總參考基于PLC的糖果包裝機的控制系統(tǒng)設(shè)計

1、目錄1 緒論12 糖果包裝機系統(tǒng)分析及控制系統(tǒng)總體設(shè)計32.1 Y06型糖果包裝機生產(chǎn)工藝概述32.2 糖果包裝機控制要求32.2.1 PLC控制系統(tǒng)方式選擇32.2.2 系統(tǒng)運行方式42.3 糖果包裝機控制系統(tǒng)主要器件的選擇42.3.1 包裝機控制對象分析52.3.2 PLC控制器的選擇62.3.3 變頻器選擇62.3.4 步進電機及其驅(qū)動器選擇62.3.5 傳感器選擇93 糖果包裝機各功能模塊設(shè)計103.1 供電模塊設(shè)計103.2 執(zhí)行主電機模塊設(shè)計113.3 包裝紙同步控制模塊設(shè)計124 糖果包裝機主要控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計154.1 糖果包專機的控制系統(tǒng)設(shè)計簡述154.2 主電機的P

2、LC控制指令語句表174.3 糖果包裝機包裝機的PLC控制I/O分配表18結(jié)論20致謝21參考文獻22附錄23附錄A231、緒論食品行業(yè)是滿足人民“衣食住行”需求的基礎(chǔ)性行業(yè)，在國民經(jīng)濟中處于重要地位，具有不可替代性，尤其是目前我國居民收入日益提高、生活質(zhì)量不斷改善，對食品的需求也日趨多樣化，全國食品工業(yè)面臨良好發(fā)展契機，食品工業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L，經(jīng)濟效益也大幅提升，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和增長方式進一步優(yōu)化。去年食品工業(yè)增加值占全國工業(yè)經(jīng)濟比重達到十分之一強，并且呈逐年上升趨勢。食品行業(yè)的快速發(fā)展必定會帶動食品包裝業(yè)的發(fā)展，所以對食品包裝機的改造創(chuàng)新是非常必要的。 圖1-1 Y06 型糖果包裝機系統(tǒng)外觀圖Y0

3、6型糖果包裝機是一款高速糖果包裝機械，可用于包裝各類塊狀糖果。整個設(shè)備可以分為三大部分：生產(chǎn)線送糖部分，糖果包裝部分，包裝紙部分。其總體系統(tǒng)外觀圖如圖1-1所示。生產(chǎn)送糖部分部分直接與糖果生產(chǎn)線相連，通過傳送帶將糖果送至糖果包裝部分入口處。該部分僅可通過一顆糖果，糖果經(jīng)過此通道過后形成隊列，依次從包裝入口進入如圖1-2所示圖 1-2 糖果包裝紙送紙部分機械圖圖 1-3 包裝紙卷紙機構(gòu)包裝紙送紙部分由齒輪機構(gòu)驅(qū)動，拖動包裝紙向前運動。包裝紙安裝于包裝紙托盤上，正常送紙時，繃緊的包裝紙壓迫包裝紙剎車，使其在摩擦力的作用下向前運動；缺紙或繼紙時，繃力消失，包裝紙剎車回到原位置，系統(tǒng)報警。包裝紙的位置

4、由色標傳感器進行定位，當(dāng)位置出現(xiàn)偏差時，由控制系統(tǒng)發(fā)出指令驅(qū)動步進電機進行拖拉包裝紙運動，從而實現(xiàn)包裝紙的準確定位。糖果包裝部分是周期性的重復(fù)動作。整個包糖過程包括如下幾個步驟：推糖送紙包裝噴膠傳送粘合成品。Y06型糖果包裝機采用通過三相異步電機帶動齒輪機構(gòu)提供動力，利用凸輪機構(gòu)與連桿機構(gòu)等機械結(jié)構(gòu)配合進行包裝、進排糖、送包裝紙等動作，有效的保證了控制的速度與精度，使系統(tǒng)緊湊、可靠。2、糖果包裝機系統(tǒng)分析及控制系統(tǒng)總體設(shè)計2.1 Y06型糖果包裝機生產(chǎn)工藝概述糖果包裝機主要通過一臺2.2KW的三相異步電機帶動各機械部分完成包糖的各種動作。糖果包裝工藝流程如圖2-1所示。圖 2-1 糖果包裝機工

5、藝流程圖裸糖經(jīng)流水線到達糖果包裝機，當(dāng)位于糖果包裝機入口處的光電傳感器檢測到有裸糖到來時，控制推糖機構(gòu)的電磁閥得電，吸合、下拉推糖機構(gòu)，與此同時推糖機構(gòu)動作將糖果送入旋轉(zhuǎn)的糖果托盤中。當(dāng)糖果進入托盤三個周期后，控制包裝紙轉(zhuǎn)動的電磁閥閉合，開始送包裝紙。利用色標傳感器控制、調(diào)整包裝紙的位置，當(dāng)紙位置合適時，包裝紙被截斷，在包糖機構(gòu)的作用下，按預(yù)先設(shè)定的步驟，包裹糖果。若紙位置不合適，PLC將發(fā)出脈沖信號驅(qū)動步進電機對包裝紙進行前后拖動，對包裝紙位置進行調(diào)整。包裹完畢，進行噴膠，粘合之后，糖果經(jīng)傳送帶送糖機構(gòu)送至成品糖庫。在傳送過程中，由于傳送帶的楔形擠壓作用，糖紙粘合完成，同時也對其進行了更好的

6、整形。2.2 糖果包裝機控制要求2.2.1 PLC控制系統(tǒng)方式選擇控制系統(tǒng)和遠程I/O控制系統(tǒng)。由于糖果包裝機的控制對象相對集中，主要有變頻器控利用PLC可以構(gòu)成多種控制系統(tǒng)：單機控制系統(tǒng)，集中控制系統(tǒng)，分散型控制、包裝紙位置調(diào)整、步進電機驅(qū)動控制等，因此選擇集中控制系統(tǒng)。集中控制系統(tǒng)模型如圖所示。各被控對象直接與PLC的I/O口相連接，進行通信、控制。為提高系統(tǒng)抗干擾能力，在硬件方面，交流電源增加濾波裝置，輸入信號進行光電隔離，并遠離強電布線。信號采用屏蔽線傳輸，采用放射性一點接地等措施，消除、減弱共模和瞬變干擾。圖2-2 集中控制系統(tǒng)模型2.2.2 系統(tǒng)運行方式糖果包裝機的運行，采用自動運

7、行和手動運行方式。與運行方式對應(yīng)的是停止運行方式。糖果包裝機的停止運行方式包括正常停運、暫時停運、緊急停運三種。包裝機控制要求：手動運行：可以用按鈕對包裝機的各個部分進行單獨控制，便于調(diào)機，主要用于故障的檢修與恢復(fù)。自動運行:按下啟動按鈕，系統(tǒng)即開始連續(xù)、協(xié)調(diào)、周期性地完成各包裝動作，直到系統(tǒng)接收到停止運行信號。2.3 糖果包裝機控制系統(tǒng)主要器件的選擇系統(tǒng)采用PLC進行集中控制，主要控制對象為一臺2.2KW的三相異步電機，主電機的參數(shù)如表2-1所示。表 2-1Y2-100L1-4三相異步電機主要技術(shù)參數(shù)型號額定功率滿載時堵轉(zhuǎn)電流堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩KW轉(zhuǎn)速(r/min)電流(A)效率(%)功率因數(shù)

8、(cos)額定電流Ist/IN額定轉(zhuǎn)矩Tst/TN額定轉(zhuǎn)矩TM/TNY2-100L1-42.214305.16800.817.02.32.3主要的控制器件包括：PLC、變壓器、變頻器、步進電機及其控制器、光電編碼盤等。2.3.1 包裝機控制對象分析包裝機的主要傳感器以開關(guān)量提供給PLC，作為決策的依據(jù)。開關(guān)輸入量有：（1）啟動/停止信號（2）色標信號（3）糖果生產(chǎn)線上行程開關(guān)（4）包裝后的糖果輸送線上的行程開關(guān)（5）自動/手動開關(guān)（6）變頻器復(fù)位開關(guān)（7）噴膠開關(guān)（8）急停按鈕（9）色標開關(guān)（10）光電碼盤（11）速度調(diào)節(jié)（12）壓縮空氣開關(guān)輸出量有：（1）急停指示燈（2）無紙斷紙指示燈（3）

9、色標補差信號燈（4）產(chǎn)品過大信號燈（5）強行送紙指示燈（6）色標狀態(tài)指示樓上（7）噴膠開啟狀態(tài)指示燈（8）步進電機控制器（9）急?？刂菩盘枺?0）電磁閥1、2輸出信號大多是一些開關(guān)輸出信號，如主電機驅(qū)動、步進電機驅(qū)動等，這些信號經(jīng)功率放大驅(qū)動對應(yīng)的包裝執(zhí)行機構(gòu)。人機界面使用RS-232口進行通訊，變頻器使用RS-485口進行通訊。2.3.2 PLC控制器的選擇根據(jù)分析，以及I/O點數(shù)確定并按20%-30%備用量原則，選擇了臺達DVP-64EH系統(tǒng)。DVP-64EH是一款可擴充的高性能型主機，具有高速度，高性能的小型PLC，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。主機具有16K Step程序存儲器，最大512點數(shù)位擴

10、充，200KH高速計數(shù)器，200KHz高速計數(shù)器、200KHz脈沖輸出（提供伺服定位指令）。其內(nèi)建RS-232與RS-485兩個通訊口，可自行擴充第三個通訊卡?？蛇B接八臺類比、溫度、定位、計數(shù)器等擴充模組。支持PID、PLC EASY LINK(32站)、10,000檔案暫存器、187應(yīng)用指令。支持數(shù)位、類比、通訊、存儲卡與資料設(shè)定器等功能。在本系統(tǒng)中，PLC的主要任務(wù)是接受外部開關(guān)信號（如按鈕、行程開關(guān)、繼電器等）的輸入，判斷當(dāng)前的系統(tǒng)及輸出信號去控制接觸器、繼電器等器件，以完成相應(yīng)的任務(wù)。2.3.3 變頻器選擇考慮到糖果控制系統(tǒng)對速度控制精度要求較高，負載為2.2KW的三相異步電機，屬于輕

11、載。因此選擇了容量為2.2KW臺達VFD22M43B變頻器。臺達VFDM系列是系列高性能矢量控制交流馬達驅(qū)動器。該變頻器采用矢量控制技術(shù)，從而提高了系統(tǒng)的控制精度和動態(tài)響應(yīng)精度；輸出頻率在0.1400Hz且可設(shè)定V/F曲線；自動轉(zhuǎn)矩補償及誤差補償；8段預(yù)設(shè)速度，7段可編程運轉(zhuǎn)；超低噪音，載波可自115KHz調(diào)整；內(nèi)建PID回授控制，簡易定位功能；睡眠/喚醒功能和零速Holding功能；省能源，有自動穩(wěn)壓功能18。系統(tǒng)中的VFD22M43B變頻器的使用V/f開環(huán)控制，但通過光電編碼器采集電機的實際轉(zhuǎn)速值。變頻器通過RS-485口接收PLC的“控制字”命令和轉(zhuǎn)速設(shè)定值，或向PLC發(fā)送“狀態(tài)字”和轉(zhuǎn)

12、速實際值。2.3.4 步進電機及其驅(qū)動器選擇步進電機具有慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點。步進電機有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進電機的型號便確定下來了。(1)步距角的選擇電機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機軸上，每個當(dāng)量電機應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機的步距角應(yīng)等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度/3度 （三相電機）等。(2)靜力矩的選擇步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇

13、的依據(jù)是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負載的2-3倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）。(3)電流的選擇靜力矩一樣的電機，由于電流參數(shù)不同，其運行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅(qū)動電源、及驅(qū)動電壓）綜上所述選擇電機一般應(yīng)遵循以下步驟：圖2-3 步進電機選擇步驟步進電機在糖果包裝機系統(tǒng)中用于糖果包裝紙的精確定位，當(dāng)糖果包裝紙位置不合適時，色標傳感器發(fā)出信號

14、，PLC根據(jù)信號發(fā)出脈沖給步進電機驅(qū)動器對包裝紙進行色標補償，驅(qū)動步進電機前后拖動，不斷調(diào)整包裝紙的位置，保證糖果包裝的質(zhì)量。糖果包裝機步進電機保持轉(zhuǎn)矩為12，系統(tǒng)中選用深圳步進電機公司兩相步進電機110系列中的2S110Q-03999型步進電機，使用2H1080型步進電機驅(qū)動器對其進行驅(qū)動。該型電動機的基本技術(shù)數(shù)據(jù)如表2-2所示。表 2-22S110Q-03999型步進電機基本技術(shù)參數(shù)整步步距角（度）靜態(tài)相電流（A）相電阻（）相電感（mH）保持轉(zhuǎn)矩（）阻尼扭矩（）最大軸向負載（N）最大徑向負載（N）1.85.50.79.811.79.7602202H1080型步進電機驅(qū)動器是兩相雙極整半步型

15、步進電機驅(qū)動器。其供電電壓最大可達交流100V，提供電機更好的高速驅(qū)動性能；采用雙極性恒流驅(qū)動方式，最大驅(qū)動電流可達每相8.5A，可驅(qū)動相電流小于8.5A的任何兩相雙極型混合式步進電機；對于電機的驅(qū)動輸出相電流可通過DIP開關(guān)調(diào)整，以配合不同規(guī)格的電機；具有DIP開關(guān)可設(shè)定電機靜態(tài)鎖緊狀態(tài)下的自動半流功能，可以大大降低電機的發(fā)熱；采用專用驅(qū)動控制芯片，可通過DIP開關(guān)設(shè)定整步或半步的驅(qū)動控制方式，適合高速大力矩的應(yīng)用需求；具有脫機功能，可以在必要時關(guān)閉給電機的輸出電流；控制信號的輸入電路采用光耦器件隔離，降低外部電氣噪聲干擾的影響。2H1080型步進電機驅(qū)動器規(guī)格參數(shù)如表2-3所示。其接線方法

16、如圖2-4所示表 2-32H1080步進電機驅(qū)動器規(guī)格參數(shù)說明最小值典型值最大值單位供電電壓6090100V(AC)輸出相電流4.58.5A控制信號輸入電流620mA圖 2-4 H1080驅(qū)動器典型接線圖2.3.5 傳感器選擇傳感器分為NPN和PNP型。NPN與PNP傳感器的區(qū)別：常用的傳感器可分為4個分類，即NPN-NO、NPN-NC、PNP-NO與PNP-NC。NPN是指當(dāng)有觸發(fā)信號時，信號輸出線動作于L+這條高電平的電源線。對于NO型，在沒有觸發(fā)信號時，輸出線是懸空的；有觸發(fā)時則發(fā)出與L+電源線相同的電平（實際是這兩條線連通了）。對于NC型，在沒有觸發(fā)信號時，信號輸出線與L+電源線是連通

17、的（同電平）；當(dāng)有觸發(fā)信號后，輸出線就懸空了（相當(dāng)于與L+電源線斷開了）。對于PNP型傳感器來說，信號輸出線是作用于L-這條低電平的電源線的，其中NO和NC型的原理是與上面說的一樣。系統(tǒng)中PLC s/s端接+24V，故選擇NPN型傳感器。糖果包裝機中，共需要3個傳感器：一個色標傳感器、一個光電開關(guān)、一個行程開關(guān)。光電開關(guān)傳感器位于糖果包裝機的入口處，當(dāng)有糖果到來時，發(fā)出信號，并傳送給PLC，PLC控制位于傳感器附近的推糖電磁閥吸合，推糖機構(gòu)向下運動，將糖果推入糖果托盤。當(dāng)糖果進入糖果托盤三個周期后，PLC發(fā)出指令，吸合控制糖果包裝紙運動的送紙電磁閥，開始送包裝紙進行糖果包裝。接近開關(guān)傳感器位于

18、傳送帶入口處，用于檢測糖果是否合格。當(dāng)糖果超過設(shè)定高度時，到達行程開關(guān)位置，行程開關(guān)發(fā)出信號給PLC，PLC發(fā)出急停信號，整個系統(tǒng)停機，等待操作工人將不合格糖果剔除或技術(shù)維修人員進行維修。293、糖果包裝機各功能模塊設(shè)計糖果包裝機用三相異步電機驅(qū)動，由變頻器供電，轉(zhuǎn)速通過變頻調(diào)速實現(xiàn)。步進電機用于調(diào)整包裝紙的位置。Y06型糖果包裝機控制系統(tǒng)主要有推糖機構(gòu)控制、糖果檢測、糖果包裝與糖果包裝紙同步控制等。各加工工位的動作是由三相異步電機通過齒輪機構(gòu)帶動機械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。3.1 供電模塊設(shè)計圖 3-1 糖果包裝機控制系統(tǒng)供電模塊電氣原理圖糖果包裝機系統(tǒng)中，設(shè)備多，工作電壓也不盡相同。三相異步電機工作

19、電壓為380V AC，PLC的工作電壓為220V AC，人機界面等的工作電壓為24V DC，步進電機驅(qū)動器的工作為90V AC。如圖3-1所示。源由滑線引入電氣柜中，經(jīng)過熔斷器后，再經(jīng)由總進線空氣斷電器QS后供給系統(tǒng)的控制回路及主電機電路部分。變頻器使用380V交流電壓以供驅(qū)動三相異步主機工作，故直接將三相電源經(jīng)繼電器送入變頻器。三相電源的線電壓為380V，相電壓為220V，因此系統(tǒng)取三相中的A相相電壓提供220V交流電壓，A相經(jīng)過交流穩(wěn)壓器后提供給環(huán)形變壓器和開關(guān)電源等設(shè)備。環(huán)形變壓器T2的作用是將220V AC變?yōu)?0V AC供步進電機驅(qū)動器工作。開關(guān)電源為系統(tǒng)提供24V DC電壓，為人機

20、界面提供工作電壓，PLC的輸入、輸出點提供基準電壓。主電路及各分電路均有帶有預(yù)防過流過載功能的斷電器保護裝置，確保在系統(tǒng)過載時能及時與三相電源斷開，防止設(shè)備長期處于過流或過載狀態(tài)時危及設(shè)備安全。220V交流在送入設(shè)備之前先通過了穩(wěn)壓設(shè)備，防止電壓出現(xiàn)大幅波動時，對設(shè)備造成危害，提高了系統(tǒng)的可靠。所有設(shè)備均通過PE線進行接地保護。接地技術(shù)可以減小線纜等因素對設(shè)備造成的電磁干擾，提高控制的精度，保護系統(tǒng)安全性，進一步提高系統(tǒng)的可靠性。3.2 執(zhí)行主電機模塊設(shè)計圖 3-2 主電機控制電氣原理圖糖果包裝機控制系統(tǒng)中，各機械部分的驅(qū)動是由一臺三相異步電機提供的。三相異步電機的具體參數(shù)見表2-1。如圖3-

21、2所示電機的控制電氣原理圖。三相電源分別通過線路11、12、13接入變頻器的R、S、T端子為變頻器及主電機提供工作電源。正常工作時，變頻器通過RS-485口與PLC通信取得電機工作頻率，驅(qū)動電機在相應(yīng)頻率在工作。過流和過載時，主電機持續(xù)發(fā)熱，熱繼電器斷開，主電機與電源被切斷，立即停止工作。急停時，PLC發(fā)出急?？刂菩盘枺鋵?yīng)變頻器繼電器被斷開，主電機停止動作，等待維修人員進行故障排除。為了保證在系統(tǒng)故障時，能及時對電機進行剎車、制動。所謂制動，是指電能從電機側(cè)流到變頻器側(cè)（或供電電源側(cè)），此時電機轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速。常用的制動方法是在變頻器側(cè)安裝制動電阻，將制動產(chǎn)生的能耗以熱量的形式消耗掉。為

22、了保證在系統(tǒng)故障時，能及時對電機進行剎車制動，根據(jù)臺達變頻器技術(shù)手冊選用了300W 70的BR300W070型制動電阻，其具體參數(shù)如表3-1所示。主電機在啟動之前，應(yīng)斷開不必要的負載，確保主電機輕載啟動。按下啟動按鈕后，電機在變頻器的控制下，逐步提高速度，實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn)。若機器出現(xiàn)故障，立即切斷電源，并且進行機械制動，確保機器的安全。表3-1中ED%代表電阻值瓦特數(shù)及使用的頻率。表 3-1臺達變頻器剎車電阻選用參數(shù)電壓適用馬達全載輸出轉(zhuǎn)矩KG-M應(yīng)用電阻規(guī)格制動單元制動電阻料號用量制動轉(zhuǎn)矩10%ED%最小電阻值hPkW型式VFDB用量230V32.21.262300W 70BR300W07011

23、2535為了保證主電機轉(zhuǎn)速的精度，系統(tǒng)中使用了光電編碼器采集實際轉(zhuǎn)速值，并將其傳送給PLC，再由PLC與變頻器進行通訊不斷的進行修正。3.3 包裝紙同步控制模塊設(shè)計包裝紙的傳送在糖果包裝中相當(dāng)重要，傳送過快或過慢均會造成包裝紙位置不合適，影響產(chǎn)品包裝質(zhì)量。在Y06型糖果包裝機中，糖果包裝紙動作是由三相異步電機帶動相應(yīng)的機械結(jié)構(gòu)來完成的。在包裝紙傳送系統(tǒng)中加入了一臺步進電機和SICK KT3 W-N1116型（NPN）色標傳感器，與PLC聯(lián)動，構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)，實行色標補償。當(dāng)色標探測到包裝紙位置不正確時，PLC會向步進電機驅(qū)動器發(fā)送脈沖，驅(qū)動步進電機對其位置進行調(diào)整，從而保證包裝的質(zhì)量。步進電

24、機及其驅(qū)動器電氣原理圖如圖3-3所示。圖3-3 步進電機及其驅(qū)動器電氣原理圖步進電機驅(qū)動器2H1080的工作電壓由變壓器T2提供。圖FG為接地保護，直接接到PE。PLS口接PLC高速脈沖輸出口Y0，DIR口接Y1，F(xiàn)REE接PLC的Y2口。當(dāng)糖果包裝紙位置不合適時，PLC會通過Y0口發(fā)出高速脈沖，驅(qū)動步進電機前后運動，對包裝紙位置做調(diào)整。圖 3-4 Y06型糖果包裝機控制系統(tǒng)電氣原理圖4、糖果包裝機主要控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計4.1 糖果包裝機的控制系統(tǒng)設(shè)計簡述PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller），是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在198

25、7年國際電工委員會頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出。”根據(jù)國際電工委員會制定的工業(yè)控制編程語言標準。PLC的編程語言包括以下五種：梯形圖語言、指令表語言、功能模塊圖語言、順序功能流程圖語言及結(jié)構(gòu)化文本語言。PLC的特點有可靠性高、抗干擾能力強配套齊全、功能完善、適用性強易學(xué)易用、深受工程技術(shù)人員歡迎系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小、維護方便、容易改造、能耗低等CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞

26、的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。糖果包裝機由PLC進行控制，因此，其系統(tǒng)軟件的設(shè)計實際上就是PLC軟件的設(shè)計，本次設(shè)計使用的軟件為WPLSoft。WPLSoft為臺達電子 - 可編程序控制器DVP系列在WINDOWS操作系統(tǒng)環(huán)境下所使用之程序編程軟件。WPLSoft除了一般PLC程序的規(guī)劃及WINDOWS的一般編輯功能（例如：剪切、粘貼、復(fù)制、多窗口）外，另提供多種中/英文批注編輯及其它便利功能（例如

27、：寄存器編輯、設(shè)定、文件讀取、存盤及各接點圖標監(jiān)測與設(shè)定等等）。DVP系列的PLC編程語言有三種：梯形圖、指令表、順序功能流程圖語言，其它編程語言作為可選軟件包使用。通過WPLSoft在WINDOWS環(huán)境下對系統(tǒng)進行配置、程序編制、調(diào)試和監(jiān)視，用戶界面方便友好。4-1 糖果包裝機控制系統(tǒng)程序總體流程圖4.2 主電機的PLC控制指令語句表LDP X4AND X6ANI X12ANI X15ANI X16ANI X17SET M2LD M2AND X6ANI X12ANI X15ANI X16ANI X17AND T0SET Y12RST M2LD X4ANI X6ANI X12ANI X15AN

28、I X16ANI X16ANI X17AND T0 SET Y12LDF X4 ANI X6ANI X12ANI X15 ANI X16ANI X17RST Y12LDP X5OR X16OR X17OR X15RST Y12LD Y12OUT Y4上述程序?qū)?yīng)梯形圖將在附錄A中給出。其中，M2自動啟動延時寄存器，T0先吹紙后運行。4.3 糖果包裝機的PLC控制I/O分配表PLC基于計算機，但不等同于計算機。普通計算機進行入出信息變換，多只考慮信息本身，信息的入出，只要人機界面好就行了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實時性以及信息的使用等問題。特別是要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，

29、抗干擾等問題。PLC與通用計算機控制系統(tǒng)之間的區(qū)別是：PLC是專門為工業(yè)控制而設(shè)計的，而通用計算機是專門為科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理設(shè)計的。盡管二者都采用了計算機系統(tǒng)，但是二者設(shè)計的出發(fā)點不同，因而他們在結(jié)構(gòu)上也有很大差別，使用對象和使用環(huán)境也有所不同。PLC抗干擾能力強，能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的溫度、濕度及相當(dāng)程度的振動。其輸入/輸出采用光電隔離技術(shù)或其它隔離技術(shù)，并配有輸出繼電器或輸出晶體管等輸出部件，由于這些輸出部件能夠直接承受較大的負載，因此它們可以直接驅(qū)動小型電機等負載。PLC使用專門的面向工業(yè)對象的編程語言，使程序的編制和修改都非常方便。而通用計算機，它的輸出信號通常都需要數(shù)模轉(zhuǎn)換并放大后才能驅(qū)動

30、工業(yè)負載。此外，糖果包裝機的PLC控制程序主要有兩種模式：自動模式和手動模式，由初始化模塊、主電機控制模塊、推糖模塊、包裝紙模塊組合構(gòu)成。自動模式下，控制系統(tǒng)按預(yù)先設(shè)定的順序依次執(zhí)行各模塊；手動模式下每執(zhí)行完一模塊需要手動操作一次程序才會進入下一模塊?？刂葡到y(tǒng)程序總體流程圖如圖4-1所示。PLC I/O地址分配如表4-1所示。臺達DVP系列PLC地址順序以8進制編號。表中列出了輸入繼電器、輸出繼電器的分配情況。表4-1PLCI/O分配表輸入項目名稱對應(yīng)輸入地址編碼器A相輸入X0編碼器B相輸入X1編碼器Z相輸入X2啟動X4停止X5手動/自動X6色標開關(guān)X7強行送紙X10壓縮空氣X11變頻器故障X12色標傳感器X13來料檢測X14皺紙檢測X15斷紙開關(guān)X16產(chǎn)品過大X17故障復(fù)位X20輸出項目名稱對應(yīng)輸出地址步進電機驅(qū)動器PLS-Y0步進電機驅(qū)動器DIR-Y1步進電機驅(qū)動器FREE-Y2噴膠電磁閥Y3運行指示Y4色標補償Y5缺紙斷紙Y6產(chǎn)品過大Y7送紙電磁閥半功率繼電器Y10推糖電磁閥半功率繼電器Y11變頻器繼電器Y12壓縮空氣繼電器Y13送紙電磁閥Y14推糖電磁閥Y15壓縮空氣電磁閥Y16變頻器故障指示燈Y17結(jié)論通過項目設(shè)計，鍛煉了自己的能力，積累了不少經(jīng)驗。完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計。系統(tǒng)的分析與設(shè)計過程也是對學(xué)習(xí)的總結(jié)過程，是大