玻璃造型生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

1、蘇州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報告（論文）系 別： 電氣與電子工程系 專 業(yè)： 電氣自動化技術(shù) 班 級： G132401 學(xué) 生 姓 名： 徐廣明 學(xué) 生 學(xué) 號： G13240135 設(shè)計(jì)（論文）題目： 玻璃造型生產(chǎn)線控制系統(tǒng) 指 導(dǎo) 教 師： 張偉 起 訖 日 期： 2015.09.072015.11.20 蘇州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績評定表學(xué)生姓名徐廣明系部電氣與電子工程系班級G132401課題名稱玻璃造型生產(chǎn)線控制系統(tǒng)指導(dǎo)教師評語：建議成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日評閱教師評語：建議成績： 評閱教師: 年 月 日答辯小組評語：建議成績： 答辯小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日蘇州信息職

2、業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書專業(yè)電氣自動化技術(shù)班級G132401姓名徐廣明課題名稱：玻璃造型生產(chǎn)線控制系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)： 采用PLC為中心控制器，通過旋轉(zhuǎn)編碼器測得各方向電機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率并轉(zhuǎn)換為高速計(jì)數(shù)脈沖送入PLC中進(jìn)行計(jì)數(shù)運(yùn)算可獲得刀鋸或水平臺行進(jìn)的精確位移量，將其與設(shè)定的初值相比較，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時PLC復(fù)位相應(yīng)的方向電機(jī)線圈使其停車，輸出高電平使切割電動機(jī)工作以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)切割。工作內(nèi)容和要求：1.分析項(xiàng)目需求，根據(jù)現(xiàn)有的研究現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)控制方案；2.方案比較論證，并進(jìn)行設(shè)備選型及分析；構(gòu)建整個硬件系統(tǒng)并進(jìn)行調(diào)試；3.構(gòu)建整個軟件系統(tǒng)并進(jìn)行調(diào)試；4.記錄整個設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題并進(jìn)行分析；主

3、要參考文獻(xiàn)：1.廖常初.PLC編程及應(yīng)用. 北京：北京郵電大學(xué)出版社，20112.江秀漢.可編程序控制器原理及應(yīng)用. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社，20133.鮑超.信息檢測技術(shù). 杭州：浙江大學(xué)出版社,20124.何希才.任力穎.實(shí)用傳感器接口電路實(shí)例. 北京：中國電力出版社，20105.宋伯生.編程序控制器. 北京: 中國勞動出版社，20146.楊長能.可編程序控制器(PC)基礎(chǔ)及應(yīng)用. 北京:中國電力出版社，2012 學(xué) 生（簽名） 徐廣明 2015年09月07日 指 導(dǎo) 教師（簽名） 張偉 2015年09月07日 教研室主任（簽名） 姚勝昶 2015年09 月07日 系 主 任（簽名

4、） 張宗橙 2015年09 月07日蘇州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告專業(yè)電氣自動化學(xué)號G13240135姓名徐廣明設(shè)計(jì)（論文）題目玻璃造型生產(chǎn)線控制系統(tǒng)一、選題的背景和意義： 在今天的玻璃生產(chǎn)行業(yè)，建模切割是最重要的一步，在過程中的成品，也是重要的過程，以確保成品的質(zhì)量。使用先進(jìn)的現(xiàn)代切割技術(shù)，不僅能夠確保產(chǎn)品的質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，同時也使得企業(yè)產(chǎn)品的制造成本大幅度降低，減少了產(chǎn)品生產(chǎn)周期。隨著新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)的廣泛運(yùn)用，基于PLC的智能化精密切割將成為切割行業(yè)今后發(fā)展的趨勢。 隨著新產(chǎn)品、新技術(shù)、新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，基于可編程控制器的智能精密切削將成為切削工業(yè)未來發(fā)展的趨勢

5、。二、課題研究的主要內(nèi)容：1.系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)；2.根據(jù)總體方案進(jìn)行硬件部分選型、對控制系統(tǒng)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)；3.根據(jù)總體方案進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，編寫相應(yīng)程序；4.進(jìn)行系統(tǒng)安裝并進(jìn)行工業(yè)組態(tài)調(diào)試，記錄相關(guān)結(jié)果；三、主要研究（設(shè)計(jì)）方法論述：1.查閱相關(guān)的資料；2.分析整個控制系統(tǒng)的控制原理，確定控制要求；3.分析控制系統(tǒng)的原理及優(yōu)點(diǎn)；4.對控制系統(tǒng)的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行PLC程序編寫； 5.通過計(jì)算機(jī)與PLC連接，將程序下載到PLC來進(jìn)行對系統(tǒng)調(diào)試；四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：時間（迄止）日期工作內(nèi)容2015.09.07-2015.09.22查找資料確立選題2015.09.23-2015.09.29完

6、成開題報告2015.09.30-2015.10.31撰寫論文2015.11.01-2015.11.15論文修改及定稿2015.11.16-2015.11.17畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯五、指導(dǎo)教師意見： 論文選題符合本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，同意開題指導(dǎo)教師簽名：張偉 2015年09月29日六、系部意見 同意開題系主任簽名： 張棕橙 2015年09月29日 蘇州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表學(xué)生姓名徐廣明學(xué)號G13240135指導(dǎo)教師張偉選題情況課題名稱玻璃造型生產(chǎn)線控制系統(tǒng)難易程度偏難適中偏易工作量較大適中較小符合規(guī)范化的要求任務(wù)書有無開題報告有無外文翻譯質(zhì)量優(yōu)良中差學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況好一般差工作進(jìn)度快

7、按計(jì)劃進(jìn)行慢中期工作匯報及解答問題情況 按計(jì)劃進(jìn)行 指導(dǎo)教師 張偉 2015年11月01日所在專業(yè)意見： 繼續(xù)進(jìn)行 系主任 張宗橙 2015年11月11日玻璃造型生產(chǎn)線控制系統(tǒng)摘要：根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求，完成對玻璃生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，即在玻璃生產(chǎn)過程中，需要對鋼板的垂直運(yùn)動進(jìn)行設(shè)置的大小切割，切割是一個精細(xì)的過程，它要求在同一時間運(yùn)動的范圍內(nèi)來測量快速準(zhǔn)確的切割。 在該課題的設(shè)計(jì)中，主要包括主電路設(shè)計(jì)，控制電路設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),人機(jī)界面的選擇和應(yīng)用程序的配置。 玻璃成型生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。硬件方面：系統(tǒng)采用PLC為中心控制器，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率是由一個旋轉(zhuǎn)編碼器測量和一個高速計(jì)數(shù)器共同控制的

8、。通過計(jì)數(shù)在可編程控制器中的運(yùn)算，得到了刀具或水平臺的精確位移，當(dāng)設(shè)定值達(dá)到時，可編程控制器被重置為電機(jī)線圈的相應(yīng)方向停止，并且輸出高電頻，使切割電機(jī)工作，以便實(shí)現(xiàn)精確切割。該系統(tǒng)的運(yùn)行控制、實(shí)時數(shù)據(jù)采集和運(yùn)行過程的監(jiān)控、各種參數(shù)的顯示和設(shè)置，以及在可編程控制器上實(shí)現(xiàn)的人機(jī)界面。關(guān)鍵詞：PLC STEP7-Micro/WIN HMI人機(jī)界面 光電編碼器目 錄1 緒論12 總體方案設(shè)計(jì)12.1 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2 2.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想與結(jié)構(gòu)流程圖22.3 控制系統(tǒng)動作過程3 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4 3.1 控制系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)4 3.2 PLC的選型6 3.3 光電編碼器選型9 3.4 觸摸屏選型

9、104 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)114.1 控制系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)114.2 觸摸屏工程組態(tài)13 5 調(diào)試運(yùn)行16 總結(jié)17致謝17參考文獻(xiàn)18附錄19附錄A 主程序19附錄B中斷程序23附錄C TD200控制程序241 緒論 在今天的玻璃生產(chǎn)行業(yè)，切割是最重要的一步，在成品的過程中，也是重要的過程，以確保成品的質(zhì)量。使用先進(jìn)的現(xiàn)代切割技術(shù)，不僅能夠確保產(chǎn)品的質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，同時也使得企業(yè)產(chǎn)品的制造成本大幅度降低，減少了產(chǎn)品生產(chǎn)周期。隨著新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)的廣泛運(yùn)用，基于PLC的智能化精密切割將成為切割行業(yè)今后發(fā)展的趨勢。 隨著新產(chǎn)品、新技術(shù)廣泛應(yīng)用，基于可編程控制器的智能精密切削將成為切削工業(yè)未來

10、發(fā)展的趨勢。 傳統(tǒng)的玻璃成型生產(chǎn)線采用繼電器和時間繼電器控制方式，但控制系統(tǒng)復(fù)雜，系統(tǒng)可靠性低，維護(hù)成本高。最主要的問題是在自動控制中，因?yàn)檫x用時間繼電器定時控制切割時間，定時精度差，電機(jī)速度受電源波動影響大，因?yàn)榍懈钫`差比較大，降低了成品率，加大了拋磨難度。PLC是適用于現(xiàn)場操作的微機(jī)控制器，具有抗干擾能力強(qiáng)，編程簡單，價格適當(dāng)，非常適合切割機(jī)。在切割時，由于不同的厚度，以及不同的切割方式的要求，如果采用全手動操作，不僅是非常耗時的，而且也是一種浪費(fèi)人力和效率低下，帶來巨大的人工成本。最重要的是，在切割過程中會產(chǎn)生大量的灰塵，操作者的切割機(jī)和附近的人員，尤其是呼吸道，肺部有很大的危害。因此，

11、如果可編程控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對金屬板材切割的自動控制，操作者就不必在機(jī)器旁邊操作機(jī)器，不僅可以節(jié)省大量的人力和時間，還能大大減少切割過程對人體的傷害。對玻璃成型生產(chǎn)線進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過對PLC應(yīng)用的理解，人機(jī)接口的配置，有利于掌握理論知識和實(shí)踐應(yīng)用，有利于掌握把理論知識同生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，有利于鍛煉設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)和處理有關(guān)問題的能力，促進(jìn)對自動化控制的認(rèn)識和理解。 2 總體方案設(shè)計(jì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣控制技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛?？删幊绦蚩刂破鞯膽?yīng)用使電氣控制技術(shù)發(fā)生了根本性的變化。可編程控制器是一種通用的工業(yè)自動控制裝置，它是基于微處理器、集成計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、自動控制技術(shù)

12、、數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。可編程控制器具有可靠性高、靈活性強(qiáng)、易于使用、工業(yè)控制領(lǐng)域迅速占領(lǐng)的優(yōu)點(diǎn)。從運(yùn)動控制到過程控制，從單機(jī)自動化生產(chǎn)線的自動化和工廠自動化，從工業(yè)機(jī)器人，數(shù)控設(shè)備的柔性制造系統(tǒng)。從集中控制系統(tǒng)在大型控制系統(tǒng)中，可編程控制器是一個重要的角色，并顯示出強(qiáng)大的趨勢。 2.1本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容此次控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個方面。硬件方面：系統(tǒng)采用PLC為中心控制器，通過旋轉(zhuǎn)編碼器測得各方向電機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率并轉(zhuǎn)換為高速計(jì)數(shù)脈沖送入PLC中進(jìn)行計(jì)數(shù)運(yùn)算可獲得刀鋸或水平臺行進(jìn)的精確位移量，將其與設(shè)定的初值相比較，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時PLC復(fù)位相應(yīng)的方向電機(jī)線圈使其停車，輸出高

13、電平使切割電動機(jī)工作以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)切割。系統(tǒng)的操作控制、實(shí)時數(shù)據(jù)的采集和動作過程的監(jiān)視、各種參數(shù)的顯示和設(shè)定，由掛接在PLC上的人機(jī)界面來實(shí)現(xiàn)。軟件：根據(jù)對梯形圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)思想，STEP7-Micro/ Win32 編程軟件的使用，它可以方便地在Windows環(huán)境下對PLC進(jìn)行編程、調(diào)試、監(jiān)控，且編程方便、快捷。 2.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想與結(jié)構(gòu)流程圖本系統(tǒng)的控制要求，實(shí)現(xiàn)對玻璃切割大小進(jìn)行固定，電機(jī)需要驅(qū)動裝配線的水平運(yùn)動停止運(yùn)動，光電編碼器和臥式電機(jī)在同軸連接，電機(jī)的水平位移是與光電編碼器的脈沖數(shù)成正比。光電編碼器的輸出與CPU的高速計(jì)數(shù)器，利用高速計(jì)數(shù)器實(shí)時計(jì)算光電編碼器輸出脈沖數(shù)，通過計(jì)

14、算即可測量出橫向運(yùn)動的長度。TD200實(shí)現(xiàn)的設(shè)置和顯示功能的大小長寬，人機(jī)界面設(shè)置相關(guān)的參數(shù)傳遞給寄存器，執(zhí)行用戶程序，計(jì)算當(dāng)前水平移動距離和設(shè)定值之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)切割機(jī)構(gòu)之間的切割，完成后，電機(jī)的驅(qū)動切割機(jī)構(gòu)完成垂直位移，光電編碼器測量的縱向位移的大小，當(dāng)設(shè)置大小和測量尺寸是相等的，垂直運(yùn)動驅(qū)動的切削機(jī)構(gòu)的垂直位移，垂直運(yùn)動的切割機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了設(shè)定行程，完成一個完整的控制任務(wù)，控制系統(tǒng)對驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行橫向運(yùn)動。為實(shí)現(xiàn)上述控制任務(wù)，控制系統(tǒng)應(yīng)包括三個部分：主電路、控制部分和顯示部分。因此可以設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)流程圖。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖如下：圖2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖 2.3 控制系統(tǒng)動作過程主電路表示系統(tǒng)

15、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括電動機(jī)、光電編碼器、TD200人機(jī)界面、行程開關(guān)和激光切割。執(zhí)行機(jī)構(gòu)切割過程：啟動機(jī)器，先將玻璃板切割到平臺上，將玻璃板放置在工作臺上，在玻璃上檢測到行程開關(guān)，垂直電機(jī)平方米則是將切削機(jī)構(gòu)的切削機(jī)制，直至默認(rèn)位置，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，M2可以實(shí)現(xiàn)固定寬度的尺寸，然后啟動臥式電機(jī)M1驅(qū)動生產(chǎn)線的水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動，M2可以削減然后起點(diǎn)的原點(diǎn)。設(shè)定值等于預(yù)定值時，將故障輸入到電機(jī)、離合器和制動器的電磁離合器制動器的接觸中，并將制動器作為制動以消除驅(qū)動系統(tǒng)的慣性?？刂葡到y(tǒng)主要由三部分組成：水平運(yùn)動運(yùn)動、垂直運(yùn)動倒車和垂直運(yùn)動?？刂葡到y(tǒng)動作流程圖如下圖所示：圖2.4 控制系統(tǒng)動作流程圖 3

16、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.1 控制系統(tǒng)控制電路設(shè)控制系統(tǒng)的控制電路由PLC、光電編碼器、按鈕、接觸器和行程開關(guān)組成。按鈕包括啟動按鈕和急停按鈕，用來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的啟動和停止。光電編碼器和電機(jī)相連，光電編碼器的A相與PLC高速計(jì)數(shù)器輸入端相連接，利用高速計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)定長定寬切割。PLC的輸出部分為接觸器線圈，控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)動。根據(jù)系統(tǒng)控制要求，控制電路中輸入部分包括：2個光電編碼器輸入、一個急停按鈕輸入和3個行程開關(guān)輸入。輸出部分包括：控制電動機(jī)啟動停止的5個接觸器和激光束開關(guān)的接觸器。TD200人機(jī)界面用來顯示當(dāng)前設(shè)定長度和寬度數(shù)值，包括用戶界面和相關(guān)操作提示以及啟動、停止、參數(shù)設(shè)置按鈕，可以滿足系統(tǒng)啟

17、動、停止，實(shí)現(xiàn)長度和寬度等參數(shù)的設(shè)置。按鈕包括急停按鈕，用來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的緊急停止。光電編碼器和電機(jī)同軸相連，光電編碼器的A相與PLC高速計(jì)數(shù)器輸入端相連接，利用高速計(jì)數(shù)器設(shè)置值和當(dāng)前值比較，相等時產(chǎn)生中斷，表示達(dá)到設(shè)定的長度或?qū)挾?，啟動激光束切割玻璃板材，?qū)動電動機(jī)進(jìn)行定長定寬切割。PLC的輸出部分為接觸器線圈，控制橫向電動機(jī)水平運(yùn)動實(shí)現(xiàn)玻璃板材長度測量，驅(qū)動縱向電動機(jī)實(shí)現(xiàn)定寬運(yùn)動，垂直電動機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)切割刀具向上和向下運(yùn)動。PLC的硬件接線圖如圖3.1所示。圖3.1 PLC接線圖 3.2PLC的選型深圳億維動化科技有限公司，是國內(nèi)領(lǐng)先的國家級高新技術(shù)企業(yè)，工業(yè)自動化產(chǎn)品和服務(wù)提供商，專注于核心

18、控制領(lǐng)域。與國內(nèi)知名高校建立合作關(guān)系，結(jié)合產(chǎn)業(yè)，研究，并不斷提高公司的技術(shù)水平和產(chǎn)品競爭力，決定發(fā)展成為行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。目前機(jī)械手自動化在北京，上海，廣州，無錫，濟(jì)南，武漢，杭州，和其他20多個城市的辦事處，形成覆蓋全國的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。同時，國際業(yè)務(wù)已擴(kuò)展到20多個國家和地區(qū)，為客戶提供快捷、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。 本設(shè)計(jì)所采用的是億維科技有限公司研發(fā)的CPU224型PLC。 按照控制系統(tǒng)I/O分配表和所需高速計(jì)數(shù)器數(shù)量，考慮性價比的情況下，CPU224本機(jī)數(shù)字量I/O共有14入/10出，具備HSC0，HSC35共4路高速計(jì)數(shù)器輸入，而且性價比相對較高，因此選擇CPU224模塊作為控制部分的CPU，選擇接觸器

19、輸出型PLC，電源選用DC電源。詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)，見表格3.2 表3.2技術(shù)規(guī)范型號CPU 224 DC尺寸(W X H X D)140 x 80 x 62 mm功耗7 W在線程序編輯時20K非在線程序編輯時20K 數(shù)據(jù)存儲器10K (可掉電保持10年)本機(jī)數(shù)字量輸入14 輸入本機(jī)數(shù)字量輸出10 輸出數(shù)字I/O映象區(qū)256 (128 輸入/128輸出)模擬I/O映象區(qū)64(32輸入/32輸出)允許最大的擴(kuò)展I/O模塊7個模塊允許最大的智能模塊7個模塊脈沖捕捉輸入14高速計(jì)數(shù)器總數(shù)6個單相計(jì)數(shù)器6，每個30KHz兩相計(jì)數(shù)器4，每個20KHz脈沖輸出2個20KH

20、z(僅限于DC輸出)定時器總數(shù)總共256個，4個1ms ，16個10ms， 236個100ms計(jì)數(shù)器總數(shù)256內(nèi)部存儲器位掉電保持256時間中斷2個1ms分辨率邊沿中斷4個上升沿/4個下降沿模擬電位器2個8位分辨率布爾量運(yùn)算執(zhí)行時間0.08s時鐘內(nèi)置接口2個RS-485標(biāo)準(zhǔn)PPI通訊口PPI波特率9.6,19.2和187.5kbps自由口波特率1.2kbaud至 115.2kbps每段最大電纜長度使用隔離的中繼器：187.5kbps可達(dá)1000米，38.4kbps可達(dá)1200米，未使用隔離中繼器：50米最大站點(diǎn)數(shù)每段32個站，每個網(wǎng)絡(luò)126個站最大主站數(shù)32點(diǎn)到點(diǎn)

21、(PPI主站模式)是輸入電壓20.4至28.8V DC輸入電流110mA(僅CPU，24V DC)700mA(最大負(fù)載，24V DC)隔離(現(xiàn)場與邏輯)沖擊電流12A，28.8V DC時不隔離保持時間(掉電)1S,  24V DC時傳感器電壓L+ 減5V電流限定1.5A峰值，終端限定非破壞性紋波噪聲來自輸入電源隔離(傳感器與邏輯)非隔離本機(jī)集成數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)14輸入輸入類型PNP/NPN額定電壓24V DC，4mA最大持續(xù)允許電壓30V DC浪涌電壓35V DC，0.5秒邏輯1電壓范圍15V30V DC邏輯0電壓范圍05V DC輸入延遲可選(0.2至12.8ms)

22、允許漏電流最大1mA隔離(現(xiàn)場與邏輯)是光電隔離500V AC，1分鐘隔離組見接線圖高速計(jì)數(shù)器邏輯1=1530V DC20KHz(單相)，10KHz(兩相)高速計(jì)數(shù)器邏輯1=1526V DC30KHz(單相)，20KHz(兩相)同時接通的輸入所有電纜長度最大500米(標(biāo)準(zhǔn)輸入)屏蔽50米(高速計(jì)數(shù)器輸入)非屏蔽300米(標(biāo)準(zhǔn)輸入)本機(jī)集成數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)10輸出額定電壓24V DC電壓范圍20.4至 28.8 VDC浪涌電流(最大)8A，100ms邏輯1(最小)20V DC，最大電流邏輯0(最大)0.1V DC，10K 負(fù)載每點(diǎn)額定電流(最大)0.75A每個公共端的額定電流(

23、最大)6 A漏電流(最大)10A感性嵌位電壓L+ 減48V DC，1W功耗接通電阻(接點(diǎn))0.3 典型值(0.6最大值)光電隔離(現(xiàn)場到隔離)500V AC，1分鐘隔離組見接線圖斷開到接通2s(Q0.0, Q0.1)，15s(其它)接通到斷開10s(Q0.0, Q0.1)，130s(其它)脈沖頻率(最大)20KHz(Q0.0和Q0.1)同時接通的輸出60°C時，所有的輸出(水平安裝)兩個輸出并聯(lián)50°C時，所有的輸出(垂直安裝) 3.3光電編碼器 光電編碼器是集光、機(jī)、電技術(shù)于一體的數(shù)字傳感器。測量精度高的測量對象的角度或直線位移。是利用光電轉(zhuǎn)換將輸出軸的機(jī)械位移

24、轉(zhuǎn)換為脈沖或數(shù)字信號的傳感器。這是目前使用最廣泛的傳感器，光電編碼器由光柵盤和光電檢測裝置組成。在一定直徑的圓形板上，將格柵板分為若干個矩形孔。由于光電編碼器和電機(jī)軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)，光柵盤和電機(jī)轉(zhuǎn)速相同，由發(fā)光二極管和其他電子元件檢測裝置檢測輸出一定數(shù)量的脈沖信號組成的，通過計(jì)算每秒鐘光編碼器輸出脈沖的數(shù)量可以反映當(dāng)前的電機(jī)速度。此外，要確定旋轉(zhuǎn)方向，編碼器還可提供兩路脈沖信號相位差90度。增量旋轉(zhuǎn)編碼器用于掃描的光學(xué)信號的索引板，通過檢測，統(tǒng)計(jì)信號的數(shù)目來計(jì)算的旋轉(zhuǎn)角度。其特點(diǎn)是：編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)是相對的，起始位置的旋轉(zhuǎn)角度可以任意設(shè)置后的數(shù)據(jù)損失。根據(jù)增量編碼器、絕對編碼器和混合編碼器的特點(diǎn)

25、，增量編碼器具有分辨率高、測量范圍大、性能比高等優(yōu)點(diǎn)。編碼器的電路信號輸出類型主要為計(jì)數(shù)器、可編程控制器、人機(jī)界面等，它們與編碼器信號連接，可以接收或要求傳感器輸出信號。因此，編碼器的選擇必須了解控制器規(guī)范或使用環(huán)境。本設(shè)計(jì)所采用的是瑞普安華光電旋轉(zhuǎn)編碼器ZSP3806-003G-100BZ3-5-24C型光電編碼器。如圖3.3所示圖3.3光電旋轉(zhuǎn)編碼器3.4 觸摸屏的選型 TD200設(shè)備是一種低成本的人機(jī)界面（HMI），使操作員能夠與應(yīng)用程序交互?？梢允褂肨D200設(shè)備組態(tài)一組層級式用戶菜單，從而提供更多應(yīng)用程序交互結(jié)構(gòu)。 TD200設(shè)備與CPU224型PLC通過TD/CPU（RS485接口

26、）電纜建立通信，默認(rèn)TD設(shè)備的通信地址為1，CPU224的地址為2。同時CPU224通過電纜為TD200設(shè)備提供直流24V電源。 TD200、TD200C和TD400C還可以由獨(dú)立的24V直流電源供電。查看用戶菜單和屏幕的層級，通過這些可以實(shí)現(xiàn)操作員與應(yīng)用程序或過程處理交互使用 STEP7-Micro/WIN 的文本顯示向?qū)Э梢詣?chuàng)建這些用戶菜單和屏幕，顯示由 CPU224生成的報警位使能消息。 文本顯示 (TD) 設(shè)備的功能，可以使用TD200設(shè)備來執(zhí)行以下任務(wù)：（1）使用STEP7-Micro/WIN 的文本顯示可以定義報警。 （2）修改指定的程序變量。 （3）使用TD200設(shè)備可以將變量定

27、義為文本字符串或數(shù)字字符串。 （4）文本字符串變量中的所有字符均可編輯。 （5）TD200設(shè)備允許定義字、雙字或?qū)崝?shù)類型的變量。 （6）強(qiáng)制或取消強(qiáng)制I/O點(diǎn)可以將TD200中的各個I/O進(jìn)行分配 。（8）設(shè)置時間和日期TD200支持實(shí)時時鐘。 （9）TD200提供其它用于與CPU224進(jìn)行交互的功能。 （10）可以改變CPU224的操作模式 RUN運(yùn)行或STOP停止。 （11）可以對存儲在CPU224存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問和編輯。根據(jù)控制要求，本著在滿足控制功能的前提下降低成本的原則，選擇TD200作為控制系統(tǒng)的人機(jī)界面。圖3.4 TD200人機(jī)界面控制面板 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 控制系統(tǒng)

28、主程序設(shè)計(jì)針對本課題控制要求，設(shè)計(jì)的PLC控制系統(tǒng)，通過HMI人機(jī)界面完成對玻璃長、寬等參數(shù)的設(shè)置，利用UN200PLC系列PLC對臺車電機(jī)、升降電機(jī)、進(jìn)刀電機(jī)的運(yùn)動控制。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)主程序的流程圖如圖4.1所示：圖4.1 控制系統(tǒng)主程序流程圖為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制要求，完成控制任務(wù)，系統(tǒng)需要加入定時安全報警程序，即每一個動作啟動時同時啟動定時器，根據(jù)每個動作完成的時間設(shè)置定時器的定時時間，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，定時時間到而未完成相應(yīng)動作，停止后續(xù)動作，觸發(fā)報警動作。 控制系統(tǒng)主要是為了完成玻璃定長定寬的切割，主程序是控制電動機(jī)的設(shè)置長度和設(shè)置寬度的定尺寸切割運(yùn)動，主要完成下降、定寬、橫向進(jìn)給、定長切割和

29、上升運(yùn)動。在常用的梯形圖設(shè)計(jì)方法中有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和順序功能圖設(shè)計(jì)方法，在此次主程序設(shè)計(jì)中采用順序功能圖設(shè)計(jì)方法，全部用寄存器位來代表步具有概念清楚、編程規(guī)范、梯形圖易于閱讀和查錯的優(yōu)點(diǎn)。利用以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法，按照步及轉(zhuǎn)換條件設(shè)計(jì)出主程序的順序功能圖如圖4.2所示。圖4.2控制系統(tǒng)主程序順序功能圖根據(jù)控制系統(tǒng)主程序流程圖編寫梯形圖程序，控制程序見附錄A。4.2 TD200人機(jī)界面組態(tài) 4.2.1 配置TD200文本顯示器 配置TD200文本顯示器，完成對文本顯示器的基本參數(shù)設(shè)置，配置文本顯示器型號，更新速率，配置用戶程序所需的變量，按鍵動作，存儲器，用戶界面的數(shù)量，界面中顯示信

30、息及報警信息。TD200文本顯示器的配置步驟：（1）進(jìn)入“簡介欄”，選擇要編輯的配置。（2）進(jìn)入“選擇 TD 200型號和版本”欄，根據(jù)設(shè)備情況進(jìn)行選擇（3）進(jìn)入“本地化顯示”欄，選擇“中文”語言和“中文簡體”字符。（4）進(jìn)入“標(biāo)準(zhǔn)菜單和密碼”欄，選擇啟用TOD菜單、啟用強(qiáng)制菜單，不啟用密碼保護(hù)。（5）進(jìn)入“功能鍵和更新速率”欄，選擇默認(rèn)設(shè)置。（6）進(jìn)入“報警選項(xiàng)”欄，選擇“兩行文本”，“3條信息”。（7）進(jìn)入“分配存儲區(qū)”欄，選擇默認(rèn)設(shè)置，即字節(jié)參數(shù)塊的起始地址是VB0；使能標(biāo)志字節(jié)的起始地址是VB14；信息存儲區(qū)起始字節(jié)地址是VB24。 （8）進(jìn)入“報警”欄，每一條信息可包含20個以下漢字

31、。（9）進(jìn)入“項(xiàng)目組件”欄，完成并保存TD200的配置文件。 （10）配置文件信息如圖4.3所示圖4.3 TD200配置信息 4.2.2 TD200文本顯示器用戶程序組態(tài)完成TD200文本顯示器的配置后，需要編寫用戶程序，根據(jù)組態(tài)編寫用戶程序需要編寫控制程序說明，按照控制程序說明和用戶要求編寫用戶程序?？刂瞥绦蛘f明如表4.1所示。 表4.1 TD200控制程序說明符號地址含義符號地址含義F1M0.0啟動信息2V14.6設(shè)置長度F2M0.1停止信息3V14.5設(shè)置寬度F3M0.2增加存儲器VD96長度顯示存儲單元F4M0.3減少存儲器VD138寬度顯示存儲單元V3.2畫面上翻存儲器VD1000預(yù)

32、設(shè)長度存儲單元V3.3畫面下翻存儲器VD1100預(yù)設(shè)寬度存儲單元信息1V14.7啟停F1F2增減F3F4為方便用戶設(shè)置長度和寬度尺寸，TD200控制程序預(yù)設(shè)值長度和寬度尺寸，使用雙字傳送指令將預(yù)設(shè)值傳送到顯示寄存器中，以便用戶參考， 并在此基礎(chǔ)上更改長度和寬度尺寸。使用ADD-DI和SUB-DI寫F3和F4鍵功能，即各按F3或F4，加、減法指令，或增加或減少電流設(shè)定值，達(dá)到設(shè)定長度和寬度的變化的目的。該位置的使用使信號的字節(jié)的控制，以實(shí)現(xiàn)開關(guān)的長度和寬度的變化。由于工藝的要求，玻璃成型生產(chǎn)線具有最大和最小切割尺寸，使用比較指令確定設(shè)置值是否超出工藝范圍，并確保設(shè)定值的過程中的要求，切割的最大長

33、度2500mm，最大切割寬度1800mm，最小寬度為50mm。變更完成后，設(shè)定值發(fā)送到顯示單元使用轉(zhuǎn)移指令，和TD200顯示接口的實(shí)現(xiàn)。利用按鍵/的對應(yīng)存儲器和使能控制字節(jié)的位選通信號實(shí)現(xiàn)3個用戶界面之間的切換顯示。TD200文本顯示器的控制程序見附錄D。 5 調(diào)試運(yùn)行 將PLC程序編好，下載到PLC里面進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，具體流程如下：（1） 刀具下降的輸入信號為I0.0，若I0.0先接通，M0.0保持，使Q0.0有輸出，刀具開始執(zhí)行下降。由限位開關(guān)控制是否下降到位，如果到位，進(jìn)行下一步工作，如果沒有，繼續(xù)下降。（2） 刀具進(jìn)給切割的輸入為I0.1，輸出為Q0.1，刀具下降到切割位置時，I0.1接通，Q0.1有輸出，刀具開始進(jìn)行切割，進(jìn)刀編碼器到位。臺車的前進(jìn)輸入為I0.2，