基于PLC標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 要 標(biāo)簽打印，顧名思義就是打印標(biāo)簽。標(biāo)簽是指產(chǎn)品上的文字圖形符號(hào)及一切的說明物。 隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和商品的激烈競爭，標(biāo)簽已成為公平交易、商品競爭的一種重要形式。隨著科技的進(jìn)步、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化管理、企業(yè)快速發(fā)展不斷地提高，各行各業(yè)對(duì)標(biāo)簽的質(zhì)量、形象、安全、高效、準(zhǔn)確管理的要求越來越高！規(guī)范標(biāo)簽管理已經(jīng)成為各行管理的各業(yè)各部門重要內(nèi)容之一，受到越來越多管理者的高度重視，所以標(biāo)簽的制作及打印已經(jīng)成為日常工作的一部分，如何高效的制作出優(yōu)質(zhì)標(biāo)簽將成為大家關(guān)注的一個(gè)問題，特別是在中國大多數(shù)需要使用標(biāo)簽的機(jī)構(gòu)，如高效管理中普遍沒有專業(yè)的打印機(jī)支持，在此前提下，如何在普通打印機(jī)上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的標(biāo)簽的排版和打印，是有一定普遍意義的。所以本次設(shè)計(jì)主要為了實(shí)現(xiàn)更加方便快捷的控制標(biāo)簽打印的過程以及標(biāo)簽內(nèi)容更易改的打印系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的主要思路為通過PLC控制倆部分來實(shí)現(xiàn)，第一部分通過PLC的輸出控制交流接觸的線圈來控制標(biāo)簽打印電機(jī)的運(yùn)行，進(jìn)行標(biāo)簽打??；第二部分，通過PLC的輸出控制頻器，在通過變頻器對(duì)傳送電機(jī)進(jìn)行三段速的控制，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。 通過最終測試，實(shí)現(xiàn)了以上的標(biāo)簽打印設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：PLC，交流接觸器，變頻器ABSTRACTLabel printing, just as its name implies is to print label. The words on the label, the product is all graphic symbols and instructions. With the development of the market economy and the fierce competition of commodities, the label has become a fair trade, an important form of competition of the commodity.With the progress of science and technology rapid development, standards, standardized management, enterprises constantly improve, in all walks of life, about the quality of the label image, safe, efficient and accurate management of the demand is higher and higher! Specification label management has become all walks of life, one of the important contents of the various departments attach great importance to by more and more managers, so the label production and printing has become a part of the daily work, how effectively to produce high quality label will be a question of attention, especially in most of Chinas need to use the label, such as efficient management in professional printer support, under the premise, how to achieve high quality label on ordinary printer typesetting and printing, there is a common sense.So this design mainly in order to achieve more convenient and quick control label printing process and label printing system and design content are more likely to change. The design of the main ideas implemented by PLC control two parts, the first part through the output of the PLC control ac contactor coil to control the operation of label printing machine, label printing, The second part, through the output of the PLC control of frequency, in to three sections of transmitting motor by the frequency converter control, finally realizes the design.Through the final testing, and realized the above label printing design.KEY WORDS: PLC, ac contactor, frequency converter目 錄1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)12控制器22.1 控制器的選擇22.2 控制要求22.3 S7-200 Micro PLC 的概述22.4 輸入輸出I/O口分配表32.5 程序流程圖（如圖3）33傳感器73.1 傳感器定義73.2 傳感器分類73.3 光電對(duì)射傳感器74電機(jī)84.1 打碼電機(jī)84.2 傳送電機(jī)85變頻器95.1 變頻器定義95.2 西門子MM440變頻器95.3 變頻器面板按鈕功能（如圖7）95.4 變頻器參數(shù)設(shè)置106外部接線總圖（如圖8）127參考文獻(xiàn)138致謝信141PLC標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心思想過程：按下啟動(dòng)按鈕SB1,傳送帶電機(jī)M2以20Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，當(dāng)入料傳感器檢測到A點(diǎn)傳送帶上有標(biāo)簽工件,打碼電機(jī)M1開始打碼運(yùn)轉(zhuǎn)，3秒后打碼電機(jī)停止第一次打碼；此時(shí)，傳送帶電機(jī)M2變換成30Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，當(dāng)工件移動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)后，打碼電機(jī)M1開始打碼運(yùn)轉(zhuǎn)，5秒后打碼電機(jī)停止第二次打碼；同時(shí)，傳送帶電機(jī)M2以50Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，當(dāng)工件移動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，打碼電機(jī)M1開始打碼運(yùn)轉(zhuǎn)，8秒后打碼電機(jī)停止第三次打碼。一次打碼結(jié)束。因此，系統(tǒng)主要有輸入，控制器，打碼電機(jī)，傳送電機(jī)，變頻器，標(biāo)簽紙組成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。圖1 設(shè)計(jì)框圖下面分別論證這幾個(gè)模塊的方案選擇。2控制器2.1 控制器的選擇方案一：采用PLC控制，它的邏輯控制是以程序的方式存儲(chǔ)在內(nèi)存當(dāng)中，改變程序，便可改變邏輯，連線少、體積小、方便可靠。而且在運(yùn)行中抗干擾能力強(qiáng)，維修工作量小，適用性強(qiáng)。方案二：采用常規(guī)的繼電器控制。它是利用各電器件機(jī)械觸點(diǎn)的串、并聯(lián)組合成邏輯控制。采用硬線連接，連接多而復(fù)雜，對(duì)今后的邏輯修改、增加功能很困能。而且在運(yùn)行中容易出現(xiàn)觸點(diǎn)的斷裂等各種硬件問題。綜合以上分析選用PLC控制，由于考慮到本次PLC標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)的輸入輸出所需I/O口比較少，所以選用了通用性強(qiáng)，而且編程方便，容易理解的西門子s7-200進(jìn)行編程。2.2 控制要求按下啟動(dòng)按鈕SB1,傳送帶電機(jī)M2以20Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，當(dāng)入料傳感器檢測到A點(diǎn)傳送帶上有標(biāo)簽工件,打碼電機(jī)M1開始打碼運(yùn)轉(zhuǎn)，3秒后打碼電機(jī)停止第一次打碼；此時(shí)，傳送帶電機(jī)M2變換成30Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，當(dāng)工件移動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)后，打碼電機(jī)M1開始打碼運(yùn)轉(zhuǎn)，5秒后打碼電機(jī)停止第二次打碼；同時(shí)，傳送帶電機(jī)M2以50Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，當(dāng)工件移動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，打碼電機(jī)M1開始打碼運(yùn)轉(zhuǎn)，8秒后打碼電機(jī)停止第三次打碼。一次打碼結(jié)束2.3 S7-200 Micro PLC 的概述S7-200系列是一類可編程邏輯控制器(Micro PLC)。這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣自動(dòng)化控制需要，（如圖2）展示一臺(tái)S7-200Micro PLC。由于具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令，使得S7-200可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的CPU類型和電壓等級(jí)使其在解決用戶的工業(yè)自動(dòng)化問題時(shí)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。 圖2 S7-200控制器外部圖2.4 輸入輸出I/O口分配表 表1 輸入輸出I/O分配表功能I功能O啟動(dòng)I0.0打碼電機(jī)M1Q0.1停止I0.1傳送電機(jī)M2(20hz)O0.2傳感器AI0.2傳送電機(jī)M2(30hz)Q0.3傳感器BI0.3傳送電機(jī)M2(50hz)Q0.5傳感器CI0.4 2.5 程序流程圖（如圖3） 圖3 程序流程圖2.6 西門子S7-200PLC編程圖4 標(biāo)簽打印系統(tǒng)梯形圖3傳感器3.1 傳感器定義能感受規(guī)定的被測量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。3.2 傳感器分類（1）按被測量原理分類：可分為位移、力、力矩、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、加速度、溫度、壓力、流量、流速等傳感器。（2）按測量原理分類：可分為電阻、電容、電感、光柵、熱電偶、超聲波、激光、紅外、光導(dǎo)纖維等傳感器。（3）按傳感器轉(zhuǎn)換能量供給形式分類：可分為能量變換型（發(fā)電型）和能量控制型（參量型）兩種?？紤]到本次設(shè)計(jì)只用于檢測位置以及成本的問題，選用了最為普遍的光電對(duì)射傳感器。3.3 光電對(duì)射傳感器 由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開關(guān)就稱為對(duì)射分離式光電開關(guān)，簡稱對(duì)射式光電開關(guān)。它的檢測距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時(shí)阻擋光路，收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。（如圖5） 圖5 光電對(duì)射外部圖 4電機(jī)4.1 打碼電機(jī)表2 三相感應(yīng)微型電動(dòng)機(jī)參數(shù)型式JW6314功率180瓦電壓380V電流0.4A頻率50Hz工作方式連續(xù)絕緣等級(jí)E轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/分4.2 傳送電機(jī)表3 三相感應(yīng)微型電動(dòng)機(jī)參數(shù)表型式JW6314功率180瓦電壓380V電流0.4A頻率50Hz工作方式連續(xù)絕緣等級(jí)E轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/分5變頻器5.1 變頻器定義變頻器就是將固定頻率的交流電變?yōu)轭l率連續(xù)可調(diào)的交流電裝置。5.2 西門子MM440變頻器MICROMASTER 440（如圖6） 是專門針對(duì)與通常相比需要更加廣泛的功能和更高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。這些高級(jí)矢量控制系統(tǒng)可確保一致的高驅(qū)動(dòng)性能，即使發(fā)生突然負(fù)載變化時(shí)也是如此。由于具有快速響應(yīng)輸入和定位減速斜坡，因此，甚至在不使用編碼器的情況下也可以移動(dòng)至目標(biāo)位置。該變頻器帶有一個(gè)集成制動(dòng)斬波器，即使在制動(dòng)和短減速斜坡期間，也能以突出的精度工作。所有這些均可在 0.12 kW (0.16 HP) 直至 250 kW (350 HP) 的功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。 圖6 西門子MM440變頻器外部圖5.3 變頻器面板按鈕功能（如圖7） 圖7 變頻器控制面板1:改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；2:啟動(dòng)變頻器；3:停止變頻器；4:電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)；5:訪問參數(shù)；6:減小數(shù)值：減小面板上顯示的參數(shù)數(shù)值；7:增加數(shù)值：增加面板上顯示的參數(shù)數(shù)值；8:功能:變頻器運(yùn)行過程中,在顯示任何一個(gè)參數(shù)時(shí)按下此鍵并保持2秒鐘,將顯示直流回路電壓、輸出電流、輸出頻率、輸出電壓、由P0005選定的數(shù)值。5.4 變頻器參數(shù)設(shè)置恢復(fù)變頻器工廠默認(rèn)值，設(shè)定P10010=30和P0970=1，按下P鍵，開始復(fù)位，復(fù)位過程大約在3min，以保證變頻器的控制接線參數(shù)恢復(fù)到工廠默認(rèn)值。PLC標(biāo)簽打印控制系統(tǒng)設(shè)置變頻器對(duì)應(yīng)參數(shù)如表4所示。 表4 變頻器參數(shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說明P000311設(shè)用戶訪問級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P000407命令和數(shù)字I/OP070022選擇命令源：由端子排輸入P000312設(shè)用戶訪問級(jí)為擴(kuò)展級(jí)P000407命令和數(shù)字I/OP0701117選擇固定頻率P0702117選擇固定頻率P070311ON接通正轉(zhuǎn)，OFF停止P000311設(shè)用戶訪問級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P0004010設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器P100023選擇固定頻率設(shè)定值P000312設(shè)用戶訪問級(jí)為擴(kuò)展級(jí)P0004010設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器P1001020設(shè)置固定頻率1（Hz）P1002030設(shè)置固定頻率2（Hz）P1003050設(shè)置固定頻率3（Hz）6外部接線總圖（如圖8）圖8 外部接線總圖7參考文獻(xiàn)1 梁森 黃杭美. 自動(dòng)檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)【M】北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20072 王玉中.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)【M】.河南：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2010.3張萬忠.可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)例【M】.北京：中國電力出版社，2006.4 譚維瑜. 電機(jī)與電氣控制【M】北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.5汪曉光.可編程控制器原理及應(yīng)用【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.6儲(chǔ)克森.自動(dòng)檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.7陳曉華.電氣圖形符號(hào)新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用簡明手冊(cè)【M】.南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2007.8 譚維瑜.電機(jī)與電氣控制技術(shù)【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.9肖朋生 張文 王建輝. 變頻器及其控制技術(shù)【M】北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.10 朱善君.可編程序控制系統(tǒng)