畢業(yè)論文-捆扎機電氣系統(tǒng)設計及制作

桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙PAGEPAGE47目錄300591.1可編程控制器在捆扎機中的應用概述 4941.2捆扎機的發(fā)展歷史 4284592.1三菱FX2N系列可編程控制器性能特點 648632.2梯形圖的經(jīng)驗設計法簡介 6248092.3順序控制設計法簡介 8173222.4兩種設計法的本質 930402.5STL指令的編程方式簡介 989013.1PLC的基本結構 1132493.2PLC各部分介紹 11105503.3基本指令 12291773.4PLC的工作原理 13299903.4.1PLC編程方式 13271193.4.2主要技術性能 13280914.1PLC選型的方法 14190464.1.1機型選擇的原則 14250614.1.2PLC容量選擇 14188994.1.3I/O模塊的選擇 1586914.1.4確定I/O點及選擇PLC 16226024.2A/D模塊選型 17281164.3電機選型 19259734.4繼電器選型 19286724.5接觸器選型 20280394.6行程開關選型 2123504.7電纜線選型 22303294.8傳感器的選型 22165165.1捆扎機工作原理 24218345.2設計的基本思路 2528535.3液壓系統(tǒng) 25136305.4捆扎機的基本動作和運行控制方式 2570105.5松緊調節(jié)和燙頭自動控制 2695635.6計數(shù)器 27218115.7保護系統(tǒng) 2850095.8向PLC中輸入程序的過程 28引言在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，工業(yè)正在向著全自動化這一目標前進。自動控制在產(chǎn)品捆扎這一方面運用得越來越多，也越來越重要。尤其在紙箱包裝這一行業(yè)。我國的自動捆扎機從20世紀80年代中期開始發(fā)展，最初在書籍、報刊發(fā)行部門獲得推廣，近年來發(fā)展異常迅速，已廣泛應用于輕工、食品、外貿、百貨印刷刷、醫(yī)藥、化工、郵電、紡織等行業(yè)。目前某些生產(chǎn)捆扎機的廠家通過采用國際標準和吸收國外先進技術的特點，在標準水平、設計制造技術和產(chǎn)品質量方面都有了較大的改善，比如永創(chuàng)機械的全自動無人化捆扎機，在質量上達到國外同類設備的先進水平，可自動定位、捆扎、轉位，以進行十字型、井字型等花樣捆扎，采用微機控制，已實現(xiàn)無人操作的自動捆扎生產(chǎn)線。捆扎機的未來發(fā)展趨勢在向全自動化、高級化和多樣化等方面伸。本設計重點研究的是基于PLC的捆扎機控制系統(tǒng)，采用了日本三菱公司的FX2N系列當中的FX2N-64MR型號可編程控制器，由于捆扎機的工作原理也屬于機床設備，所以涉及到很多的動作，本設計中的打包機程序的編制設計采用了順序控制設計法和經(jīng)驗設計法，順序控制設計法中采用步進梯形指令（StepLadderInstruction）STL的編程方法，使得程序簡潔且能方便的是維護人員讀懂程序，同時用到了FX系列可編程控制器的狀態(tài)初始化指令IST(InitialState),更簡化了程序的結構設計。1緒論1.1可編程控制器在捆扎機中的應用概述近幾年來可編程控制器(PLC)技術的普遍應用為各種智能型儀器儀表提供了可靠的技術基礎,在捆扎機控制系統(tǒng)方面的應用,提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。與單片機相比,可編程控制器應用廣泛,使捆扎機控制系統(tǒng)的開發(fā)更加簡單、使用更可靠、維護更簡便。大大的提高了經(jīng)濟效益。而且發(fā)展前景非常樂觀。舊機床電氣控制部分大多采用繼電器控制,這種控制方法中采用眾多的電器元件,邏輯布線復雜,故障率高,設備運行可靠性差，且經(jīng)常發(fā)生故障。用PLC能有效地解決這些問題。大大提高了打包機的精度、可靠性、靈活性和工作效率，為各種智能型儀表提供了可靠的技術基礎。從而降低了捆扎機的生產(chǎn)成本。在我國捆扎機的種類很多,但大部分的捆扎機是由手工操作或是開關型液壓控制系統(tǒng)完成,打包的勞動強度大。所以自動捆扎機的研究發(fā)展需要很迫切。對捆扎機控制系統(tǒng)的研究對提升我國包裝設備的自主創(chuàng)新、提高國際競爭力、促進工業(yè)化發(fā)展、提升產(chǎn)品質量具有著重要的影響。1.2捆扎機的發(fā)展歷史國外生產(chǎn)捆扎機械的國家較多，有美國，日本，德國等。他們的產(chǎn)品在國際市場占有一定地位。60年代以來，新材料逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的包裝材料，特別是采用塑料包裝材料后，包裝機械發(fā)生重大變革。超級市場的興起，對商品的包裝提出了更新的要求。為保證商品輸送快捷安全，集裝箱應運而生，集裝箱體尺寸也逐漸實現(xiàn)了標準化和系列化，從而促使包裝機械進一步完善和發(fā)展我國的捆扎機起步較晚，最先是書籍，報刊的發(fā)行部門先應用起來。直到年代末、70年代初，我國的一些單位曾先后試制過紙袋捆扎機和塑料帶捆扎機，但由于機器可靠性差等原因而不能獲得推廣使用。到70年代中期，北京新華書店儲運公司，郵電部郵政科學技術研究所等單位在參照國外捆扎機的基礎上，研制成功了SK型塑料帶機械式自動捆扎機，開始了我國的捆扎機生產(chǎn)。在此基礎上，郵電部郵政科學技術研究所于1976年研制成功了YK型塑料帶液壓式自捆扎機，這種中國首創(chuàng)的塑料帶捆扎機械獲得了1978年全國科學大會科技成果獎。80年代后期，隨著國民經(jīng)濟的突飛猛進，市場對包裝機械的需求日趨擴大。在此間期，我國的一大批機床、通用機械、農機行業(yè)的企業(yè)開始轉產(chǎn)從事包裝機械的生產(chǎn)。我國捆扎機行業(yè)要想實行走出去戰(zhàn)略，就必須要建立國際化標準。掌握了國際標準化的主動權就掌握了市場的主動權，我國捆扎機企業(yè)標準化的現(xiàn)狀在很大程度上阻礙了行業(yè)的發(fā)展，在國際貿易中不斷遭遇壁壘和挫傷。所以，國際標準化的建立亟需上路，而我國也在這方面不斷的探索和建設中。國際標準化不僅是在捆扎機技術標準的國際化，更包括捆扎機生產(chǎn)材料的國際化。在國際化標準下，需要我們更新觀念，開拓新局面和新市場，更好地走向國際化。2FX2N系列PLC性能、程序設計和編程方法介紹2.1三菱FX2N系列可編程控制器性能特點FX2N是FX系列中性能最好、速度最高的微型可編程控制器（PLC）。它最大范圍的包容了標準特點、程序執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各地不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，可以為工廠自動化應用提供最好的靈活性和控制能力。它的基本指令執(zhí)行時間為0.08μ，遠遠超過了很多大型可編程程序控制器。用戶存儲器容量可擴展到16K步，最大可擴展到256個I/O點，有多種模擬量輸入/輸出模塊、高速記數(shù)模塊、脈沖輸出模塊，以及特殊功能模塊和功能擴展板，可實現(xiàn)模擬量控制、位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信等功能。FX2N有3000多點輔助繼電器、1000點狀態(tài)、200多點定時器、200點16為加計數(shù)器、35點32位加/減計數(shù)器、8000多點16位數(shù)據(jù)寄存器、128點跳步指針、15點中斷指針，這些編程元件對于一般的系統(tǒng)都可滿足。FX2N有128種功能指令，具有中斷輸入處理、修改輸入濾波器時間常數(shù)、數(shù)學運算、邏輯運算、浮點數(shù)運算、數(shù)據(jù)排序、PID運算、開平方、三角函數(shù)運算、浮點數(shù)運算、脈沖輸出、脈寬調制、BCD與BIN的相互轉換、串行數(shù)據(jù)傳送、校驗碼、比較觸點等功能指令。FX2N內裝時實鐘，有時鐘數(shù)據(jù)的比較、加減、讀出/寫入指令。FX2N還有矩陣輸入、10鍵輸入、16鍵輸入、數(shù)字開關、方向開關、7段顯示器掃描顯示、示教定時器等方便指令。2.2梯形圖的經(jīng)驗設計法簡介經(jīng)驗設計方法也叫試湊法，經(jīng)驗設計方法需要設計者掌握大量的典型電路，在掌握這些典型電路的基礎上，充分理解實際的控制問題，將實際控制問題分解成典型控制電路，然后用典型電路或修改的典型電路進行拼湊梯形圖。梯形圖經(jīng)驗設計法的步驟如下分解梯形圖程序輸入信號邏輯組合使用輔助元件和輔助觸點使用定時器和計數(shù)器使用功能指令畫互鎖條件畫保護條件圖2.1PLC控制系統(tǒng)設計步驟流程圖但是用經(jīng)驗設計法設計復雜系統(tǒng)的梯形圖，存在著以下問題：設計方法很難掌握，設計周期長用經(jīng)驗法設計系統(tǒng)的梯形圖時，沒有一套固定的方法和步驟可以遵循，具有很大的隨意性和試探性，對于各種不同的控制系統(tǒng)，沒有一種統(tǒng)一的容易掌握的設計方法。在設計復雜系統(tǒng)的梯形圖時，要用大量的中間單元來完成記憶、聯(lián)鎖和互鎖等功能，由于需要考慮的各方面因素很多，它們往往又交織在一起，分析起來非常困難，并且很容易遺漏一些應該考慮的問題。修改某一局部電路時，很可能會改變整體的設計，對系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生影響，因此梯形圖的修改也很麻煩。裝置交付使用后維修困難用經(jīng)驗法設計的梯形圖往往非常復雜，對于其中某些復雜的邏輯關系，即使是一起設計的同行，分析起來都有點困難，更不用說維修人員了，給可編程控制器控制系統(tǒng)的維修和改進帶來了很大的麻煩。2.3順序控制設計法簡介順序控制就是按照生產(chǎn)工藝預先規(guī)定的順序，在每個輸入信號的作用下，根據(jù)內部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構自動地有序地進行操作。順序控制設計法又稱步進控制設計法，它是一種先進的設計方法，很容易被初學者接受，對于有經(jīng)驗的工程師。也會提高設計的效率，程序的修改、調試和閱讀也很方便。順序控制設計法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步（Step），并用編程元件（例如輔助繼電器M和狀態(tài)S）來代替各步。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化劃分的，在任何一步之內，各輸出量的ON/OFF的狀態(tài)都不變，但是相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的，步的這種劃分方法使代表每步的編程元件的狀態(tài)與各輸出量的狀態(tài)之間有著極為簡單的邏輯關系。使系統(tǒng)由當前狀態(tài)進入下一狀態(tài)的信號稱為轉換條件，轉換條件可能是外部的輸入信號，如指令開關、按鈕、限位開關的接通/斷開等；也可能是可編程控制器內部產(chǎn)生的輸入信號，如計數(shù)器、定時器常開觸點的接通等，轉換條件還可能是若干個信號的與、或、非邏輯組合。順序控制設計法用當轉換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制各輸出繼電器。順序控制設計法的這種設計思想由來已久，在繼電器控制系統(tǒng)中，順序控制是用有觸點的步進式選線器（或鼓形控制器）來實現(xiàn)的，但由于觸點的磨損和接觸不良，工作很不可靠。20世紀70年代出現(xiàn)的順序控制器主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，因為其功能有限，可靠性不高早已被淘汰。可編程控制器的設計者們繼承了順序控制的思想，為順序控制程序的設計提供了大量通用的和專用的編程元件和指令，開發(fā)了供設計順序控制程序用的順序功能圖語言，使這種先進的設計方法成為當前梯形圖設計的主要方法。順序功能圖是設計順序控制程序的一種極為重要的圖形編程語言和工具。順序控制設計法的設計基本步驟1.步的劃分步是根據(jù)PLC輸出量的狀態(tài)劃分的，只要系統(tǒng)的輸出量狀態(tài)發(fā)生變化，系統(tǒng)就從原來的步進入新的步。在每一步內PLC各輸出量狀態(tài)均保持不變，但是相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的。2.轉換條件的確定轉換條件是使系統(tǒng)從當前步進入下一步的條件。常見的轉換條件有按鈕、行程開關、定時器和計數(shù)器的觸點的動作（通/斷）等。3.順序功能圖的繪制順序功能圖主要有以下幾種結構:單序列結構選擇序列結構并行序列結構子步結構4.梯形圖的繪制根據(jù)順序功能圖，采用某種編程方式設計出梯形圖。常用的設計方法有三種：起－保－停電路設計法以轉換為中心設計法步進順控指令設計法2.4兩種設計法的本質經(jīng)驗設計法實際是試圖用輸入信號X直接控制輸出信號Y，如果無法直接控制，或為了實現(xiàn)記憶、聯(lián)鎖、互鎖等功能，只好被動地增加一些輔助元件和輔助觸點。由于不同的系統(tǒng)的輸出量Y與輸入量X之間的關系各不相同，以及它們對聯(lián)鎖、互鎖的要求千變萬化，不可能找出一種簡單通用的設計方法。順序控制設計法的則是用輸入量X控制代表各步的編程元件（如輔助繼電器M），再用它們控制輸出量Y。步是根據(jù)輸出量Y的狀態(tài)劃分的，M與Y之間具有很簡單的“與”的邏輯關系，輸出電路的設計極為簡單。任何復雜系統(tǒng)的代表步的輔助繼電器的控制電路，其設計方法都是相同的，而且很容易掌握，所以順序控制設計法具有簡單、規(guī)范、通用的優(yōu)點。由于M是依次順序為ON/OFF狀態(tài)的，實際上已經(jīng)基本解決了經(jīng)驗設計法中的記憶、聯(lián)鎖等問題。2.5STL指令的編程方式簡介步進梯形指令（StepLadderInstruction）簡稱為STL指令，F(xiàn)X系列可編程序控制器還有一條使STL指令復位的RET指令。利用這兩條指令，可以很方便地編制順序控制梯形圖程序。如果使用個人計算機用FX編程軟件，可以用符合IEC1131-3標準的順序功能圖（SFC）編程語言來編程，根據(jù)順序功能圖可以生成指令表程序，也可以將梯形圖或指令表轉換為順序功能圖。使用計算機用的FX編程軟件，還可以用順序功能圖來進行運行監(jiān)視和自動顯示運行狀態(tài)，很容易查找到發(fā)生故障的地方。使用步進梯形指令編制的程序簡潔、清晰、明了。其中FX2N系列可編程控制器的狀態(tài)S0~S9用于初始步，S10~S19用于返回原點，S20~S499是通用狀態(tài)，S500~S899有斷電保持功能，S900~S999用于報警。用它們編制順序控制程序時，應于步進梯形指令一起使用。使用STL指令的狀態(tài)的常開觸點稱為STL觸點，STL觸點驅動的電路塊具有三個功能，即對負載的驅動處理、指令轉換條件和指定轉換目標。STL觸點是與左側母線相連的常開觸點，當某一步為活動步時，對應的STL觸點接通，該步的負載被驅動。當該步后面的轉換條件滿足時，轉換實現(xiàn)，即后續(xù)步對應的狀態(tài)被SET指令置位，后續(xù)步變?yōu)榛顒硬剑瑫r與原活動步對應的狀態(tài)被系統(tǒng)程序復位，原活動步對應的STL觸點斷開。STL指令有以下一些特點：與STL觸點相連的觸點應使用LD或LDI指令，即LD點移到STL觸點的右側，直到出現(xiàn)下一條STL指令或出現(xiàn)RET指令，RET指令使LD點返回左側母線。各STL驅動的電路一般放在一起，最后一個STL電路結束時一定要使用RET指令，否則將出現(xiàn)“程序錯誤”信息，可編程控制器不能運行。2.STL指令觸點可以直接驅動或通過別的觸點驅動Y，M，S，T等元件的線圈。由于CPU只執(zhí)行活動步對應的電路塊，使用STL指令時允許雙線圈輸出，即不同的STL觸點可以分別驅動同一編程元件的一個線圈。3.在狀態(tài)轉移過程中，相臨兩步的兩個狀態(tài)同時ON一個掃描周期，為了避免不能同時接通的兩個外部負載（如控制異步電動機正、反轉的兩個接觸器）同時接通，應在可編程控制器外部設置硬件聯(lián)鎖。同一定時器的線圈可以在不同步使用，但是如果用于相鄰的兩步，在步的活動狀態(tài)轉換時，該定時的線圈不能斷開，當前值不能復位。STL觸點驅動的電路塊中不能使用MC和MCR指令，雖然不禁止在STL觸點驅動的電路塊中使用CJ指令，但因其操作復雜，建議不要使用。在中斷程序與子程序內，不能使用STL指令。復雜的控制系統(tǒng)不僅I/O電數(shù)多，順序功能圖一般也相當復雜。任何復雜的順序功能圖都由單序列、選擇序列和并行序列組成，掌握了選擇序列和并行序列的編程方式，就可以將復雜的順序功能圖轉換為梯形圖。對選擇序列和并行序列編程的關鍵在于對它們的分支與合并的處理，轉換實現(xiàn)的基本規(guī)則是設計復雜系統(tǒng)梯形圖的基本準則。與單序列相比，在選擇序列和并行序列的分支、合并之處，某一步或某一轉換可能有幾個前級步或幾個后續(xù)步，在設計順序控制梯形圖時應注意這個問題。3PLC的結構和工作原理3.1PLC的基本結構3.2PLC各部分介紹3.3基本指令3.4PLC的工作原理3.4.1PLC編程方式PLC最突出的優(yōu)點采用“軟繼電器”代替“硬繼電器”。用“軟件編程邏輯”代替“硬件布線邏輯”。PLC編程語言有梯形圖、布爾助記符語言等等。尤其是前兩者為常用。梯形圖語言特點：1.每個梯形圖由多個梯級組成。2.梯形圖中左右兩遍的豎線表示假想的邏輯電源。當某一梯級的邏輯運算結果為“1”時，有假想的電流通過。3.繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而它的常開、常閉觸點可以出現(xiàn)無數(shù)次。4.每一梯級的運算結果，立即被后面的梯級所利用。5.輸入繼電器受外部信號控制，只出現(xiàn)觸點，不出現(xiàn)線圈。3.4.2主要技術性能用戶程序存儲容量：是衡量可存儲用戶應用程序多少的指標。通常以字或K字為單位。16位二進制數(shù)為一個字，每1024個字為1K字。PLC以字為單位存儲指令和數(shù)據(jù)。一般的邏輯操作指令每條占1個字。定時/計數(shù)，移位指令占2個字。數(shù)據(jù)操作指令占2-4個字。4選型4.1PLC選型的方法隨著PLC的工業(yè)方面的普及，PLC產(chǎn)品的種類越來越多，而且功能也不斷完善。PLC的品種繁多，其結構形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法等各不相同，適用場合也大不一樣。因此，合理選擇PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術經(jīng)濟指標有著重要意義。4.1.1機型選擇的原則機型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護使用方便及最佳的性能價格比。具體應考慮的因素如下所述：（1）結構合理對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場合，選用整體式結構的PLC；否則，選用模塊式結構的PLC。（2）功能強、弱適當對于開關量控制的工程項目，若控制速度要求不高，一般選用抵擋的PLC。對于以開關量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目，可選用含有A/D轉換的模擬量輸入模塊和含有D/A轉換的模擬量輸出模塊，以及具有加減乘除運算和數(shù)據(jù)傳輸功能的低檔機的PLC。對于控制比較復雜、控制要求比較高的工程項目，如要實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可根據(jù)控制規(guī)模及復雜程度的程度，選用中檔機或高檔機。其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)和整個工廠的自動化等。當系統(tǒng)的各個控制對象分布在不同地域時，應根據(jù)各個部分的具體要求來選擇PLC，以組成一個分布式的控制系統(tǒng)。（3）機型統(tǒng)一PLC的結構分為整體式和模塊式兩種。整體式結構把PLC的I/O和CPU放在一塊印刷電路板上，并封裝在一個殼體內，省去了插接環(huán)節(jié)，因此體積小、價格便宜。但由于整體式結構的PLC功能有限，只適合于控制要求比較簡單的系統(tǒng)。一般大型的控制系統(tǒng)都使用模塊式結構，這樣功能易擴展，比整體式靈活。（4）是否在線編程PLC的特點之一是使用靈活。當被控設備的工藝過程改變時，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。4.1.2PLC容量選擇PLC容量包括兩個方面：一是I/O的點數(shù)；二是用戶存儲器的容量（字數(shù)）。PLC容量的選擇除滿足控制要求外，還應留有適當?shù)脑Ａ?，以做備用。根?jù)經(jīng)驗，在選擇存儲容量時，一般按實際需要的10%～25%考慮裕量。對于開關量控制系統(tǒng)，存儲器字數(shù)為開關量乘以8；對于有模擬量控制功能的PLC，所需存儲器字數(shù)為模擬內存單元數(shù)乘以100。通常，一條邏輯指令占用存儲器一個字。計時、計數(shù)、移位及算術運算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎噶钫加么鎯ζ鲀蓚€字。各種指令占存儲器的字數(shù)可查閱PLC產(chǎn)品使用手冊。I/O點數(shù)也應留有適當裕量。由于目前I/O點數(shù)較多的PLC價格較高，若備用的I/O的點的數(shù)量太多，將使成本增加。根據(jù)被控對象的輸入和輸出信號的總點數(shù)，并考慮到今后的調整和擴充，通常I/O點數(shù)按實際需要的10%～15%考慮備用量。4.1.3I/O模塊的選擇PLC是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，他的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設備或工業(yè)生產(chǎn)過程他的工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。他與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O接口模塊來實現(xiàn)的。通過I/O接口模塊可以檢測被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為對被控對象進行控制的依據(jù)。同時控制器又通過I/O接口模塊將控制器的處理結果送給工業(yè)生產(chǎn)過程中的被控設備，驅動各種執(zhí)行機構來實現(xiàn)控制。外部設備或生產(chǎn)過程中的信號電平各種各樣，各種機構所需的信息電平也是各種各樣的，而PLC的CPU所處理信息只能是標準電平，所以I/O接口模塊還需實現(xiàn)這種轉換。PLC從現(xiàn)場收集的信息及輸出給外部設備的控制信號都需經(jīng)過一定距離。為了確保這些信息的正確無誤，PLC的I/O接口模塊都具有較好的抗干擾能力。根據(jù)實際需要，PLC相應有許多種I/O接口模塊，包括開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模擬量輸入及模擬量輸出模塊，可以根據(jù)實際需要進行選擇使用。標準的I/O模塊用于同傳感器和開關（如按鈕、限位開關等）及控制（開/關）設備（如指示燈、報警器、電動機起動器等）進行數(shù)據(jù)傳輸。典型的交流I/O信號為24～240V（AC），直流I/O信號為0～10V（DC）。I/O點數(shù)的確定要充分的考慮到裕量，能方便的對功能進行擴展。對一個控制對象，由于采用不同的控制方法或編程水平不一樣，I/O所用的點數(shù)就可能有所不同，現(xiàn)具體分析如下：（1）開關量輸入模塊輸入電壓的選擇輸入模塊的輸入電壓一般為DC24V和AC220V。直流輸入電路的延遲時間較短，可以直接與接近開關、光電開關等電子輸入裝置連接。交流輸入方式的觸點接觸可靠，適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。（2）開關量輸出模塊的選擇繼電器型輸出模塊的觸點工作電壓范圍廣，導通壓降小，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，但是動作速度較慢，壽命有一定的限制。如果系統(tǒng)的輸出信號變化不是很頻繁，選用繼電器型。選擇時應考慮負載電壓的種類和大小、系統(tǒng)對延遲時間的要求、負載狀態(tài)變化是否頻繁等，還應注意同一輸出模塊對電阻性負載、電感性負載和白熾燈的驅動能力的差異。輸出模塊的輸出電流額定值應大于負載電流的最大值。本系統(tǒng)設計中根據(jù)實際選用的是AC220V開關量輸入模塊和繼電器型輸出模塊。以此為依據(jù)，本系統(tǒng)的設計選用三菱公司的FX2N系列（見表3.1）可編程序控制器。FX2N是FX系列中功能最強、速度最高的微型可編程序控制器，完全符合此設計的要求。FX2N系列基本單元型號輸入點數(shù)輸出點數(shù)擴展模塊可用點數(shù)繼電器輸出可控硅輸出晶體管輸出FX2N-16MR-001FX2N-16MSFX2N-16MT8824～32FX2N-32MR-001FX2N-32MSFX2N-32MT161624～32FX2N-48MR-001FX2N-48MSFX2N-48MT242448～64FX2N-64MR-001FX2N-64MSFX2N-64MT323248～64FX2N-80MR-001FX2N-80MSFX2N-80MT404048～644.1.4確定I/O點及選擇PLC輸入設備——用來產(chǎn)生輸入控制信號（如按鈕、指令開關、限位開關、接近開關、傳感器等）按鈕開關15個。輸出設備——由PLC的輸出信號驅動的執(zhí)行元件，接觸器、電磁閥、指示燈等。該系統(tǒng)中有接觸器2個，電磁閥7個，指示燈3個。本系統(tǒng)中實際需要輸入點15點，輸出點12點，根據(jù)輸入輸出點數(shù)，以及考慮到今后對系統(tǒng)的維護和擴充使用，要保留一定的裕量，因此我們選用的PLC型號為三菱公司的FX2N系列，其選擇如下：基本單元：FX2N-48MR（輸入點24點，輸出點24點）。功能模塊：FX2N－4AD-TC模塊1個。在確定了控制對象的控制任務和選擇好PLC的機型后，即可安排輸入、輸出的配置，并對輸入、輸出進行地址編號。分配I/O地址時要注意以下問題：（1）設備I/O地址盡可能連續(xù)；（2）相鄰設備I/O地址盡可能連續(xù)；（3）輸入/輸出I/O地址分開；（4）每一框架I/O地址不要全部占滿，要留有一定的余量，便于系統(tǒng)擴展和工藝流程的改，但不宜保留太多，否則會增加系統(tǒng)成本。（5）充分考慮控制柜與控制柜之間、框架與框架之間、模塊與模塊之間的信號聯(lián)系，合理地安排I/O地址，減少它們之間的內部連線。4.2A/D模塊選型在工業(yè)生產(chǎn)過程中，除了有大量的開/關信號外，還有大量的連續(xù)變化的信號，例如溫度、壓力、流量、濕度等。通常先用各種傳感器將這些連續(xù)變換的物理量變換成電壓或電流信號，（一般來說，PLC模擬量輸入的電壓范圍為1到5伏或-10到10伏，電流范圍為4到20mA或-20到20mA），然后再將這些信號連接到適當?shù)哪M量輸入模塊的接線端上，經(jīng)過A/D功能模塊內的模數(shù)轉換器，最后將數(shù)據(jù)傳入PLC內。本課題是利用溫度變送器，壓力變送器三相電流變送器將溫度，壓力的三相電流信號轉變成電壓信號,該電壓信號再通過A/D轉換器轉為五位二進制的數(shù)字量，傳入PLC內。三菱FX2N-4A/D模塊性能指標表4.1項目電壓輸入電流輸出可以選擇電壓或電流方式，一次可以使用4個輸入點模擬輸入范圍DC-10到10V(輸入阻抗：2000K?)。注意：如果輸入電壓超過±15V，單元會被損壞。DC-20到20mV（輸入阻抗：250?）注意：如果輸入電流超過±32mV,單元會被損壞。數(shù)字輸出12位的轉換結果以16位二進制補碼方式存儲。最大值：+2047，最小值：-2048分辨率5mV（10V默認范圍：1/2000）20uV（20mV默認范圍1/1000）總體精度1%（對于-10V到10V范圍）1%（對于-20mV到20mV）轉換速度15ms/通道（常用），6ms/通道（快速）2緩沖存儲器（BFM）的分配表4.2BFM內容*#0通道初始化，缺省值=H000*#1通道1包含采樣數(shù)（1-4096），用于得到平均結果，缺省值設為8（正常速度），高速操作可選擇1。*#2通道2*#3通道3*#4通道4#5通道1這些緩沖區(qū)包含采樣數(shù)的平均輸入值，這些采樣數(shù)是分別輸入在#1—#4緩沖區(qū)中的聽到數(shù)據(jù)。#6通道2#7通道3#8通道4#9通道1這些緩沖區(qū)包含每個輸入通道讀入當前值。#10通道2#11通道3#12通道4#13-#14保留#15選擇A/D轉換速度如設為0，則選擇正常速度，15ms/通道（缺?。┤缭O為1，則選擇高速，6ms/通道。模擬量通過帶屏蔽的雙絞線把信號輸入每個通道,因為是電壓信號,則將電壓信號兩端接到通道的V+,VI-端。同時為防止噪音和紋波干擾,在V+和V-兩端短接一個0.47uf的電容。A/D模塊的參數(shù)配置三菱公司的PLC的I/O映象區(qū)中不設專門的模擬量I/O映象區(qū)。當用戶程序需對模擬量輸入進行處理時,由于經(jīng)過轉換后的數(shù)字量此時還存放在該模塊的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中,因此,首先必須在用戶程序中使“FROM”指令將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)字量讀入到PLC數(shù)據(jù)寄存器中,然后才能在用戶程序中使用該數(shù)據(jù)寄存器作為操作數(shù),實現(xiàn)對模擬量輸入的處理。寄存器#0是通道初始化寄存器,由4位16進制數(shù)HXXXX確定:X=0:預置范圍(-10V～+10V)X=1:預置范圍(+4mA～+20mA)X=2:預置范圍(-20mA～+20mA)X=3:不用本課題要求2個電壓2個電流輸入，選用三菱FX2N-4AD。4.3電機選型液壓電機是捆扎機的動力的來源，主要從選用的電動機的功率、工作電壓、種類、型式及其保護電器考慮。液壓電機是指輸出旋轉運動的,將液壓泵提供的液壓能轉變?yōu)闄C械能的能量轉換裝置。從能量轉換的觀點來看，液壓泵與液壓電機是可逆工作的液壓元件，向任何一種液壓泵輸入工作液體，都可使其變成液壓電機工況；反之，當液壓電機的主軸由外力矩驅動旋轉時，也可變?yōu)橐簤罕霉r。因為它們具有同樣的基本結構要素--密閉而又可以周期變化的容積和相應的配油機構本課題中用到一個完成捆扎動作的液壓電機，經(jīng)過比較，決定選用XHM2-150型液壓電機。為了能使電機平穩(wěn)安全的啟動，在此我選用電阻降壓啟動。液壓電機啟動電路如圖所示圖4.3液壓電機啟動電路4.4繼電器選型繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。以下為其參數(shù)的選擇問題1、_繼電器額定工作電壓的選擇繼電器額定工作電壓是繼電器最主要的一項技術參數(shù)。在使用繼電器時，應該首先考慮所在電路(即繼電器線圈所在的電路)的工作電壓，繼電器的額定工作電壓應等于所在電路的工作電壓。一般所在電路的工作電壓是繼電器額定工作電壓的0.86。注意所在電路的工件電壓千萬不能超過繼電器額定工作電壓，否則繼電器線圈燒毀。另外，有些集成電路，例如NE555電路是可以直接驅動繼電器工作的，而有些集成電路，例如COMS電路輸出電流小，需要加一級晶體管放大電路方可驅動繼電器，這就應考慮晶體管輸出電流應大于繼電器的額定工作電流。2、繼電器的選擇_觸點負載的選擇。觸點負載是指觸點的承受能力。繼電器的觸點在轉換時可承受一定的電壓和電流。所以在使用繼電器時，應考慮加在觸點上的電壓和通過觸點的電流不能超過該繼電器的觸點負載能力。例如，有一繼電器的觸點負載為28V(DC)×10A，表明該繼電器觸點只能工作在直流電壓為28V的電路上，觸點電流為10A，超過28V或10A，會影響繼電器正常使用，甚至燒毀觸點3、繼電器的選擇_繼電器線圈電源的選擇這是指繼電器線圈使用的是直流電(DC)還是交流電(AC)。通常，初學者在進行電子制作活動中，都是采用電子線路，而電子線路往往采用直流電源供電，所以必須是采用線圈是直流電壓的繼電器。本設計我選用的是JC系列的磁電式繼電器。4.5接觸器選型接觸器是指工業(yè)電網(wǎng)中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達到控制負載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當接觸器的電磁線圈通電后，會產(chǎn)生很強的磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。在工業(yè)電氣中，接觸器的型號很多，電流在5A-1000A的不等，其用處相當廣泛。因為可快速切斷交流與直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制(某些型別可達800安培)電路的裝置，所以經(jīng)常運用于電動機作為控制對象，也可用作控制工廠設備﹑電熱器﹑工作母機和各樣電力機組等電力負載，并作為遠距離控制裝置。(1)選擇接觸器的類型根據(jù)電路中負載電流的種類選擇。交流負載應選用交流接觸器，直流負載應選用直流接觸器，如果控制系統(tǒng)中主要是交流負載，直流電動機或直流負載的容量較小，也可都選用交流接觸器來控制，但觸點的額定電流應選得大一些。(2)選擇接觸器主觸頭的額定電壓應等于或大于負載的額定電壓。(3)選擇接觸器主觸頭的額定電流。被選用接觸器主觸頭的額定電流應不小于負載電路的額定電流。也可根據(jù)所控制的電動機最大功率進行選擇。如果接觸器是用來控制電動機的頻繁啟動、正反或反接制動等場合，應將接觸器的主觸頭額定電流降低使用，一般可降低一個等級。(4)根據(jù)控制電路要求確定吸引線圈工作電壓和輔助觸點容量如果控制線路比較簡單，所用接觸器的數(shù)量較少，則交流接觸器線圈的額定電壓一般直接選用380V或220V。如果控制線路比較復雜，使用的電器又比較多，為了安全起見，線圈的額定電壓可選低一些，這時需要加一個控制變壓器。

直流接觸器線圈的額定電壓應視控制回路的情況而定。而一系列、同一容量等級的接觸器，其線圈的額定電壓有好幾種，可以選線圈的額定電壓和直流控制電路的電壓一致。本課題中對電機的啟?？刂朴玫?個接觸器，主電機為降壓啟動，我選用了兩個接觸器，型號為CJ20-40，抽風電機我選用一個接觸器，型號為CJ20-25.交流接觸線圈的額定電壓均為380V。4.6行程開關選型行程開關是實現(xiàn)行程控制的小電流（5A以下）的主令電器，它是利用機械運動部件的碰撞使觸頭動作，即將機械信號轉換為電信號，通過控制其他電器來控制運動部件的行程大、運動方向或限位保護。選擇行程開關是應考慮幾點：第一，根據(jù)使用場合和控制對象來確定行程開關的種類；第二，根據(jù)使用的環(huán)境條件，選擇開啟式或保護式等防護形式；第三，根據(jù)控制電路的電壓和電流選擇系列；第四，根據(jù)生產(chǎn)機械的運動特征，選擇行程開關的結構形式。本系統(tǒng)設計我選用的是LX19K型號的行程開關。4.7電纜線選型三相功率的計算公式是：P=1.732IUcosφ。由三相功率公式可推出線電流公式：I=P/1.732Ucosφ

式中：

P為負載功率

U為線電壓，一般是380V

cosφ是負載功率因數(shù)，一般取0.75，現(xiàn)在新型電機也有達到0.8或者0.9的。

計算線電流：

I=P/1.732Ucosφ。

按主電機1500瓦計算：

I=1.5kW/(1.732*380*0.75)

=1.5kW/493.62

=3.09A4.8傳感器的選型現(xiàn)代傳感器在原理與結構上千差萬別，如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進行某個量的測量時首先要解決的問題。當傳感器確定之后，與之相配套的測量方法和測量設備也就可以確定了。測量結果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標。(1)靈敏度的選擇

通常，在傳感器的線性范圍內，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的廠擾信號。(2)頻率響應特性

傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內保持不失真的測量條件，實際上傳感器的響應總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。(3)線性范圍

傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時，當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實際上，任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時，在一定的范圍內，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。(4)穩(wěn)定性

傳感器使用一段時間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結構外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應能力。

在選擇傳感器之前，應對其使用環(huán)境進行調查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當?shù)拇胧瑴p小環(huán)境的影響。

傳感器的穩(wěn)定性有定量指標，在超過使用期后，在使用前應重新進行標定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。(5)精度

精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。當傳感器的輸出為規(guī)定的標準信號時，則稱為變送器。標準信號與PLCA/D模塊上的信號相對應。在此設計中，我用到4種傳感器，分別測量壓力、溫度、電壓和電流。設計中采用PT100溫度傳感器

測溫探頭采用Pt100鉑電阻，J、K、E、熱電偶，精度高，穩(wěn)定性好，集傳感變送于一體，結構緊湊，安裝方便，精度高、功耗低

電流輸出型適合長距離傳送，抗電磁干擾電路設計，保證傳感器在受到各種干擾下能夠安全可靠的工作，整體密封性能良好，產(chǎn)品結構設計合理，過程連接接口靈活方便，體積小，重量輕，安裝位置任意

，殼體保護材料多樣化，適應多種介質測量

主要技術指標：

溫度測量范圍：0～300℃輸出信號：4～20mA、負載電阻：≤500Ω；供電電源：24VDC；功耗：≤1W?；菊`差：0.2％～0.5％。AD模塊對應的正常值為700到850.壓力變送器我選用的是YSH-3-霍爾壓力變送器，其量程為0到0.1Mpa。AD模塊對應的值大于800則動作。電壓傳感器和電流傳感器我均選用霍爾傳感器，電壓選用VSM500D，原邊額定輸入電壓500V；原邊電壓測量范圍0～600V。CSM005A系列霍爾電流傳感器。測量范圍為0到5A。在此我選用的AD模塊均為電壓輸入（-10V~+10V）。電壓傳感器測量的電壓范圍為0至500V，根據(jù)要求電壓超過1.15倍為過壓，即380的1.15倍437V,所對應的數(shù)字量為約為1150.當?shù)陀陔妷旱?.75倍時為欠壓，即285V，所對應的數(shù)字量約為350.所以PLC的AD模塊選用的正常范圍為350至1150.電流變送器我選用的電流測量范圍為0至5A。主電機正常的電壓為3.09A，當高于其1.05倍時為過流，即3.245A。所對應的數(shù)字量約為600.所以AD模塊的對比量應為600.5捆扎機控制系統(tǒng)的設計實現(xiàn)5．1捆扎機工作原理捆扎機是使用捆扎帶帶纏繞產(chǎn)品或包裝件，然后收緊并將兩端通過熱效應熔融或使用包扣等材料連接的機器。功用是使塑料帶能緊貼于被捆扎件表面，保證物品在運輸、貯存中不因捆扎不牢而散落，同時還應整齊美觀。捆扎機的工藝過程捆扎工作過程由送帶、收緊、切燙、粘接四個環(huán)節(jié)組成。如捆扎工藝流程圖所示，送帶輪3送帶，利用送帶輪3與捆扎帶4之間的摩擦力使捆扎帶4沿軌道架1向前送進，直至帶端碰上2的微動開關，使捆扎帶送帶停止，處于待捆位置。右刀頂6上升壓住帶端，送帶輪3同樣利用摩擦力使捆扎帶沿軌道架1退出，使捆扎帶繼續(xù)退出直至緊貼在包件表面，當壓力器里的壓力變送器收到的緊度信號合適是就停止退帶，而左刀頂8上升將兩層捆扎帶壓住，隔離臺5退出而燙頭相隨跟進，開始將捆扎帶兩端加熱，將兩層已加熱的打包帶兩端壓粘在一起，完成捆扎動作。這時切斷刀9上升切斷捆扎帶。圖5.1捆扎工藝過程圖1.軌道架2.行程開關3.送帶輪4.捆扎帶5.隔離臺6.右刀頂7支撐架8.左刀頂9切斷刀10捆扎件捆扎的基本原理（1）退帶張緊：一夾頭上升夾住塑料帶頭，送帶輪反轉退帶，將多余的塑料帶退回儲帶盒，并勒緊被捆物。隨后，機械手夾住塑料帶，將包件進一步勒緊至所調緊度。（2）切帶粘合：導向板從兩層塑料帶中間退出，同時，電燙頭同步插入兩層帶之間，接著二夾頭上升夾住塑料帶另一端帶頭，切刀切斷帶子，并將帶頭推向燙頭與之接觸，受熱熔化（表面），隨即電燙頭快速退出，切刀繼續(xù)上升將表面已熔化的兩層塑料帶壓在承壓板上，并冷卻凝固，兩帶粘合。5.2設計的基本思路本設計過程中要完成的兩個部分是系統(tǒng)硬件的設計和控制軟件的編寫。這也是在設計過程中需要解決的最關鍵的問題。捆扎機控制系統(tǒng)的硬件主要有主電路控制部分、溫度檢測部分、各種監(jiān)測保護部分和圖書數(shù)量顯示部分。主電路部分由兩個電機及其相關的低壓控制電器組成，由PLC對低壓控制電器進行控制。溫度檢測部分主要由溫度變送組成，它對燙頭溫度進行控制。設計中用到了幾個變送器主要壓力檢測、電流監(jiān)測和溫度檢測。壓力檢測就是要通過壓力變送器將檢測到的模擬量變?yōu)殡娏吭谵D換成相對應的數(shù)字量與預設值想比較來控制開關。電流監(jiān)測設計要通過電流變送器輸入當前的三相電流，與預設值比較，保證電路的正常工作；溫度檢測程序要將變送器輸入的溫度與預設值比較，然后控制加熱電路開關。5.3液壓系統(tǒng)捆扎機機是由送帶，退帶，捆扎，熔接，切斷等工序所組成的連續(xù)生產(chǎn)過程，液壓和電氣則是為了保證捆扎機按工藝過程預定的要求（壓力、速度、溫度、時間及位置）和動作程序，準確無誤的進行工作而設置的動力和控制系統(tǒng)、液壓部分重要有動力油泵、流量閥（控制速度變化）、方向閥、管路、油箱等。本設計的捆扎機其送帶和退帶等一些動作都是用控制傳動系統(tǒng)的電磁閥來完成的。液壓傳動中所需要的元件主要有動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。其中液壓動力元件是為液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動力的部件，主要包括各種液壓泵。液壓泵依靠容積變化原理來工作，所以一般也稱為容積液壓泵。5.4捆扎機的基本動作和運行控制方式生產(chǎn)中要求捆扎機要完成以下的基本動作：燙頭預熱，送帶，壓住自由端，退帶拉緊，燙頭熔接，切割。這些動作之前要先打開抽風電機防止機床內部過熱。其由電動機直接控制；其他基本動作由液壓泵的各個閥門控制。沒完成一個循環(huán)動作后都對其計數(shù)。捆扎機的運行控制方式要求：啟動抽風電機，停止抽風電機，啟動主電機，停止主電機，計數(shù)清零?？刂埔缶唧w為：首先啟動各個電機并燙頭接通加熱，然后選擇自動或者手動，按下捆扎按鈕就開始動作。其順序為送帶，當帶子送到底部就觸動行程開關后壓緊帶子的一端，同時退帶閥門啟動開始退帶拉緊，當達到預設的緊度的時候壓力變送器采集到信號送到A/D轉換與PLC內設定的值進行比較。如果大于設定的值則停止退帶并壓住另一端熔接，最后切斷帶子完成一個流程。人工放上紙箱→按下送帶按鈕→開始送帶，帶子送到位→觸到行程開關，左頂?shù)秹壕o上層帶子→按下退帶按鈕→開始退帶→壓力變送器的信號觸發(fā)→退帶完成→右頂?shù)俄斏蠅壕o下層帶子→加熱片加熱熔接→切斷帶子→完成一個捆扎流程（如需要一個箱子捆扎幾根繩子需按下移動開關使箱子移動到合適的位置再循環(huán)一個流程）。本設計中的可編程控制器的輸入/輸出繼電器地址編排詳見下表所示。其中輸入信號有15個，輸出信號有31個，所以選用的是三菱公司FX2N64MR可編程序控制器。此可編程序控制器輸入和輸出口都為32個口，完全滿足對控制器的要求。表5.1I/O地址編排輸入器件號地址號功能說明器件號地址號功能說明SB1X0啟動抽風電機SB1X7行程開關SB2X1停止抽風電機SB2X10計數(shù)復位SB3X2啟動主電機SB3X11溫度一檔SB4X3停止主電機SB4X12溫度二檔SB5X4捆扎SB5X13緊度一檔SB6X5送帶SB6X14緊度二檔SB7X6退帶SB7X15緊急停車按鈕輸出地址號功能說明地址號功能說明1Y20送帶9Y32降壓啟動指示2Y21左刀頂壓位10Y33燙頭3Y22退帶11Y34過流警報4Y23右刀頂壓位12Y35過欠壓報警5Y24熔接Y0到Y6計數(shù)器個位6Y25切斷Y10到Y16計數(shù)器十位7Y26抽風電機8Y27液壓電機控制線路圖如附錄III捆扎機的松緊程度直接影響捆扎的質量，但是有時有些產(chǎn)品又不能綁得過緊。所以就要制定一個可以調節(jié)松緊程度的檔位，我的制定的設計是輸入有幾個檔位，以產(chǎn)品的不同來選著檔位，每一個檔位都自己的PLC比較值的不同，所受的動作壓力也不一樣。壓力和電壓或電流大小成線性關系，一般是正比關系所以，變送器輸出的電壓或電流隨壓力增大而增大由此得出一個壓力和電壓或電流的關系式。捆扎機捆扎時，捆扎帶的溶接的好壞，決定捆扎機捆扎是否成功，如果你的包裝物品上的捆扎帶，剛打上就斷了，或者輕輕一提也斷了，那你使用捆扎機捆扎有什么用呢？不能給自己的企業(yè)提高效率，而且還增加了煩惱。所以我設計的溫度調節(jié)系統(tǒng)雖然簡單，但是個人覺得非常實用。就是經(jīng)過溫度變送器采集變送到plc后和plc中預設值進行比較來控制開關的通斷。在對其溫度采集我選用了熱電偶變送器，把被測溫度轉換成電信號，經(jīng)轉換器算處理后以4～20mA直流電流輸出，再將該信號送入變送器的輸入A/D轉換器。一般而言，需要選擇一個具有比最大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器。這主要是在許多系統(tǒng)中，有峰值和持續(xù)不規(guī)則的上下波動，這種瞬間的峰值能破壞壓力傳感器，持續(xù)的高壓力值或稍微超出變送器的標定最大值會縮短傳感器的壽命，然而，由于這樣做會精度下降。所以在選擇變送器時，要充分考慮壓力范圍，精度與其穩(wěn)定性。在此我選用測量的壓力變送器（量程為0到0.1Mpa）是YSH-3-霍爾壓力變送器。然后在轉換成4ma到20ma的電壓傳送到A/D轉換模塊中。再PLC程序輸出上我分別選用CH1和CH2口輸出。計數(shù)器我采用的是靜態(tài)顯示，雖然靜態(tài)顯示的不比動態(tài)顯示方便，因為其需要的輸出端口多，程序也比較復雜。但我個人認為其準確率更高。當完成一個捆扎數(shù)的時候給十個計數(shù)器加一個信號，其值加1，十個計數(shù)器的滿值分別為1到10.分別設。每一個計數(shù)器對應0到9十個數(shù)字。這樣就可以完成靜態(tài)顯示的設計了。當捆扎程序完成一個捆扎循環(huán)時，就會給計數(shù)器一個信號，讓其計數(shù)加1（程序設計如附錄）7個輸出口為七段碼的7個字符。個位Ｉ＼Ｏ點分配表數(shù)碼管段碼輸出控制數(shù)碼管段碼輸出控制aY0dY3bY1eY4cY2fY5gY6十位Ｉ＼Ｏ點分配表數(shù)碼管段碼輸出控制數(shù)碼管段碼輸出控制aY10dY13bY11eY14cY12fY15gY16一種電氣保護系統(tǒng)，它可聯(lián)結在供電電源與電氣負載之間，一般有過載保護、過流保護和過壓保護，一般都采用中斷元件來控制．一種電路中斷元件，若系統(tǒng)采取該種聯(lián)結形式，該中斷元件可提供正常與故障兩種狀態(tài)，正常狀態(tài)時，電路中允許流經(jīng)一正常電流。斷路器和開關接觸器就是很好的中斷元件。但也有經(jīng)過PLC程序來控制的電路，其比較準確和及時。本設計的三相過電流保護我就是采用PLC的程序來控制。其最主要的元件就是三相電流變送器和電壓傳感器，它們均是電測量變送器，一種將被測電量參數(shù)轉換成隔離的直流電流、直流電壓或數(shù)字信號的裝置。5.8向PLC中輸入程序的過程本設計通過計算機的編程軟件FXGP/WIN—C向PLC中導入程序。信號的傳送速度為9600bit/s。通過軟件向PLC導入程序的操作步驟如下所式：首先進行打開[文件]—[新文件]菜單操作，創(chuàng)制新文件圖形界面如圖所示。圖5.2（2）在所出現(xiàn)的[PLC類型設置]中選擇相應的PLC類型，因為本設計采用的是三菱公司的FX2N系列的PLC，所以在次對話框中選擇[FX2N/FX2NC]選項。然后點擊[確認]選項。圖5.3（3）在梯形土圖窗口中輸入梯形圖程序，并點擊轉換選項，轉化為指令表程序。圖5.4（4）轉化完指令表程序后，然后點擊[PLC]—[端口設置]進入端口設置選項中，根據(jù)計算機與PLC的實際連接端口進行COM口的選擇。圖5.5（5）接下來選擇[PLC]—[傳送]—[寫出]操作選項，進入的菜單如圖所示，輸入指令表程序的起始步和終止步，然后點擊[確認]開始向PLC中導入程序。然后等待程序傳送結束。圖5.6經(jīng)過一個多月的努力，我已經(jīng)完成控制系統(tǒng)在電器柜上的安裝，并成功的調試實現(xiàn)功能。之前的一個月，我們完成了主電路的設計和控制系統(tǒng)的設計，并做好了其在PLC上的模擬運行。剛開始根據(jù)電路的要求計算出各種所需器件的參數(shù)。根據(jù)參數(shù)選用合適的電器元件型號，并制作出了電器元件明細表。根據(jù)形狀大小設計電路布置圖和繪制電器接線圖，在經(jīng)過幾次的討論校正后開始安裝各種電器。安裝過程中遇到了不少問題，但是在解決問題的同時，自己也學到了不少的知識。比如接觸器的一些基本知識，以前知識在書上知道一些理論性的知識，現(xiàn)在近距離的接近才能更深入的了解到它本質性的構造。在裝機的過程中我選用了兩種接觸器，分別為CJ系列的CJ-40和CJ-25的，根據(jù)電路的不同選用不同的接觸器。主電機選用40A的接觸器，抽風電機選用25A的接觸器。經(jīng)過前面參數(shù)的計算，我選用的主電機要通過的電流為3.90A，考慮其啟動是的電流。所以此設計中我選用的是BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜。其額定電壓為300/500V2）該電纜的長期允許工作溫度不超過70℃，其敷設溫度應不低于0℃；電纜的允許彎曲半徑為：電纜外徑（D）小于25mm者……應不小于4D；電纜外徑（D）為25mm及以上者應不小于6D

，標稱截面為2.5-300。在安裝的過程中為了更好的節(jié)約運用電纜線，自己還根據(jù)實際情況設計了各個器件的分布圖。對于一些器件，如接觸器，不知道其是否還可以正常使用，我就用萬用表對其沒個端口測量。并做好記錄。器件安裝分布圖和過程圖片如下：圖6.1安裝柜分布圖過程如圖在初步安裝好每一個回路的路線之后，我還對每一個回路做了細致的檢查，首先從最主要的主回路開始，不要認為主回路的路線簡單，但是其安全檢查才是最主要的。因為它的正常運行是整個電路的基礎。對于主電路我做了一下過程的檢查：先從刀開關開始，每一步的電路都與設計的主電路比對，看看是否一致。之前為了能更好的檢查線路，我采取了不同顏色的線接線。并且每一條路線都做好標記。對每一條線路。我用萬用表檢測路線接觸是否堅固穩(wěn)定，看看是否有短路或者斷路現(xiàn)象。檢查中發(fā)現(xiàn)有些回路中的線路太過松緊，當萬用表接觸兩端時，萬用表發(fā)出的聲音并不是很清脆，而是有些斷續(xù)?？赡軙鸹鸹ɑ蛘叨搪范紴橐痣娐返漠惓?，帶來不必要的人身儀器的安全問題。所以我就再一次的把每個線路的各端扭緊，在次檢