畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)----飲料箱自動(dòng)碼垛機(jī)plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　0引言2</b></p><p>　　0.1西門子S7-200smart硬件介紹軟件應(yīng)用2</p><p>　　1飲料箱自動(dòng)碼垛機(jī)結(jié)構(gòu)原理5<

2、;/p><p>　　1.1 工藝流程5</p><p><b>　　2方案設(shè)計(jì)6</b></p><p><b>　　2.1控制方案6</b></p><p><b>　　2.2伺服系統(tǒng)6</b></p><p>　　2.2.1伺服系統(tǒng)簡(jiǎn)介6<

3、;/p><p>　　2.2.2伺服系統(tǒng)應(yīng)用使用7</p><p>　　2.3氣動(dòng)系統(tǒng)及吸盤8</p><p>　　2.3.1氣動(dòng)系統(tǒng)8</p><p>　　2.3.2真空吸盤9</p><p><b>　　2.4步進(jìn)電機(jī)9</b></p><p>　　2.5脈沖輸出控

4、制（PTO方式輸出）10</p><p>　　2.6 PLC控制系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)步驟12</p><p>　　3電氣接線圖（按I/0分配表進(jìn)行連接）14</p><p><b>　　4軟件設(shè)計(jì)15</b></p><p>　　4.1 I/O分配15</p><p><b>　　4.

5、2 程序16</b></p><p><b>　　5 結(jié)論35</b></p><p><b>　　6參考文獻(xiàn)37</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備與產(chǎn)品多以機(jī)械為主，是電氣、液壓和氣動(dòng)控制的機(jī)械設(shè)備

6、，隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)備已逐步的由手動(dòng)控制改為自動(dòng)控制，設(shè)備本身也發(fā)展成為機(jī)電一體化的綜合體，可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，目前可編程控制器已經(jīng)成為自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的控制裝置，，居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）首位。其廣泛的深度和廣度成為衡量一盒國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化程度高低的標(biāo)志。&l

7、t;/p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程控制器(PLC)，控制系統(tǒng)</p><p>　　飲料箱自動(dòng)碼垛機(jī)plc控制回路設(shè)計(jì)</p><p>　　馬宮世君 164612237</p><p><b>　　0引言</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)力水平的不斷提高，人們對(duì)降低勞動(dòng)強(qiáng)度、改

8、善工作環(huán)境日益重視起來(lái)。石油化工、化肥、糧食、港口等行業(yè)對(duì)包裝質(zhì)量和勞動(dòng)效率的要求也日益提高，從而促進(jìn)了這些企業(yè)的現(xiàn)代化改造。而傳統(tǒng)的人工包裝由于其生產(chǎn)效率低下而成為這些行業(yè)產(chǎn)量和包裝質(zhì)量提高的巨大障礙，已不能滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。用戶為了便于產(chǎn)品的運(yùn)輸和儲(chǔ)存，對(duì)包裝要求更加嚴(yán)格，包裝已成為企業(yè)升級(jí)和獲得經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素，因此盡快提高產(chǎn)品的包裝質(zhì)量，是這些行業(yè)的迫切任務(wù)之一，也是用戶對(duì)這些行業(yè)的要求。目前國(guó)內(nèi)全自動(dòng)碼垛設(shè)備主要靠進(jìn)口

9、，國(guó)產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)廠家較少，市場(chǎng)呼吁國(guó)產(chǎn)化的全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線。我國(guó)人工包裝的低效率與產(chǎn)量的提升之間的矛盾日益突出，因此對(duì)包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)的研究有重大的經(jīng)濟(jì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　0.1西門子S7-200smart硬件介紹軟件應(yīng)用</p><p>　　提供不同類型、I/O 點(diǎn)數(shù)豐富的CPU 模塊，單體I/O 點(diǎn)數(shù)最高可達(dá)60 點(diǎn)，可滿足大部分小型自動(dòng)化設(shè)備的控制需求。另外，CP

10、U 模塊配備標(biāo)準(zhǔn)型和經(jīng)濟(jì)型供用戶選擇，對(duì)于不同的應(yīng)用需求，產(chǎn)品配置更加靈活，最大限度的控制成本。</p><p>　　新穎的信號(hào)板設(shè)計(jì)可擴(kuò)展通信端口、數(shù)字量通道、模擬量通道。在不額外占用電控柜空間的前提下，信號(hào)板擴(kuò)展能更加貼合用戶的實(shí)際配置，提升產(chǎn)品的利用率，同時(shí)降低用戶的擴(kuò)展成本。</p><p>　　配備西門子專用高速處理器芯片，基本指令執(zhí)行時(shí)間可達(dá)0.15 μs ，在同級(jí)別小型PLC

11、 中遙遙領(lǐng)先。一顆強(qiáng)有力的“芯”，能讓使用者在應(yīng)對(duì)繁瑣的程序邏輯，復(fù)雜的工藝要求時(shí)表現(xiàn)的從容不迫。</p><p>　　CPU 模塊本體標(biāo)配以太網(wǎng)接口，集成了強(qiáng)大的以太網(wǎng)通信功能。一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC 中，方便快捷，省去了專用編程電纜。通過(guò)以太網(wǎng)接口還可與其它CPU 模塊、觸摸屏、計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，輕松組網(wǎng)。</p><p>　　CPU 模塊本體最多集成3 路高速脈沖輸出，頻

12、率高達(dá)100 kHz，支持PWM/PTO輸出方式以及多種運(yùn)動(dòng)模式，可自由設(shè)置運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。配以方便易用的向?qū)гO(shè)置功能，快速實(shí)現(xiàn)設(shè)備調(diào)速、定位等功能。</p><p>　　本機(jī)集成Micro SD 卡插槽，使用市面上通用的Micro SD 卡即可實(shí)現(xiàn)程序的更新和PLC 固件升級(jí)，極大地方便了客戶工程師對(duì)最終用戶的服務(wù)支持，也省去了因PLC 固件升級(jí)返廠服務(wù)的不便。</p><p>　　在繼承西門

13、子編程軟件強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)上，融入了更多的人性化設(shè)計(jì)，如新穎的帶狀式菜單、全移動(dòng)式界面窗口、方便的程序注釋功能、強(qiáng)大的密碼保護(hù)等。在體驗(yàn)強(qiáng)大功能的同時(shí)，大幅提高開(kāi)發(fā)效率，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)型晶體管輸出CPU 模塊，ST40/S T60 提供3 軸100 kHz高速脈沖輸出，支持PWM（脈寬調(diào)制）和PTO 脈沖輸出</p><p>　　在PWM 方式中，輸出脈沖的周期

14、是固定的，脈沖的寬度或占空比由程序來(lái)調(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)電機(jī)速度、閥門開(kāi)度等</p><p>　　在PTO 方式（運(yùn)動(dòng)控制）中，輸出脈沖可以組態(tài)為多種工作模式，包括自動(dòng)尋找原點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的控制，達(dá)到調(diào)速和定位的目的</p><p>　　CPU 本體上的Q0.0，Q0.1 和Q0.3 可組態(tài)為PWM 輸出或高速脈沖輸出，均可通過(guò)向?qū)гO(shè)置完成上述功能</p><

15、p>　　SIMATIC S7-200 SMART 可編程控制器，SIMATIC SMART LINE 觸摸屏和SINAMICS V20 變頻器完美整合，為OEM 客戶帶來(lái)高性價(jià)比的小型自動(dòng)化解決方案，滿足客戶對(duì)于人機(jī)交互、控制、驅(qū)動(dòng)等功能的全方位需求。</p><p>　　STEP 7- Micro/WIN SMAR T 是專門為S7-200 SMAR T 開(kāi)發(fā)的編程軟件，能在Windows XP SP3/

16、Windows 7 上運(yùn)行，支持LAD、FBD、STL 語(yǔ)言。安裝文件小于100 MB。在沿用STEP 7- Micro/WIN 優(yōu)秀編程理念的同時(shí)，更多的人性化設(shè)計(jì)使編程更容易上手，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)更加高效。</p><p>　　用戶可根據(jù)工藝需求自定義變量名，并且直接通過(guò)變量名進(jìn)行調(diào)用，</p><p>　　完全享受高級(jí)編程語(yǔ)言的便利。根據(jù)實(shí)現(xiàn)的功能，特殊功能寄存器調(diào)用后自動(dòng)命名，更加便捷。&

17、lt;/p><p>　　STEP 7- Micro/WIN SMART 提供了完善的注釋功能，能為程序塊、編程網(wǎng)絡(luò)、變量添加注釋，大幅提高程序的可讀性。當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到指令塊時(shí)，自動(dòng)顯示各管腳支持的數(shù)據(jù)類型。</p><p>　　在STEP 7- Micro/WIN SMART 狀態(tài)圖中，可監(jiān)測(cè)PLC 每一路輸入/ 輸出通道的當(dāng)前值，同時(shí)可對(duì)每路通道進(jìn)行強(qiáng)制輸入操作來(lái)檢驗(yàn)程序邏輯的正確性。<

18、/p><p>　　狀態(tài)監(jiān)測(cè)值既能通過(guò)數(shù)值形式，也能通過(guò)比較直觀的波形圖來(lái)顯示，二者可相互切換。</p><p>　　另外，對(duì)PID 和運(yùn)動(dòng)控制操作，S TEP 7- Micro/WIN SMART 通過(guò)專門的操作面板可對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。</p><p>　　在PLC 編程中，一般將多次反復(fù)執(zhí)行的相同任務(wù)編寫(xiě)成一個(gè)子程序，將來(lái)可以直接調(diào)用。使用子程序可以更好地組織程

19、序結(jié)構(gòu)，便于調(diào)試和閱讀。</p><p>　　STEP 7- Micro/WIN SMART 提供便利的指令庫(kù)功能，將子程序轉(zhuǎn)化成指令塊，與普通指令塊一樣，直接拖拽到編程界面就能完成調(diào)用。指令庫(kù)功能提供了密碼保護(hù)功能，防止庫(kù)文件被隨意查看或修改。</p><p>　　另外，西門子公司提供了大量完成各種功能的指令庫(kù)，均可輕松添加到軟件中。</p><p>　　1飲料箱

20、自動(dòng)碼垛機(jī)結(jié)構(gòu)原理</p><p><b>　　1.1 工藝流程</b></p><p>　　碼垛機(jī)是將已裝入容器的紙箱，按一定排列碼放在托盤、棧板（木質(zhì)、塑膠）上，進(jìn)行自動(dòng)堆碼，然后推出，便于運(yùn)至倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存。本設(shè)備采用西門子S7-200SMART控制，可實(shí)現(xiàn)3軸脈沖同步輸出，同步電機(jī)控制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)，可自由設(shè)置原點(diǎn)。方便客戶操作，應(yīng)用。可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化作業(yè)。真空吸盤操作進(jìn)行

21、提取物品，吸盤成本低，已更換。實(shí)現(xiàn)智能化操作管理，簡(jiǎn)便、易掌握?？纱蟠蟮販p少勞動(dòng)力和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。碼垛機(jī)是輸送機(jī)輸送來(lái)的料袋、紙箱或是其它包裝材料按照客戶工藝要求的工作方式自動(dòng)堆疊成垛，并將成垛的物料進(jìn)行輸送的設(shè)備。</p><p>　　機(jī)器是將從上一道工位完成包裝的飲料箱進(jìn)行碼垛。當(dāng)上一工位完成工作時(shí)，飲料箱進(jìn)入本工位，由本工位光電傳感器進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)信號(hào)反饋給PLC，PLC程序進(jìn)行碼垛操作。</p>

22、;<p><b>　　2方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1控制方案</b></p><p>　　按下啟動(dòng)鍵，工作開(kāi)始，機(jī)械手從原位等待，傳感器收到信號(hào)時(shí)，等待3秒，機(jī)械手下降，下降到指定點(diǎn)，真空機(jī)進(jìn)行工作，吸盤吸緊物品，為保證吸盤吸緊，吸盤動(dòng)作后延遲3秒進(jìn)行下一動(dòng)作。機(jī)械手上升，然后移動(dòng)到指定地點(diǎn)放下物品，機(jī)械手歸

23、位完成一次碼垛。每完成5次需要重新按下啟動(dòng)鍵再進(jìn)行碼垛，完成5次碼垛，報(bào)警燈亮起，示意碼垛完成。需要清理貨倉(cāng)。同時(shí)機(jī)械手要求可以手動(dòng)控制操作。手動(dòng)操作時(shí)有方向選擇按鈕以及相應(yīng)指示燈亮起。機(jī)械手運(yùn)動(dòng)由XYZ軸步進(jìn)電機(jī)控制。</p><p><b>　　2.2伺服系統(tǒng)</b></p><p>　　2.2.1伺服系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p>　　伺服系統(tǒng)

24、（servo mechanism）是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)椋欧姍C(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回

25、來(lái)，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)不方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。</p><p>　　無(wú)刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，力矩穩(wěn)定。控制復(fù)雜，容易實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換

26、相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)行溫度低，電磁輻射很小，長(zhǎng)壽命，可用于各種環(huán)境。</p><p>　　交流伺服電機(jī)也是無(wú)刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī)，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動(dòng)速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用。</p><p>　　伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/

27、V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。</p><p>　　交流伺服電機(jī)和無(wú)刷直流伺服電機(jī)在功能上的區(qū)別：交流伺服要好一些，因?yàn)槭钦也刂?，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡(jiǎn)單，便宜。</p><p>　　2.2.2伺服系統(tǒng)應(yīng)用使用

28、</p><p>　　伺服系統(tǒng)（servomechanism）又稱隨動(dòng)系統(tǒng)，是用來(lái)精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過(guò)程的反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。它的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對(duì)功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。在很多情況下，伺服系統(tǒng)專指被控制量（系統(tǒng)的輸出量）是機(jī)械位移或位移速度、加速度的

29、反饋控制系統(tǒng)，其作用是使輸出的機(jī)械位移（或轉(zhuǎn)角）準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角），其結(jié)構(gòu)組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒(méi)有原則上的區(qū)別。伺服系統(tǒng)最初用于國(guó)防軍工, 如火炮的控制, 船艦、飛機(jī)的自動(dòng)駕駛,導(dǎo)彈發(fā)射等,后來(lái)逐漸推廣到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多部門,如自動(dòng)機(jī)床、無(wú)線跟蹤控制等。</p><p>　　伺服系統(tǒng)是指利用某一部件(如控制桿)的作用能使系統(tǒng)所處的狀態(tài)到達(dá)或接近某一預(yù)定值,并能將所需狀態(tài)(所需值)和實(shí)際狀態(tài)加以比

30、較,依照它們的差別(有時(shí)是這一差別的變化率)來(lái)調(diào)節(jié)控制部件的自動(dòng)控制系統(tǒng)。</p><p>　　1、以小功率指令信號(hào)去控制大功率負(fù)載；</p><p>　　2、在沒(méi)有機(jī)械連接的情況下，由輸入軸控制位于遠(yuǎn)處的輸出軸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距同步傳動(dòng)；</p><p>　　3、使輸出機(jī)械位移精確地跟蹤電信號(hào)，如記錄和指示儀表等。</p><p>　　2.3氣動(dòng)系

31、統(tǒng)及吸盤</p><p><b>　　2.3.1氣動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p>　　氣動(dòng)技術(shù)與其他的傳動(dòng)和控制方式（如機(jī)械方式、電氣方式、電子方式、液壓方式）相比，優(yōu)點(diǎn)如下：1、氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。壓力等級(jí)低、故使用安全。2、工作介質(zhì)是取之不盡的空氣、空氣本身不花錢。排氣處理簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境，成本低。3、輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易。氣動(dòng)

32、的動(dòng)作速度一般為50~500mm/s，比液壓和電氣方式的動(dòng)作速度快。4、可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。電器元件的有效動(dòng)作次數(shù)約為百萬(wàn)次，而SMC的一般電磁閥的壽命大于3000萬(wàn)次，小型閥超過(guò)2億次。5、利用空氣的壓縮性，可貯存能量，實(shí)現(xiàn)集中供氣?？啥虝r(shí)間釋放能量，以獲得間歇運(yùn)動(dòng)中的高速響應(yīng)?？蓪?shí)現(xiàn)緩沖。對(duì)沖擊負(fù)載和過(guò)負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在一定條件下，可使氣動(dòng)裝置有自保持能力。6、全氣動(dòng)控制具有防火、防爆、防潮的能力。與液壓方式相比，氣動(dòng)

33、方式可在高溫場(chǎng)合使用。7、由于空氣流動(dòng)損失小，壓縮空氣可集中供應(yīng)，遠(yuǎn)距離輸送。</p><p><b>　　2.3.2真空吸盤</b></p><p>　　真空吸盤，又稱真空吊具，是真空設(shè)備執(zhí)行器之一。一般來(lái)說(shuō)，利用真空吸盤抓取制品是最廉價(jià)的一種方法。真空吸盤品種多樣，橡膠制成的吸盤可在高溫下進(jìn)行操作，由硅橡膠制成的吸盤非常適于抓住表面粗糙的制品；由聚氨酯制成的吸盤

34、則很耐用。另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，如果要求吸盤具有耐油性，則可以考慮使用聚氨酯、丁腈橡膠或含乙烯基的聚合物等材料來(lái)制造吸盤。通常，為避免制品的表面被劃傷，最好選擇由丁腈橡膠或硅橡膠制成的帶有波紋管的吸盤吸盤材料采用丁腈橡膠制造，具有較大的扯斷力，因而廣泛應(yīng)用于各種真空吸持設(shè)備上。</p><p><b>　　2.4步進(jìn)電機(jī)</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信

35、號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。</p><

36、p>　　步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。</p><p>　　雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、

37、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。</p><p>　　2.5脈沖輸出控制（PTO方式輸出）</p><p>　　S7-200 smart有三個(gè)置PTO/PWM （Q0.0;Q0.1;Q0.3）發(fā)生器，用以建立高速脈沖串（PTO）或

38、脈寬調(diào)節(jié)（PWM）信號(hào)波形。</p><p>　　當(dāng)組態(tài)一個(gè)輸出為PTO 操作時(shí)，生成一個(gè)50%占空比脈沖串用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的速度和位置的開(kāi)環(huán)控制。 置PTO 功能提供了脈沖串輸出，脈沖周期和數(shù)量可由用戶控制。但應(yīng)用程序必須通過(guò)PLC內(nèi)置I/O 提供方向和限位控制。</p><p>　　為了簡(jiǎn)化用戶應(yīng)用程序中位控功能的使用，STEP7--Micro/WIN 提供的位控向?qū)Э梢詭椭褂?/p>

39、者在幾分鐘內(nèi)全部完成PWM，PTO 或位控模塊的組態(tài)。向?qū)Э梢陨晌恢弥噶?，用戶可以用這些指令在其應(yīng)用程序中為速度和位置提供動(dòng)態(tài)控制。 </p><p>　　開(kāi)環(huán)位控用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的基本信息 </p><p>　　借助位控向?qū)ЫM態(tài)PTO 輸出時(shí)，需要用戶提供一些基本信息，逐項(xiàng)介紹如下：</p><p>　?、?最大速度 （MAX_SPEED）和啟動(dòng)/停止速度

40、 （SS_SPEED） </p><p>　　MAX_SPEED 是允許的操作速度的最大值，它應(yīng)在電機(jī)力矩能力的范圍 。 驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需的力矩由摩擦力、慣性以及加速/減速時(shí)間決定。</p><p>　　SS_SPEED：該數(shù)值應(yīng)滿足電機(jī)在低速時(shí)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力，如果SS_SPEED 的數(shù)值過(guò) 低，電機(jī)和負(fù)載在運(yùn)動(dòng)的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)可能會(huì)搖擺或顫動(dòng)。如果SS_SPEED 的數(shù)值過(guò)高，電機(jī)會(huì)在啟動(dòng)

41、時(shí)丟失脈沖，并且負(fù)載在試圖停止時(shí)會(huì)使電機(jī)超速。通常，SS_SPEED 值是MAX_SPEED 值的5%至15%。 </p><p>　?、萍铀俸蜏p速時(shí)間 </p><p>　　加速時(shí)間ACCEL_TIME：電機(jī)從 SS_SPEED速度加速到MAX_SPEED速度所需的時(shí)間。 減速時(shí)間DECEL_TIME：電機(jī)從MAX_SPEED速度減速到SS_SPEED速度所需要的時(shí)間。<

42、;/p><p>　　加速時(shí)間和減速時(shí)間的缺省設(shè)置都是1000 毫秒。通常，電機(jī)可在小于1000 毫秒的時(shí)間工作。這2 個(gè)值設(shè)定時(shí)要以毫秒為單位。 </p><p>　　注意：電機(jī)的加速和失速時(shí)間要 過(guò)測(cè)試來(lái)確定。開(kāi)始時(shí)，使用者應(yīng)輸入一個(gè)較大的值。逐漸減少這個(gè)時(shí)間值直至電機(jī)開(kāi)始失速，從而優(yōu)化應(yīng)用中的這些設(shè)置。</p><p>　　2.6 PLC控制系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)步

43、驟</p><p>　　設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，首先是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，即根據(jù)被控對(duì)象的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。然后是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能分析，即通過(guò)分析系統(tǒng)功能，提出PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，控制信號(hào)的種類、數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定PLC的機(jī)型和系統(tǒng)的具體配置。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以按以下步驟進(jìn)行。1．熟悉被控對(duì)象，制定控制方案

44、 分析被控對(duì)象的工藝過(guò)程及工作特點(diǎn)，了解被控對(duì)象機(jī)、電、液之間的配合，確定被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的控制要求。2．確定I／O設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定用戶所需的輸入(如按鈕、行程開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)等)和輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等)由此確定PLC的I／O點(diǎn)數(shù)。3．選擇PLC 選擇時(shí)主要包括PLC機(jī)型、容量、I／O模塊、電源的選擇。4．分配PLC的I／O地址根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)需要，確定控制按鈕，選擇開(kāi)關(guān)、接觸器、電磁閥

45、、信號(hào)指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號(hào)列出輸入／輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對(duì)照表，以便繪制PLC外部I／O接線圖和編制程序。5．</p><p>　　3電氣接線圖（按I/0分配表進(jìn)行連接）</p><p><b>　　4軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 I/O分配</b

46、></p><p><b>　　4.2 程序</b></p><p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是成功的，雖然之間遇到了種種的困難，但是在寧宗奇老師的指導(dǎo)下，也克服了種種難關(guān)。最終也按照當(dāng)初的設(shè)計(jì)要求完成了設(shè)計(jì)。</p><p>　　畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一

47、次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整的飲料箱自動(dòng)碼垛機(jī)plc控制回路設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都

48、希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。  </p><p>　　雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過(guò)程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種plc功能指令的使用方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求，舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：西門子PLC-200中能夠控制脈沖輸出的也就只有Q0.0/Q0.

49、1兩個(gè)而已，是無(wú)法完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的，但是如果選用了PLC-200smart系列就可以完成本方案，這些本是我工作后才會(huì)意識(shí)到的問(wèn)題，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我提前了解了這些知識(shí)，這是很珍貴的。  </p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中一些程序的設(shè)計(jì)讓我很頭痛，原因是由于本身設(shè)計(jì)受到工藝本身的框定，而又必須考慮本專業(yè)的一些要求規(guī)范，從而形成了一些矛盾點(diǎn)，這些矛盾在處理上讓人很難斟酌，正是基于這種考慮我意識(shí)

50、到：要向更完美的進(jìn)行一次設(shè)計(jì)，與其他專業(yè)人才的交流溝通是很有必要的，這其中也包括更好的理解用戶要求。更好的滿足要求</p><p>　　提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無(wú)數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來(lái)，也必然會(huì)讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。  </p><p>　　從不知道畢業(yè)論文怎么寫(xiě)，到順利如期

51、的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，這給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，這些我在畢業(yè)論文結(jié)束語(yǔ)中都提起過(guò)。事實(shí)上，碼垛機(jī)PLC還是工業(yè)控制系統(tǒng)，我都采用了一些新的技術(shù)和設(shè)備他們有著很多的優(yōu)越性但也存在一定的不足，這新不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。比如我的設(shè)計(jì)在安全報(bào)警上就有很大的不足，在這個(gè)提倡安全能被高度重視的社會(huì)中，這無(wú)疑是很讓我自身感到遺憾的，可這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動(dòng)力，只有發(fā)現(xiàn)問(wèn)

52、題面對(duì)問(wèn)題才有可能解決問(wèn)題，不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的為祖國(guó)的四化服務(wù)。 </p><p><b>　　6參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.</p><p>　　[

53、2] 王永華.現(xiàn)代電器控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京.北京航空航天大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[3] 湯自春.PLC原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2006.</p><p>　　[4] 西門子公司.西門子S7-200可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè) [M].2008.</p><p>　　[5] 傅宇.PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].