畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）小型運(yùn)料移栽機(jī)設(shè)計(jì)

1、徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目 錄第一章 緒論11.1 plc、變頻器概述11.2 選題背景及設(shè)計(jì)意義41.3設(shè)計(jì)方案論證4第二章 硬件設(shè)計(jì)52.1硬件電路的設(shè)計(jì)52.2各元器件介紹9第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)223.1各部分流程圖223.2 plc程序22第四章 調(diào) 試274.1綜合調(diào)試27致謝和結(jié)束語(yǔ)28參考文獻(xiàn)3030第一章 緒論1.1 plc、變頻器概述1.1.1 plc概述可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息處理兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要，應(yīng)用最多的控制設(shè)備，并已

2、躍居工業(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）的首位。plc基本組成包括中央處理器(cpu)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口(縮寫(xiě)為i/o，包括輸入接口、輸出接口、外部設(shè)備接口、擴(kuò)展接口等)、外部設(shè)備編程器及電源模塊組成，見(jiàn)圖1。plc內(nèi)部各組成單元之間通過(guò)電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接，外部則根據(jù)實(shí)際控制對(duì)象配置相應(yīng)設(shè)備與控制裝置構(gòu)成plc控制系統(tǒng)。plc的特點(diǎn)：1、高可靠性（1）所有的i/o接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與plc內(nèi)部電路之間電氣上隔離。（2）各輸入端均采用r-c濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms.（3）各模塊均采用屏蔽措施，以

3、防止輻射干擾。（4）采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。（5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。（6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，cpu立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（7）大型plc還可以采用由雙cpu構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三cpu構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。2、豐富的i/o接口模塊plc針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開(kāi)關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的i/o模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開(kāi)關(guān)；接近開(kāi)關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部，它還有多種

4、通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。3、采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型plc以外，絕大多數(shù)plc均采用模塊化結(jié)構(gòu)。plc的各個(gè)部件，包括cpu，電源，i/o等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。4、編程簡(jiǎn)單易學(xué)plc的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。5、安裝簡(jiǎn)單，維修方便plc不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與plc相應(yīng)的i/o端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便

5、于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。plc應(yīng)用：1開(kāi)關(guān)量的邏輯控制這是plc最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（analog）和數(shù)字量（digital）之間的a/d轉(zhuǎn)換及d/a轉(zhuǎn)換。plc廠家都生產(chǎn)配套的a/

6、d和d/a轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3運(yùn)動(dòng)控制 plc可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量i/o模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要plc廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。4過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，plc能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。pid調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型plc都有pid模塊，目前許多小型plc也具有此功能模塊。p

7、id處理一般是運(yùn)行專(zhuān)用的pid子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。5數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代plc具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。6通信及聯(lián)網(wǎng) plc通信含plc間的通信及plc與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

8、得很快，各plc廠商都十分重視plc的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的plc都具有通信接口，通信非常方便。1.1.2 變頻器概述變頻器是把工頻電源(50hz或60hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。對(duì)于如矢量控制變頻這種需要大量運(yùn)算的變頻器來(lái)說(shuō)，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的cpu以及一些相應(yīng)的電路。變頻調(diào)速是通過(guò)改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。用于電機(jī)控制的變頻器，既可以改變電壓，又可以改變頻率。只要改變頻率f即可

9、改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在050hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。 變頻器應(yīng)用領(lǐng)域：1、節(jié)能 ：應(yīng)用變頻調(diào)速，可以大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制精度，使電機(jī)在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。以風(fēng)機(jī)水泵為例，根據(jù)流體力學(xué)原理，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。因此，精確調(diào)速的節(jié)電效果非?？捎^。與此類(lèi)似，許多變動(dòng)負(fù)載電機(jī)一般按最大需求來(lái)生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的容量，故設(shè)計(jì)裕量偏大。而在實(shí)際運(yùn)行中，輕載運(yùn)行的時(shí)間所占比例卻非常高。如采用變頻調(diào)速，可大大提高輕載運(yùn)行時(shí)的工作效率。因此

10、，變動(dòng)負(fù)載的節(jié)能潛力巨大。 2、工藝控制（速度控制）：由于變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)，在許多需要精確速度控制的應(yīng)用中，變頻器正在發(fā)揮著提升工藝質(zhì)量和生產(chǎn)效率的顯著作用。 3、變頻家電 ：除了工業(yè)相關(guān)行業(yè)，在普通家庭中，節(jié)約電費(fèi)、提高家電性能、保護(hù)環(huán)境等受到越來(lái)越多的關(guān)注，變頻家電成為變頻器的另一個(gè)廣闊市場(chǎng)和應(yīng)用趨勢(shì)。帶有變頻控制的冰箱、洗衣機(jī)、家用空調(diào)等，在節(jié)電、減小電壓沖擊、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的優(yōu)勢(shì)。 1.2 選題背景及設(shè)計(jì)意義一、選題背景隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，齒輪傳動(dòng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)變速，而直流拖動(dòng)的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯露出來(lái)。由于換向器的存在，直流電機(jī)的

11、維護(hù)量加大，單機(jī)容量、最高轉(zhuǎn)速以及使用環(huán)境都受到限制。人們開(kāi)始轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格低廉的異步電動(dòng)機(jī)。但異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能難以滿足生產(chǎn)的需要。于是，從20世紀(jì)30年代開(kāi)始，人們致力于交流調(diào)速技術(shù)的研究，然而進(jìn)展緩慢。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，直流調(diào)速一直以其優(yōu)異的性能統(tǒng)治著電氣傳動(dòng)領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代以后，特別是70年代以來(lái)，電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，使得交流調(diào)速性能可以與直流調(diào)速相媲美。目前，交流調(diào)速已進(jìn)入逐步代替直流調(diào)速的時(shí)代。 二、設(shè)計(jì)意義本設(shè)計(jì)通過(guò)plc和變頻器的配合工作，可以滿足運(yùn)料移栽機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行。移栽機(jī)可以自動(dòng)識(shí)別物料，有可以緩沖的斜坡加速狀態(tài)和

12、減速狀態(tài)，消除因突然啟動(dòng)和突然停止時(shí)，移栽機(jī)因?yàn)閼T性將物料拋出，損壞物料。在實(shí)現(xiàn)斜坡加速和高速運(yùn)行兩種狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換中，滿足快速、準(zhǔn)確、安穩(wěn)的將物料送到目的地。終點(diǎn)處有物料識(shí)別光電開(kāi)關(guān)，延時(shí)后，移栽機(jī)自動(dòng)返回，回到原點(diǎn)，為下次運(yùn)料做準(zhǔn)備。完全滿足自動(dòng)化要求。1.3設(shè)計(jì)方案論證方案一：為實(shí)現(xiàn)移栽機(jī)在運(yùn)行中的速度變換，采用帶有多檔變速箱來(lái)實(shí)現(xiàn)。此方案需手動(dòng)完成變速或另加控制電路來(lái)選檔，無(wú)法實(shí)現(xiàn)移栽機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行，或者外圍控制電路變得復(fù)雜，控制不便，穩(wěn)定性差。在兩檔之間的變換順間，會(huì)產(chǎn)生移栽機(jī)的晃動(dòng)，影響整個(gè)裝置的使用壽命。方案二：采用直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)移栽機(jī)運(yùn)行中的速度變換。直流電機(jī)調(diào)速困難，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，

13、體積大慣性大，造價(jià)高，維修困難，且無(wú)法軟啟動(dòng)，有火花，環(huán)境適用能力差。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，采用的都是市電，還需要整流電路，投入費(fèi)用大。方案三：采用變頻器調(diào)速方式，實(shí)現(xiàn)移栽機(jī)在自動(dòng)運(yùn)行中的速度變換。此設(shè)計(jì)中，變頻器可根據(jù)移栽機(jī)上行程光電的信號(hào)，及時(shí)改變頻率，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)變速的要求。在變速過(guò)程中，由于采用頻率的變化實(shí)現(xiàn)速度的變化，可以使移栽機(jī)均勻的提升或降低速度，實(shí)現(xiàn)移栽機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，不會(huì)因慣性影響破損工件。此設(shè)計(jì)可以完全滿足工程要求。綜述三個(gè)方案，選擇第三個(gè)方案。設(shè)計(jì)總體方框圖如下：圖中，plc采用三菱fx0-30mr,變頻器采用施奈德vltivar31,電動(dòng)機(jī)用的是ysz-30轉(zhuǎn)扇電機(jī)。第二章 硬件設(shè)計(jì)2

14、.1硬件電路的設(shè)計(jì)變頻器控制主電路plc配置圖輸入分配表移栽機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要組成如下： 三菱fx0-30mr此plc為系統(tǒng)控制裝置，負(fù)責(zé)控制信號(hào)的接收，邏輯處理和處理結(jié)果的輸出，實(shí)現(xiàn)移栽機(jī)按照設(shè)計(jì)思路運(yùn)行。 施奈德vltivar31此變頻器為電機(jī)控制裝置，根據(jù)plc提供的控制信息，控制電動(dòng)機(jī)頻率的變換，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，使移栽機(jī)的運(yùn)行得到精確控制，完成工件的輸送過(guò)程。 移栽機(jī)機(jī)體 移栽機(jī)完成工件運(yùn)輸?shù)妮d體，包括動(dòng)力電動(dòng)機(jī)ysz-30轉(zhuǎn)扇電機(jī)、位置檢測(cè)光電、傳送鏈條、工件托盤(pán)。 控制盒 控制電機(jī)的啟動(dòng)、停止，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)手動(dòng)的轉(zhuǎn)換，在手動(dòng)狀態(tài)下的移動(dòng)控制 控制信號(hào)轉(zhuǎn)換中心

15、 由中間繼電器組成，從plc獲取的正反轉(zhuǎn)和速度的變換信號(hào)控制變頻器的控制端子，實(shí)現(xiàn)的變換，完成輸送過(guò)程。2.2各元器件介紹1.變頻器控制電路施奈德變頻器是現(xiàn)今變頻器主流產(chǎn)品之一，本系統(tǒng)采用的施奈德vltivar31變頻器集靈巧精致、性能一流、操作便捷和穩(wěn)定可靠四大優(yōu)勢(shì)于一身,是簡(jiǎn)單工業(yè)機(jī)械和民用設(shè)備的最優(yōu)選擇。1.1 變頻器動(dòng)力端子功能1.2 變頻器動(dòng)力端子布置1.3 變頻器控制端子1.4 變頻器控制端子的功能和特性1.5 控制端子接線編程設(shè)置：1.6 速度設(shè)置本設(shè)計(jì)共使用到三個(gè)不同的速度，根據(jù)變頻器提供的速度設(shè)置模式，選擇預(yù)置4個(gè)速度。速度分配是：低速時(shí)頻率設(shè)置為5 hz,高速設(shè)置為15 h

16、z,中速為10 hz.對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為150 r/min、450 r/min、300 r/min。2. plc控制電路 2.1 plc的工作原理 2.1.1 循環(huán)掃描plc可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備。它一直周而復(fù)始地循環(huán)掃描并執(zhí)行由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務(wù)。用戶程序只是掃描周期的一個(gè)組成部分，用戶程序不運(yùn)行時(shí)plc也在掃描，只不過(guò)在一個(gè)周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫(xiě)輸出這幾部分內(nèi)容。典型的plc在一個(gè)周期中可完成5個(gè)掃描過(guò)程： （1）自診斷測(cè)試掃描過(guò)程 （2）與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的掃描過(guò)程 （3）用戶程序掃描過(guò)程（4）讀輸入、寫(xiě)輸出掃描過(guò)程（5）各個(gè)電路和不同的掃描階段會(huì)造成輸入和輸出的延遲

17、，這是plc的主要缺點(diǎn)plc是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在plc運(yùn)行時(shí)，cpu根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。 plc的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。 plc在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫(xiě)入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端

18、口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。 plc在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫(xiě)入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。 輸出刷新階段：當(dāng)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(guò)一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。2.1.2 i/o響應(yīng)時(shí)間 從plc輸入端信號(hào)發(fā)生變化到輸出端對(duì)輸入變化做出反應(yīng)，需要一斷時(shí)間，這段時(shí)間就稱(chēng)為plc的響應(yīng)時(shí)間或滯后時(shí)間。 響應(yīng)時(shí)間由輸入延遲、輸出延遲和程序執(zhí)行時(shí)間三部分決定。 在最有利的情況下，輸入狀態(tài)經(jīng)過(guò)一個(gè)掃描周期在輸出得

19、到響應(yīng)的時(shí)間，稱(chēng)為最小i/o響應(yīng)時(shí)間。在最不利的情況下，輸入點(diǎn)的狀態(tài)恰好錯(cuò)過(guò)了輸入的鎖入時(shí)刻，造成在下一個(gè)輸出鎖定才能被響應(yīng)，這就需要兩個(gè)掃描周期時(shí)間，稱(chēng)為最大i/o響應(yīng)時(shí)間。它們是由plc 的掃描執(zhí)行方式?jīng)Q定的，與編程方法無(wú)關(guān)。2.1.3 plc中的存儲(chǔ)器 plc中的存儲(chǔ)器按用途分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。（1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中存放的是廠家根據(jù)其選用的cpu的指令系統(tǒng)編寫(xiě)的系統(tǒng)程序，它決定了plc的功能，用戶不能更改其內(nèi)容。（2）用戶程序存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)根據(jù)控制要求而編制的用戶應(yīng)用程序。（3）用來(lái)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)的區(qū)域稱(chēng)為工作數(shù)據(jù)區(qū)。工作數(shù)據(jù)區(qū)是經(jīng)常變化，經(jīng)常存取的它包括輸

20、出映像寄存器和程序執(zhí)行過(guò)程中的參數(shù)可變值等。plc的種類(lèi)很多，無(wú)論用戶使用哪一種，要想編制正確的程序，必須對(duì)存儲(chǔ)器的規(guī)劃非常清楚。2.2 plc控制電路詳細(xì)2.2.1 三菱plc系列fx0概述 fx系列plc主要產(chǎn)品的性能比較型號(hào)i/0點(diǎn)數(shù)基本指令執(zhí)行時(shí)間功能指令模擬模塊量通信fx0s10301.63.6s50無(wú)無(wú)fx0n241281.63.6s55有較強(qiáng)fx1n141280.550.7s177有較強(qiáng)fx2n162560.08s298有強(qiáng)2.2. 2 plc編程方式三菱比較有優(yōu)勢(shì)的小型機(jī)fx系列和西門(mén)子s7-200系列比較：1、三菱的編程軟件從早期的fxgpwin到近期的gx8.0，和所有的日

21、系品牌一樣，該軟件的編程思路是自上而下的單一縱向結(jié)構(gòu)，而西門(mén)子的microwin則是縱向和橫向兼?zhèn)涞慕Y(jié)構(gòu)，而且子程序支持局部變量，相同的功能只需要編一次程序即可，大大減少了開(kāi)發(fā)難度和時(shí)間2、s7-200一直以來(lái)支持強(qiáng)大的浮點(diǎn)運(yùn)算，編程軟件直接支持小數(shù)點(diǎn)輸入輸出，而三菱直至近年推出的fx3u系列才有此種功能，以前的fx2n系列的浮點(diǎn)功能都是假的3、s7-200的模擬量輸入輸出程序非常簡(jiǎn)單方便，ad、da值可以不需編程直接存取的，三菱的fx2n及其以前的系列都需要非常繁瑣的from to指令。fx3u如今倒支持此功能了，但足足晚了五年甚至更多4、cpu226和cpu224xp，標(biāo)準(zhǔn)配置2個(gè)485口

22、即ppi口，最大通訊速度187.5k,三菱fx3u之前的所有系列都是一個(gè)可憐的422口，而且速度是9.6k。如果需要連個(gè)智能儀表什么的則必須另購(gòu)fx2n0-485bd等特殊模塊5、cpu226的程序容量20k,數(shù)據(jù)容量14k,fx2n總共才8k.后來(lái)的3u倒是有所改進(jìn)但三菱的fx2n系列有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)，一是高速計(jì)數(shù)器指令比s7-200方便二是422口比西門(mén)子的ppi口皮實(shí)，200系列的ppi口是非光電隔離的，非規(guī)范操作和仿制的編程電纜可能會(huì)導(dǎo)致串口損壞。fx0編程:2.2. 3 plc軟元件介紹2.2. 4 軟元件編號(hào)列表2.2. 5 輸入輸出繼電器作用和功能3、 移栽機(jī)機(jī)體電路x006原點(diǎn)x01

23、1前進(jìn)減速x007原點(diǎn)物識(shí)x012終點(diǎn)x010前進(jìn)加速x013終點(diǎn)物識(shí)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中均采用自返式光電開(kāi)關(guān)采集信號(hào)。3.1 光電開(kāi)關(guān)工作原理 所示是反射式光電開(kāi)關(guān)的工作原理框圖。由振蕩回路產(chǎn)生的調(diào)制脈沖經(jīng)反射電路后，由發(fā)光管gl輻射出光脈沖。當(dāng)被測(cè)物體進(jìn)入受光器作用范圍時(shí)，被反射回來(lái)的光脈沖進(jìn)入光敏三極管du。并在接收電路中將光脈沖解調(diào)為電脈沖信號(hào)，再經(jīng)放大器放大和同步選通整形，然后用數(shù)字積分或rc積分方式排除干擾，最后經(jīng)延時(shí)（或不延時(shí)）觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器輸出光電開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。 光電開(kāi)關(guān)一般都具有良好的回差特性，因而即使被檢測(cè)物在小范圍內(nèi)晃動(dòng)也不會(huì)影響驅(qū)動(dòng)器的輸出狀態(tài)，從而可使其保持在穩(wěn)定工作區(qū)。同時(shí)，自

24、診斷系統(tǒng)還可以顯示受光狀態(tài)和穩(wěn)定工作區(qū)，以隨時(shí)監(jiān)視光電開(kāi)關(guān)的工作。3.2 光電開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)具有自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示功能，可及時(shí)告知工作狀態(tài)是否可靠； 對(duì)射式、反射式、鏡面反射式光電開(kāi)關(guān)都有防止相互干擾功能，安裝方便； 對(duì)es外同步（外診斷）控制端的進(jìn)行設(shè)置可在運(yùn)行前預(yù)檢光電開(kāi)關(guān)是否正常工作。并可隨時(shí)接受計(jì)算機(jī)或可編程控制器的中斷或檢測(cè)指令，外診斷與自診斷的適當(dāng)組合可使光電開(kāi)關(guān)智能化； 響應(yīng)速度快，高速光電開(kāi)關(guān)的響應(yīng)速度可達(dá)到0.1ms，每分鐘可進(jìn)行30萬(wàn)次檢測(cè)操作，能檢出高速移動(dòng)的微小物體； 采用專(zhuān)用集成電路和先進(jìn)的smt表面安裝工藝，具有很高的可靠性； 體積小（最小僅203112mm）、重量輕

25、，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，并具有短路保護(hù)功能。3.3專(zhuān)用名詞說(shuō)明 檢出距離對(duì)射式和鏡面反射式光電開(kāi)關(guān)的檢出距離是指光軸上無(wú)有效遮擋物野戰(zhàn)，可穩(wěn)定檢出的最大距離。 反射式光電開(kāi)關(guān)的檢出距離則是可穩(wěn)定檢出標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物的最大距離。 回差距離回差距離指動(dòng)作距離與復(fù)位距離之差。它用檢出距離的比率來(lái)表示，一般在檢出距離的20%以下。 響應(yīng)時(shí)間把從受光器初始有效受光到輸出動(dòng)作所需的時(shí)間稱(chēng)作響應(yīng)時(shí)間。 把從受光器初始有效遮光到輸出復(fù)位所需的時(shí)間稱(chēng)為復(fù)位應(yīng)用時(shí)間。 暗動(dòng)暗動(dòng)（dark on）：即遮光動(dòng)作。它表示在進(jìn)入受光器的光速減少到一定程度時(shí)或被全遮時(shí)，輸出晶體管將導(dǎo)通輸出。 亮動(dòng)亮動(dòng)（light on），也稱(chēng)受光動(dòng)作。

26、它是指進(jìn)入受光器的光束增加到一定量時(shí)，輸出晶體管導(dǎo)通且有輸出。 外同步輸入功能在一般情況下，凡具有外部診斷輸入功能的光電開(kāi)關(guān)，一般均具有外同步功能。 也就是說(shuō)，用接點(diǎn)或晶體管導(dǎo)通等方法使圖2中的藍(lán)線與黑線短接（on）可隨時(shí)停止投光?？梢該?jù)此在工作前預(yù)檢傳感器檢測(cè)是否正常。在工作中，利用此性質(zhì)也可隨時(shí)接受控制系統(tǒng)發(fā)出的運(yùn)行或中斷指令。如果將前一個(gè)輸出與后一個(gè)外同步輸入進(jìn)行串接，則可實(shí)現(xiàn)與門(mén)等功能。3.3 外部接線圖4、 控制盒分布圖第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖流程圖3.2 plc程序3.2.1 plc梯形圖程序說(shuō)明：準(zhǔn)備就緒時(shí)，工件托盤(pán)位于原點(diǎn)位置，托盤(pán)滿載工件時(shí)，按下啟動(dòng)按

27、鈕，移栽機(jī)開(kāi)始工作，自動(dòng)加速前進(jìn)，接到前進(jìn)加速信號(hào)時(shí)進(jìn)入高速，接到前進(jìn)加速時(shí)，進(jìn)入減速狀態(tài)，直到接到終點(diǎn)信號(hào)停止，等待取工件。工件取出后，延時(shí)等待自動(dòng)返回，直到原點(diǎn)時(shí)停車(chē)。手動(dòng)狀態(tài)下，左移到起點(diǎn)停車(chē)，右移到終點(diǎn)是停車(chē)。3.2.2 程序具體步序列表：第四章 調(diào)試4.1綜合調(diào)試硬件調(diào)試：接通電源，檢查三菱fx0-30mr可編程控制器是否可以正常工作，接頭是否接觸良好，然后把其與電腦的通信口連接。施奈德變頻器是否可以正常啟動(dòng)、停止、輸出要求的頻率。 軟件調(diào)試：按要求輸入梯形圖，轉(zhuǎn)換成指令表，并進(jìn)行語(yǔ)法的檢查，正確后設(shè)置正確的通信口，將指令讀入到指定的可編程控制器rom中，進(jìn)行下一步的調(diào)試。 運(yùn)行調(diào)試

28、：在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上，打開(kāi)三菱fx0-30mr可編程控制器的“run”開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)試；觀察準(zhǔn)備就緒狀態(tài)下運(yùn)行的情況，看是否是完整自動(dòng)的完成移栽機(jī)的工件運(yùn)送過(guò)程，是否隨時(shí)按下停止按鈕可以停止系統(tǒng)運(yùn)行。在非準(zhǔn)備就緒狀態(tài)下，操作手動(dòng)控制方式，看是否可以讓移栽機(jī)恢復(fù)到準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。致謝和結(jié)束語(yǔ)首先感謝范學(xué)慧對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的支持和指導(dǎo)。設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師給予了我很大的支持，才能完成本次實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。論文的完成也離不開(kāi)老師對(duì)我的細(xì)心指點(diǎn)，當(dāng)我迷茫于眾多的資料時(shí)，她為我提綱挈領(lǐng)，梳理脈絡(luò)，使我確立了本文的框架。從框架的完善，到內(nèi)容的擴(kuò)充；從行文的用語(yǔ)，到格式的規(guī)范，老師都嚴(yán)格要求，力求完美。另外，感謝我的同事楊柯柯，感謝他在我硬件制作過(guò)程中的幫助?；趐lc和變