎn)，4秒后打碼電機(jī)M1停止。（3）兩次打碼結(jié)束后，傳送帶繼續(xù)以50Hz前行，當(dāng)工件移動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)（由SB5給出信號(hào)）后開始上色，傳送帶降為15Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行；先上色噴涂進(jìn)給電機(jī)M5以3圈/秒速度從原點(diǎn)前進(jìn)SQ2，此時(shí)上色電機(jī)M2啟動(dòng)運(yùn)行；再以2圈/秒速度進(jìn)給至SQ3位置后停止，3秒后M5反轉(zhuǎn)以3圈/秒速度進(jìn)給SQ2，上色電機(jī)M2停止運(yùn)行，M5反轉(zhuǎn)以1圈/秒速度回到原點(diǎn)，上色工作結(jié)束。（4）上色工作結(jié)束后，傳送帶繼續(xù)以50Hz前行，同時(shí)開啟熱封滾輪加熱（HL3代表加熱動(dòng)作），當(dāng)工件移動(dòng)到達(dá)D點(diǎn)（由SB6給出信號(hào)）后先檢測滾輪溫度（溫度控制器+熱電阻Pt100），溫度超過30℃開始熱封（否則傳送帶停止運(yùn)行），傳送帶以15Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，同時(shí)熱封滾輪電機(jī)M4運(yùn)行2秒→停2秒，循環(huán)3次后熱封結(jié)束。（5）一個(gè)標(biāo)簽打印結(jié)束后，才能重新在入料扣放入下一個(gè)標(biāo)簽工件，循環(huán)運(yùn)行。在運(yùn)行中按下停止按鈕SB2后，設(shè)備將完成當(dāng)前工件的加工后停止，同時(shí)HL1熄滅。在運(yùn)行中按下急停按鈕后，各動(dòng)作立即停止（人工取走標(biāo)簽后），設(shè)備重新啟動(dòng)開始運(yùn)行。2.2.3非正常情況處理當(dāng)上色噴涂進(jìn)給電機(jī)M5出現(xiàn)越程（左、右超行程位置開關(guān)分別為兩側(cè)微動(dòng)開關(guān)SQ4、SQ5），伺服系統(tǒng)自動(dòng)鎖住，并在觸摸屏自動(dòng)彈出報(bào)警畫面“報(bào)警畫面，設(shè)備越程”，解除報(bào)警后，系統(tǒng)重新從原點(diǎn)初始態(tài)啟動(dòng)。第三章標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1主要控制元件如下圖3-1標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)組成圖中所示：（1）主控制器：即PLC。它是自動(dòng)門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮電機(jī)系統(tǒng)工作。（2）行程開關(guān)：(又稱限位開關(guān))的一種，是一種常用的小電流。利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞使其觸頭動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐?，達(dá)到一定的控制目的。（3）伺服驅(qū)動(dòng)器：伺服驅(qū)動(dòng)器又稱為"伺服控制器"、"伺服放大器"，是用來控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。（4）變頻器：是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，控制電機(jī)。（5）電機(jī)：是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。（6）觸摸屏：是一種可接收觸頭等輸入訊號(hào)的感應(yīng)式液晶顯示裝置，當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時(shí)，屏幕上的觸覺可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動(dòng)各種連結(jié)裝置，可用以取代機(jī)械式的按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動(dòng)的影音效果PLC工件PLC工件傳感器傳感器觸摸屏觸摸屏變頻器電機(jī)變頻器電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器圖3-1標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)組成圖3.2PLC的選型本課題的設(shè)計(jì)采用西門子S7-200SMART可編程控制器，有兩種型號(hào)。S7-200Smart6ES7288-1SR40-0AA0S7-200Smart6ES7288-1ST40-0AA0圖3-2實(shí)驗(yàn)室使用S7-200SMART3.3伺服驅(qū)動(dòng)器的選型本課題設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)所用電機(jī)主要用來帶動(dòng)打印工具的移動(dòng)，我們選用的是臺(tái)達(dá)的伺服系列，型號(hào)為ASD2-B2。其主要技術(shù)參數(shù)：▲容量范圍:0.1kW~3kW▲輸入電壓：AC200V~230V，使用單相/三相輸入或三相輸入?！恢?速度/轉(zhuǎn)矩控制模式▲編碼器分辨率為17bit(ppr)▲高速脈沖輸入（4MPPS）圖3-4ASD2-B2伺服驅(qū)動(dòng)器3.4行程開關(guān)的選型適用于交流50Hz、電壓至380V、直流電壓至220V的控制電路中，作控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程和變換運(yùn)動(dòng)方向或速度之用，本型號(hào)采用無滾輪，僅用傳動(dòng)桿能自動(dòng)恢復(fù)的結(jié)構(gòu)形式。行程開關(guān)又稱。圖3-5行程開關(guān)3.5變頻器選型西門子M420系列是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器系列。其采用微處理器控制,以及現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件，具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性，同時(shí)降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲，實(shí)現(xiàn)全面保護(hù)功能為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保護(hù)。3.6觸摸屏選型嵌入式低功耗CPU為核心（ARMCPU，主頻400MHz）的高性能嵌入式一體化觸摸屏。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用了7英寸高亮度TFT液晶顯示屏（分辨率800×480），四線電阻式觸摸屏（分辨率1024×1024）。圖3-6M420變頻器圖3-7MSGS觸摸屏第四章標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1調(diào)試模式控制過程的設(shè)計(jì)設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入調(diào)試模式后，觸摸屏出現(xiàn)調(diào)試畫面，如圖2。通過按下“選擇調(diào)試按鈕”，可依次選擇需要調(diào)試的電機(jī)，當(dāng)前電機(jī)指示燈亮，按下SB1按鈕，選中的電機(jī)將進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。每個(gè)電機(jī)調(diào)試完成后，對(duì)應(yīng)的指示燈消失。（1）打碼電機(jī)M1調(diào)試過程按下啟動(dòng)按鈕SB1后，打碼電機(jī)低速運(yùn)行6秒后停止，再次按下啟動(dòng)按鈕SB1后，高速運(yùn)行4秒，打碼電機(jī)M1調(diào)試結(jié)束。M1電機(jī)調(diào)試過程中，HL1以1Hz閃爍。（2）上色噴涂電機(jī)M2調(diào)試過程按下啟動(dòng)按鈕SB1后，上色噴涂電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行4秒后停止，上色噴涂電機(jī)M2調(diào)試結(jié)束。M2電機(jī)調(diào)試過程中，HL1長亮。（3）傳送帶電機(jī)（變頻電機(jī)）M3調(diào)試過程按下SB1按鈕，M3電動(dòng)機(jī)以15Hz啟動(dòng)，再按下SB1按鈕M3電動(dòng)機(jī)30Hz運(yùn)行，再按下SB1按鈕M3電動(dòng)機(jī)40Hz運(yùn)行，再按下SB1按鈕M3電動(dòng)機(jī)50Hz運(yùn)行，按下停止按鈕SB2，M3停止。M3電機(jī)調(diào)試過程中，HL2以1Hz閃爍。（4）熱封滾輪電機(jī)M4調(diào)試過程按下SB1按鈕，電機(jī)M4啟動(dòng)，3秒后M4停止，2秒后又自動(dòng)啟動(dòng)，按此周期反復(fù)運(yùn)行，可隨時(shí)按下SB2停止。電機(jī)M4調(diào)試過程中，HL2長亮。（5）上色噴涂進(jìn)給電機(jī)（伺服電機(jī)）M5調(diào)試過程初始狀態(tài)斷電手動(dòng)調(diào)節(jié)回原點(diǎn)SQ1，按下SB1按鈕，上色噴涂電機(jī)M5正轉(zhuǎn)向左移動(dòng)，當(dāng)SQ2檢測到信號(hào)時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)，停2秒后，電機(jī)M5反轉(zhuǎn)右移，當(dāng)SQ1檢測到信號(hào)時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)，停2秒后，又向正轉(zhuǎn)左移動(dòng)至SQ3后停2秒，電機(jī)M5反轉(zhuǎn)右移回原點(diǎn)，至此上色噴涂電機(jī)M5調(diào)試結(jié)束。M5電機(jī)調(diào)試過程中，M5電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速均為1圈/秒，HL1和HL2同時(shí)以2Hz閃爍。所有電機(jī)（M1～M5）調(diào)試完成后將自動(dòng)切換進(jìn)入到加工模式。在未進(jìn)入工作模式時(shí)，單臺(tái)電機(jī)可以反復(fù)調(diào)試。4.2加工模式控制過程的設(shè)計(jì)自動(dòng)切換進(jìn)入到加工模式后，觸摸屏自動(dòng)進(jìn)入加工模式畫面，如圖4所示，觸摸屏畫面主要包含：各個(gè)電機(jī)的工作狀態(tài)指示燈、按鈕、設(shè)置加工參數(shù)、當(dāng)日生產(chǎn)數(shù)量（停止或失電時(shí)都不會(huì)被清零）等信息。加工模式時(shí)初始狀態(tài)：上色噴涂進(jìn)給電機(jī)在原點(diǎn)SQ1、傳送帶上各檢測點(diǎn)（SB3～SB6）常開、所有電機(jī)（M1～M5）停止等。（1）設(shè)置加工數(shù)量后，按下啟動(dòng)按鈕SB1，設(shè)備運(yùn)行指示燈HL3閃爍等待放入工件（0.5Hz），當(dāng)入料傳感器（SB3）檢測到A點(diǎn)傳送帶上有標(biāo)簽工件，則HL1長亮，設(shè)備開始加工過程，M3電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，以50Hz運(yùn)行，帶動(dòng)傳送帶上的工件移動(dòng)。（2）當(dāng)工件移動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)（由SB4給出信號(hào)）后M3電機(jī)變換成15Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，同時(shí)打碼