邢予權(quán)-B14043229-基于PLC控制的飲料瓶裝箱自動控制系統(tǒng)設(shè)計

1、洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）基于PLC控制的飲料瓶裝箱自動控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要人們對珍惜時間的認(rèn)識自古到今一直延續(xù)到現(xiàn)在，經(jīng)過我們?nèi)祟悆汕Ф嗄甑奶剿?，人們已?jīng)充分了解到時間的重要性，但是隨著人們的認(rèn)識，社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步。對時間的把握已經(jīng)不單單是珍惜時間了，而是對時間的安排，這時就要求我們牢牢地掌握住時間的準(zhǔn)確性，但是社會在進(jìn)步，科技在發(fā)展。所以一般的傳統(tǒng)的人工進(jìn)行計數(shù)的方式很少出現(xiàn)了，已經(jīng)不能滿足人們及社會的需求，特別是對環(huán)境要求很是嚴(yán)格的工業(yè)領(lǐng)域，不管是對設(shè)備的修理還是人員的操作。這就自動化生產(chǎn)的設(shè)計提供了條件，經(jīng)過幾十年的過渡，自動化生產(chǎn)已經(jīng)發(fā)展為企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)不可缺少的一部分，其成本低

2、，穩(wěn)定性能高，一直以來都受到人們和工業(yè)領(lǐng)域的青睞。該系統(tǒng)是以PLC控制為核心部件，根據(jù)設(shè)計要求，整個控制工程是主要通過PLC、傳感器、機(jī)械手、皮帶運(yùn)輸機(jī)4個模塊聯(lián)合起來，讓傳感器來檢測空箱子和瓶子是否到位，使用PLC控制機(jī)械手運(yùn)動來抓取瓶子并運(yùn)到指定位置。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與以前用硬繼電器為主的電氣控制來比較，控制操作維護(hù)簡單、成本低、而且能夠使用復(fù)雜環(huán)境，減少勞動強(qiáng)度，提高企業(yè)的效益。關(guān)鍵詞： PLC，機(jī)械手，自動裝箱控制系統(tǒng)，皮帶運(yùn)輸機(jī)Design of automatic control system for beverage bottle packing based on PLC contr

3、olABSTRACTIn modern industrial production, often need to count and packaging, if these complex work by manual work is not only low efficiency and labor intensity big, not suitable for the modernization of production. In this paper, the PLC control system based on the automatic packing of the product

4、ion line is studied in detail. The system has a mechanical arm and two conveyor belts, namely, the conveyor belt, the conveyor belt and the conveyor belt. The conveying machine hand is used to transfer the beverage bottle, which is to send the beverage to the packing box conveying belt. The package

5、box conveyor belt is used to deliver the product package box, its function is transported the packing box is already full, and replaced with the empty. To make empty just aimed at mechanical openhanded beginning, bottled drinks into the packing box, a photoelectric sensor is arranged in the middle o

6、f the package box conveyor belt, used to detect the packing box is in place. A photoelectric sensor is arranged in the middle of the product conveyor belt for conveying the product from the production workshop to the proper place. When the product is sent to the end of the conveyor belt, it will aut

7、omatically stop and send it to the box. The control system has the advantages of high precision, low cost, strong anti-interference ability, low failure rate, simple operation and maintenance, etc., and has good application value.KEY WORDS: Programmable controller automatic packing control system co

8、nveyor belt control manipulatorIV目錄前言5第1章 緒論71.1 機(jī)械手與PLC應(yīng)用的背景71.2 機(jī)械手與PLC應(yīng)用的意義7第2章 方案的選擇與論證82.1 設(shè)計的要求82.1.1 機(jī)械手要完成的動作82.1.2 整個系統(tǒng)要實現(xiàn)的目標(biāo)92.2 方案論證122.2.1 采用傳統(tǒng)繼電接觸器電氣控制系統(tǒng)122.2.2 采用PLC可編程序控制器控制系統(tǒng)122.2.3 方案比較與選擇12第3章 PLC的結(jié)構(gòu)組成133.1 PLC的由來133.2 PLC的發(fā)展143.3 PLC的組成和工作方法143.3.1 PLC的構(gòu)成143.3.2 PLC的工作原理153.3.3 PL

9、C的特點163.3.4 PLC的主要功能和應(yīng)用163.4 PLC的選型17第4章 硬件設(shè)計184.1 PLC的I/O分布表184.2 PLC的I/O外部接線端子圖194.3 檢測元件與執(zhí)行元件的介紹20第5章 軟件設(shè)計及仿真245.1自動控制流程圖245.2 梯形圖255.3 仿真29結(jié)論32謝 辭33參考文獻(xiàn)34外文資料翻譯35洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）前言1.課題背景及研究意義時間有時候?qū)τ谖覀儊碚f會變得比較陌生，因為他是一個抽象的字眼，但是有時候我們反而會覺得時間又對我們很是熟悉，因為他陪伴我們?nèi)f萬千千人的一生，但是隨著社會的不斷前進(jìn)，人們對于時間的把握自古到今也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，人們已不是

10、單單的對時間的認(rèn)識和了解，而是對時間的把握。隨著工業(yè)水平的崛起，對時間的把握的重要性已經(jīng)體現(xiàn)在了各方各面。但這時人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的通過人為的進(jìn)行一些操作已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足對工業(yè)控制方面的要求。然而得益于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器逐漸步入人們的視野，由于用可編程控制器進(jìn)行控制生產(chǎn)可以達(dá)到一些人為操作無法達(dá)到的準(zhǔn)確性能好、價格相對來說也比較低廉等優(yōu)點，逐漸替代了以往的以硬繼電器為主的電氣控制系統(tǒng)，被廣泛的應(yīng)用于各個工業(yè)領(lǐng)域，特別是對于生產(chǎn)環(huán)境要求很是嚴(yán)格的領(lǐng)域。這次設(shè)計的項目是通過使用機(jī)械手像人的手一樣可以拿東西的功能，然后讓它在工廠中進(jìn)行生產(chǎn)時與PLC完美的結(jié)合起來，就是沒有一個人操作下也能讓它

11、自覺地工作，讓它能夠擁有更多的生產(chǎn)需要的地方，企業(yè)使用更少的工人，也減少勞動力的勞動強(qiáng)度等更多原來的電氣控制沒有的強(qiáng)項，這次設(shè)計的系統(tǒng)在自動化控制方面具有以下的好處：摒棄了以往機(jī)械式的人為計數(shù)缺點，減少人員的使用，內(nèi)部采用的計數(shù)器，誤差小。靈活性好，無其他裝置，攜帶方便，應(yīng)用范圍廣。從性能上來說要更加穩(wěn)定。2.自動化生產(chǎn)的發(fā)展趨勢現(xiàn)在的電氣控制大多都采用PLC進(jìn)行控制的裝置，顛覆了我們以前對人為的操作的認(rèn)識，它的結(jié)構(gòu)簡單，價格相對來說也比較低廉，不僅能夠滿足我們?nèi)粘Ｉ钪械男枰?，即使是在工業(yè)控制的領(lǐng)域，特別是是對生產(chǎn)環(huán)境要求比較高的區(qū)域，都能夠發(fā)現(xiàn)他的存在。這些年社會發(fā)展的這么快的同時企業(yè)為了

12、跟上社會的腳步，為了滿足社會生產(chǎn)的需要，降低生產(chǎn)所需要花的錢，提高自己的經(jīng)濟(jì)效益，越來越多老板開始將自動化生產(chǎn)應(yīng)用到自己的場里。因此，現(xiàn)在越來越多的人開始開發(fā)自動化設(shè)備，讓這樣的設(shè)備越來越好，對控制系統(tǒng)的要求精度也越來越高中國現(xiàn)在并沒有這么一個能夠像美國一樣的一些美洲國家和像日本一樣的一些亞洲國家發(fā)達(dá)的自動封箱包裝的領(lǐng)域。因此，中國有非常大的潛力飛速的發(fā)展成為一個自動化行業(yè)領(lǐng)先的國家。讓自己的技術(shù)更強(qiáng),這也是未來的發(fā)展方向和趨勢。在外國很早以前，企業(yè)為了機(jī)械加工既能省時間也能減少花錢，采用機(jī)械化流水線操作的生產(chǎn)方式，大型自動生產(chǎn)線承擔(dān)的加工對象也隨之改變。但是，由于在加工的時候產(chǎn)品使用的時間短

13、，經(jīng)常動作容易使較多的繼電器生命周期變短，不能保證生產(chǎn)線的穩(wěn)定性那么平穩(wěn)。3.本課題的指導(dǎo)思想（1）對可編程控制器有了進(jìn)一步的認(rèn)識，熟悉了它的開發(fā)環(huán)境，提高了編程水平。（2）了解PLC的結(jié)構(gòu)組成有哪些部分，掌握了自動化生產(chǎn)的設(shè)計方法和設(shè)計思路并能熟悉PLC的工作原理。（3）對外圍電路有了更深的了解，特別是熟悉了元器件的工作原理以及元器件的選用。 第1章 緒論1.1 機(jī)械手與PLC應(yīng)用的背景機(jī)械手，它是許多現(xiàn)代工業(yè)的組成部分，再加上與PLC一起用就開闊了更廣更寬的領(lǐng)域。特別是在一些危險而又復(fù)雜的環(huán)境運(yùn)用的特別多，它的產(chǎn)生不但降低了人力物力而且提高了生產(chǎn)效率，加上與PLC相互配合，讓機(jī)械手有了更多

14、的功能和發(fā)展空間。1.2 機(jī)械手與PLC應(yīng)用的意義機(jī)械手與PLC聯(lián)合使可以按照完成的程序來工作，這樣就使機(jī)械手的應(yīng)用范圍更加廣泛和執(zhí)行任務(wù)更準(zhǔn)確，以前幾個人做的事情，現(xiàn)在只需一個人就行了。它們的聯(lián)合使用不但促進(jìn)了工業(yè)的快速發(fā)展而且為一些危險的科技探索提供了工具，許多人不方便的工作地點都可以用它替代，從而減少一些生產(chǎn)過程中不必要出現(xiàn)的事故現(xiàn)象，減低企業(yè)安全，減少勞動成本，促進(jìn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。第2章 方案的選擇與論證2.1 設(shè)計的要求2.1.1 機(jī)械手要完成的動作機(jī)械手開始處于上限位置，當(dāng)檢測開關(guān)檢測到物體皮帶運(yùn)輸機(jī)停止時，機(jī)械手下來拿到物品后上升到上限位置，然后左移到第二皮帶運(yùn)輸機(jī)指定位置后下降

15、將物品放到箱子里，機(jī)械手上升返回到原來位置，重復(fù)進(jìn)行以上動作。如圖2-1：圖2-1機(jī)械手控制示意圖自動控制流程和手動控制流程互鎖如圖2-2所示。圖2-2機(jī)械手傳送示意圖2.1.2 整個系統(tǒng)要實現(xiàn)的目標(biāo)當(dāng)?shù)谝粋€皮帶運(yùn)輸機(jī)送電后開始運(yùn)轉(zhuǎn)并進(jìn)行運(yùn)輸瓶子，如果第一個皮帶運(yùn)輸機(jī)瓶子得到光電開關(guān)PS1的檢測時候就立刻停了下來。接下來本來在左上端原點位置的機(jī)械手迅速下降到左下端將瓶子拿起，歷經(jīng)2秒的時間回升到原來位置，然后扭轉(zhuǎn)到右側(cè)制定位置下降，期間保持機(jī)械手抓緊，最后將瓶子放到箱子里后上升回到原來位置，開始下一輪抓取，同時用PLC內(nèi)的計數(shù)器加1，機(jī)械手這樣循環(huán)進(jìn)行下去，知道計數(shù)器記到24時裝有箱子的皮帶運(yùn)

16、輸機(jī)開始運(yùn)行，當(dāng)PS2檢測到下一空箱后停止。按照上面講的作為一次循環(huán)的時間，讓系統(tǒng)一直這樣不停的進(jìn)行下去，直到不需要的時候進(jìn)行斷電停止。其工作流程圖如圖2-3和2-4所示。圖2-3 整體設(shè)計圖2-4 循環(huán)工作的過程2.2 方案論證2.2.1 采用傳統(tǒng)繼電接觸器電氣控制系統(tǒng)以線路簡單，價格低廉而受到廣大企業(yè)老板青睞的繼電接觸器電氣控制這么多年以來一直在加工生產(chǎn)的各個角落久盛不衰，隨之馬上發(fā)展成為一個相比較來說可靠的技術(shù)管理模塊。但是應(yīng)用在復(fù)雜的環(huán)境里時，以應(yīng)用大量中間繼電器、時間繼電器、接觸器等在比較惡劣壞境中時讓人感覺美中不足的控制線路復(fù)雜、器件多等問題出現(xiàn)了，從而導(dǎo)致檢修時使用較多的技術(shù)人員

17、，增加人員分配，浪費資源。2.2.2 采用PLC可編程序控制器控制系統(tǒng)采用PLC進(jìn)行設(shè)計控制系統(tǒng)，減少了繼電接觸器電氣控制的線路復(fù)雜性、器件多的情況，用PLC所謂的軟繼電器改變了原來的硬繼電器的一些短板。當(dāng)今社會的發(fā)展已讓PLC逐漸變成了自動化生產(chǎn)控制系統(tǒng)的必備設(shè)備，其重要性越來越也不可估量。2.2.3 方案比較與選擇雖然繼電接觸器電氣控制線路簡單，價格低廉等一些優(yōu)點，但是PLC的一些優(yōu)點恰好彌補(bǔ)了它需要大量的中間繼電器、時間繼電器，使得線路復(fù)雜、穩(wěn)定性差的缺點。有PLC里面設(shè)置了警戒時鐘WDT、自診斷等措施能夠可以發(fā)現(xiàn)不能正常生產(chǎn)的原因。從而讓其反應(yīng)時間變短、跟蹤能力強(qiáng)，使得系統(tǒng)能正常運(yùn)行。

18、以改變程序而形成不同控制系統(tǒng)的特點，形成比較好的共同使用性。而且現(xiàn)場接口容易，設(shè)計周期短，降低了很多勞動強(qiáng)度。因此，本文選擇PLC控制系統(tǒng)。第3章 PLC的結(jié)構(gòu)組成3.1 PLC的由來在大規(guī)模、超大規(guī)模、集成電路技術(shù)的快速發(fā)展和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的越來越好的同時，加上微處理器的出現(xiàn)，從而將PLC即可編程控制器也迅速推向了高潮發(fā)展，其發(fā)展歷程及特點。表3-1 PLC的歷程時期特點早期早期的PLC叫做可編程邏輯控制器。這時，PLC主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時等。最早的PLC的性能要比繼電器控制裝置好的很，其優(yōu)點包括簡單易懂、便于安裝、體積小、能耗低、有故障指示及能重復(fù)使用等。其中PL

19、C特有的編程方式語序表，目前還是用的它。中期在以前的基礎(chǔ)上，有低性能的處理器升級為高性能微型處理器，同時能夠讓更多處理器、通道進(jìn)行同時處理，通信技術(shù)是PLC的應(yīng)用進(jìn)一步升級改造。在硬件方面，以前本來有的東西以外，還添加了像模擬量模塊一樣的其他模塊。并擴(kuò)大了存儲器的容量，使PLC的使用范圍更大。當(dāng)今現(xiàn)在的PLC在以前基礎(chǔ)上不管是在技術(shù)還是價格等方面變化了很多，大幅度的減少微處理器的價錢，從而使現(xiàn)在各種型號的PLC所使用的微處理器與以前的更是無法可比。而且還改善PLC的工作效率，讓它不管在工廠還是其他地方使用的比類同功能的東西都多，各生產(chǎn)制造廠商還研制開發(fā)了專用的邏輯處理芯片。3.2 PLC的發(fā)展

20、可編程控制器（Programmable logic Controller）是采用微型計算機(jī)作為核心與計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)相配合產(chǎn)生的系統(tǒng)，為了滿足當(dāng)今社會上的工業(yè)的發(fā)展應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，將各種指令通過數(shù)字或模擬信號輸入/輸出（I/O）的端口的信號變換來控制生產(chǎn)活動?？删幊讨破骷捌湎嚓P(guān)外部設(shè)備的連線，根據(jù)便于操作的原則將外部設(shè)備連成一個整體，并且按照方便增加外部功能的原則設(shè)計。總而言之，可編程控制器PLC是一臺專門滿足現(xiàn)在社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)老板的投資成本等因素設(shè)計的一種小型計算機(jī)，應(yīng)用到現(xiàn)在工業(yè)的自動化生產(chǎn)的場所，它是將傳統(tǒng)的繼電器技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相融合而形成一種新控

21、制裝置。3.3 PLC的組成和工作方法3.3.1 PLC的構(gòu)成圖3-1 PLC的構(gòu)成1. 中央處理器（CPU）中央處理器(CPU)一般由運(yùn)算器、控制器和寄存器組成。它們都集成在一個芯片內(nèi)，CPU通過控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線與存儲單元、輸入/輸出接口電路相連接。2. 存儲器PLC的存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器兩個部分。系統(tǒng)存儲器是指用來放置PLC自己本身有的程序的地方。PLC的生產(chǎn)廠家編寫并固化在ROM內(nèi)，不能隨便修改。用戶存儲器是用來存放滿足用戶生產(chǎn)產(chǎn)品的需要用正確的PLC編程語言編寫的程序的作用。3. 輸入/輸出接口單元PLC的輸入和輸出信號類型可以是開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量。輸入/輸

22、出接口單元：一端與與輸入和輸出的映像寄存器相連，另一端與被控制設(shè)備相連。4. 擴(kuò)展接口和通信接口擴(kuò)展接口的作用是當(dāng)PLC原來自身不夠使用時通過它與另外增加的部分連接起來，使PLC的功能能夠滿足工作的需要。通信接口的作用是將內(nèi)外信息進(jìn)行相互交換。5. 電源部分6. 編程設(shè)備編程設(shè)備的作用是進(jìn)行編寫你打算實現(xiàn)的功能的程序，并檢查它的正確與否。3.3.2 PLC的工作原理PLC的工作原理：PLC在計算機(jī)工作原理基礎(chǔ)上，采用“按一定順序一個個掃描，不停的一圈圈的工作下去”的方式進(jìn)行工作的。當(dāng)PLC進(jìn)行工作后，先進(jìn)行掃描獲得程序一些指令地址等工作后，用戶程序按照一定的順林執(zhí)行下去，最后寄存輸出繼電器的狀

23、態(tài)到鎖存器中，按一定的規(guī)則控制外部負(fù)載。上述3個階段即為一個周期。3.3.3 PLC的特點1. PLC的外部不需要太多的電子電氣元器件，因此電氣柜的接線比較少。由于PLC系統(tǒng)比較簡單，所以對其系統(tǒng)維修時就會很簡單，使維修時間會大大縮短，使其可靠性得到很大提升。2. PLC的冗余設(shè)計、失電保護(hù)、故障檢測和信息保存以及信息的恢復(fù)等，提高了其安全性、可靠性。3. PLC應(yīng)用簡單，容易編程、維修簡單等特點，PLC可以與上位機(jī)通信來擴(kuò)展它的功能，也可與集散控制系統(tǒng)(DCS)相組合，構(gòu)成強(qiáng)大的控制系統(tǒng)，也可以與外部設(shè)備進(jìn)行信息交流。這些擴(kuò)展的應(yīng)用使PLC用戶得到了極大地簡便。4. 操作便宜是指減少PLC工

24、作者的工作量，編寫程序的工作任務(wù)、工人的安裝調(diào)試的工作量減少很多，監(jiān)管簡化許多操作步驟，比如可以減少應(yīng)用繼電器系統(tǒng)的操作步驟，在生產(chǎn)過程可用同一控制臺或控制屏控制多個工序過程。3.3.4 PLC的主要功能和應(yīng)用1. PLC最根本、應(yīng)用范圍最多，就是斷開與閉合的邏輯控制，它代替以前的繼電器電路部分，用以完成邏輯的控制，既可以在單臺的設(shè)備也可以在多臺的設(shè)備情況下采用這種邏輯控制進(jìn)行企業(yè)生產(chǎn)。2. 在現(xiàn)代的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，變化連續(xù)的量是不可避免的，如測量的溫度、測定的壓力、浮動的液位和變化的速度等都是模擬量。但是自己本身不是直接通過接收模擬量進(jìn)行控制，而是通過A/D轉(zhuǎn)換和D/A之間的相互轉(zhuǎn)換才能實

25、現(xiàn)控制。生產(chǎn)廠家為了讓客戶使用起來更加方便，使用者更多，自身配備A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器也能用于模擬量控制。3. 運(yùn)動控制，PLC可以用于多種運(yùn)動方式的控制，如直線、曲線方式。在控制方面，最開始時，PLC的I/O口直接連接傳感電氣元件以及系統(tǒng)控制方面，近幾年大部分使用專業(yè)的運(yùn)動控制方面的集成塊。所有的PLC都有運(yùn)動控制方面的功能，其應(yīng)用范圍很廣，如機(jī)械加工、機(jī)床的運(yùn)動、機(jī)器人運(yùn)行、電梯拖動等方面。4. 數(shù)據(jù)處理，通過自己里面本來就有的一些指令功能對數(shù)據(jù)能夠單獨的完成收集、解析及做出相應(yīng)的處理。所收集的這些數(shù)據(jù)信息與存儲器中的數(shù)據(jù)信息參相比較，做出判斷并發(fā)出相應(yīng)的信號來完成相應(yīng)的動

26、作。這些信息也可以通過PLC的信息傳送功能傳給其他相同設(shè)備，或者上位機(jī)。5. 通信及聯(lián)網(wǎng)，PLC的通信功能是將各個部分聯(lián)系起來能夠進(jìn)行相互的傳遞信息。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展迅速，PLC的設(shè)計和研發(fā)對網(wǎng)絡(luò)、通信的功能進(jìn)行了強(qiáng)化，使網(wǎng)絡(luò)、通信適用范圍更廣。近來這幾年生產(chǎn)的PLC通信都改進(jìn)不小，能夠跟上工業(yè)快速發(fā)展的步伐。3.4 PLC的選型根據(jù)上面所確定的I/ O 點數(shù) ，且該系統(tǒng)是對開關(guān)量，而且對控制速度要求不高，所以可選用西門子S7-200系列的CPU226型可編程控制器PLC作為控制核心，該單元為40點I/O，24點輸入，16點輸出，滿足生產(chǎn)工作的需要。第4章 硬件設(shè)計

27、4.1 PLC的I/O分布表表4-1 I/O分布表控制信號元件名稱元件符號 地址編號輸入信號上限位開關(guān)SQ1I0.1下限位開關(guān)SQ2I0.2左限位開關(guān)SQ3I0.3右限位開關(guān)SQ4I0.4瓶光電開關(guān)PS1I0.6箱光電開關(guān)PS2I0.7自動開關(guān)SB3I2.1傳A手動SB5I1.0傳B手動SB6I1.7手動上升SB7I1.1手動下降SB8I1.2手動左轉(zhuǎn)SB9I1.3手動右轉(zhuǎn)SB10I1.4手動夾緊SB11I1.5手動松開SB12I1.6啟動按鈕SB1I0.0停止按鈕SB2I0.5輸出信號機(jī)械手下降KM2Q0.2機(jī)械手上升KM1Q0.1機(jī)械手左轉(zhuǎn)KM3Q0.3機(jī)械手右轉(zhuǎn)KM4Q0.4夾緊松開KM

28、5Q0.5帶A輸出YV1Q0.6帶B輸出YV2Q0.74.2 PLC的I/O外部接線端子圖圖4-1 外部接線端子圖4.3 檢測元件與執(zhí)行元件的介紹主要對按鈕、接觸器、傳感器、電機(jī)作簡要介紹。1. 按鈕按鈕主要用來接通和斷開控制電路，它是電氣控制的一種主令電器。根據(jù)按鈕的用途的不同和不同的觸點的分配狀況，大概分為動合，動斷和復(fù)合這三種,當(dāng)松開它不進(jìn)行按動時，一般能自主回到原來位置。本文選動合按扭 ,其結(jié)構(gòu)和符號如圖4-2所示。圖4-2按鈕開關(guān)的結(jié)構(gòu)與符號2. 接觸器交流接觸器 主要以電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、支架等部分配合。 直流接觸器 由于它的動作原理和結(jié)構(gòu)容易與交流接觸器產(chǎn)生混淆不清，特別之處就在

29、于它是讓線圈通過直流來控制直流的電器設(shè)備。 接觸器在選用的時候往往要先要看它所負(fù)載的電流類型到底是直流還是交流來決定要直流接觸器還是交流的，根據(jù)自己的經(jīng)驗來說經(jīng)常是主觸點電壓不應(yīng)該小于弱電回路的額定電壓，但還要具體問題具體分析，應(yīng)根據(jù)控制負(fù)載種類和使用地方，列如在控制電動機(jī)的時候，挑選的主觸點的額定電流應(yīng)該不小于電動機(jī)的額定電流；往往還要看線路的復(fù)雜情況和電器的個數(shù)的多少選選擇線圈的電壓，大部分都會選電源等級為380V或220V的電壓，當(dāng)線路復(fù)雜時從人身和設(shè)備安全考慮，可以選擇36V或110V電壓的線圖，增加相應(yīng)變壓器設(shè)備。本系統(tǒng)選擇CJ-40接觸器。3. 傳感器光電傳感器隨著社會科技發(fā)生的巨

30、大改變和生產(chǎn)自動化程度的提高功能也發(fā)生了完善，使用在自動化生產(chǎn)中的地方也越來越多，可以與PLC很好的配合用來檢測物品、溫度、以及自動裝配流水線。 根據(jù)我要實現(xiàn)的目標(biāo)，我們一般情況下會安裝光電開關(guān)來對產(chǎn)品計數(shù)和空箱到位進(jìn)行檢測。光電開關(guān)經(jīng)常使用的主要有透射型和反射型這兩種。透射型光電開關(guān)將分發(fā)射器和接收器放在同一水平不同的地方，并且這兩個器件面對面放，如果發(fā)射器發(fā)射的紅外線直接射到接收器上，說明沒有物體，當(dāng)有東西擋住射線不能夠讓接收器收紅外光信號的時候束會產(chǎn)生一個脈沖信號?？捎糜诋a(chǎn)品計數(shù)。其工作原理如4-3所示圖4-3透射型器工作原理反射型光電開關(guān)的本身即是發(fā)射體也是接收體，兩者的共同體形成一個

31、開關(guān)，如果自己能夠接受自己發(fā)的光，那說明有物體的存在產(chǎn)生的光反作用，反之說明沒有物體的通過。利用以上原理來判斷皮帶運(yùn)輸機(jī)上的箱子是否到了準(zhǔn)確的檢測位置。反射式光電傳感器工作原理圖示如圖4-4。圖4-4反射式原理圖該系統(tǒng)選擇反射式光電傳感器型號為PM-LF10,其性能參數(shù)如表4-2所示。 表4-2光電傳感器PM-LF10的性能參數(shù)性能參數(shù)檢測距離2.58mm(中心:5mm)白色無光澤紙(1515mm)最小檢測物體 0.05mm銅線(設(shè)定距離:5mm)相應(yīng)誤差使用白色無光澤紙(1515mm)工作間距的20%以下重復(fù)精度 (垂直于檢測軸)0.08mm以下電源電壓524V DC10% 脈動P-P5%以

32、下消耗電流平均25mA以下峰值80mA以下輸出NPN開路集電極晶體管 最大流入電流100mA 外加電壓30V DC以下(輸出和0V之間) 剩余電壓1V以下(流入電流為100mA時) 0.4V以下(流入電流為16mA時)短路保護(hù)裝 備反應(yīng)時間0.8ms以下4. 電動機(jī)當(dāng)今市場上賣的電機(jī)種類五花八門，特別是用在自動化生產(chǎn)線的電動機(jī)的樣數(shù)更是讓你自己都搞不清楚有幾種。根據(jù)這個系統(tǒng)所要實現(xiàn)的條件和各種類型的電動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點和適應(yīng)的地方，加上所花的錢綜合起來考慮，本系統(tǒng)選擇三相步進(jìn)電動機(jī)的電動機(jī)，它的部分技術(shù)參數(shù)如表4-3所示。表4-3 3S57Q-04056型電動機(jī)的性能參數(shù)參數(shù)名稱步距角相電流（A）

33、保持扭矩阻尼扭矩電動機(jī)慣量 參數(shù)值 .85.8A1.0Nm0.04Nm0.3kg.cm223第5章 軟件設(shè)計及仿真5.1自動控制流程圖圖5-1 自動控制流程圖5.2 梯形圖 5.3 仿真根據(jù)系統(tǒng)需要進(jìn)行設(shè)計的程序部分仿真如下：圖5-2 手動機(jī)械手上下左右以下是自動情況下的仿真，默認(rèn)狀態(tài)為手動模式，首先必須進(jìn)行手動與自動模式的切換之后才能進(jìn)行啟動開始。圖5-3自動開始圖5-4 光電開關(guān)檢測到瓶子圖5-5 機(jī)械手到下限位置結(jié)論這次畢業(yè)設(shè)計中我使用PLC控制機(jī)械手和傳送帶的動作，完成了自己打算實現(xiàn)的過程的基本要求，經(jīng)過很多次的檢查，同學(xué)的復(fù)查，電腦的仿真檢查，讓這個系統(tǒng)能夠不經(jīng)常出現(xiàn)毛病，適應(yīng)比較差

34、的環(huán)境下，減少勞動力干活讓自己本身不停的一直生產(chǎn)下。本次設(shè)計的生產(chǎn)線自動裝箱PLC控制系統(tǒng)和單片機(jī)系統(tǒng)相比較的話，它的硬件方便簡單，花的錢較多，生產(chǎn)的速度快，性能、價格比很高，具有極高的可靠性，社會上發(fā)展有很大的潛力。這次設(shè)計的系統(tǒng)解決了以前的硬繼電器控制硬件電路的不好現(xiàn)象，使用人機(jī)界面取代繼電器，通過軟件的方式控制硬件電路。但是這個設(shè)計也有它自己的短處，還有很多的擴(kuò)展功能沒有實現(xiàn)，例如:對產(chǎn)品計數(shù)錯誤的檢測功能等等。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，首先所謂的科研是怎么一回事，你設(shè)計一個東西能不能使用到企業(yè)中給企業(yè)帶來效益，然后讓我們清晰的知道進(jìn)行一個方案設(shè)計需要哪些準(zhǔn)備工作，需要從哪些方面入手，需要哪些

35、步驟，同時也更加熟練使用了本專業(yè)的一些設(shè)計軟件，對自己的一些知識的回顧，增加了在思考問題的嚴(yán)謹(jǐn)性。32洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文謝 辭本科的學(xué)習(xí)階段即將進(jìn)入尾聲，這幾年的學(xué)習(xí)生涯中收獲甚多，但我的成長離不開周圍的人對我的幫助。首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師高老師，高老師在論文的題目的選擇，內(nèi)容整體的設(shè)計排版等，以及在電路仿真調(diào)試的過程中都給予我很大的幫助，另外，高老師的學(xué)識淵博，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度等優(yōu)點也深深的影響了我們每一個人，在此，我再次向高老師表達(dá)我由衷的感謝和敬意。 同樣還要感謝我的同學(xué)和室友們，在程序的檢查、電氣元件的選型、以及在使用各種繪圖軟件的過程中都給予我很大的幫助，在此我感到很欣慰，也

36、對他的幫助表示由衷的謝意。 另外，還要感謝所有的對此論文提出建議和做出批評的老師和朋友。 參考文獻(xiàn)1 袁任光. 可編程控制器應(yīng)用實例. 華南理工大學(xué)出版社， 20032 徐鐵. PLC應(yīng)用技術(shù). 中國勞動社會保障出版社， 20073 方強(qiáng)、李麗娜、孫宏昌 . PLC可編程控制器技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用實踐. 電子工業(yè)出版社，20094 周淵深. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù). 化學(xué)工業(yè)出版社， 20025 廖常初. PLC梯形圖的順序控制設(shè)計法. 電子技術(shù)雜志， 20016 何衍慶. 可編程控制器及應(yīng)用技巧. 化學(xué)工業(yè)出版社， 20027 可編程控制器例題及實驗指導(dǎo). 重慶大學(xué)出版社， 20018 張進(jìn)秋、張中

37、民. 可編程控制器原理及其應(yīng)用實例. 機(jī)械工業(yè)出版社， 20039 鄭人杰. 計算機(jī)軟件測試技術(shù). 北京: 清華大學(xué)出版社, 199210 陳宇. 可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧. 華南理工大學(xué)出版社， 200011 王淑英. 電氣控制與PLC的應(yīng)用M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 200712 湯以范. 電氣與可編程控制技術(shù)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 200413 王兆義. 可編程控制器教程M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200314 王麗偉. 機(jī)械手的PLC控制. 機(jī)床電器， 200615 張群生. 機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng). 裝備制造技術(shù)， 2007外文資料翻譯PLC and Inverter Te

38、chnology Trends1. The development trend of the programmable controller“PLC is one kind specially for the digital operation operation electronic installation which applies under the industry environment designs. It uses may the coding memory, uses for in its internal memory operation and so on actuat

39、ing logic operation, sequence operation, time, counting and arithmetic operation instructions, and can through digital or the simulation-like input and the output, controls each type the machinery or the production process. PLC and the related auxiliary equipment should according to form a whole eas

40、y with the industrial control system, easy to expand its function the principle to design.”In the 21st century, PLC will have a bigger development. Technologically speaking, computer technologys new achievement more will apply in the programmable controllers design and the manufacture, will have the

41、 operating speed to be quicker, the storage capacity to be bigger, an intelligent stronger variety to appear; Looked from the product scale that further develops to subminiature and the ultra-large direction; Looked from the product overcoatability that the product variety will be richer, the specif

42、ication to be more complete, the perfect man-machine contact surface, the complete communication facility will adapt each industrial control situation demand well; Looked from the market that various countries will produce the multi-variety product the situation to break respectively along with the

43、international competition aggravating, will present the minority several brand monopoly international market the aspect, will present the international general programming language; Looking from the network state of play, the programmable controller and other industrial control computer network cons

44、titution large-scale control system is the programmable controller technology development direction. Present computer collection and distribution control system DCS (Distributed Control System) had the massive programmable controller application. Is following computer networks development, the progr

45、ammable controller takes the automation directed net and the international universal network important component, outside industry and industry numerous domain display more and more major function.2. Inverter technology development trends Inverter into the practical phase of more than 1 / 4 century

46、during this period, the frequency converter technology as the basis of power electronics technology and microelectronics technology manager of a leap in the development, as the new power electronic devices and high-performance microprocessor The application of control technology and the development

47、of increasingly high cost performance of the inverter, more and more small size, but manufacturers are still in constant frequency converter to achieve the further miniaturization and doing new efforts. From a technical point of view, with the frequency converter to further expand the market of the

48、future, with the converter and inverter technology will be on the development of technologies in the following areas further development: (1) large capacity and small size; (2) high-performance and multi-function; (3) enhance the ease-of-use; (4) increase in life expectancy and reliability;(5) of po

49、llution-free. Large capacity and small size of the power semiconductor devices will be with the development of continuous development. In recent years, driven by a voltage power semiconductor devices IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor, isolation gate bipolar transistors) has developed very rapid

50、ly and quickly into the traditional use of BJT (bipolar power transistor) and power MOSFET (FET) The various fields. In addition, the IGBT switching device for the IPM (Intelligent Power Module, IPM) and Monolithic Power IC chip will power switching devices and driving circuit, such as the protectio

51、n of integrated circuits in the same package, with high performance and reliability The merits, with their high current and high pressure of the development of small and medium-sized converter will certainly be more widely used. With micro-electronics technology and semiconductor technology developm

52、ent, for Inverter CPU and semiconductor devices and a variety of sensors of getting higher and higher. With the frequency converter technology and the development of the growing maturity of the exchange governor, modern control theory are constantly new applications. These have further improved the

53、performance of inverter provided the conditions. In addition, with the frequency converter to further promote the use and support are also constantly made new demands, the frequency converter manufacturers to continuously improve the performance and frequency converter functions in Inverter new effo

54、rts to meet user And the need for the fierce competition in the market in an invincible position.With the frequency converter market continues to expand, how to further enhance the ease-of-use inverter, so that the technical staff and even ordinary non-technical staff can quickly master the use of f

55、requency converter technology has become manufacturers must consider the issue. Because only easy-to-use products can continue to acquire new customers and further expand the market, so the future of the new converter will be more easy to operate. With the development of semiconductor technology and

56、 the development of power electronics technology, the frequency converter used in the various components of the life and reliability are constantly improving, they will make their own life and the frequency converter to further increase reliability. In recent years, people have attached great importance to environmental issues, and thus a green products name. Therefor