機械畢業(yè)設計（論文）罐頭裝箱機及控制系統(tǒng)設計【全套圖紙】

1、第一章 緒論裝箱機是一種將無包裝的產(chǎn)品或者小包裝的產(chǎn)品半自動或者自動裝入運輸包裝的一種設備，其工作原理是將產(chǎn)品按一定排列方式和定量裝入箱中（瓦楞紙箱、塑料箱、托盤），并把箱的開口部分閉合或封牢。按照裝箱機的要求，它應具有紙箱成形(或打開紙箱)、計量、裝箱的功能，有些還配有封口或者捆扎功能。1.1 裝箱機的基本要求裝箱機的主要形式有臥式、垂直下落式、夾持式、裹包式和托盤成型的自動以及半自動裝箱機，傳動和控制以機械、氣動、光電一體化為主。目前國產(chǎn)裝箱機可以操作小盒（如食品、藥品包裝盒）、玻璃瓶、塑料瓶、塑料桶、金屬罐、軟包裝袋等包裝形式，其基本要求是能夠?qū)崿F(xiàn)拾取箱板箱子成型底部折邊箱體傳送產(chǎn)品收集

2、及裝箱的過程。在實際操作過程中，拾取箱板、箱子成型及底部折邊按先后順序進行，從而完成箱子的成型。瓶子、罐等剛性包裝經(jīng)過收集和整理，由裝箱機的抓手按一定的數(shù)量抓住后直接裝入紙箱、塑料箱或者托盤內(nèi)。如果紙箱內(nèi)有隔板，則裝相機裝箱的精度要求更高。軟包裝產(chǎn)品的裝箱一般采取箱子成型和物料收集及填充同時進行的方式，這樣可以提高裝箱速度。自動裝箱機配備了封箱和捆扎等輔助設備，自動進行封箱和捆扎，完成最后的工序。1.2 裝箱機的技術發(fā)展趨勢當前，我國包裝機械行業(yè)正受到國際金融危機的影響和國際市場競爭的挑戰(zhàn)，以價格競爭的銷售策略已經(jīng)不能顯現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)勢。抓住機遇，調(diào)整產(chǎn)品結構，以高科技產(chǎn)品提升企業(yè)競爭力是未來我國

3、包裝機械行業(yè)應對危機和挑戰(zhàn)的唯一出路。面對我國裝箱機的市場需求，包裝機械企業(yè)應重點開發(fā)一批具有國際先進水平的全自動、多功能、節(jié)能、環(huán)保的現(xiàn)代化裝箱機，提高國產(chǎn)裝箱機的市場競爭力。專家指出，在開發(fā)裝箱機產(chǎn)品中一定要充分體現(xiàn)出高效、高精、智能化、標準化、模塊化、彈性化且具有多種切換功能、可拆卸以及節(jié)能、環(huán)保的設計理念。在引進、消化、吸收的基礎上，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)品牌。1、模塊化設計是未來包裝機械設計的方向。模塊化設計就是在一定范圍內(nèi)，在對不同功能或相同功能下的不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產(chǎn)品，換用一個或幾個

4、單元，即可應對包裝產(chǎn)品的變化，滿足不同產(chǎn)品裝箱的需求。另外在設計中還要體現(xiàn)零件的可拆卸性。良好的可拆卸性可以使裝箱機便于維護，所用易損件要便于回收和可再生利用，從而達到方便用戶、節(jié)省成本和保護環(huán)境的目的。 2、均衡壽命設計是近年來提出的科學、環(huán)保設計理念。它要求在設計中盡量使每個零部件具有相同或相似的使用壽命。就裝箱機而言，某種重要組成模塊應具有較長的壽命，而易于損壞的模塊要易于更換，對于一些關鍵部件和涉及到安全性的模塊在設計時應考慮設計成可維修、便于檢測的結構。3、人機工程設計在現(xiàn)代化的裝箱機設計中也具有重要的意義。人機工程設計的目的是為減少裝箱機使用中人的差錯，發(fā)揮人和機械各自的特點以提高

5、裝箱機整體的可靠性。利用人機工程學原理設計裝箱機的人機系統(tǒng)，包括要適于人的使用習慣，便于識別操作，保證安全問題和不易出錯的防誤操作設計等。這些都要通過機電一體化控制，利用計算機實現(xiàn)自動操作、自動數(shù)據(jù)收集、自動檢驗以及自動診斷來實現(xiàn)。4、智能化、多功能是現(xiàn)代化全自動裝箱機的特點。智能化全自動裝箱機采用高速分配裝置，適用于各種容器，如塑料扁瓶、圓瓶、不規(guī)則形瓶，各種大小玻璃圓瓶、橢圓形瓶，方形罐及紙罐等，同時也要適用于帶隔板的包裝箱。一般都是由瓶夾（內(nèi)置橡膠，以防損傷瓶體）夾住瓶體（每組數(shù)量為一箱或者兩箱），放入打開的紙箱或者塑料箱中，當抓頭抬起時，將紙箱推出，送至封箱機。裝箱機還應設有缺瓶報警停

6、機、無瓶不裝箱等安全裝置。整體上要體現(xiàn)如下的特點： 根據(jù)裝箱要求，能自動實現(xiàn)產(chǎn)品整理排列 設計簡潔，結構緊湊 適用范圍廣，可適用于多種產(chǎn)品裝箱 適合與包裝流水線配套使用，移動方便 電腦程控，操作簡單，動作穩(wěn)定 瓶類、盒類、袋類、桶類等各種包裝形式經(jīng)過調(diào)整可以通用。第二章 機械設備的總體設計2.1 方案的選擇包裝機械根據(jù)包裝物與包裝材料的供給方式，可分為全自動包裝機械及半自動包裝機械；若按包裝物的使用范圍劃分，可分為通用包裝機、兼用包裝機及專用包裝機；而依包裝種類可分為個包裝機、內(nèi)包裝機及外包裝機等。用于加工包裝材料和容器的包裝機械包括復合材料加工機械、制袋機械、塑料中空容器加工機械等。包裝機械

7、是包裝工業(yè)的一大門類產(chǎn)品，它給行業(yè)提供必要的技術設備，以完成所要求的產(chǎn)品包裝工藝過程。包裝設備包括合成包裝材料制造、印刷和容器成型等工序的機械和設備，是將原料經(jīng)加工、印刷、成型等轉換成包裝容器的機器。該類設備大多數(shù)是成套生產(chǎn)線，與工藝和原料關系十分密?，F(xiàn)設計大體分三部分：物料傳輸部分的結構設計、電控部分的設計、吸盤的設計選擇。方案一：傳輸部分：機構傳動電控部分：單片機吸盤的選擇：電磁鐵吸盤方案二：傳輸部分：氣壓傳動電控部分：可編程控制器吸盤的選擇：氣動吸盤2.2 方案的選擇與確定在物料傳輸部分，方案一采用氣壓傳動，方案二采用機構傳動。相比較：氣動特點：1）使用方便 空氣作為工作介質(zhì)，空氣到處都

8、有，來源方便，用過以后直接排入大氣，不會污染環(huán)境，可少設置或不必設置回氣管道。2）系統(tǒng)組裝方便 使用快速接頭可以非常簡單地進行配管，因此系統(tǒng)的組裝、維修以及元件的更換比較簡單。3）快速性好 動作迅速反應快，可在較短的時間內(nèi)達到所需的壓力和速度。在一定的超載運行下也能保證系統(tǒng)安全工作，并且不易發(fā)生過熱現(xiàn)象。4）安全可靠 壓縮空氣不會爆炸或著火，在易燃、易爆場所使用不需要昂貴的防爆設施?？砂踩煽康貞糜谝兹肌⒁妆?、多塵埃、輻射、強磁、振動、沖擊等惡劣的環(huán)境中。5）儲存方便 氣壓具有較高的自保持能力，壓縮空氣可儲存在貯氣罐內(nèi)，隨時取用。即使壓縮機停止運行，氣閥關閉，氣動系統(tǒng)仍可維持一個穩(wěn)定的壓力。

9、故不需壓縮機的連續(xù)運轉。6）可遠距離傳輸 由于空氣的粘度小，流動阻力小，管道中空氣流動的沿程壓力損失小，有利于介質(zhì)集中供應和遠距離輸送。空氣不論距離遠近，極易由管道輸送。7）能過載保護 氣動機構與工作部件，可以超載而停止不動，因此無過載的危險。8）清潔 基本無污染，對于要求高凈化、無污染的場合，如食品、印刷、木材和紡織工業(yè)等是極為重要的，氣動具有獨特的適應能力，優(yōu)于液壓、電子、電氣控制。為了實現(xiàn)自動化控制，利用較小的生產(chǎn)空間。綜合比較氣壓傳動比較適用。在電控部分，方案一采用單片機雖然能耗低、成本低，但由于單片機的硬件制作質(zhì)量和抗干擾措施難以達到較高的標準，環(huán)境的適應的適應性較差?？删幊炭刂破魇?/p>

10、目前工控界發(fā)展最為迅速的工業(yè)自動化控制產(chǎn)品，該產(chǎn)品在國內(nèi)外被廣泛的運用于自動化領域內(nèi)?？删幊炭刂破黧w積小、抗干擾能力強、運行可靠，可以直接裝入強電動力箱內(nèi)使用，并且功能齊全、運算能力強、編程簡單直觀，深受各層次使用者青咪。因此選方案二。在吸取方案上，氣動吸盤和電磁鐵吸盤都具有可行性，氣動吸盤是利用負壓原理將罐頭吸起傳送。而當罐頭盒是鐵制時用電磁鐵也可將罐頭吸起、傳送及放下，但電磁鐵還需斷電保護，因此選方案二。綜上所述方案二可行。2.3 物料搬運部分的結構設計物料傳輸系統(tǒng)的功能在本罐頭裝箱機裝置里實現(xiàn)的就是，將罐頭從輸罐傳送帶運到輸箱傳送帶上，兩條傳送帶有一點的空間間隔。物料搬運結構設計簡圖如下

11、所示。該系統(tǒng)由1升降氣缸、2無桿汽缸、3真空吸盤、4支架與底座、5罐頭、6箱等組成。吸盤可以吸住罐頭，在升降缸的作用下可以上下移動，吸盤連同升降缸在無桿氣缸的作用下沿著導軌以達到左右移動的目的。在升降氣缸和無桿汽缸上安裝有行程開關，這樣能夠?qū)@個系統(tǒng)進行準確定位。現(xiàn)設兩條輸送帶之間的距離為636mm，兩條帶平行且高度為 424mm，罐頭的規(guī)格為80120，則有罐頭的起升高度至少為120mm，罐頭平行移動的距離為636mm。 圖2-1 物料搬運系統(tǒng)簡圖第三章 傳輸帶部分簡介罐頭和箱都是在不同的輸送帶上進行運輸?shù)?。在罐頭輸送帶上，為了便于吸盤能夠一次性吸取46的罐頭，現(xiàn)在在輸送帶的后端設置一個集罐

12、器能夠裝下46的罐頭。集罐器的上端裝有一個伸縮氣缸，在集罐器的右端上安裝了兩個傳感器，當罐頭到達傳感器3時，傳感器檢測到信號，輸罐帶的電機停止工作，伸縮缸開始運動，把罐頭往集罐器的里端推動，運動一定的時間后，伸縮缸縮回，傳感器檢測到缸的縮回，電機開始運動，如此反復循環(huán)，運動四次一個循環(huán)就完成了罐頭的收集，傳感器4的作用是記錄伸縮缸運動的次數(shù)，已達到控制裝箱機的運動。在輸箱帶上，他的任務就是提供足夠的空箱供裝罐頭用，裝箱工作完成后要及時把已裝滿的箱子運走。在輸送帶上要有準確的罐裝載固定位置，如圖中安裝了一個擋塊為了使箱子準確定位，和兩個傳感器，以便進行罐裝箱的工作。傳感器7的作用是檢測有無進箱與

13、否，當有空箱進入以后，傳感器7就控制擋塊的升起，同時輸箱帶的電機停止工作，入庫傳輸帶的電機開始工作。傳感器8的作用是檢測箱體的位置是否正確，當檢測到真確位置后就給裝箱機系統(tǒng)一個信號，以便下一步裝箱機進行裝箱的動作。傳感器6的作用就是檢測裝箱機進行裝箱與否，當傳感器7檢測到裝箱機的裝箱的動作以后就證明罐裝箱工作完成的完成，擋塊就下降，同時就啟動入庫傳輸帶的電機的工作，使以裝滿罐頭的箱子離開裝箱的位置，以便下一批箱子進來進行裝載工作。當裝滿罐頭的箱子離開一定的時間后，輸箱帶的電機就開始工作。 圖3-1 傳輸部分簡圖第四章 氣動傳動系統(tǒng)的設計氣壓傳動系統(tǒng)是由氣源、控制元件、執(zhí)行元件和輔助元件組成并能

14、完成規(guī)定動作的裝置。就氣壓傳動系統(tǒng)整體而言，他是由氣動回路和控制回路兩部分組成的。動力回路又稱主回路，是以執(zhí)行元件為主體所形成的回路，控制回路是由各種傳感器，發(fā)訊裝置、控制元件、邏輯元件等組成，形成控制信號去控制主回路。以執(zhí)行元件輸出的力或力矩、運動速度和方向作為控制對象時，則組成了動力回路中的基本回路。氣動執(zhí)行元件包括氣缸和氣動馬達?？刂茪飧椎墓ぷ鲏毫?，也就是控制氣缸輸出力的回路稱為壓力控制回路；調(diào)節(jié)活塞運動速度的回路稱為速度控制回路；實現(xiàn)氣缸往復運動的回路稱為方向控制回路?？刂苹芈分械幕净芈?，主要是邏輯回路，他對工作過程中產(chǎn)生的各種信號進行邏輯運算，排除障礙信號，提取有用的信號去控制主回

15、路。控制回路還包括啟動、復位、手動與自動的轉換和安全操作等常用回路。 圖4-1 氣動部分原理圖氣動動力回路設計主要涉及壓力、流量、和換向三類氣動基本控制回路以及氣動元件的選取等。設計方法都用經(jīng)驗法，也就是根據(jù)設計要求，選用氣動常用回路組合，然后分析是否滿足要求，如果不滿足要求，則需另選回路或元件，直到滿足要求。其具體設計歩驟可歸納如下。1）根據(jù)設計要求確定執(zhí)行元件的數(shù)量，分析機械部分運動的特點，確定氣動執(zhí)行元件的種類（氣缸、擺缸、氣動氣爪、真空吸盤）。 2）根據(jù)輸出力的大小、速度調(diào)節(jié)范圍、位置控制進度以及負載的特點、運動規(guī)律等確定的常用回路、將這些回路綜合并和執(zhí)行元件連接起來。 3）確定回路中

16、各元件的型號和電器規(guī)格。氣動元件的選擇順序如下。執(zhí)行元件：根據(jù)要求的輸出力的大小、負載率、工件運動范圍等因素，確定氣缸的缸徑和行程。電磁閥：根據(jù)氣缸的缸徑、運動速度范圍，確定電磁閥的大小（通經(jīng)）；根據(jù)是否需要斷電保護，確定是采用單電控電磁閥或雙電控電磁閥；根據(jù)控制器的電器規(guī)格，確定電磁閥的驅(qū)動電壓。單向節(jié)流閥：根據(jù)氣缸缸徑，運動速度范圍、確定節(jié)流閥的節(jié)流方式（進氣節(jié)流或排氣節(jié)流）和大小（型號）。需要注意的是，單向節(jié)流閥應在其可調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)使用，單向節(jié)流閥的螺紋應和氣缸的進排氣口的螺紋一致。過濾器、減壓閥：根據(jù)氣動系統(tǒng)的要求的空氣潔凈度，確定過濾器的過濾精度；根據(jù)氣動系統(tǒng)的最大耗氣量來確定過濾器

17、、減壓閥的大?。ㄐ吞枺Ｈ绻麍?zhí)行元件要求的壓力不一樣，則需要增加分支管路，在分支管路上分別安裝減壓閥。減壓閥應安裝在過濾器之后。消聲器：根據(jù)要求的消聲器效果確定消聲器的型號，消聲器的接口螺紋應和電磁閥的排氣口的螺紋相一致。管接口和軟管：根據(jù)電磁閥，減壓閥等的大小，確定管接口的大小和接口螺紋以及軟管的尺寸。氣源出來的氣體經(jīng)過二聯(lián)件處理后進入到匯流板。通過相應的電磁換向閥可進入吸料和松料的動作。整個氣動系統(tǒng)的兩個氣缸都采用氣動節(jié)流調(diào)速；電磁閥采用2個二位五通閥和一個二位二通閥。選用集裝式電磁換向閥，將所有電磁換向閥由匯流板集裝在一起，以減少占用空間。第五章 氣動配件的選擇5.1 氣缸的選擇氣缸的品

18、種繁多，各種型號的氣缸性能和使用條件不盡相同，且各生產(chǎn)廠家規(guī)定的技術條件也各不相同。要合理選擇氣缸，使氣缸符合正常的工作條件，從而獲得滿意的效果。這些條件有工作壓力范圍、工作介質(zhì)溫度、環(huán)境條件及潤滑條件。首先根據(jù)對氣缸的工作要求，選定氣缸的工作規(guī)格：即缸徑和行程。按氣缸的工作要求的行程再加上適當余量，依此值選取相近的標準行程作為預選行程，以此進行軸向負載檢測、徑向載荷及緩沖性能校核。其次還應考慮：環(huán)境條件（溫度、粉塵、腐蝕等），安裝方式，活塞桿的連接方式及行程發(fā)信方法。5.1.1 氣缸設計、計算本人設計的氣動系統(tǒng)選擇了三個氣缸，帶動氣動吸盤上下移動的升降氣缸，因為氣缸在上下在上下移動的過程中都

19、要帶動吸盤和罐頭的移動，兩個過程都需要的很大的力，所以升降氣缸選用雙作用氣缸；在集罐器上有一個氣缸，它推動罐頭的單向移動，只有一個過程需要力的作用，所以伸縮氣缸選用單作用氣缸；對于左右移動的氣缸，我選用無桿氣缸因為無桿汽缸是一種無活塞桿伸出在在外的特殊結構氣缸（與普通氣缸相比），正是由于無活塞桿伸在外，它運動是所占的空間比普通標準型氣缸減少一半，在目前自動化生產(chǎn)線，尤其是組建模塊化搬運、加工流水線上起得十分重要的作用。5.1.1.1升降氣缸求缸徑選用的是雙作用氣缸，普通雙作用氣缸的理論推理為式中 D缸徑，m p氣缸的工作壓力，Pa其理論拉力為式中 d活塞桿的直徑，m，估算時可令d=0.3D在本

20、設計中罐頭重量 = 6.5N/個 ，氣動吸盤及其附件的重量為12Kg。則氣缸的軸向負載力 F=6.5 4 612 9.8N =273.6N氣缸的平均速度 S為氣缸的工作行程，在本設計中s=220mm，整個提升所用的時間t=1.5s，氣缸的工作壓力為0.5Mp。則有 =133.3 選該負載率=0.5理論輸出力 =547.2N由公式可得雙作用氣缸缸徑為 = =37.34mm故選取雙作用氣缸缸徑為40mm 則活塞桿直徑d=0.3D=12mm求壁厚一般氣缸缸壁厚與內(nèi)徑之比為氣缸缸筒承受壓縮空氣的壓力，其壁厚可按薄壁筒公式計算 式中 缸筒壁厚，m 實驗耐壓力，Pa，取=1.5缸筒材料許用應力，Pa，其計

21、算公式為缸筒材料抗拉強度，Pan安全系數(shù)，一般取68 按公式計算出來的壁厚通常都是很薄，加工比較困難，實際設計過程中一般都需按加工工藝要求，適當增加壁厚，盡量選用標準鋼管或鋁合金管。缸筒材料常用20鋼無縫鋼管、鋁合金2Al2、HT150、HT200等。根據(jù)以上所述選用20鋼無縫鋼管，查機械設計手冊23-92選取的缸壁厚 根據(jù)以上的數(shù)據(jù)我選用威海氣動元件的生產(chǎn)的QGB-40200MF1系列的氣缸。5.1.1.2伸縮氣缸求缸徑如前所述選用的是單作用缸，普通單作用氣缸（預縮型）理論推理為 其理論壓力為 普通單作用氣缸（預伸型）理論推力為 其理論拉力為 式中 D缸徑，m； d活塞桿直徑，m； p工作壓

22、力，Pa； 單作用氣缸復位彈簧的預緊力，N； 復位彈簧的預壓量加行程所產(chǎn)生的彈簧力，N； 根據(jù)我所設計的集罐器，所需的氣缸的行程為100mm，需要氣缸作用桿開始為縮型，所以選用的單作用氣缸為彈簧前置。 罐頭運動所需要氣缸提供的推力為 其中mg6個罐頭的重量、G擋板的重量、罐頭和擋板的摩擦系數(shù) 則有 =0.6(39+20)N =35.4N 啟動時的摩擦力是運動時摩擦力的2.55倍，則需要的推力F=35.45=177N我選用的是QGSD系列普通型單作用氣缸，行程為100mm，考慮到力的作用，和現(xiàn)場的安裝，則選擇的缸徑為40mm。其具體的型號為QGSD q Nn 40100 A LB Y R其中，q

23、=彈簧前置型；Nn=內(nèi)置磁環(huán)；40氣缸的內(nèi)徑；100氣缸的行程；A=無緩沖；LB安裝方式，LB=軸向底座；Y連接件，Y=雙肘節(jié)；DX導向裝置，DX=有導向裝置；R耐熱型，R=采用氟橡膠件，最高耐熱200。圖5-1 單作用氣缸5.1.1.3無桿氣缸無桿氣缸的缸筒形狀是一個帶開口槽的內(nèi)孔為圓形的鋁合金型材，無桿氣缸的滑塊/活塞為一整體結構部件，為了使活塞在缸筒內(nèi)部運動有一個密閉的空間，在缸筒型材內(nèi)孔內(nèi)孔開槽處采用了一根稍長于缸筒缸筒長度呃密封帶，穿過活塞/滑塊部件，密封帶兩端固定在前后端蓋頂部上方。同時在型材開口處的外表面上，同樣還有一根稍長于缸筒長度的鋼帶，也穿過活塞/滑塊部件，鋼帶的兩端固定在

24、前后端蓋頂部上方（在密封件上方）。鋼帶的功能是保護其內(nèi)部的密封帶不受外部贓物、灰塵的侵入。當壓縮空氣進入無桿氣缸內(nèi)部推動活塞時，滑塊也隨之運動?；钊\動的長度就是滑塊運動的行程。因為我所設計的是一個電氣控制系統(tǒng)，在搬運罐頭的過程要有準確的定位，所以我選用了帶導向裝載的無桿氣缸。帶導向裝置無桿氣缸的有兩種導向系統(tǒng)：一種導向系統(tǒng)采用滑動軸承（銅軸瓦），另一種采用帶循環(huán)滾珠軸承。滑動軸承活塞許用速度比帶循環(huán)滾珠軸承小，滑動軸承活塞最大許用速度為1m/s，帶循環(huán)滾珠軸承最大活塞許用速度可達2m/s。無桿氣缸的選擇 驅(qū)動器所承受的負載F= 其中 罐頭的總重 吸盤及其附件的總重 升降氣缸的總重=246.5

25、=156N、=1210=120N、=1310=130N則有 F=156+120+130=406N如果驅(qū)動器同時受到多個力和力矩的作用，除滿足負載條件外，還必須滿足下列方程：1圖5-2 無桿氣缸的受力分析圖因為罐頭在搬運過程中，它的行程為580mm，行程是比較短的，而且要求的速度不是很高，只受到y(tǒng)方向上的力，它受到的力矩可以忽略不計，綜上不用考慮。 查機械設計手冊23-148，選用帶滑動軸承的無桿氣缸的活塞直徑為40mm，其技術參數(shù)如下：活塞直徑結構特點導向裝置操作模式驅(qū)動原理最大速度安裝位置氣接口行程長度位置感測40mm氣動直線驅(qū)動器軸承導向裝置GF雙作用強制同步任意1200mm通過磁鐵表5-

26、1 無桿氣缸的技術參數(shù)許用力和許用轉矩：活塞直徑40mm10101010233434表5-2 無桿氣缸的受力值根據(jù)以上的數(shù)據(jù)我選用FESTO公司的DGPL-40-1200-PPV-A-GF-B 其中PPV表示終端可調(diào)緩沖、A表示定位通過磁鐵、GF表示滑塊軸承導向裝置。5.2 方向控制閥的選擇5.2.1 雙電控三位五通電磁閥根據(jù)氣動化系統(tǒng)的工作要求選用閥的性能，包括閥的最低工作壓力、最低控制壓力、響應時間、氣密性、壽命及可靠性和安裝方式。因為閥工作的壓力為0.5Mp，我選用QDC系列的華能公司產(chǎn)的SR540，公稱直徑為9mm，氣接口的尺寸為R18，壓力范圍為1.57bar，工作電壓為DC:24V

27、，基本形式為雙控。5.2.2 單通兩位三通電磁閥 我所選用的為上海新益氣動元件生產(chǎn)的XQ23型體積小、動作的頻率高，使用壽命長，裝有手動裝置，便于調(diào)試。控制方式為電控直動。閥芯原始狀態(tài)為常閉，密封形式為彈簧密封，潤滑方式為霧油潤滑。其參數(shù)為：型號規(guī)格XQ230481.1、公稱直徑為4mm，工作壓力范圍為0 1Mp、工作溫度范圍為550、額定電壓為DC：24V、換向時間15mm、連接形式為串接、氣口螺紋G18、基本形式為單控。5.3 流量控制閥的選擇5.3.1 單向調(diào)速閥我選用的為上海新益氣動元件生產(chǎn)的，型號為QJSO400、結構形式為閥式、接口螺紋G18、工作壓力范圍為0.11Mp、工作溫度范

28、圍為-1060、最大流量為115Lmin。5.4 氣缸位置傳感器的選擇 氣缸位置傳感器位于氣缸活塞上的永磁體的磁場，可記錄活塞的位置 氣缸位置傳感器必須滿足與磁體協(xié)同合作，與磁體保持一定的距離和溝槽的幾何形狀和公差。氣缸位置傳感器被機械的固定在驅(qū)動器的溝槽中的相應的位置。氣缸活塞的前進或后退，開關信號狀態(tài)就會發(fā)生變化。該標準二進制開關信號在理論上可與編程邏輯控制器（PLC）相連，并可用于控制過程行程處理順序。氣缸的傳感器的磁滯和開關行程取決于磁場和、不同形狀和規(guī)格的氣缸。磁體的距離能改變對磁滯和開環(huán)行程的影響。我選用電感應無觸點接近開關，它是由一個帶鐵磁性屏蔽層的諧振回路所組成。行程開關進入磁

29、場氣缸活塞的永久磁環(huán)）后，屏蔽層的磁場強度達到飽和，因此振蕩回路的電流發(fā)生變化。此電流的變化通過一個放大器轉化為輸出信號。此開關用于型材氣缸的溝槽內(nèi)，由于電感應無觸點接近開關外形有插入槽的凸邊，感應面方向不會差錯，對于圓形氣缸可用傳感器支架。接近開關的主要技術參數(shù)：工作電壓1030V DC或1030V AC；開關精度范圍為0.10.2mm（根據(jù)各型號規(guī)定）；最大輸出電流為100500；最大開關功率為310W；開關功能有PNP、NPN；接通時間，常開觸為0.2ms，常閉觸點為0.5ms；防護等級為IP65，IP76；環(huán)境溫度為2060（耐熱型的為2060）；有二芯電纜或三芯電纜。5.5 接近開關

30、的安裝位置左限位和右限位的傳感器安裝在帶導向裝置的無桿氣缸上，為了達到精確的定位，左限位的傳感器的位置為在無桿氣缸上距左端點540mm處，右限位的傳感器的位置為距右端點312.2mm處，則無桿氣缸滑塊的行程為627.8mm。上限位和下限位安裝在雙作用氣缸上，上限位的傳感器安裝在氣缸的起點位置上，下限位的傳感器安裝在距上限位傳感器為160mm處，則整個氣動吸盤上下移動的距離為160mm。第六章 可編程控制器的概述可編程控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC），他是以微處理器為核心，綜合計算機技術、自動控制技術和通信技術發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置。隨

31、著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術和數(shù)字通信技術的進步和發(fā)展，PLC技術不斷提高，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得極其廣泛的應用。6.1 PLC主要功能和特點6.1.1 PLC的主要功能 目前，在國內(nèi)外PLC已廣泛應用于所有與自動檢測、自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，如各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等各行各業(yè)。隨著PLC性價比的不斷提高，其應用領域不斷擴大。從應用類型上看PLC的功能大致可以歸納為以下幾個方面。 1.開關邏輯和順序控制 這是PLC應用最廣泛、最基本的場合。利用PLC基本的邏輯運算、定時、計數(shù)等功能實現(xiàn)邏輯控制，取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機控制、多機群控制、生產(chǎn)自動化控制等。 2

32、. 模擬控制（A/D和D/A控制） 在工業(yè)生產(chǎn)過程中,許多連續(xù)變化的物理量需要進行控制,如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。過去 PLC對于模擬量的控制主要靠儀表或分布式控制系統(tǒng)；目前，大部分PLC都具備處理這類模擬量的功能，而且編程和使用都很方便。 3. 定時/計數(shù)控制 PLC具有很強的定時、計數(shù)功能，可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時器與計數(shù)器。定時器的定時間隔可以由用戶加以設定；對于計數(shù)器，如果需要對頻率較高的的信號進行計數(shù)，則可以選擇高速計數(shù)器。 4. 步進控制 PLC為用戶提供了一定數(shù)量的位移寄存器，可方便的完成不僅控制功能。 5. 運動控制 在機械加工行業(yè)中，PLC與計算機

33、數(shù)控（Computerized Numerical Control，簡稱CNC）集成在一起，用來完成機床的運動控制。 6. 數(shù)據(jù)處理 大部分的PLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理能力，不僅能進行算術運算、數(shù)據(jù)傳送。而且還能進行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉換、數(shù)據(jù)顯示打印等操作，有些還可以進行浮點數(shù)和函數(shù)運算。 7.通信聯(lián)網(wǎng) PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，可使PLC與PLC之間、PLC與遠程I/O之間以及其他的智能控制設備（計算機、變頻器、數(shù)控裝置等）之間交互信息，形成統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)了“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。6.1.2 PLC的特點 PLC之所以能迅速發(fā)展，除了工業(yè)自動化的客觀需要外，還因為它具有很多

34、獨特的有點，主要有： 1.可靠性高，抗干擾能力強?？煽啃允侵窹LC的平均無故障時間（Mean Time Between Failuers，簡稱MTBF）。可靠性高、抗干擾性強是PLC最重要的特點之一，其MTBF可達幾十萬小時，可直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC 已被公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。 2.編程簡單、使用方便。梯形圖是可編程控制器使用最多的編程語言，是面向生產(chǎn)、面向用戶的編程語言，與電氣控制電路圖相似；梯形圖形象、直觀、簡單、易學，廣大工程技術人員很容易上手。當生產(chǎn)流程需要改變時，可現(xiàn)場改編程序，使用方便、靈活。 3.功能完善，通信性強。如今，PLC不僅具有邏輯運算、定時、

35、計數(shù)、順序控制燈功能，而且還具有A/D和D/A轉換、數(shù)值運算、數(shù)據(jù)處理、PID控制、通信聯(lián)網(wǎng)等許多功能。同時，由于PLC產(chǎn)品的系列化、模塊化，以及品種齊全的硬件裝置，可組成滿足各種要求的控制系統(tǒng)。 4.設計簡單、維護方便。由于PLC用軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電氣控制的硬件，使用控制柜的設計、安裝，接線量大大減少，縮短了施工周期。PLC具有很強的自診斷功能，若出現(xiàn)故障，可根據(jù)PLC上的指示或編程器上提供的編程信息，迅速查明原因，維修極為方便。5.體積小、重量輕、能耗低。由于PLC采用了集成電路，其結構緊湊，體積小、能耗低，因而是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。目前以PLC作為控制器的CNC設備和機器人裝置已經(jīng)

36、成為典型。6.2 PLC的硬件結構、工作原理及其主要技術指標6.2.1 PLC的硬件結構PLC 類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但其結構和工作方式大同小異。硬件是同由主機、輸入/輸出（I/O）接口、電源、編程器、I/O擴展接口和外部設備接口等主要部分組成，如圖2-1：圖6-1 PLC系統(tǒng)的基本結構 如果將PLC看做一個系統(tǒng)，外部的各種開關信號和模擬信號均為輸入變量，它們經(jīng)輸入接口寄存到PLC內(nèi)部的數(shù)據(jù)寄存器中，然后按照用戶程序要求進行邏輯運算或數(shù)據(jù)處理，最后以輸出變量形式送到輸出接口，從而控制輸出設備。 一、主機 主機部分主要包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。 CP

37、U是PLC的核心，起著總指揮的作用，它主要用來運行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)，作出邏輯判斷和進行數(shù)據(jù)處理，即讀入輸入變量，完成用戶指令的各種操作，將結果送到輸出端，并響應外部設備（如打印機，條碼掃描儀）的請求以及進行各種內(nèi)部診斷等。 PLC的內(nèi)部存儲器有兩種：一類是系統(tǒng)程序存儲器，主要存放系統(tǒng)管理、監(jiān)控程序和對用戶程序作編譯處理的程序，系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改；另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器，主要存放用戶編制的應用程序及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結果。 二、I/O接口 I/O接口是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是PLC與I/O設備連接的部件。輸入接口用來接收和采集輸入信號，開關量輸入模快用來接受

38、從按鈕、選擇開關、數(shù)字撥碼開關、限位開關、接近開關、光電開關、壓力繼電器傳來的開關量輸入信號；模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)動機、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號。開關量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等輸出設備；模擬量輸出模塊用來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。 三、電源 PLC的電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的的直流開關穩(wěn)壓電源，PLC通常使用交流220V或直流24V工作電源。它的電源模塊為其他各功能模塊提供DC5V、DC12V、DC24V等各種內(nèi)部直流工作電壓。一般情況下，許多PLC可為輸出電路和外部的傳

39、感器提供直流24V的工作電源，但是驅(qū)動PLC負載的直流電源或交流電源一般有用戶提供。 四、編程器 編程器是用來編制、調(diào)試PLC用戶程序的外部設備，是人機交互的窗口。通過編程器可以把用戶程序輸入到RAM中，或者對RAM中的程序進行編輯；通過編程器還可以對PLC的工作狀態(tài)進行監(jiān)視和跟蹤，對調(diào)試和試運行用戶程序非常有用。 除了手持編程器外，目前使用較多的是利用通信電纜講PLC與計算機連接，利用專用的工具軟件進行編程和監(jiān)控。 五、I/O擴展接口 I/O擴展接口是PLC主機為了擴展輸入/輸出點數(shù)和類型的部件，I/O擴展單元、遠程輸入/輸出擴展單元、智能輸入/輸出單元等都是通過它與主機相連。I/O擴展接口

40、有并行接口、串行接口等多種形式。 六、外部設備接口 外部設備I/O接口是主機實現(xiàn)人機對話、機機對話的通道。通過它，PLC可以和編程器、彩色圖形顯示器、打印機等外部設備相連，也可以和其他PLC或上位機連接。外部設備I/O接口一般是RS232C或RS422A串行通信接口，該接口能夠進行串行/并行數(shù)據(jù)轉換，通信格式識別，數(shù)據(jù)傳輸出錯檢測，信號電平檢測等。對于一些小型PLC，外設I/O接口中還有與專用編程器連接的并行數(shù)據(jù)接口。 PLC除了硬件系統(tǒng)外，還需要軟件系統(tǒng)的支持，二者共同構成PLC。PLC的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序（系統(tǒng)軟件）和用戶程序（應用軟件）組成。 1.系統(tǒng)程序。系統(tǒng)程序是由PLC的制造企業(yè)編

41、制，固化在EPROM中，隨產(chǎn)品提供給用戶。系統(tǒng)程序包括系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和供系統(tǒng)程序調(diào)用的標準程序模塊等。 2.用戶程序。用戶程序是根據(jù)生產(chǎn)過程控制要求由用戶使用制造企業(yè)提供的編程語言自行編制的應用程序，包括開關邏輯控制程序、模擬量運算程序、閉環(huán)控制程序等。6.2.2 PLC的工作原理 PLC控制任務的完成建立在硬件的支持下，通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)，其工作原理和計算機控制系統(tǒng)基本相同。 PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作。運行時，CPU根據(jù)用戶控制要求編制好的并存儲于存儲器中的程序，按照指令步序號（或地址號）作周期循環(huán)掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始

42、逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結束，然后返回第一條指令，開始新一輪掃描。在每次掃描過程中，還要對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。 PLC的一個掃描周期包括輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。 1.輸入采樣階段。首先以掃描方式按照順序?qū)⑺械臅捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其存入（寫入）各對應的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行階段，即使輸入狀態(tài)有變化，輸入狀態(tài)寄存器也不會改變，智能等下一個掃描周期的輸入采樣階段被讀入。 2.程序執(zhí)行階段。按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行的每條指令，所需要的執(zhí)行條件可以從輸入狀態(tài)寄

43、存器和當前輸入狀態(tài)寄存器和當前輸出狀態(tài)寄存器中讀入，經(jīng)相應的運算和處理后，其結果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的數(shù)據(jù)隨著程序的執(zhí)行而改變。 在程序執(zhí)行階段，除了輸入映像寄存器外，各個元件映像寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行而不斷變化的。 3.輸出刷新階段。當所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動相應的輸出設備工作。 在輸出刷新階段結束后，CPU進入下一個掃描周期，重新執(zhí)行輸入采樣，周而復始。6.2.3 PLC的主要技術指標 1.存儲容量 PLC的存儲器由系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器三

44、部分組成，PLC存儲容量通常是指用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器之和，表征系統(tǒng)提供給用戶的可用資源，是系統(tǒng)性能的重要性能指標。 2.I/O點數(shù) I/O點數(shù)是PLC可以接受的輸入、輸出信號的總和，是衡量PLC效能的重要指標。I/O點數(shù)越多，外部可接入的輸入輸出設備就越多，控制規(guī)模就越大。 3.掃描速度 掃描速度是指PLC執(zhí)行用戶程序的速度，一般以掃描1KB用戶程序所需要的時間來表示，通常以ms/KB為單位。PLC的用戶手冊一般給出執(zhí)行各條指令所需要的時間，可以通過比較各種PLC執(zhí)行相同的操作所用的時間來衡量掃描速度的快慢。影響掃描速度的主要因素有用戶程序的長度和PLC產(chǎn)品的類型，CPU的類型、機器字長

45、等直接影響PLC運算精度和運行速度。 4.指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)指PLC所有指令的和，PLC具有的基本指令和功能指令。指令的種類和數(shù)量也是衡量PLC性能的重要指標。PLC的編程指令越多，軟件功能越強，PLC的處理能力和控制能力也越強，用戶編程越簡單、方便，越容易完成復雜的控制任務。 5.內(nèi)部元件的種類和數(shù)量 在編制PLC程序時，需要用到大量的內(nèi)部元件來存放變量、中間結果、保持數(shù)據(jù)、定時計數(shù)、模塊設置和各種標志位等信息，這些元件的種類與數(shù)量越多，表示PLC的存儲和處理各種信息的能力越強。 6.特殊功能單元 特殊功能單元種類的多少與功能的強弱是衡量PLC產(chǎn)品的一個重要指標。近年來各PLC廠家非常重視特

46、殊功能單元的開發(fā)，特殊功能單元種類日益增多，功能日益增強，控制功能也日益強大。 7.可擴展能力 PLC的可擴展能力包括I/O點數(shù)的擴展、聯(lián)網(wǎng)功能的擴展、各種功能模塊的擴展等。選擇PLC時通常需要考慮到PLC的可擴展能力。 8.通信能力 通信有PLC之間的通信和PLC與其他外圍設備之間的通信。通信主要涉及通信模塊、通信接口、通信協(xié)議和通信指令等內(nèi)容，PLC的組網(wǎng)和通信能力也已經(jīng)成為PLC產(chǎn)品水平的重要衡量指標之一。6.3 PLC控制系統(tǒng)設計原則、步驟和方法6.3.1 程序設計基本原則 在應用之前，首先考慮是否有必要使用PLC。如果控制系統(tǒng)比較簡單，I/O點數(shù)比較少、或者I/O點數(shù)多，控制并不復雜

47、，而且各部分相互聯(lián)系較少，這時候就可以考慮用繼電器接觸器控制的方法來實現(xiàn)。在下列情況下，可以考慮使用PLC； 1.系統(tǒng)的開關量I/O點數(shù)很多，控制要求復雜。若使用傳統(tǒng)的繼電器控制，需要大量的中間繼電器、時間繼電器等。 2.系統(tǒng)對可靠性要求高，繼電器控制不能滿足要求。 3.由于生產(chǎn)工藝流程或產(chǎn)品的變化，需經(jīng)常改變系統(tǒng)的控制關系，或需要經(jīng)常更改系統(tǒng)多項控制參數(shù)。 4.可以用一臺PLC控制多臺設備的系統(tǒng)。 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此在設計PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下原則： （1）最大限度的滿足被控對象的控制要求。 （2）保證PLC控制系統(tǒng)安全、可靠

48、。 （3）在滿足控制要求的前提下，力求簡單、經(jīng)濟、適用及維修方便。 （4）考慮生產(chǎn)發(fā)展和工藝改進的需要，在選擇PLC容量是應留有裕量。6.3.2 程序設計步驟 圖2-2為PLC應用控制系統(tǒng)設計流程框圖。 1.熟悉被控對象，制定控制方案。 深入了解和詳細分析被控對象的工作原理和工藝流程，列出控制系統(tǒng)應具備的全部功能和控制范圍，對整個控制系統(tǒng)設計初步的方案。根據(jù)PLC的技術特點優(yōu)選控制方案，擬定設計任務書，保證系統(tǒng)簡單，經(jīng)濟、安全、可靠。 2.PLC選型與硬件配置選擇PLC時包括機型的選擇、容量的選擇、I/O接口模塊的選擇、電源模塊的選擇等，正確選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術與經(jīng)濟性能指標起

49、著重要的作用。對于整體式PLC，應確定基本單元和擴展單元的型號；對于模塊式PLC，應確定框架的型號及所需模塊的型號和數(shù)量。（1）PLC機型選擇?；驹瓌t：在滿足可靠功能要求的前提下，保證可靠、使用維護方便及最佳的性價比。選擇PLC應考慮廠家、性能結構、I/O點數(shù)、存儲容量、特殊功能等方面。具體機型可以根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，產(chǎn)品的性能、技術指標和用戶的霍思燕要求加以選擇。在選擇PLCI/O點數(shù)的同時，還必須考慮用戶存儲器的存儲容量。 （2）容量確定 1）確定I/O點數(shù)：列出被控系統(tǒng)的輸入輸出量，選擇I/O點數(shù)適當?shù)腜LC,并保留一定的裕量（一般可保留10%-15%的備用量）。2）確定用戶程序存儲器

50、的存儲容量：存儲容量的選擇有兩種方法。一種是根據(jù)編程實際使用的節(jié)點數(shù)計算，雖然精確，但要等編完程序才能計算。常用的方法是粗略估計：（輸入+輸出）（10-12）= 指令步數(shù)，并需留25%-30%的裕量。圖6-2 PLC應用控制系統(tǒng)設計流程框圖3）響應速度：PLC的掃描工作方式使其輸出信號與相應的輸入信號間存在一定的響應延遲時間，最終將影響控制系統(tǒng)的運行速度。以開關量控制為主的系統(tǒng)，PLC的響應時間無需考慮，但某些個別場合，需要考慮PLC的響應速度。為了減少PLC的I/O響應延時時間，可選用掃描速度高的PLC，選用快速響應模塊和中斷輸入模塊等。 4)I/O方式及帶負載能力：根據(jù)控制系統(tǒng)中I/O信號

51、的種類、參數(shù)等級和負載要求，選擇能夠滿足I/O接口需要的機型。 （3）I/O模塊的選擇。I/O部分的價格占PLC價格的一半以上。不同的I/O模塊，其電路和性能不同，應根據(jù)實際情況具體選擇。 1）輸入模塊接收現(xiàn)場的輸入信號，并將輸入的高電平轉換成PLC內(nèi)部的低電平信號，輸入模塊的種類，按電壓分類有直流5V/12V/24V/48V/60V,交流115V/220V。 電壓的選擇應根據(jù)現(xiàn)場設備與模塊之間的距離來考慮，一般5V、12V和24V屬于低電平，其傳輸距離不宜太遠。 高密度輸入模塊（如32點、64點），同時接通的點數(shù)與輸入電壓的高低及環(huán)境溫度有關，不宜太多，一般同時接通的點數(shù)不超過總點數(shù)的60%

52、。 為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，必須考慮門檻電平的大小，門檻電平越高，抗干擾能力就越強，傳輸距離也就越遠。 2)輸出模塊的作用是將PLC的輸出信號傳遞給外部負載，并將PLC內(nèi)部的低電平轉換成外部所需要電平的輸出信號。輸出模塊按照輸出方式不同分為繼電器輸出型、晶體管輸出型等多種，并且輸出電壓和輸出電流也各不相同。 輸出方式：繼電器輸出模塊使用于驅(qū)動較大的電流負載，價格較便宜，使用于電壓范圍較寬，導通壓降小，屬于有觸電元件，其動作速度較慢、壽命較短，適用于不頻繁通斷的負載；當驅(qū)動感性負載時，其最大通斷頻率不超過1HZ 。對于頻繁通斷的低功率因數(shù)的電感負載，應采用無觸點開關元件，選用晶體管輸出（直流輸

53、出）或雙向晶閘管輸出（交流輸出）。 輸出電流：輸出模塊的輸出電流必須大于負載電流的額定值。 同時接通的點數(shù)：輸出模塊同時接通的點數(shù)的電流累計值必須小于公共端允許通過的電流值。同時接通的點數(shù)一般不超過總點數(shù)的60%。 （4）電源模塊的選擇。電源模塊的選擇比較簡單，只需考慮輸出電流，其額定輸出電流必須大于CPU模塊、I/O模塊、專用模塊等消耗的電流的總和。 3.硬件設計 確定各輸入設備及被控對象和PLC的連接方式，設計外圍輔助電路及操作控制盤，畫出輸入輸出端子接線圖，并實施具體安裝和連接。 4.軟件設計 根據(jù)輸入輸出變量的統(tǒng)計結果對PLC的I/O端口進行分配和定義。根據(jù)PLC掃描工作方式的特點，按

54、照被控系統(tǒng)的控制流程及各步動作的邏輯關系，合理劃分程序模塊，畫出梯形圖，充分利用PLC內(nèi)部各種繼電器的無限多觸點給編程帶來的方便。 5.系統(tǒng)調(diào)試編制完成的用戶程序要進行模擬調(diào)試，經(jīng)不斷修改達到動作準確無誤后方才可接到系統(tǒng)中去，進行總裝調(diào)試，直到達到設計指標要求。 6.3.3 程序設計方法程序設計的方法是指什么方法和編程語言來編寫用戶程序。程序設計有多種方法：經(jīng)驗設計法、繼電器控制電路轉化為梯形圖法、邏輯設計法、順序控制設計法等。 一、經(jīng)驗設計法 經(jīng)驗設計法是在一些典型控制電路程序的基礎上，根據(jù)被控對象的具體要求，進行選擇組合，并多次反復調(diào)試和修改梯形圖，有時需要增加一些輔助觸點和中間編程環(huán)節(jié)，才能達到控制要求。 經(jīng)驗設計沒有規(guī)律可遵循，設計所用的時間和設計質(zhì)量與設計者的經(jīng)驗有很大的關系，經(jīng)驗設計法適用與較簡單的梯形圖設計，使用者必須熟悉一些典型的控制電路。 二、邏輯設計法 邏輯設計法以布爾代數(shù)為理論基礎，根據(jù)生產(chǎn)過程中工步之間各檢測元件（如行程開關、傳感器等）狀態(tài)的變化，列出狀態(tài)表，確定所需要的中間記憶元件，然后列出各執(zhí)行元件的工序表，然后寫出檢測元件、中間記憶元件和執(zhí)