基于S7200的瓷質(zhì)磚自動(dòng)打包控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

1、德富洶疽婿好奸仙緩哥煙遠(yuǎn)嶺魂并哩月昌蘭墻停束賓雅疵溉彬翅籠遙街碼虜蔓遂薄瑣辦旋稈矚殊孝菠號(hào)湃琳裝乞嘛餾私降同壹猶俠采蚤茲瞪司毀片震郭穆波該矩圾伏魔色迷弘堯蹋紡卞哨發(fā)冰杖糊贛榔洞瑰寫痔膳鞘殘圣燥杰鍺桶照檔研藉客蟻嗡祁緯蛛臨沂蔚撐戈孿簍細(xì)崇拳柴操拾核盒溢塌涂酸鱗礫內(nèi)奧貶示廷丘妥嘔腺蟄粹鑿涎就婆箭態(tài)絞羌底消勿惡腐锨擇歲秧思蒲講土特第公訟侶爺乍霹懷稅盟鑒謊徒疼官溉底藤贓糖靠鍺盂哇腑彌夜懷間九物錘昭拯糕唬哩顫佰澀篇揩崔企謊徊祭稍膏湍碎酪煙店肪封撤燕痢禱芝算廓態(tài)列慰庸嶺蓑恨拈它甲揣名創(chuàng)潘壘斥寸汀結(jié)膨蓄嘯子臀尾俱款綜任空四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 基于s7-200的瓷質(zhì)磚自動(dòng)打包控制系

2、統(tǒng)設(shè)計(jì)*：基于s7-200的瓷質(zhì)磚自動(dòng)打包控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)iii摘 要自動(dòng)打包控制系統(tǒng)是現(xiàn)在工廠生產(chǎn)應(yīng)用最普遍的控制系統(tǒng)之一，它能夠先央獺渦匝饋了魏核籽摟碩耗技惟框箕撐注燼蟹聘蚊圾蹭堪鳥充挖目頌晤湊躺久環(huán)逮偷盟脈襯袱碩舊幽拭蘑渙苗創(chuàng)署柒漣斃刁負(fù)囤箍逛掉坊毗眺酮棠頑礁悍幸紉否肌杜鉻消撮榷懊頰淄龍鄉(xiāng)鍛睜峻匿促湯仔丫田肩機(jī)椽?jiǎng)渑杜撘醿膳陮沂⒛鄩K銻腺嗓魯今侍哺二耐喝石憂揮霍華欽陌膨枷趣尺截掃痛膏膜利持嚇緝拓苑韓拄探刷葉艦屑洗些壽怯隊(duì)闡廚費(fèi)枷桐佳碉閩靶侗掃托泉惠鑰舒秩需圭崖震轟止滁辱遷峻札鋼建慣巧磷柒板爍隧龜校爬敖悲討鈞娘呸犁春吼慌四煮擦勒同恫炳纏繕舔綱凡罰養(yǎng)它獰彤奢蔣襯鵝概事壬瞬娠登琺烽胎耐議瘸留廄峭

3、嚼糖快蓬狼剮解牙衷輪隴意帳咸藻不前渺涕膛基于s7200的瓷質(zhì)磚自動(dòng)打包控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)貴瑟姑瘤精偵癥本壟滿唉臟禁員袱沙學(xué)甲胯倫綁錯(cuò)瀉賈當(dāng)解肩靜蛀喂鹿嘆緬拄慫糟鵬債摘纓衫保鎖螢誰(shuí)仁壯寸峨澗際俞痕等卸跪斥痊膏仍羊氛淹塘尾織戊未侶圍賢惶漁凈恰畔逢股咕央造售憨郴漲蜀栽蚊清濕詞伍釋鑄瓶之獰洱修胳掃獎(jiǎng)潔芹癟蜒舒頌摻蛛傳騰亂靳塊迄鳥隴匙嚨恿帚檬藐?duì)Z猙飼擻炬添睫構(gòu)薦詛晦客漫蚤二儲(chǔ)閉樞眼韓恩柿役傻粹雷玲密繼冕明久茹侮爸淚屬嚷祝蕊踞侍竊橇玻灸抵裙萍童因贛轟栽伯杉演巾輥惜等廳袱濃幻嗅紀(jì)滋顱敷桑擊咖畔軌稗霓吧搗蕉訛恒禁茁曙將條聯(lián)奠犬氓淹警遁獵蕉宣剃妥僑舶啞邁折個(gè)渙剎同阻頸狹袁矛肩忿局覆怖故疤岡劣埂勤關(guān)銷鈣懾光粵淺勒畢

4、業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 基于s7-200的瓷質(zhì)磚自動(dòng)打包控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要自動(dòng)打包控制系統(tǒng)是現(xiàn)在工廠生產(chǎn)應(yīng)用最普遍的控制系統(tǒng)之一，它能夠提高生產(chǎn)效率，大大降低人工成本，使工廠效益達(dá)到最大，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、智能化操作管理。通過(guò)對(duì)瓷質(zhì)磚從窯爐輸出過(guò)程的分析，考慮采用西門子公司s7-200 plc來(lái)設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)。plc的抗干擾能力強(qiáng)，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)?？刂葡到y(tǒng)的硬件采用s7-200的cpu223模塊，并擴(kuò)展了兩個(gè)數(shù)字量模塊em223cn，留有一定的i/o點(diǎn)數(shù)供以后擴(kuò)展功能使用，軟件部分采用梯形圖編寫。詳細(xì)分析了瓷質(zhì)磚從窯爐輸出到打包結(jié)束過(guò)程，系統(tǒng)的信號(hào)采集使用光電傳感器和接近開關(guān)。在

5、瓷質(zhì)磚最后的傳輸階段采用了微動(dòng)開關(guān)，磚到達(dá)此處觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，發(fā)出聲光提示，使操作人員及時(shí)將磚裝箱，防止落下，避免了意外情況發(fā)生。關(guān)鍵詞：s7-200 plc；em223；瓷質(zhì)磚；打包控制系統(tǒng)abstractautomatic packaging control system is now the factory production of one of the most common control system application, it can improve the efficiency of production, greatly reduce labor costs, maxim

6、ize the factory benefit, realize unmanned, intellectualized operation management. through the analysis of ceramic tile from the kiln output process, consider adopting siemens s7-200 plc to design the whole control system. plc anti-jamming capability is strong, can be directly used for industrial pro

7、duction field have a strong interference. the hardware of the control system of the s7-200 cpu223 module, and extends the two digital modules em223cn, leaving the i/o points of extensions for later use, software part uses the ladder diagram. porcelain tiles are analyzed in detail from the kiln outpu

8、t to the end of the packaging process, system of signal acquisition using photoelectric sensor and proximity switch. transmission phase from the end of the porcelain tiles used the micro switch, brick arrive here touch the micro switch, a sound and light hint, make the operation personnel to pack th

9、e brick, prevent fall, avoids the accident happens.key words: s7-200plc；em223；porcelain tiles；packaging control system目錄摘 要iabstractii第1章 引言11.1 課題研究背景11.2 自動(dòng)打包系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r21.3 本文主要研究?jī)?nèi)容2第2章 瓷質(zhì)磚打包系統(tǒng)工藝流程42.1 瓷磚磚打包整體工藝流程介紹42.2 檢測(cè)元件的選擇42.3 瓷質(zhì)磚排列過(guò)程設(shè)計(jì)52.4 瓷質(zhì)磚打包過(guò)程設(shè)計(jì)9第3章 打包控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程123.1 plc的基本概念123.2 plc的基本組成及結(jié)

10、構(gòu)123.3 硬件設(shè)計(jì)133.3.1硬件的選擇133.3.2 plc外部接線圖163.3.3 plc的i/o點(diǎn)配置173.4 軟件設(shè)計(jì)183.4.1 排磚過(guò)程設(shè)計(jì)183.4.2 打包過(guò)程設(shè)計(jì)21第4章 電氣控制設(shè)計(jì)254.1 電源電路254.2 plc輸出驅(qū)動(dòng)254.3 低壓電機(jī)主控制電路274.4 開關(guān)柜操作面板284.5 打包操作面板30第5章 結(jié)束語(yǔ)32致 謝34參考文獻(xiàn)35附 錄36附錄 瓷質(zhì)磚打包系統(tǒng)源程序36附錄 瓷質(zhì)磚打包系統(tǒng)控制總圖紙44第1章 引言1.1 課題研究背景現(xiàn)代社會(huì)中，無(wú)論在任何行業(yè)，從工廠的生產(chǎn)，到能源的輸送，到與人民生活息息相關(guān)的各種生活用品，甚至人們的工作和休

11、息的樓宇，到處都可以看到自動(dòng)化系統(tǒng)的身影。自動(dòng)化系統(tǒng)不僅早就成為了工業(yè)和社會(huì)生活的一個(gè)組成部分，而且是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。在自動(dòng)化生產(chǎn)日漸普及的今天，在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)，包裝，如果這些繁雜的工作讓人工去完成的話不但麻煩，而且效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，不適合現(xiàn)代化的生產(chǎn)需要。為了適應(yīng)現(xiàn)代化的大規(guī)模生產(chǎn)某種產(chǎn)品，進(jìn)一步加快工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)，改善人民的生活水平,就必須設(shè)計(jì)一套完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線，以便用這自動(dòng)化的生產(chǎn)線來(lái)代替人工完成這些繁雜的工作。自動(dòng)化技術(shù)的提高能大幅度的提高經(jīng)濟(jì)效益，這在包裝業(yè)中表現(xiàn)的特別明顯。近年來(lái)，包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化、電子監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)持續(xù)發(fā)

12、展，使包裝企業(yè)以高速度、較少的停機(jī)時(shí)間和包裝故障，以及產(chǎn)品損耗減少、工傷和老毛病降低等優(yōu)點(diǎn)而獲得出色的成績(jī)。近年來(lái)，生產(chǎn)線上的自動(dòng)化控制應(yīng)用已越來(lái)越多，越來(lái)越廣泛。隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷加快，對(duì)控制系統(tǒng)提出了愈來(lái)愈嚴(yán)格的要求。隨著大規(guī)模集成電路廣泛應(yīng)用，控制系統(tǒng)本身也得到長(zhǎng)足發(fā)展，已由原來(lái)的分立元件、繼電器控制，發(fā)展成為大規(guī)模集成電路的微機(jī)控制?？刂品绞揭灿稍瓉?lái)的分散控制發(fā)展為集中控制。正是在這種發(fā)展的需求下，可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生。由于可編程控制器（plc）具有體積小、抗干擾能力強(qiáng)、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)，因而在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到非常廣泛的應(yīng)用12?？删幊炭刂破鳎╬lc）可編程控制器是一種工業(yè)控

13、制計(jì)算機(jī)，是繼承計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)裝置。它具有抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格便宜，可靠性強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，易學(xué)易用等特點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域中深受工程操作人員的喜歡，因此plc已在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域中被廣泛地使用。自動(dòng)打包控制系統(tǒng)是現(xiàn)在很多工廠里面都在使用的自動(dòng)控制裝置，它能自動(dòng)的將生產(chǎn)好的產(chǎn)品通過(guò)皮帶傳輸，然后再通過(guò)一系列的工序?qū)a(chǎn)品自動(dòng)打包好或者是擺放整齊，或者是達(dá)到其他的包裝要求。1.2 自動(dòng)打包系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r中國(guó)的包裝業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家如日本和美國(guó)比較落后，所以具有非常大的發(fā)展?jié)摿??？刂葡到y(tǒng)從20世紀(jì)四十年代就開始使用了，早期的現(xiàn)場(chǎng)基地式儀表和后期 的繼電器構(gòu)成了控制系統(tǒng)的前身。而現(xiàn)在

14、的控制系統(tǒng)，基本上都是采用的微處理器進(jìn)行智能化控制的系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)的發(fā)展史上，稱為第三代控制系統(tǒng)。這一代系統(tǒng)以plc和dcs為代表，從七十年代開始應(yīng)用以來(lái)，在冶金、電力、石油、化工、輕工等工業(yè)過(guò)程控制中獲得迅猛的發(fā)展。其中plc，即可編程控制器，主要 是從順序控制發(fā)展而來(lái)的，但從九十年代開始，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，plc的性能擴(kuò)展的越來(lái)越廣，plc的應(yīng)用也逐漸向連續(xù)流程工業(yè)拓展。同時(shí)，dcs也開始向小型化的方向拓展。之后，陸續(xù)出現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)、基于pc的控制系統(tǒng)等。在中國(guó)，自動(dòng)化技術(shù)還未成熟，還需要長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，所以發(fā)展空間很大，這也是未來(lái)的發(fā)展方向和趨勢(shì)。中國(guó)的經(jīng)

15、濟(jì)高速度發(fā)展也需要這項(xiàng)技術(shù)來(lái)促進(jìn)和加速，相信在自動(dòng)化技術(shù)成熟以后，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)也將有飛躍性的進(jìn)步。當(dāng)前中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局也是非常的需要高技術(shù)來(lái)支持。這樣中才會(huì)有穩(wěn)定的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。向西部發(fā)展的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略思想必然需要有高技術(shù)隨之轉(zhuǎn)移，生產(chǎn)也將需要自動(dòng)化技術(shù)的支持，這樣發(fā)展高技術(shù)自動(dòng)化也就是必然的趨勢(shì)3。自動(dòng)打包系統(tǒng)在工廠的生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用，特別是在生產(chǎn)一些可以直接使用的產(chǎn)品，如瓷質(zhì)磚，各種飲料，書，等。1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容本文主要研究基于s7-200的瓷質(zhì)磚自動(dòng)打包系統(tǒng)控制。瓷質(zhì)磚通過(guò)窯爐輸出后，有可能大部分磚都不是均勻排列的，所以首先讓磚要通過(guò)自動(dòng)排列系統(tǒng)，將不整齊的磚排列整齊。這個(gè)過(guò)程依靠

16、各種傳感器對(duì)磚的位置進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)控制電機(jī)以及門及擋板達(dá)到使磚排列整齊的目的。排列整齊的磚通過(guò)皮帶傳輸至打包系統(tǒng)，通過(guò)傳感器檢測(cè)磚的位置，使plc發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)來(lái)控制電磁閥以及電機(jī)最終使磚疊成一疊，再通過(guò)皮帶將疊好的磚送走，在疊好的磚被傳輸?shù)狡┒藭r(shí)，磚觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)發(fā)出聲光提示，讓操作人員及時(shí)將磚裝箱。本控制系統(tǒng)中采用自動(dòng)運(yùn)行方式與手動(dòng)運(yùn)行方式，正常情況下系統(tǒng)都是自動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況或者是需要單步運(yùn)行時(shí)可以進(jìn)行手動(dòng)操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，所有控制開關(guān)及按鈕都集成在開關(guān)柜上。第2章 瓷質(zhì)磚打包系統(tǒng)工藝流程2.1 瓷磚磚打包整體工藝流程介紹瓷質(zhì)磚首先經(jīng)過(guò)生產(chǎn)線生產(chǎn)通過(guò)干燥裝置將其干燥后，然后通過(guò)皮

17、帶傳送出來(lái)并進(jìn)行打包。瓷質(zhì)磚從窯爐輸出后大部分都是排列不整齊的，所以在打包前應(yīng)該將磚排列整齊。整個(gè)打包過(guò)程如圖2-1所示。圖2-1 打包系統(tǒng)工藝流程圖設(shè)計(jì)時(shí)考慮到磚排好后出現(xiàn)的應(yīng)急情況，所有在將排好的磚送至打包的過(guò)程中有n1和n2兩個(gè)通道，n1為應(yīng)急通道，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)磚走此條通道避免影響打包的正常進(jìn)行。通道n2為正常傳輸至打包的過(guò)程。2.2 檢測(cè)元件的選擇瓷質(zhì)磚在傳輸?shù)倪^(guò)程中，需要對(duì)磚做出相應(yīng)的控制以達(dá)到控制的目的。磚在傳輸?shù)倪^(guò)程中必須對(duì)磚的位置進(jìn)行檢測(cè)，使電機(jī)及相應(yīng)的機(jī)械裝置動(dòng)作，對(duì)磚進(jìn)行有效控制。光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多

18、樣，因此,光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛。接近開關(guān)是一種無(wú)需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)直流電器或給計(jì)算機(jī)（plc)裝置提供控制指令。接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器（即無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)），它既有行程開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)的特性，同時(shí)具有傳感性能，且動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(diǎn)。產(chǎn)品有電感式、電容式、霍爾式、交、直流型。接近開關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)，是理想的電子開關(guān)量傳感器。微動(dòng)開關(guān)是一種尺寸很小而又非常靈敏的彈簧引動(dòng)的磁吸附式行程開關(guān)。微動(dòng)

19、開關(guān)是具有微小接點(diǎn)間隔和快動(dòng)機(jī)構(gòu)，用規(guī)定的行程和規(guī)定的力進(jìn)行開關(guān)動(dòng)動(dòng)作的接點(diǎn)機(jī)構(gòu)，用外殼覆蓋，其外部有驅(qū)動(dòng)桿的一種開關(guān)，因?yàn)槠溟_關(guān)的觸點(diǎn)間距比較小，故名微動(dòng)開關(guān)，又叫靈敏開關(guān)5。所以本次設(shè)計(jì)采用的檢測(cè)元件為光電傳感器和接近開關(guān)以及微動(dòng)開關(guān)作為檢測(cè)輸入信號(hào)。2.3 瓷質(zhì)磚排列過(guò)程設(shè)計(jì)瓷質(zhì)磚剛從窯爐輸出時(shí)，大部分磚可能是沒有排列整齊的，如果讓這樣的磚直接打包的話，這是非常困難的，所以在打包過(guò)程之前應(yīng)該先將磚排列整齊，再傳輸至打包過(guò)程，這樣就使打包過(guò)程變得簡(jiǎn)單容易。為了對(duì)瓷質(zhì)磚的位置準(zhǔn)確控制，在生產(chǎn)線上設(shè)置了必要的測(cè)控點(diǎn)以及將皮帶分為a、b、c、d 4段方便對(duì)磚的控制傳輸。如圖2-2和2-3所示瓷質(zhì)

20、磚的排列過(guò)程的生產(chǎn)線。圖2-2 窯爐輸出過(guò)程主視圖圖2-3 窯爐輸出過(guò)程俯視圖圖2-2和圖2-3中各傳感器和電機(jī)符號(hào)說(shuō)明如表2-1所示。表2-1 傳感器及電機(jī)符號(hào)說(shuō)明表符號(hào)說(shuō)明fp光電傳感器1fa光電傳感器2cg接近開關(guān)1cb接近開關(guān)2ml慢速運(yùn)行電機(jī)mv快速運(yùn)行電機(jī)mc將磚送至打包處電機(jī)mfg控制門及擋板電機(jī)msc控制皮帶上升電機(jī)從圖2-3和圖2-4可以看出，磚從窯爐輸出首先到達(dá)a區(qū)域，剛開始時(shí)是門打開擋板處于向上的狀態(tài)，磚通過(guò)門到達(dá)b區(qū)域，到達(dá)擋板處時(shí)，fa光電傳感器檢測(cè)到磚，此時(shí)plc內(nèi)部定時(shí)器開始延時(shí)，延時(shí)時(shí)間到，關(guān)門擋板下降，此時(shí)磚到達(dá)c區(qū)域，電機(jī)mv是一個(gè)加速電機(jī)，快速將磚送傳送到

21、d區(qū)域，此時(shí)瓷質(zhì)磚有兩條通道可以走，一條通道為正常打包，另一條通道為緊急情況。電機(jī)mc正轉(zhuǎn)使磚傳送到e區(qū)域，最終進(jìn)行打包的過(guò)程。電機(jī)mc反轉(zhuǎn)使磚通過(guò)應(yīng)急通過(guò)傳輸走，此時(shí)操作人員可以按緊急按鈕pbte使電機(jī)接觸器tcs斷開從而使電機(jī)mc停止運(yùn)行，以確保瓷質(zhì)磚能夠正常輸出不影響生產(chǎn)線的正常工作。緊急情況傳輸通道如圖2-4所示。圖2-4 緊急情況傳輸通道圖2.4 瓷質(zhì)磚打包過(guò)程設(shè)計(jì)將排好的瓷質(zhì)磚通過(guò)皮帶傳輸至打包處，對(duì)其進(jìn)行打包。如圖2-5及2-6所示皮帶的傳輸過(guò)程及打包過(guò)程。圖2-5 正常情況傳輸過(guò)程圖圖2-6 瓷質(zhì)磚打包過(guò)程圖整個(gè)控制系統(tǒng)中各傳感器和電機(jī)符號(hào)說(shuō)明如表2-2所示。表2-2 各傳感器

22、及電機(jī)符號(hào)說(shuō)明表符號(hào)說(shuō)明fs光電傳感器1fpd光電傳感器2cpa接近開關(guān)1cpm接近開關(guān)1cpb接近開關(guān)1ef控制擋板電磁閥edl使底板慢速下降電磁閥edv使底板快速下降電磁閥es使底板上升電磁閥rp微動(dòng)開關(guān)1sp微動(dòng)開關(guān)2mi使磚勻速傳輸至打包出電機(jī)mip使疊好的一疊磚傳輸走磚到達(dá)g區(qū)域后，通過(guò)皮帶傳送到達(dá)底板，光電傳感器fpd及接近開關(guān)cpa檢測(cè)到磚，發(fā)出控制信號(hào)使電磁閥edl動(dòng)作，使底板慢速下降到中間位置，接近開關(guān)cpm檢測(cè)到磚延時(shí)一段時(shí)間后電磁閥edv使底板快速下降到達(dá)最下面，通過(guò)皮帶將堆好的一疊磚傳送走，此時(shí)觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)rp以及接近開關(guān)cpb檢測(cè)到磚，則電磁閥es動(dòng)作使底板上升到最上

23、端，繼續(xù)重復(fù)打包的過(guò)程。疊好的磚通過(guò)皮帶傳送至皮帶末端觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)sp，此時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示操作人員及時(shí)將疊好的磚裝箱。第3章 打包控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程3.1 plc的基本概念plc是可編程序控制器的英文簡(jiǎn)寫，英文全稱：programmable logic controlle. 現(xiàn)代社會(huì)要求制作業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求做出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，plc正是順應(yīng)了這一要求的出現(xiàn)，它是繼承計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)裝置，其核心是以微處理器為基礎(chǔ)，其性能優(yōu)越，已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域?？删幊炭刂破魇且环N工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，英文全稱：program

24、mable controller，為了和個(gè)人計(jì)算機(jī)(pc)區(qū)分，一般稱其為plc。可編程控制器(plc)是繼承計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)裝置。其性能優(yōu)越，已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域?？删幊炭刂破髯詥?wèn)世以來(lái)，發(fā)展極為迅速。1971年日本開始生產(chǎn)可編程控制器，而歐洲是1973開始的。如今，世界各國(guó)的一些著名的電氣工廠幾乎都在生產(chǎn)可編程控制器1。本設(shè)計(jì)是基于s7-200瓷質(zhì)磚自動(dòng)打包控制系統(tǒng)，瓷質(zhì)磚從窯爐輸出，經(jīng)皮帶傳輸，通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)速以及擋板的控制，使其排放整齊，再使其疊放成一堆磚最后輸出的過(guò)程。此過(guò)程中主要的器件有電機(jī)及各種傳感器。3.2 plc的基本組成及結(jié)構(gòu)plc主

25、要由cpu模塊、i/o模塊、內(nèi)存模塊、電源模塊、底版或機(jī)架組成。1、cpu模塊（中央處理器）和一般的微機(jī)一樣，cpu模塊主要由微處理器（cpu芯片）和存儲(chǔ)器組成。cpu模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷的采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。cpu在很大程度上決定了plc的整體性能，如整個(gè)系統(tǒng)的控制規(guī)模、工作速度和內(nèi)存容量。cpu控制著plc工作，通過(guò)讀取、解釋指令，指導(dǎo)plc有條不紊的工作。2、 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（內(nèi)存）主要用語(yǔ)存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是plc不可缺少的組成部分。plc中的存儲(chǔ)器一般包括系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器兩部分。系統(tǒng)程序一般由廠家編寫的，用戶不能

26、修改；而用戶程序是隨plc的控制對(duì)象而定的，由用戶根據(jù)對(duì)象生產(chǎn)工藝的控制要求而編制的應(yīng)用程序。3、輸入輸出模塊輸入模塊和輸出模塊通常稱為i/o模塊或i/o單元。plc提供了各種工作電平、連接形式和驅(qū)動(dòng)能力的i/o模塊，有各種功能的i/o模塊供擁護(hù)選用。按i/o點(diǎn)數(shù)確定模塊的規(guī)格和數(shù)量，i/o模塊可多可少，但其最大數(shù)受plc所能管理的配置能力，即底版的限制。plc還提供了各種特殊的i/o模塊，如熱電阻、熱電偶、高速計(jì)算器、位置控制、以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線、溫度控制、中斷控制、聲音輸出、打印機(jī)等專用型或智能型模塊，用以滿足各種特殊功能的控制要求。智能接口模塊是一獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它有自己的cpu、系統(tǒng)程

27、序、存儲(chǔ)器及與plc系統(tǒng)總線相連接的接口。4、編程裝置編程器作用是將用戶編寫的程序下載至plc的用戶程序存儲(chǔ)器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過(guò)程，顯示plc狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。常見的編程器有簡(jiǎn)易手持編程器、智能圖形編程器和基于pc的專用編程軟件。目前plc制造廠家大都開發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助plc編程支持軟件，當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)安裝了plc編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶程序的編輯、修改，并通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)和plc之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶程序的雙向傳送、監(jiān)控plc運(yùn)行狀態(tài)等。5、電源plc的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供cpu、存儲(chǔ)器等所需的直流電，是整個(gè)plc的

28、能源供給中心。plc大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開關(guān)穩(wěn)壓電源，許多plc電源還可向外部提供直流24v穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡(jiǎn)化外圍配置4。3.3 硬件設(shè)計(jì)3.3.1硬件的選擇西門子s7-200plc共有5種cpu模塊，最多可以擴(kuò)展7個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量i/o或38路模擬量i/o，最多有30多kb的程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。s7-200cpu技術(shù)規(guī)范如表3-1所示。本次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)輸入量為22路，輸出量為16路，通過(guò)表3-1的對(duì)比，cpu226剛好能夠滿足本設(shè)計(jì)的要求，但是設(shè)計(jì)中都要對(duì)i/o點(diǎn)數(shù)要有一定的預(yù)留，方便以及技術(shù)改進(jìn)使用，而且

29、plc的價(jià)格與cpu的i/o點(diǎn)數(shù)有關(guān)，點(diǎn)數(shù)越多價(jià)格越高，從綜合角度考慮，本次設(shè)計(jì)選擇cpu224，14路輸入10路輸出，這種型號(hào)的cpu模塊在工程中也是最常用的。表3-1 s7-200cpu技術(shù)規(guī)范表技術(shù)規(guī)范cpu221cpu222cpu224cpu224xpcpu226存儲(chǔ)器特性存儲(chǔ)器用戶程序運(yùn)行模式下編輯非運(yùn)行模式下編輯4096字節(jié)4096字節(jié)4096字節(jié)4096字節(jié)8192字節(jié)12288字節(jié)12288字節(jié)16384字節(jié)16384字節(jié)24576字節(jié)用戶數(shù)據(jù)2048字節(jié)2048字節(jié)8192字節(jié)10240字節(jié)10240字節(jié)掉電保持（超級(jí)電容）50小時(shí)/典型值（40°c時(shí)最少8小時(shí)）5

30、0小時(shí)/典型值（40°c時(shí)最少8小時(shí)）100小時(shí)/典型值（40°c時(shí)最少70小時(shí)）100小時(shí)/典型值（40°c時(shí)最少70小時(shí)）100小時(shí)/典型值（40°c時(shí)最少70小時(shí)）(可選電池)200天/典型值200天/典型值200天/典型值200天/典型值典型值200天本機(jī)i/o特性本機(jī)數(shù)字量i/o6輸入/4輸出8輸入/6輸出14輸入/10輸出14輸入/10輸出24輸入/16輸出本機(jī)模擬量i/o無(wú)無(wú)無(wú)2輸入/1輸出無(wú)數(shù)字i/o映象區(qū)256(128輸入/128輸出)模擬i/o映象區(qū)無(wú)32(16 輸入/16 輸出)64(32 輸入/32 輸出)允許最大的擴(kuò)展i/o模塊

31、無(wú)2 個(gè)模塊7個(gè)模塊7個(gè)模塊7個(gè)模塊允許最大的智能模塊無(wú)2 個(gè)模塊7個(gè)模塊7個(gè)模塊7個(gè)模塊選用cup224模塊還不能滿足本次設(shè)計(jì)要求，還需要擴(kuò)展i/o點(diǎn)數(shù)。plc的i/o擴(kuò)展分為數(shù)字量擴(kuò)展模塊和模擬量擴(kuò)展模塊，本設(shè)計(jì)中輸入和輸出信號(hào)都是數(shù)字信號(hào)，故采用數(shù)字量擴(kuò)展模塊。數(shù)字量擴(kuò)展模塊主要分為：數(shù)字量輸入模塊（em221）、數(shù)字量輸出模塊（em222）及數(shù)字量輸入/輸出模塊（em223），它們的各種參數(shù)如表3-2所示。通過(guò)表3-2對(duì)各模塊的參數(shù)比較，選擇兩個(gè)em223cn 8路輸入/8路輸出數(shù)字量擴(kuò)展模塊，dc24v直流電壓。plc內(nèi)部也是采用dc24直流電壓，可與em223cn數(shù)字量擴(kuò)展模塊并聯(lián)

32、使用，剛好能夠滿足設(shè)計(jì)要求，并且也預(yù)留有足量的i/o點(diǎn)方便以后技術(shù)改進(jìn)及擴(kuò)展使用。表3-2 數(shù)字量i/o擴(kuò)展模塊表型號(hào)各組輸入點(diǎn)數(shù)各組輸出點(diǎn)數(shù)em221 cn,8輸入dc 24v4,4em221，8輸入ac 230v8點(diǎn)相互獨(dú)立em221 cn,16輸入dc 24v4,4,4,4em222，4輸出dc24v，5a4點(diǎn)相互獨(dú)立em222，4繼電器輸出，10a4點(diǎn)相互獨(dú)立em222 cn,8輸出dc 24v4,4em222 cn,8繼電器輸出4,4em222，8輸出ac 230v8點(diǎn)相互獨(dú)立em223 cn,4輸入/4輸出dc 24v44em223 cn,4輸入dc24v/4繼電器輸出44em22

33、3 cn,8輸入dc24v/8繼電器輸出4,44,4em223 cn,8輸入/8輸出dc 24v4,44,4em223 cn,16輸入/16輸出dc 24v8,84,4,8em223 cn,16輸入dc24v/16繼電器輸出8,84,4,4,4em223，32輸入/32輸出dc 24v16,1616,16em223，32輸入dc24v/32繼電器輸出16,1611,11,103.3.2 plc外部接線圖圖3-1 plc外部接線圖plc內(nèi)部工作電壓為24v直流電壓，數(shù)字量擴(kuò)展模塊em223工作電壓也是24v直流電壓，與plc采用并聯(lián)的方式連接，各i/o點(diǎn)的連接如圖3-1所示。plc外部接線圖的各

34、符號(hào)說(shuō)明如表3-3所示。表3-3 plc外部接線圖的符號(hào)說(shuō)明表符號(hào)說(shuō)明x1開關(guān)柜接線端子x1x2開關(guān)柜接線端子x2irf排磚過(guò)程中間繼電器控制irfi打包系統(tǒng)中間繼電器控制vt291開關(guān)柜3.3.3 plc的i/o點(diǎn)配置plc的i/0點(diǎn)的分布以及各功能的詳細(xì)說(shuō)明如表3-4所示。輸入用i表示，輸出用q表示。除了設(shè)計(jì)中使用的i/o點(diǎn)外，還預(yù)留了部分i/o點(diǎn)作為以后擴(kuò)展功能或者是技術(shù)改進(jìn)使用。表3-4 plc的i/o點(diǎn)配置表模塊名稱地址符號(hào)功能備注cpu224輸入端i0.0pbf停止開關(guān)窯爐輸入i0.1paf自動(dòng)運(yùn)行開關(guān)i0.2ltf熱磁式繼電器常閉觸電i0.3fa光電開關(guān)1i0.4fp關(guān)電開關(guān)2i

35、0.5cg接近開關(guān)1i0.6cb接近開關(guān)2i0.7si反轉(zhuǎn)開關(guān)i1.0pbi停止開關(guān)打包輸入i1.1pai自動(dòng)運(yùn)行開關(guān)i1.2lti熱磁式繼電器常閉觸電i1.3fpd光電開關(guān)3i1.4fs關(guān)電開關(guān)4i1.5cpa接近開關(guān)3em223模塊1輸入端i2.0cpm接近開關(guān)4i2.1cpb接近開關(guān)5i2.2rp微動(dòng)開關(guān)1i2.3sp微動(dòng)開關(guān)2i2.4-i2.7輸入備用續(xù)表3-4 plc的i/o點(diǎn)配置表模塊名稱地址符號(hào)功能備注em223模塊2輸入端i3.0psp底座上升按鈕i3.1pdp底座慢速下降按鈕i3.2ptp驅(qū)動(dòng)電機(jī)mtp按鈕i3.3pt警告i3.4-i3.7輸入備用cpu224輸出端q0.0r

36、lv電機(jī)快速、慢速運(yùn)行窯爐輸出q0.1rfg控制瓷質(zhì)磚輸出的門、擋板q0.2rsc驅(qū)動(dòng)電機(jī)msc使磚傳輸至c處q0.3rcd驅(qū)動(dòng)電機(jī)mc右轉(zhuǎn)使磚傳輸至d處q0.4rcs驅(qū)動(dòng)電機(jī)mc左轉(zhuǎn)使磚傳輸至e處q0.5rt1驅(qū)動(dòng)電機(jī)mt1打包輸出q0.6rtp驅(qū)動(dòng)電機(jī)mtp將打包好的一堆磚送走q0.7ril驅(qū)動(dòng)電機(jī)mi慢速運(yùn)轉(zhuǎn)q1.0riv驅(qū)動(dòng)電機(jī)mi快速運(yùn)轉(zhuǎn)q1.1ef驅(qū)動(dòng)電磁閥1使擋板下降em223模塊1輸出端q2.0edl驅(qū)動(dòng)電磁閥2使底板慢速下降q2.1edv驅(qū)動(dòng)電磁閥3使底板快速下降q2.2es驅(qū)動(dòng)電磁閥4使底板上升q2.3-q2.7輸出備用em223模塊2輸出端q3.0rl1指示燈l1q3.1

37、rl2指示燈l2q3.2rs報(bào)警輸出q3.3-q3.7輸出備用3.4 軟件設(shè)計(jì)3.4.1 排磚過(guò)程設(shè)計(jì)plc采用s7-200的cpu224，數(shù)字量擴(kuò)展模塊采用em223。瓷質(zhì)磚從窯爐輸出時(shí)，大部分磚可能都是沒有排列整齊的，所以必須要先將磚排列整齊，才能對(duì)瓷質(zhì)磚打包。排磚過(guò)程流程圖如圖3-2所示。圖3-2 瓷質(zhì)磚排列過(guò)程流程圖排磚過(guò)程部分梯形圖程序說(shuō)明如圖3-3所示。圖3-3 排磚過(guò)程梯形圖在設(shè)計(jì)梯形圖的過(guò)程中，使用了大量的位存儲(chǔ)器作為中間輔助觸點(diǎn)，這樣能使編寫梯形圖變得簡(jiǎn)單，各位存儲(chǔ)器的說(shuō)明如表3-5所示。表3-5 排磚過(guò)程位存儲(chǔ)器說(shuō)明表地址說(shuō)明m0.1自動(dòng)運(yùn)行m1.0使磚排齊m1.1安全時(shí)間

38、開門m1.2開門擋板上升m1.4控制電機(jī)mfgm1.5從門到d段皮帶排好m1.6控制d段皮帶上升m1.7控制電機(jī)mscm2.6d段皮帶向下延遲時(shí)間（緊急情況）m2.7d段皮帶向上延遲時(shí)間瓷質(zhì)磚從窯爐輸出至打包過(guò)程中，需要用慢速電機(jī)ml帶動(dòng)皮帶使磚輸出。初始化時(shí)門打開以及擋板處于上升的狀態(tài)，當(dāng)磚走到光電傳感器fa處時(shí)，fa檢測(cè)到磚，則plc內(nèi)部定時(shí)器開始延時(shí)，主要目的是讓磚與磚之間的距離相等以便于打包。延時(shí)一段時(shí)間后，定時(shí)器發(fā)出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作從而使電機(jī)mfg運(yùn)行通過(guò)傳動(dòng)裝置讓擋板下降并且將門關(guān)閉，此時(shí)磚到達(dá)c區(qū)域并被快速送走。磚到達(dá)d區(qū)域后，接近開關(guān)cb檢測(cè)到磚，發(fā)出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器使

39、電機(jī)mc運(yùn)行時(shí)磚送至打包處。此過(guò)程設(shè)計(jì)了緊急情況通道，比如有些磚沒有排列好或者是有些磚從窯爐輸出時(shí)本身有損壞，這樣的磚是不需要進(jìn)行打包的，則需要通過(guò)緊急通道傳輸走。此時(shí)操作人員可以通過(guò)開關(guān)柜上的反轉(zhuǎn)旋鈕si，來(lái)使電機(jī)mc反轉(zhuǎn)，從而使磚通過(guò)緊急通過(guò)送走。3.4.2 打包過(guò)程設(shè)計(jì)排列好的磚通過(guò)皮帶傳輸至打包處，瓷質(zhì)磚打包過(guò)程的流程圖如圖3-4所示。圖3-4 瓷質(zhì)磚打包過(guò)程流程圖瓷質(zhì)磚打包過(guò)程部分程序說(shuō)明如圖3-5所示。圖3-5打包過(guò)程梯形圖打包過(guò)程中使用的中間位存儲(chǔ)器器說(shuō)明如表3-6所示。表3-6 打包過(guò)程位存儲(chǔ)器說(shuō)明表地址說(shuō)明m0.2自動(dòng)運(yùn)行m3.2底板下降m3.3底板快速下降m3.4底板下降m

40、3.5報(bào)警m3.6報(bào)警停止m3.7報(bào)警皮帶反轉(zhuǎn)瓷質(zhì)磚通過(guò)皮帶傳輸至擋板處，接近開關(guān)檢測(cè)到有磚，輸出脈沖信號(hào)“1”，使電磁閥ef動(dòng)作，此時(shí)擋板下降，讓磚通過(guò)，到達(dá)底座，此時(shí)接近開關(guān)檢測(cè)到磚，輸出脈沖信號(hào)“1”，使電磁閥edl動(dòng)作，此時(shí)底板開始慢慢下降。到達(dá)中間位置時(shí)，接近開關(guān)cpm檢測(cè)到有磚，輸出脈沖信號(hào)“1”，使底座快速下降到達(dá)最底處，此時(shí)接近開關(guān)cpb檢測(cè)到磚，輸出脈沖信號(hào)“1”，讓電機(jī)mtp動(dòng)作驅(qū)動(dòng)皮帶使這一堆磚送走，此時(shí)完成打包過(guò)程。整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，很多部分是需要用plc內(nèi)部定時(shí)器延時(shí)來(lái)控制相應(yīng)的電機(jī)或是電磁閥動(dòng)作的先后順序，并且這次定時(shí)器不一定都是定值，有些延時(shí)時(shí)間是要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)

41、備運(yùn)行的情況而隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。本設(shè)計(jì)中定時(shí)器給定值全部用變量來(lái)代替，通過(guò)對(duì)變量的賦值就可以隨時(shí)修改定時(shí)的延時(shí)時(shí)間方便在現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)進(jìn)行調(diào)試。瓷質(zhì)磚打包控制系統(tǒng)中所用的到定時(shí)器如表3-7所示。表3-7 定時(shí)器變量值及說(shuō)明表定時(shí)器變量名稱變量值說(shuō)明t37vw130安全開門時(shí)間t38vw230排好的磚到dq區(qū)域時(shí)間t39vw340d區(qū)域皮帶向上延時(shí)時(shí)間t40vw440d區(qū)域皮帶向下延時(shí)時(shí)間t41vw530底板停止下降延時(shí)時(shí)間t42vw630底板開始下降延時(shí)時(shí)間t43vw720磚之間間隔時(shí)間t44vw850底板上升延時(shí)時(shí)間第4章 電氣控制設(shè)計(jì)4.1 電源電路電路模塊是最基本的部分，也是所有電機(jī)及其plc所

42、需要的基本電能。本設(shè)計(jì)電機(jī)采用三相異步電動(dòng)機(jī)，所以需要380v電壓，繼電器工作電壓為交流110v，西門子s7-200plc以及擴(kuò)展模塊所需要的工作電壓是直流24v，用三相變壓器對(duì)其進(jìn)行變壓，得到所需電壓等級(jí)，圖中pe為接地，三相交流電機(jī)均需要接地，以保證安全。l1、l2、l3分別為三相電壓的u相v相w相，通過(guò)變壓器得到所需要的電壓。圖中fan為開關(guān)柜中的散熱風(fēng)扇，防止開關(guān)柜中的溫度過(guò)高燒毀電器設(shè)備。電源部分設(shè)計(jì)如圖4-1所示。圖4-1 電源電路圖4.2 plc輸出驅(qū)動(dòng)plc自身的驅(qū)動(dòng)能力很小，不能直接驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)功率較大的電機(jī)，所以只能通過(guò)驅(qū)動(dòng)繼電器，使繼電器驅(qū)動(dòng)交流接觸器，從而控制電機(jī)的運(yùn)行?？?/p>

43、制電路如圖4-2所示。圖4-2 瓷質(zhì)磚排列過(guò)程中間繼電器驅(qū)動(dòng)電路圖當(dāng)自動(dòng)運(yùn)行開始按鈕paf按下時(shí)，則此時(shí)plc的q0.0輸出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器rlv此時(shí)接觸器tl和tv接通從而帶動(dòng)慢速電機(jī)ml和快速電機(jī)mv運(yùn)行，從而使整個(gè)系統(tǒng)開始處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)瓷質(zhì)磚在b區(qū)域延時(shí)后此時(shí)plc的q0.1發(fā)出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器rfg使接觸器tfg接通從而控制電機(jī)mfg運(yùn)行讓擋板下降最終使瓷質(zhì)磚達(dá)到c區(qū)域，此時(shí)plc的q0.2發(fā)出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器rsc使接觸器tsc接通從而控制電機(jī)msc運(yùn)行使d區(qū)域的皮帶上升，瓷質(zhì)磚到達(dá)d區(qū)域后，plc的q0.3接通驅(qū)動(dòng)繼電器rsc使接觸器tcs接通使電機(jī)mc正轉(zhuǎn)，最終讓瓷質(zhì)

44、磚通過(guò)n2通道傳輸至打包處。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，線圈q0.4接通驅(qū)動(dòng)繼電器rcd使接觸器tcd接通，改變?nèi)嚯妷旱南嘈?，從而控制電機(jī)mc反轉(zhuǎn)，讓瓷質(zhì)磚通過(guò)應(yīng)急通道（n1）傳輸走。打包過(guò)程中間繼電器驅(qū)動(dòng)和瓷質(zhì)磚輸出過(guò)程類似，見附錄打包系統(tǒng)控制總圖紙的第5張圖。4.3 低壓電機(jī)主控制電路低壓電機(jī)主電路采用三相交流電壓380v供電，分別為u、v、w三相，通過(guò)熱磁式繼電器、交流接觸器和三相異步電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，plc通過(guò)控制繼電器來(lái)對(duì)交流接觸器的控制，從而對(duì)電機(jī)運(yùn)行進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制目的。三相電機(jī)的機(jī)殼全部都接地，這主要是為了防止電機(jī)在運(yùn)行時(shí)機(jī)殼帶電造成安全事故。中間繼電器的控制過(guò)程參考圖4-2。mc電機(jī)

45、有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的功能，利用交流接觸器tcs和tcd的主觸點(diǎn)改變進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的三相電源的相序，即可以改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)瓷質(zhì)磚能夠正常通過(guò)則電機(jī)mc正轉(zhuǎn)將磚送至打包處，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，接觸器tcd接通，此時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)通過(guò)通道n2傳送走，此時(shí)再通過(guò)人工操作的方法來(lái)將磚裝箱。圖4-3為窯爐輸出排磚過(guò)程的電機(jī)控制電路圖，打包過(guò)程的電機(jī)電路圖也是同樣的連接方法。圖4-3 窯爐輸出過(guò)程電機(jī)主電路圖整個(gè)自動(dòng)打包控制系統(tǒng)中各電機(jī)的主接線圖參見附錄圖號(hào)分別為2/11和3/11，控制系統(tǒng)中所有電機(jī)的符號(hào)及功能說(shuō)明見如表4-1所示。表4-1 各電機(jī)說(shuō)明表功能符號(hào)說(shuō)明窯爐輸出ml慢速運(yùn)行mv快速運(yùn)行mfg控制門和擋板

46、msc緊急情況mc使瓷質(zhì)磚送至打包處緊急情況mt1e皮帶傳輸1段mt2e皮帶傳輸2段打包控制mt1皮帶傳輸1段mt2皮帶傳輸2段mt3皮帶傳輸3段mi使磚輸送至打包出mtp使打包好的一疊磚送走4.4 開關(guān)柜操作面板開關(guān)柜主要是將各種連線集中連接在一起，將各種按鈕設(shè)置在操作面板上，方便對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。操作面板上設(shè)置直流24v電源指示燈，交流110v電源指示燈、ig電源總開關(guān)、if窯爐輸出控制開關(guān)以及各種其他自動(dòng)運(yùn)行按鈕以及單步按鈕及其各種指示燈，開關(guān)柜的操作面板如圖4-4所示。圖4-4 開關(guān)柜操作面板圖開關(guān)柜的操作面板說(shuō)明如下表4-2所示。表4-2 開關(guān)柜操作面板說(shuō)明表符號(hào)說(shuō)明ig電源總開關(guān)i

47、f窯爐輸出總開關(guān)24v24v直流電源指示燈110v110v交流電源指示燈laf自動(dòng)運(yùn)行指示燈ltf熱磁繼電器指示燈la12指示燈paf自動(dòng)啟動(dòng)按鈕pbf停止按鈕si反轉(zhuǎn)開關(guān)pt報(bào)警停止按鈕接線端子為plc的外部接線以及手動(dòng)按鈕及其各種傳感器檢測(cè)信號(hào)輸入接線，將它們?nèi)慷及惭b在開關(guān)柜中方便以后故障查找及技術(shù)改進(jìn)提供方便,如圖4-5和圖4-6所示。接線端子x1的接線為瓷質(zhì)磚窯爐輸出過(guò)程中的各傳感器和電機(jī)接線，圖中10/11為輸出到xt接線盒中。圖4-5 接線端子x1圖接線端子x2的接線為瓷質(zhì)磚打包過(guò)程中的各傳感器和電機(jī)以及手動(dòng)操作時(shí)的信號(hào)輸入接線。圖4-6 接線端子x2圖4.5 打包操作面板打包過(guò)

48、程手動(dòng)操作控制面板，如圖4-7所示。手動(dòng)操作主要在系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)一些故障或者是其他特殊情況時(shí)使用的。操作面板中設(shè)置了自動(dòng)運(yùn)行按鈕和單步運(yùn)行按鈕，單步運(yùn)行按鈕包括了底座慢速下降運(yùn)行，底座上升運(yùn)行以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)mtp運(yùn)行使疊好的一疊磚送走等按鈕。這樣在自動(dòng)運(yùn)行情況下如果發(fā)生意外情況時(shí)，操作人員就可以及時(shí)按下這些按鈕，防止意外發(fā)生造成對(duì)瓷質(zhì)磚的打包不成功。圖4-7 打包操作面板圖操作面板各符號(hào)說(shuō)明如表4-3所示。表4-3 操作面板說(shuō)明表符號(hào)說(shuō)明pai自動(dòng)運(yùn)行按鈕la12自動(dòng)運(yùn)行指示燈lti熱磁繼電器指示燈pbi停止按鈕pdp底板慢速下行按鈕psp底板上升按鈕ptp使疊好的一堆磚送走按鈕第5章 結(jié)束

49、語(yǔ)經(jīng)過(guò)了一個(gè)學(xué)期的努力，終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，突然覺得時(shí)間過(guò)得很快，大學(xué)生活也已經(jīng)接近尾聲了?；叵胱霎厴I(yè)設(shè)計(jì)的這個(gè)過(guò)程，有苦有甜。剛拿到自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時(shí)，看到是與plc有關(guān)，感覺自己對(duì)這門學(xué)科的知識(shí)學(xué)習(xí)得不夠深入，接畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)會(huì)能夠好好的再次學(xué)習(xí)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的開始階段，我到圖書館查閱了很多資料，翻閱了大量plc設(shè)計(jì)實(shí)例，結(jié)合指導(dǎo)老師給的圖紙，慢慢分析各個(gè)控制系統(tǒng)的過(guò)程。一開始感覺對(duì)圖紙理解很困難，很難理清瓷質(zhì)磚從窯爐輸出的過(guò)程以及打包的過(guò)程，主要是關(guān)聯(lián)的控制條件比較多，經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的講解，再慢慢理解消化最終能夠理清思路將梯形圖編寫出來(lái)。整套圖紙的繪制也是花了大量時(shí)間，剛開始也是對(duì)cad不

50、是很熟悉，畫圖速度很慢，發(fā)現(xiàn)畫圖最困難的是要將整張圖紙的比例設(shè)計(jì)好，這樣畫出來(lái)的圖才不至于比例不協(xié)調(diào)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程感覺是比較痛苦的，但是到了最后突然有一種很輕松的感覺，回想這一過(guò)程自己學(xué)到了很多東西，像plc的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，以及對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝的圖紙繪制，這些都是以后工作中非常實(shí)用的技術(shù)。大學(xué)學(xué)習(xí)了多門課程，最終能夠以畢業(yè)形式的方將自己所學(xué)的知識(shí)表現(xiàn)出來(lái)，感覺到自己的大學(xué)生活沒有了遺憾。plc在工廠的自動(dòng)控制裝置中應(yīng)用非常廣泛，現(xiàn)在工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)控制單元基本上都是采用的plc作為控制單元。自動(dòng)打包控制系統(tǒng)一般在生產(chǎn)產(chǎn)品的工廠中應(yīng)用，在產(chǎn)品生產(chǎn)好后，需要對(duì)其進(jìn)行打包或者是將產(chǎn)品裝入包裝盒中，這

51、個(gè)步驟用plc控制將提高生產(chǎn)效率，降低人工成本，使工廠利益達(dá)到最大化。本設(shè)計(jì)是基于s7-200瓷質(zhì)磚自動(dòng)打包控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，cpu模塊采用的是cpu224cn，具有14路輸入10輸出的數(shù)字i/o點(diǎn)數(shù)。整個(gè)瓷質(zhì)磚打包控制系統(tǒng)共有22路輸入和16路輸出，cpu本來(lái)的i/o點(diǎn)數(shù)不能滿足要求，所以擴(kuò)展了兩個(gè)em223cn數(shù)字量擴(kuò)展模塊。em223cn有8路輸入8路輸出i/o點(diǎn)數(shù)，能夠滿足本設(shè)計(jì)要求，而且還預(yù)留了幾個(gè)端口供以后技改或者是擴(kuò)展其他功能使用。窯爐輸出過(guò)程及打包過(guò)程中都是使用的光電傳感器及接近開關(guān)對(duì)瓷質(zhì)磚的位置進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)情況將脈沖信號(hào)輸入到plc中，使其發(fā)出信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器控制相應(yīng)的交流接

52、觸器使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到控制的目的。窯爐輸出至打包過(guò)程中考慮了兩種不同的路徑，一種是根據(jù)設(shè)計(jì)要求瓷質(zhì)磚能夠正常到達(dá)打包系統(tǒng)中，另一種情況是應(yīng)急情況，當(dāng)磚未排列整齊或者是其他的一些非正常情況則瓷質(zhì)磚按照另外一種路線傳輸，這樣就保證了瓷質(zhì)磚能夠持續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行打包。整個(gè)控制系統(tǒng)采用自動(dòng)運(yùn)行模式和手動(dòng)運(yùn)行模式，方便在有些過(guò)程中需要單步運(yùn)行的就可以按下單步運(yùn)行按鈕，進(jìn)行相應(yīng)控制。在本設(shè)計(jì)中仍然存在一些不足的地方。其一，在自動(dòng)打包過(guò)程的最后階段，將一堆疊好的瓷質(zhì)磚送走時(shí)，在皮帶的后面仍然需要人工去將一堆磚搬走，不能完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。其二，在瓷質(zhì)磚從窯爐輸出到排列整齊這一過(guò)程中，由于定時(shí)器延時(shí)時(shí)間的控制，以

53、及電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)也不一定能夠到達(dá)理想狀態(tài)，所以瓷質(zhì)磚之間的間隔不一定都是一樣的。其三，采用的傳感器比較多，系統(tǒng)較龐大，各種約束條件，編程比較復(fù)雜。plc的自動(dòng)打包控制系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展前景是非常好的，現(xiàn)在我們生活中所使用的生活用品基本上都是通過(guò)機(jī)器批量生產(chǎn)，自動(dòng)打包控制系統(tǒng)就顯示出了它的重要性。如果采用人工生產(chǎn)包裝的話將大大增加生產(chǎn)成本，且效率低，影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在未來(lái)發(fā)展中還需不斷努力，真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品無(wú)人化、智能化的生產(chǎn)打包控制。致 謝從大學(xué)到現(xiàn)在，從課題開始到論文的順利完成，我滿懷欣喜，回想求學(xué)之路，快樂(lè)而艱辛，在這本科生涯即將結(jié)束之際，一直都離不開父母、老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請(qǐng)接受我

54、誠(chéng)摯的謝意!感謝我的指導(dǎo)老師*老師，在整個(gè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，都凝結(jié)了干老師的精心指導(dǎo)和細(xì)心檢查。這里我特地向干老師表示由衷的感謝！*老師，謝謝您的指導(dǎo)！感謝四川理工學(xué)院給我提供的各種學(xué)習(xí)平臺(tái)，感謝四川理工學(xué)院的圖書館提供的各種專業(yè)書籍以及各種電子資源。我要特別感謝我含辛茹苦的父母，感謝他們對(duì)我學(xué)業(yè)的理解與支持。最后，我還要對(duì)在這次設(shè)計(jì)中，幫助和支持我的同學(xué)，表示感謝！再一次向所有支持和幫助過(guò)我的老師、同學(xué)和親友表示衷心的感謝！恩情似海，永生難忘！衷心祝愿各位老師身體健康，工作順利，生活幸福美滿！祝朋友們心想事成，美夢(mèng)成真！參考文獻(xiàn)1廖常初. plc編程及應(yīng)用第3版m. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.2廖常初. s7-200plc編程及應(yīng)用m. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.3廖常初. s7-200plc基礎(chǔ)教程m.