基于plc的剝線機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、*屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于plc的剝線機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系部名稱（小3號黑體）專業(yè)名稱（小3號黑體）學(xué)生姓名（小3號黑體）學(xué)號（Times New Roman小3）指導(dǎo)教師（姓名 職稱 小3號黑體）二一六年五月目 錄摘要1一、研究意義和背景2二、plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法3（一）Plc控制系統(tǒng)的組成31、硬件部分32、軟件部分4（二）Plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟4（三）Plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法51、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法52、順序功能圖設(shè)計(jì)法63、邏輯流程圖設(shè)計(jì)法6三、剝線機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)6（一）剝線機(jī)總體設(shè)計(jì)要求7（二）剝線機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)8（三）剝線機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)11參考文獻(xiàn)15摘要在本文中，筆者主要把基于PLC剝線機(jī)的控制系統(tǒng)作

2、為最主要的項(xiàng)目背景來研究，其中對應(yīng)的重點(diǎn)工作如下:(1)綜述了有關(guān)的基于PLC剝線機(jī)的控制系統(tǒng)上存在的研究背景和意義。(2)認(rèn)真探討了基于PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。然后從PLC的控制系統(tǒng)中的組成成分、設(shè)計(jì)的原則以及相應(yīng)的分析入手，接著重點(diǎn)研究分析了有關(guān)的PLC控制系統(tǒng)，最后通過硬件和軟件的不同設(shè)計(jì)之法以及步驟。(4)順利的完成了PLC剝線機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中包括總體、硬件、軟件等系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：控制性 剝線機(jī) 設(shè)計(jì) 一、研究意義和背景就目前而言的話，我國現(xiàn)如今研制此種產(chǎn)品的企業(yè)一般還都集中沿海地區(qū)，并且逐步的呈現(xiàn)出兩種不同的發(fā)展趨勢:一種是，面向精度和要求都不是很高的中低端的用戶，這部分

3、主要是以單片機(jī)作為最主要的控制核心，然后配和機(jī)械刀具制作而成剝線機(jī)，盡可能不去損壞銅芯，剝線機(jī)速度很快，廢品率低下的特點(diǎn)，不過其整體的開發(fā)成本很高，設(shè)備也很昂貴。尤其是在國外，一些亞洲區(qū)廠家他們主要以生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)中低檔的產(chǎn)品作為主要業(yè)務(wù)，但是相對來說歐美的企業(yè)對剝線機(jī)研制還是以高端的產(chǎn)品作為最主要對手的，因此對剝線機(jī)整體的性能、精度的整體要求會更高，所以說機(jī)器就會變得更加的智能化、靈活化。 基于上面的現(xiàn)狀，筆者提出用高性能的、穩(wěn)定的、可靠的以及性價(jià)比很高的PLC設(shè)備作為剝線機(jī)整體系統(tǒng)中最為核心的控制部分，然后通過相關(guān)的定位進(jìn)行準(zhǔn)確步進(jìn)電機(jī)的控制切刀運(yùn)動，因此它綜合兩種不同系統(tǒng)使的綜合性優(yōu)點(diǎn)，因此其

4、既能夠降低系統(tǒng)本身的成本，還能夠能保證相應(yīng)的精度，所以說他比較適合一些多種用戶需求。預(yù)期的系統(tǒng)研制取得了成功，這樣一來便能產(chǎn)生很大經(jīng)濟(jì)效益，所以說其廣泛的應(yīng)用在各種行業(yè)的電子行業(yè)線束加工。二、plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法（一）Plc控制系統(tǒng)的組成PLC的控制系統(tǒng)一般都是由硬件和軟件兩個部分構(gòu)成。 1、硬件部分 PLC的控制系統(tǒng)在硬件上包括一些符合整體系統(tǒng)要求的PLC最新機(jī)型、PLC存儲器容量、PLC輸入和輸出模塊、PLC電源模塊、PLC通信模塊、PLC模擬量輸入和輸出模塊以及還有相應(yīng)特殊功能的模塊等，其中還包括一些適合的外圍裝置，比如：輸入的設(shè)備(按鈕、開關(guān)以及傳感器)、輸出的設(shè)備(接觸器、繼電器

5、等)以及在執(zhí)行裝置中控制現(xiàn)場的設(shè)備(電機(jī)、水泵、閥門等)。2、軟件部分 在PLC相應(yīng)的控制系統(tǒng)里面，其中重要的軟件部分一般有：相關(guān)的I/O的地址、相關(guān)的內(nèi)部繼電器、相關(guān)的定時(shí)器、相關(guān)的計(jì)數(shù)器等一些不同身份的分配和使用，然后到了后來可以根據(jù)不同的要求設(shè)計(jì)PLC的控制程序以及相應(yīng)的智能機(jī)界面等。（二）Plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟PLC的控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上一般都是具有下面幾點(diǎn)步驟，具體的分析在下面:(1)分析控制的要求:需要在設(shè)計(jì)PLC整體控制系統(tǒng)的前面，進(jìn)行深層次的了解和分析被控對象在相應(yīng)的工藝和控制要求上面，其相應(yīng)的設(shè)計(jì)很出色，也很令人滿意，這便是分析控制系統(tǒng)。(2)確定輸入/輸出的設(shè)備:然后還需要根據(jù)一些

6、特殊的控制要求進(jìn)行選擇將要輸入的設(shè)備(控制按鈕、開關(guān)、傳感器等)和輸出的設(shè)備(接觸器、繼電器等)，最后確定PLC所需I/O點(diǎn)數(shù)。(3) I/O分配:規(guī)定相應(yīng)的PLCI/O端子以及輸入/輸出的設(shè)備之間的一些對應(yīng)關(guān)系，然后快速的繪制出I/O端子連接圖。(4) PLC程序的設(shè)計(jì):需要不斷的根據(jù)控制的對象以及對應(yīng)的控制要求對現(xiàn)有的PLC進(jìn)行最新的編程。在PLC程序的整個設(shè)計(jì)階段一般先畫出程序流程圖，再編寫程序。(5)聯(lián)機(jī)的調(diào)試:將現(xiàn)有的PLC程序和現(xiàn)場輸入/輸出的設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)性調(diào)試，然后解決掉自己所發(fā)現(xiàn)的最新問題，進(jìn)而使得整個系統(tǒng)能夠滿足實(shí)際的控制要求。(6)整理相關(guān)聯(lián)的技術(shù)性文檔:要整理技術(shù)性的文檔

7、包括：設(shè)計(jì)的說明書，I/O的接線原理圖，程序的清單，元器件的明細(xì)表，使用的說明書等。（三）Plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在實(shí)際的工程之中，PLC的程序設(shè)計(jì)上有著很多方法，比如:經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)之法、順序的功能圖解的設(shè)計(jì)之法、邏輯流程圖的設(shè)計(jì)之法、解析之法(邏輯設(shè)計(jì)之法)、時(shí)序圖的設(shè)計(jì)之法等等，所以說無論前三種方法都是很常用的，這也是整個文章在PLC的程序設(shè)計(jì)之中最為常用之法。 1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)之法一般都是根據(jù)相關(guān)的系統(tǒng)性工藝流程以及相應(yīng)的控制要求，然后運(yùn)用自己或者別人曾經(jīng)的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行PLC程序的設(shè)計(jì)。有的時(shí)候?yàn)榱说玫较鄳?yīng)的好設(shè)計(jì)，我們需要不斷的進(jìn)行很多次調(diào)試、修改。因此，這種設(shè)計(jì)之方具有著一定局限性以及

8、隨意性。因而時(shí)候經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)之法一般都是用在簡單控制系統(tǒng)里，對于PLC程序的設(shè)計(jì)而言，其可完美的收到一些快速效果。所以說，對于那些復(fù)雜控制系統(tǒng)而言，他們基本上很少采用那些經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)之法。 2、順序功能圖設(shè)計(jì)法 對于那些按照動作先后的順序進(jìn)行相應(yīng)系統(tǒng)的控制的，它們比較適合使用那些順序功能圖之法進(jìn)行有關(guān)的PLC程序的設(shè)計(jì)。這是因?yàn)?，順序的控制基本上都是按照一定的生產(chǎn)型工藝中規(guī)定動作的順序，然后在輸入信號作用之下。步有的時(shí)候可稱之為工作之步，它一般都是表示在系統(tǒng)中對應(yīng)的某種穩(wěn)定化狀態(tài);轉(zhuǎn)換的條件一般是指從一個步逐步的向另外一個步進(jìn)行轉(zhuǎn)移之時(shí)所必須要觸發(fā)的條件;然后在每個穩(wěn)定化狀態(tài)(即所謂的一個步)之下，這

9、樣便可以做出多個PLC整體輸出動作。 3、邏輯流程圖設(shè)計(jì)法 流程圖又被稱之為流程框架圖亦或者是框架圖，它一般都是用一些約定過的幾何形式的圖形、有向的線段以及相應(yīng)的簡單文字進(jìn)行說明，通過這些來描述有關(guān)的控制系統(tǒng)所對應(yīng)的處理過程以及關(guān)聯(lián)性程序的順利執(zhí)行。流程圖從某種結(jié)構(gòu)上劃分的話，其實(shí)他還是具有著單一順序的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，然后發(fā)順序的流程之圖所以一定要選擇順序化流程圖。邏輯化的流程圖在設(shè)計(jì)上一般都是根據(jù)相應(yīng)的控制系統(tǒng)中存在的工藝流程，接著畫出該系統(tǒng)中存在的邏輯化流程框架圖，最后根據(jù)流程框架圖進(jìn)行相關(guān)聯(lián)的PLC程序的再設(shè)計(jì)。因此，這種設(shè)計(jì)之法在某種程度上也可以看做是高級的語言編程之法。所以說，對于這種全新

10、的方法需要詳細(xì)的描述以及掌握對應(yīng)的控制系統(tǒng)和整個過程。三、剝線機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì) 從目前來看，剝線機(jī)的發(fā)展其實(shí)主要有著截然不同的兩種趨勢，一種面向不同等級精度要求的最為低端的用戶，另外一種，面向的一般都是精度要求很高的高端用戶。因此，采用PLC的單片機(jī)來作為控制核心是最為合理的，如果再加上世界上相當(dāng)先進(jìn)的激光技術(shù)的話，其對應(yīng)的生產(chǎn)效率將會高出很多，我們可以在精確的控制剝線長度，但開發(fā)成本高，設(shè)備貴。 （一）剝線機(jī)總體設(shè)計(jì)要求1、剝線機(jī)組成圖4-1是剝線機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，由上圖我們可以了解到，剝線機(jī)的系統(tǒng)一般都是由三個最要部分組成的，所以有心人分別是液晶中應(yīng)該顯示的部分、PLC控制部分、步進(jìn)電機(jī)部分。

11、所以說，其中的液晶顯示部分同時(shí)也包括相應(yīng)的信息輸入到單片機(jī)和PLC鍵盤、用在顯示控制單片機(jī)或則液晶的顯示屏之上;所以說，PLC一般可以通過編程控制步進(jìn)電機(jī)并要求其按照對應(yīng)動作操作，來盡可能的實(shí)現(xiàn)完成的系統(tǒng)性功能。4-1 剝線機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖2、剝線機(jī)工作原理圖4-2是剝線機(jī)的系統(tǒng)工作上的原理圖，圖中最右邊的滾輪步進(jìn)電機(jī)正在帶動上和下進(jìn)行右滾輪的轉(zhuǎn)動，從而避免了被夾持的加工線上左右的移動;裁刀步進(jìn)電機(jī)在帶動上、下兩裁刀向相反的方向運(yùn)動后，一般都是通過控制上、下裁刀之間的位移，實(shí)現(xiàn)剝皮和裁線的功能;左滾輪步進(jìn)電機(jī)帶動上、下左滾輪的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動被夾持的加工線路左右移動;扭線輪步進(jìn)電機(jī)帶動上、下左滾輪

12、(扭線輪和左滾輪一般都是在同一物理上系統(tǒng)上進(jìn)行相反方向的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)其對應(yīng)的扭線功能。 4-2 剝線機(jī)系統(tǒng)的工作原理圖（二）剝線機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、減少PLC輸入點(diǎn)數(shù)原理4-3 剝線機(jī)系統(tǒng)按鍵編碼原理圖根據(jù)總體的設(shè)計(jì)要求來看的話，按照常規(guī)的PLC來說，其對應(yīng)的輸入以及接入將要從39點(diǎn)開始，尤其是plc的狂奔，小型的PLC一般都是有著16點(diǎn)還是比較騙人的，擴(kuò)展輸入最后將會極大的增加相應(yīng)的成本。所以說，為了節(jié)省那些總體的輸入點(diǎn)數(shù)，然后經(jīng)過很多次方案的綜合對比，其還是采用了如圖4-3所示的按鍵的編碼方案。然后她將36路輸入按6X6矩陣的排列，然后途經(jīng)在單片進(jìn)行機(jī)編碼之后，形成6路輸出，然后再通過一定的

13、PLC編程解碼。2、PLC設(shè)備選型及I/O分配由上文可知知道，剝線機(jī)可以實(shí)現(xiàn)每種不同可能的用途。其中對應(yīng)的剝線機(jī)整體控制系統(tǒng)在PLC的輸入、輸出的模塊上，應(yīng)該對應(yīng)的便是具體的應(yīng)用規(guī)劃，如4-4和4-5。4-4 剝線機(jī)控制系統(tǒng)PLC輸入輸出接線示意圖（三）剝線機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4-5 為剝線機(jī)控制系統(tǒng)PLC主程序流程圖圖4-5，剝線機(jī)控制系統(tǒng)PLC主程序流程圖，所以需要不斷的通過鍵盤進(jìn)行輸入各種初始參數(shù)值，因此信息的保存應(yīng)該在對應(yīng)寄存器之內(nèi)。因此在程序完成后一定要執(zhí)行的過程中都將會用到這些最初的信息。因此，在主程序之中一定要根據(jù)相應(yīng)的“三段剝皮”相應(yīng)的參數(shù)值進(jìn)行判斷，其是不是真正的進(jìn)入到了兩段剝皮的

14、程序流程之中，其是兩塊最為核心的模塊，在下面的時(shí)候一定要好好的介紹下這兩個模塊。4-5 剝線機(jī)兩段剝皮流程圖4-6 剝線機(jī)三段剝皮流程圖 4-7功能按鍵模塊流程圖剝線機(jī)的控制系統(tǒng)一般總共具有26個相應(yīng)的功能型按鍵，其中每一個功能按鍵間都是通過數(shù)字按鍵進(jìn)行相應(yīng)的邏輯關(guān)系。然后這種功能按鍵相對應(yīng)的信息經(jīng)過所謂的PLC程序的解碼激活之后，便需要設(shè)置一些標(biāo)志位把相應(yīng)的形式進(jìn)行保存，然后我們可以根據(jù)不同按鍵性質(zhì)的標(biāo)志性組合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同尋常的功能。圖4-8數(shù)字按鍵輸入模塊流程圖 剝線機(jī)的控制系統(tǒng)一共具有10個數(shù)字型輸入按鍵，然后需要根據(jù)相關(guān)的要求進(jìn)行輸入，不過每次最多的話可以輸入6個數(shù)字，也就是說基于PLC的程序可以通過相應(yīng)的鍵盤最大程度的接收數(shù)字矩陣，其中能夠接受的最大數(shù)字是999999。所以說這個模塊在數(shù)字的按鍵輸入上一般都是用在剝線機(jī)還沒有啟動之前進(jìn)行關(guān)聯(lián)性參數(shù)的設(shè)置階段，因此在相應(yīng)的功能鍵按下之后，緊接著按下相應(yīng)的數(shù)字鍵，到了最后關(guān)頭P