PLC結(jié)業(yè)論文(包裝生產(chǎn)線PLC控制)

1、可編程控制器反應(yīng)原理結(jié)業(yè)課程設(shè)計包裝生產(chǎn)線的PLC控制姓名：呂澤陽班級：161401學(xué)號：142372序號：20摘 要當(dāng)今社會，隨著人們物質(zhì)生活的的不斷提高，加之物聯(lián)網(wǎng)的信息化，人們對日常生活所需要的物質(zhì)水平也不斷提高。物聯(lián)及包裝行業(yè)對生產(chǎn)線的要求也趨于自動化與便捷化。產(chǎn)品生產(chǎn)后的包裝環(huán)節(jié)的低成本化，自動化需求逐漸增大。因此，包裝過程中的自動化無人化是企業(yè)考慮收益的重要指標(biāo)。而可編程控制器的運用將大大減少人工包裝的成本，同時功能性強，性能價格比高，硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強，可靠性高，抗干擾能力強的特點，同時能夠?qū)崿F(xiàn)減少系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量，使后期維修工作量減到最小，維修方便

2、。因此通過分析了現(xiàn)代企業(yè)分檢控制與管理問題的現(xiàn)狀，結(jié)合中小企業(yè)的實際情況闡述了包裝系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡單實用的包裝生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計方案。關(guān)鍵詞：自動化；無人化；低成本化；包裝生產(chǎn)線AbstractIn todays society, with the continuous improvement of peoples material life, coupled with the Internet of things, peoples daily needs of the material level is also rising. The demand for the

3、 production line of the packaging industry and the packaging industry tends to be automated and convenient. After the production of the packaging process of low cost, the increasing demand for automation. Therefore, the automation of packaging process is an important indicator of the enterprise to c

4、onsider earnings. The application of the programmable controller will greatly reduce the cost of manual packing, and strong functionality, high cost performance, complete hardware, convenient user, strong adaptability, high reliability, strong anti-jamming capability, and can realize the reduction o

5、f system design, installation and commissioning work, so that the maintenance workload is reduced to a minimum convenient maintenance. Therefore, through the analysis of the current situation of modern enterprise seizure control and management problems, combined with the actual situation of small an

6、d medium-sized enterprises describes the working principle of the packaging system, the hardware circuit design provides a simple and practical packaging production line automatic control system.Keywords: Automation; Unmanned; Low cost; Packaging production line目 錄第一章 可編程序控制器基礎(chǔ).1 1.1 可編程控制器的基本概念.1 1

7、.2 可編程序控制器的特點.11.2.1 應(yīng)用簡單.11.2.2 可靠性高.11.2.3 抗電磁干擾性能好，環(huán)境適應(yīng)性強.21.2.4 功能完善.21.3 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu).2第二章程序設(shè)計.31.1 設(shè)計要求.31.2 設(shè)計方案.31.3 設(shè)計方法.51.3.1 I/O分配表.51.3.2 工作時序圖.51.3.3 順序功能圖.61.3.4 PLC I/O接線圖.71.3.5 原件清單.8第三章 程序驗證.9第四章 所有程序.12第五章 結(jié)論.14第六章 心得體會.15第一章 可編程序控制器基礎(chǔ)1.1 可編程控制器的基本概念可編程控制器（以下簡稱PLC）是計算機技術(shù)與繼電器邏輯控制概

8、念相結(jié)合的一種新型控制器。它是以微機處理機為核心，用作數(shù)字控制的專用計算機。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的推進(jìn)，可編程控制器已逐漸發(fā)展成為功能完備的自動化系統(tǒng)?，F(xiàn)代對于PLC通俗的定義為一種采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(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械或生產(chǎn)過程。1.2 可編程序控制器的特點1.2.1 應(yīng)用簡單使用方便，編程簡單。采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，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硬件。功能強，性能價格

9、比高，可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制，集中管理。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。1.2.2 可靠性高PLC的可靠性高，主要是因為它在硬件及軟件兩方面都采取了嚴(yán)格的措施。在硬件設(shè)計方面，首先選用優(yōu)質(zhì)器件，再者是合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，簡化安裝，使它易于抗振動沖擊。對印刷電路板的設(shè)計、加工及焊接都采取了極為嚴(yán)格的工藝措施，而且在電路、結(jié)構(gòu)及工藝上采取了一些獨特的方式

10、。軟件方面同樣采取特殊設(shè)計，可自動檢測程序內(nèi)部的死循環(huán)及程序自身出錯導(dǎo)致的錯誤信息，一旦遇到相關(guān)錯誤將自動發(fā)出警報并停止相關(guān)模塊的運行，保證PLC的高可靠性。1.2.3 抗電磁干擾性能好，環(huán)境適應(yīng)性強PLC是按直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境而設(shè)計的，產(chǎn)品在相當(dāng)寬的環(huán)境溫度、濕度，規(guī)定的機械振動。沖擊以及額定的電源電壓與頻率變化。電源瞬時中斷。電源電壓降低等因素的作用下，均能正常工作。1.2.4 功能完善PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。1.3 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)中央處理單元（CPU）：一般由控制器

11、、運算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個芯片上。 主要功能：1）從存儲器中讀取指令； 2）執(zhí)行指令 、驅(qū)動外部輸出設(shè)備動作；3）處理中斷；4）診斷故障、記憶故障信息并報警。存儲器(Memory)：是具有記憶功能的半導(dǎo)體器件，用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其他一些信息。輸入輸出單元：PLC與外部設(shè)備聯(lián)系的橋梁電源單元：PLC由開關(guān)式穩(wěn)壓電源為內(nèi)部電路供電第二章 程序設(shè)計1.1 設(shè)計要求某包裝生產(chǎn)線上，包裝物品由傳送帶1隨時運來，運送時間不固定，因此包裝物品的間隔是不確定的，有的包裝距離較遠(yuǎn)，有的包裝則靠在了一起。在傳送帶1的電動機軸上安裝一個旋轉(zhuǎn)編碼器E6A，電動機轉(zhuǎn)動1圈，旋轉(zhuǎn)編碼器

12、發(fā)出1個脈沖。每個包裝物品的寬度是4個脈沖，當(dāng)光電檢測器SP1檢測到包裝物品，且旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出4個脈沖時，表示有1個包裝物品通過傳送帶1到傳送帶2。這樣就可以通過對旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)的計數(shù)，實現(xiàn)對包裝物品的準(zhǔn)確計數(shù)。其控制要求說明如下： 按下啟動按鈕SB1后，傳送帶1和傳送帶2運轉(zhuǎn)，傳送包裝物品到傳送帶2。 當(dāng)傳送帶2上有3個物品后，擋板電動機M1正轉(zhuǎn)，驅(qū)動擋板上升，阻止后面的包裝物品繼續(xù)運送到傳送帶2上。 當(dāng)擋板上升到位，上限位開關(guān)SQ3動作，擋板停止上升，推動器電動機M2正轉(zhuǎn)，將3個包裝物品向前推出。 當(dāng)推動器到達(dá)前限位開關(guān)SQ2動作，推動器停止向前，推動器電動機M2反轉(zhuǎn)，驅(qū)動推動器后

13、退。 當(dāng)推動器后退到位時，后限位開關(guān)SQ1動作，推動器停止后退，推動器電動機M2停轉(zhuǎn)。此時擋板電動機M1反轉(zhuǎn)，驅(qū)動擋板下降。 當(dāng)擋板下降到位，下限位開關(guān)SQ4動作，擋板回到初始位置。1.2 設(shè)計方案 本次設(shè)計要求中各部分工作有一定的工步順序，因此，設(shè)計時應(yīng)明確各工步之間的關(guān)系，列出先后關(guān)系，制作順序功能圖。同時確定各工步啟動條件，制作大體I/O分配表。最后，根據(jù)設(shè)計要求決定采用脈沖計數(shù)等模塊啟動相關(guān)步驟。在控制輸出端電機正轉(zhuǎn)于反轉(zhuǎn)時，電機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)與接線正負(fù)兩級順序有關(guān)，因此一個電機輸出端應(yīng)占用兩個通道，分別用不同順序連接電機的正負(fù)極，達(dá)到控制電機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的目的。控制具體方案為：1.3 設(shè)計

14、方法1.3.1 I/O分配表IO0.00啟動100.00傳送帶10.01停止100.01傳送帶20.02光電檢測器SPI100.02M1正轉(zhuǎn)0.03旋轉(zhuǎn)編碼器E6A100.03M2正轉(zhuǎn)0.04SQ3100.04M2反轉(zhuǎn)0.05SQ2100.05M1反轉(zhuǎn)0.06SQ10.07SQ41.3.2 工作時序圖M1（反轉(zhuǎn)）：SQ1：M2（反轉(zhuǎn)）：SQ2:M2（正轉(zhuǎn)）：M1（正轉(zhuǎn)）:SPI:E6A:SQ3:1.3.3 順序功能圖0.00啟動W0.05W0.06W0.07W0.00W0.01W0.02W0.03W0.04計數(shù)器SPI控制傳送帶1、傳送帶2啟動啟動計數(shù)器E6A電動機M1正轉(zhuǎn)SQ3M1停止，M2

15、正轉(zhuǎn)SQ2M1停止SQ4M2停，M1反轉(zhuǎn)SQ1M2反轉(zhuǎn)SPI控制1.3.4 PLC I/O接線圖備注：電機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)與接線正負(fù)兩級順序有關(guān)，因此一個電機輸出端應(yīng)占用兩個通道，分別用不同順序連接電機的正負(fù)極，達(dá)到控制電機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的目的。380VCOMM1反轉(zhuǎn)M2反轉(zhuǎn)M2正轉(zhuǎn)M1正轉(zhuǎn)傳送帶2傳送帶1100.05100.04100.03100.02100.01100.00SQ1SQ1SQ2SQ3E6ASPI關(guān)閉啟動COM0.070.060.050.040.030.020.010.00CP1H-XA40DR-A1.3.5 原件清單：旋轉(zhuǎn)編碼器類型：增量型旋轉(zhuǎn)式編碼器 品牌：歐姆龍型號：E6A2-CW

16、C3 外型尺寸：46.5(mm)適用范圍：10、（20）*、60、100、200、300、360、500（脈沖/旋轉(zhuǎn)）輸出形式：電壓輸出 工作原理：增量式最高響應(yīng)頻率：0.5MHz 電源電壓：DC5-12V輸出相：A相 價格：150RMB/個驅(qū)動、停止開關(guān) 品名：按鈕開關(guān)啟動開關(guān) 型號：LA38-11（紅/綠） 觸點：雙觸點(一常開觸點一常閉觸點)光電檢測器 品牌: 歐姆龍 型號: E3Z-D61電子電工產(chǎn)品類型: 120型 開關(guān)類型：漫反射擴散類型熱繼電器 型號：NR2-25G/Z 額定電流：0.1-10A接觸器 型號：CJIOZ-40/3 額定電壓：220V 額定電流：10A低壓斷路器 型

17、號：DZ5系列低壓斷路器 工作電流：0.15-50A熔斷器 型號：RL1-15 工作電流：2-20A電動機品牌: other/其他 型號: Y80M1-2電源方式: 交流電 類型: 驅(qū)動電動機防護(hù)型式: 封閉式 絕緣等級: B級電源種類: 交流電動機 工作原理: 異步電動機結(jié)構(gòu)與工作原理: 交流換向器電動機 功率：0.75（KW）電流：1.8 轉(zhuǎn)速：2830（r/min）效率：75% 功率因數(shù)：0.84第三章 程序驗證第四章 所有程序第五章 結(jié)論本文主要為工廠或企業(yè)設(shè)計一套較為完整的包裝生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)，同時實現(xiàn)生產(chǎn)線工作狀態(tài)監(jiān)控可視化，以便發(fā)生故障時能夠時能夠根據(jù)程序顯示工作狀態(tài)較為容易的

18、排除故障。根據(jù)要求，此系統(tǒng)能達(dá)到無人現(xiàn)場運行，運行狀態(tài)可以用相關(guān)軟件配合監(jiān)控，生產(chǎn)包裝自動化的要求，用戶在控制室可以通過控制界面開啟關(guān)閉傳送裝置，并且可反應(yīng)當(dāng)前工作機組的狀況，以用來提示相關(guān)操作人員。而采用光電檢測器、脈沖發(fā)生器的監(jiān)測控制功能，配合PLC的強大功能?？梢詫崿F(xiàn)控制包裝生產(chǎn)線無人化與自動化，同時能夠保證包裝物品數(shù)量精度，運用電腦檢測控制也能夠減少后期維護(hù)等相關(guān)成本?？偨Y(jié)本文的主要工作有以下幾點:1.根據(jù)包裝傳送的周期性工作特點，傳送帶傳送貨物時用E6A計算傳送帶旋轉(zhuǎn)周期，判斷是否將貨物傳送至包裝階段，以便精確統(tǒng)計傳送的當(dāng)前行為。但采取此種方式的缺陷是，傳送物品必須具有統(tǒng)一規(guī)格，其大

19、小必須小于4個脈沖周期；2.光電信號檢測器作為最先發(fā)現(xiàn)物品的檢測機構(gòu)，利用其簡易的結(jié)構(gòu)與原理較好的實現(xiàn)對間距不等的貨物進(jìn)行檢測，配合傳送帶上的脈沖信號發(fā)生裝置，可以更好的定位當(dāng)前物品的位置，向控制PLC發(fā)出準(zhǔn)確的控制信號；3.PLC采用歐姆龍公司的CP1H-XA40DR-A產(chǎn)品，能控制傳送電機、擋板控制電機、推板控制電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，同時簡化實體電磁繼電器等相關(guān)配套電器的連接線路，節(jié)約更多控制按鈕的安裝調(diào)節(jié)，減少人員操作負(fù)擔(dān)，簡化操作難易程度，使控制變得簡單可靠，系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定，減少人工操作產(chǎn)生的錯誤，節(jié)約造成錯誤后的返工時間；4.為了有效防止各部分電機之間諸如同時工作錯誤的工作關(guān)系，程序采

20、用機構(gòu)互鎖有效防止操作事物帶來的損失；5.PLC工作可配合CX-Programmer等相關(guān)軟件，真實反應(yīng)相關(guān)梯形圖的工作狀態(tài)，將復(fù)雜的程序圖形化可視化，使相關(guān)操作人在沒有相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)的條件下即可操作維護(hù)設(shè)備或相關(guān)電路，使生產(chǎn)簡潔化，提高生產(chǎn)線實際操作性。第六章 心得體會 本學(xué)期我接觸了一門新的學(xué)科可編程控制器反應(yīng)原理。初學(xué)這門課程的時候偶，我會下意識和C程序等相關(guān)工科編程語言相結(jié)合，在恐懼其難度將要和同類編程軟件相同時不禁對未來的學(xué)習(xí)感到渺茫。但是在詳細(xì)學(xué)習(xí)后我發(fā)現(xiàn)，PLC的程序?qū)W習(xí)并不像我想的那般復(fù)雜。相反，這門課程的學(xué)習(xí)十分簡單，并且對于相關(guān)基礎(chǔ)要求相對于其它學(xué)科也比較低，這使得我在學(xué)習(xí)完所有課程后對相關(guān)的看法有了新的認(rèn)識。截至目前為止，可編程控制器反應(yīng)原理的課程已經(jīng)全部學(xué)習(xí)完了。在學(xué)習(xí)過程中，我所學(xué)習(xí)到的不僅是這門課程的專業(yè)知識