1、湖南工程學院湖南工程學院課程設計X-Y工作臺伺服控制系統設計年 級: 機械電子0901 學 號: 38 姓 名: 蔣 博 專 業: 機械電子 指導老師:譚季秋 吳晨曦 二零一二年六月課程設計任務書 設計題目：XY 工作臺伺服控制系統設計姓名蔣博系別機械學院專業機械電子班級 0901學號38指導老師譚季秋、吳晨曦 教研室主任陳小異一、基本任務及要求1設計任務設計一個步進開環伺服系統，其控制對象為機床的XY工作臺。設計參數：1）脈沖當量為0.01mm/step； 2)鍵控命令輸入；3）運動范圍：X: 0100mm Y:0100mm ；V:01m/min ；a:00.1m/s2 F=1000N：4）

2、顯示當前運動位置、越界報警、并停止運動。（1）XY工作臺機械結構設計（A2圖紙）。 （2）步進電機的計算與選擇。 （3）驅動電路的設計。 （4）系統控制軟件設計。如啟停、調速、報警等。2要求（1）設計總體方案，畫出系統結構框圖；（2）設計伺服驅動（電路）系統，編寫系統控制軟件，并進行部分調試； （3）撰寫設計說明書（56千字），并附程序清單及其功能注釋。二、進度安排及完成時間1設計時間 二周（從2012年6月 10日至2012年6月 23 日）2進度安排：第1周 布置設計任務；查閱資料； 設計機械結構圖。第2周 設計硬件電路；編寫各功能子程序并調試。整理資料；按格式撰寫設計說明書；上交設計作業

3、（打印稿及電子文檔）；并參加答辯。注：機械結構設計23人；硬件電路設計23人。軟件設計目 錄第1章 緒論1.1.1 引言11.4 課題研究目的11.3 課題展望.1.2 研發背景及意義第2章 確定課題設計方案.2.4 XY工作臺的傳動方式2.2伺服系統的選擇.2.3算機系統的選擇2.1系統運動方式的確定第3章 機械結構設計.3.1 工作臺外形尺寸及重量初步估算3.2 滾動導軌副的計算、選擇3.3 滾珠絲杠計算、選擇3.3.1 傳動效率計算3.3.2穩定性驗算3.3.3 剛度驗算3.4 齒輪計算、設計3.5 步進電機慣性負載的計算3.5.1等效轉動慣量的計算3.6 步進電機的選用3.6.1步進電

4、機啟動力矩的計算3.6.2步進電機的最高工作頻率第4章 控制硬件系統設計.4.1 plc的選擇4.1.2 估計需要的plc規模4.1.3 輸入，輸出估算4.1.4 存儲容量的估算4.1. plc選型的注意事項4.2 Plc接口設計及連線圖第5章 軟件系統設計5.1系統控制軟件方案的確定5.1.1根據本課題的軟件控制方面的功能要求5.1.2方案的確定.5.2元器件選型.5.2.1限位開關選擇5.2.2 開關按鍵的選擇5.2.3 PLC型號選擇5.3 PLC輸入輸出分配表5.4元器件清單5.5 PLC電氣接線圖：5.6系統控制流程圖設計結 論參考文獻第1章 緒 論1.1 引言X-Y工作臺伺服系統設

5、計是一個開環控制系統，其結構簡單，實現方便而且能夠保證一定的精度，降低成本，是可編程控制器（PLC)技術的最簡單的應用，它充分的利用了微機的軟件和硬件功能，以實現對機床、立體車庫等的控制，使機床的加工范圍擴大。精度和可靠性進一步得到提高，X-Y工作臺伺服系統設計是利三菱FX2N的PLC及其一系列繼電器、接觸器等組成，在控制系統的硬件基礎上編寫一定的程序以實現一定的加工功能。其驅動電機為反應式步進電機。它是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以

6、通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。本設計的基本思想是根據工作要求，通過控制輸入脈沖的頻率和旋向來實現工作臺實際移動速度和運動方向與要求相一致從而實現正常工作的目的。1.2 研發背景及意義本設計結合機電一體化課程教學環節需要，設計用單片機作為控制系統的X-Y工作臺。通過論述X-Y工作臺機械結構設計。設計和控制電路接口設計,闡述了機電一體化設計中的共性和關鍵技術。微型計算機控制機械傳動畢業設計是機電一體化專業的學生必須要經歷的一個重要的實踐環節。通過本環節的鍛煉力爭能把以前所學的知識融會貫通，從而達到溫

7、故而知新的目的，提高解決實際工程課題的能力。根據教學要求，結合自己的資料掌握狀況，選擇基于PLC控制X-Y工作臺機械部分的設計作為課程設計課題。PLC控制X-Y工作臺是眾多控制機械傳動方法的一種，它利用單片機發出指令控制步進電機的轉角和轉速，進而控制X-Y工作臺兩方向的移動，實現畫線，移動物體等功能。PLC控制X-Y工作臺主要由三部分組成：工作臺及傳動支撐部分，減速裝置，控制部分及電機組成。加工工件固定在X-Y工作臺上。X、Y兩方向的運動各由一臺步進電機控制。控制系統每發出一個信號，步進電機就走一步，并通過中間傳動機構帶動兩方向的絲杠旋轉，分別使得X、Y工作臺進給。1.3 課題展望隨著現代工業

8、設備的自動化，越來越多的工廠設備采用PLC。因為此自動化程度越來越高。電路控制技術隨著科學技術的不斷發展，生產工藝不斷提出新的要求而得到迅速發展的。在現代化工業生產中。為了提高勞動生產率，降低成本，減輕工人的勞動負擔。要求整個生產工藝全程自動化，這就離不開控制系統。未來展望，21世紀。PLC會有更大的發展，從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、儲存容量更大、智能更強的品種出現：從產品規模上看，會進一步向超小型及超大型方向發展；從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規格更齊全，完美的人機界面、完備的通信會更好地適應各種工業控制場合的需求；從市

9、場上看，各國各自生產多品種的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現少數幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現國際通用的編程語言；從網絡的發展情況看，可編程控制器和其他工業控制計算機組網構成大型的控制系統是可編程控制器技術的發展方向。伴隨著計算機網絡的發展，可編程控制器作為自動化控制網絡和國際通用的重要組成部分，將在工業及工業以外的眾多領域發揮越來越大的作用。1.4 課題研究目的1、通過設計，使學生全面地、系統地了解和掌握X-Y工作臺伺服系統的基本及其相關知識，學習總體方案德爾擬定。分析與比較的方法。2、通過對機械系統的設計，掌握常用電機的工作原理、計算方法與控制驅動方式。3掌握常用伺服電機的工作原

10、理、計算控制方法與控制方式。4、培養學生獨立分析問題和解決問題的能力，學習并樹立“系統設計”的思想。5、鍛煉提高學生應用手冊和標準、查閱文獻資料及撰寫科技論文的能力。第2章 確定課題設計方案總體方案設計的內容包括：系統運動方式的確定，執行機構及傳動方案的確定，伺服電機類型及調速方案確定，計算機控制系統的選擇。進行方案的分析、比較和論證。2.1系統運動方式的確定該系統要求工作臺沿各坐標軸的運動有精確的運動關系因此采用連續控制方式。2.2伺服系統的選擇開環伺服系統在負載不大時多采用功率步進電機作為伺服電機.開環控制系統由于沒有檢測反饋部件，因而不能糾正系統的傳動誤差。但開環系統結構簡單，調整維修容

11、易，在速度和精度要求不太高的場合得到廣泛應用。.考慮到運動精度要求不高，為簡化結構，降低成本，宜采用步進電機開環伺服系統驅動。2.3算機系統的選擇采用三菱FX2N系列PLC。其主要特點是，實時性好.可靠性好，功能強，速度快，性價比高,模塊化.安裝簡單.維修方便。2.4 XY工作臺的傳動方式為保證一定的傳動精度和平穩性以及結構的緊湊，采用滾珠絲杠螺母傳動副。為提高傳動剛度和消除間隙，采用有預加載荷的結構。由于工作臺的運動部件重量和工作載荷不大，故選用滾動直線導軌副，從而減小工作臺的摩擦系數，提高運動平穩性。 考慮電機步距角和絲杠導程只能按標準選取，為達到分辨率的要求，以及考慮步進電機負載匹配，采

12、用齒輪減速傳動。系統總體框圖如下:圖2.1 總體構思圖PLC光電隔離功率放大步進電機X向工作臺光電隔離功率放大步進電機Y向工作臺圖.2 系統總體框圖第3章 機械結構設計機械部分設計內容包括：運動部件慣性的計算，選擇步進電機，傳動及導向元件的設計、計算與選擇，繪制機械部分裝配圖等。3.1 工作臺外形尺寸及重量初步估算根據給定的有效行程，畫出工作臺簡圖，估算X向和Y向工作臺承載重量WX和WY。取X向導軌支撐鋼球的中心距為110mm,Y向導軌支撐鋼球的中心距為100mm,設計工作臺簡圖如下:圖3.1工作臺簡圖X向拖板(上拖板)尺寸為: 長*寬*高=120*110*30重量:按重量=體積*材料比重估算

13、為: = 120×110×30×10-3×7.8×10-2=31mm3Y向拖板(下拖板)尺寸為: 120×100×30=36000=120×100×30×10-3×7.8×10-2=28mm3上導軌(含電機)重量為(250×140×8+2×200×35×30)×7.8×10-2×10-3=55N夾具及工件重量:約150NX-Y工作臺運動部分總重量為:W=31+28+55+150=264N3.2 滾

14、動導軌副的計算、選擇根據給定的工作載荷Fz和估算的Wx和Wy計算導軌的靜安全系數fSL=C0/P，式中：C0為導軌的基本靜額定載荷，kN；工作載荷P=0.5(Fz+W)； fSL=1.03.0(一般運行狀況)，3.05.0（運動時受沖擊、振動）。根據計算結果查有關資料初選導軌：因系統受中等沖擊,因此取CXY=FslpxyPxy=0.5×(FZ+WXY)Px=0.5×(1000+31)=515.5NPY=0.5×(1000+28)=514NCox=Fslpx=4×515.5=2062NCoY=FslpY=4×514=2056N根據計算額定靜載荷初

15、選導軌:選擇GGA系列滾動直線導軌,其型號為: GGA16AA2P2×480×E×J基本參數如下:額定載荷/N靜態力矩/N*M滑座重量導軌重量導軌長度動載荷靜載荷L(mm)380050001981982880.603.1480滑座個數單向行程長度每分鐘往復次數M40.64表3.1 滾動導軌參數圖導軌的額定動載荷Ca=3800N依據使用速度v（m/min）和初選導軌的基本動額定載荷 (kN)驗算導軌的工作壽命Ln：額定行程長度壽命:TS=K()3F=66NfT=1,fW=1.5,fC=0.81,FH=1,K=22TS=K()3=22(×)3=8019338

16、4018km導軌的額定工作時間壽命: TH=()TH=()=278449250062.5h3.3 滾珠絲杠計算、選擇初選絲杠材質：CrWMn鋼，HRC5860，導程：l0=5mm強度計算絲杠軸向力：(N)其中：K=1.15，滾動導軌摩擦系數f=0.0030005；在車床車削外圓時：Fx=(0.10.6)Fz，Fy=(0.150.7)Fz，可取Fx=0.5Fz，Fy=0.6Fz計算。取f=0.004,則:FX=0.5FZ=0.5×1000=500NFY=0.6FZ=0.6×1000=600NFXmax=1.15×500+0.004(1000+31)=579.124N

17、FYmax=1.15×600+0.004(1000+281)=694.112N壽命值：，其中絲杠轉速(r/min)T=15000hn=L=180h最大動載荷：式中：fW為載荷系數，中等沖擊時為1.21.5；fH為硬度系數，HRC58時為1.0。查表得中等沖擊時則:QX=×1.2×1×579.124=3923.83NQY=×1.2×1×694.112=4702.93N根據使用情況選擇滾珠絲杠螺母的結構形式，并根據最大動載荷的數值可選擇滾珠絲杠的型號為: CM系列滾珠絲桿副，其型號為：CM2005-2.5。其基本參數如下: 圖3

18、.2 滾珠絲杠表3.2 滾珠絲杠參數說明其額定動載荷為23500N> 足夠用.滾珠循環方式為外循環螺旋槽式,預緊方式采用雙螺母螺紋預緊形式.滾珠絲杠螺母副的幾何參數的計算如下表名稱計算公式結果公稱直徑20mm螺距mm接觸角鋼球直徑 3.175mm螺紋滾道法向半徑1.651mm偏心距0.04489mm螺紋升角4o33螺桿外徑19.365mm螺桿內徑16.788mm螺桿接觸直徑17.755mm螺母螺紋外徑23.2120mm螺母內徑（外循環）20.7mm表3.3 滾珠絲杠螺母副的幾何參數3.3.1 傳動效率計算絲杠螺母副的傳動效率為：式中：=10，為摩擦角；為絲杠螺旋升角。=0.963.3.2

19、穩定性驗算絲杠兩端采用止推軸承時不需要穩定性驗算。3.3.3 剛度驗算滾珠絲杠受工作負載引起的導程變化量為：(cm)Y向所受牽引力大,故用Y向參數計算FY=694.112Nl0=0.5cmE=20.6 (N/cm2)S=R2=3.14×（）2=2.14cm2L1=±=7.87×10-6cm絲杠受扭矩引起的導程變化量很小，可忽略不計。導程變形總誤差為=L1=7.87×10-6×=14.72×10-4mE級精度絲杠允許的螺距誤差 =15m/m。3.4 齒輪計算、設計因步進電機步距角滾珠絲杠螺距t=5mm,要實現脈沖當量,在傳動系統中應加一

20、對齒輪降速傳動.齒輪傳動比： ，初選步進電機步距角：= 1.5/step。取小齒輪齒數 則大齒輪齒數因傳遞的扭距較小,取模數m=1mm則:分度圓直徑: 齒頂圓直徑: 齒根圓直徑: 齒寬: 取 中心距: 分度圓壓力角: 大小齒輪均采用漸開線標準圓柱齒輪小齒輪采用兩片薄齒輪錯齒排列以消除間隙.雙片齒輪錯齒消隙結構圖如下:圖3.4 雙片齒輪錯齒消隙結構1、2-薄齒輪, 3彈簧, 4、8凸耳, 5調節螺釘, 6、7螺母3.5 步進電機慣性負載的計算根據等效轉動慣量的計算公式，有：3.5.1等效轉動慣量的計算折算到步進電機軸上的等效負載轉動慣量為：式中：為折算到電機軸上的慣性負載；為步進電機軸的轉動慣量

21、；為齒輪的轉動慣量；為齒輪的轉動慣量；為滾珠絲杠的轉動慣量；為移動部件的質量。對鋼材料的圓柱零件可以按照下式進行估算：J=0.78×10-3×D4×L式中為圓柱零件直徑，為圓柱零件的長度。所以有：J1=0.78×10-3×2.44×2.5=6.47×10-2kg.cm2 J2=0.78×10-3×5.04×3.0=146.25×10-2kg.cm2J1=0.78×10-3×2.54×10=30.47×10-2kg.cm2電機軸的轉動慣量很小，可以

22、忽略，所以有：J=6.47×10-2+()2(146.25×10-2+26.4()2=0.51 kg.cm23.6 步進電機的選用3.6.1 步進電機啟動力矩的計算設步進電機的等效負載力矩為，負載力為，根據能量守恒原理，電機所做的功與負載力所做的功有如下的關系：式中為電機轉角，為移動部件的相應位移，為機械傳動的效率。若取，則，且。所以：式中：為移動部件負載（N），G為移動部件質量（N），為與重力方向一致的作用在移動部件上的負載力（N），為導軌摩擦系數，為步進電機的步距角（rad）,T為電機軸負載力矩（N.cm）。取=0.3（淬火鋼滾珠導軌的摩擦系數），.96，=694.11

23、2。考慮到重力影響，向電機負載較大，因此31+55=86，所以有：T=23.14N.cm考慮到啟動時運動部件慣性的影響，則啟動轉矩：取系數為.，則：Tq= =57.86N.cm對于工作方式為三相拍的步進電機：Tjmax=66.81N.cm3.6.2 步進電機的最高工作頻率為使電機不產生失步空載啟動頻率要大于最高運行頻率,同時電機最大靜轉矩要足夠大,查表選擇兩個90BF001型反應式步進電機.電機有關參數如下:型號主要技術參數相數步距角電壓(V)相電流(A)最大靜轉矩(n.m)空載啟動頻率空載運行頻率分配方式90BF00140.98073.92200080004相8拍外形尺寸(mm)重量kg轉子

24、轉動慣量Kg.m外直徑長度軸直徑9014594.51764表3.4 電機參數第4章 控制硬件系統設計控制X-Y工作臺X,Y軸的主要包括plc，步進電動機，限位開關，操作面板（按鈕及一些控制開關）硬件系統設計時，應注意幾點：電動機運轉平穩，響應性能好，造價低，可維護性，人機交互界面可操作性比較好。4.1 plc的選擇基于本次課程設計的要求我組成員的任務是用plc控制電機進而控制X.Y軸的運動，隨著科技的進步plc也不斷完善，plc得以廣泛應用離不開下面的有點：1. 可靠性高，抗干擾性能高，高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。2 . 配套齊全，功能完善，適應性強plc的發展到今天，已經形成了大，中，

25、小各種模型系列化產品。3. 易學易用，深受工程技術人員歡迎plc作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業設備。4 系統的設計，建造工作量小，維護方便，容易改造。5 體積小，重量輕，能耗低。從設計的系統來看，我們首相分析我們需要實現怎樣的功能，進而確定I/O點數。4.1.2 估計需要的plc規模Plc的規模估算：主要取決于設備對輸入輸出點的需求量和控制過程的難易程序。4.1.3 輸入，輸出估算。在工藝允許的情況下，將模擬量轉換為開關量留15%20%的接點余量，在本課程設計中，我組需要啟動，停止，正傳，反轉，復位以及兩個限位開關有輸入點7個，根據估算原則，我們應該選擇的輸入點大概選擇9個輸入點。輸出

26、端子有4個連接驅動器的脈沖信號，電平信號，脫機信號以及一個公共端口，那么估算輸出端子應該選擇5個左右。4.1.4 存儲容量的估算：用戶程序占用的內存的多少魚多種因素有關，如輸入，輸出點的數量和類型，輸入，輸出量之間關系的復雜程度，需要進行計算的次數，處理量的多少，程序的優劣都與內存有關，所以一般只能根據輸入，輸出的點數及其類型，控制簡繁的程度加以估算，一般粗略的估計方法是：（輸入點數+輸出點數）=指令句數通常再增加15%20%，經過估算指令語句數應該在 左右4.1. plc選型的注意事項plc產品種類很多，型號很多，他們的功能，價格，使用條件各不相同所以選擇要綜合考慮輸入接口模塊。考慮輸入點的

27、參數，主要是他們的工作電壓和工作電流輸出接口模塊。他的電流應大與負載的額定工作電壓和電流，對于感性負載，測應注意在斷開瞬間，可能產生很高的反向感應電動勢。為避免這種感應電動勢擊穿元器件或干擾plc主機的正常工作，應采取必要的仰止措施。4.2 Plc接口設計及連線圖Plc接口部分包括限位開關部分，步進驅動器部分以及控制面板三部分。示意圖如下：4.1 系統框圖Plc I/O分配表如下:序號輸入輸出端口功能1輸入X0啟動2輸入X1停止3輸入X2正向4輸入X3反向5輸入X4右限位6輸入X5左限位7輸入X6復位8輸出Y1脈沖信號9輸出Y2方向信號表4. PLC I/O分配表步進電機的選型參數從下表中選取

28、的步進電機驅動器為：SJ-2H110MS其參數為：表4.2 ：SJ-2H110MS其參數步進電機驅動電路和工作原理步進電機的速度控制比較容易實現而且不需要反饋電路。設計時的脈沖當量為0.01mm，步進電機每走一步，工作臺直線行進0.01mm。圖4.2 步進電機驅動電路電路中的功放電路是一個單電壓功率放大電路，當A得電時，電動機轉動一步。電路中與繞組并聯的二極管D起的續流作用，即在功放管載止是，是儲存在繞組中的能量通過二極管形成續流回路泄放，從而保護功放管。與繞組W串聯的電阻為限流電阻，限制通過繞組的電流不至超過額定值，以免電動機發熱厲害被燒壞。傳感器和人機界面由于步進電機不需要反饋電路，但是要

29、注意工作臺不能超過最大行程。一次，必須在XY軸方向各加上兩個行程開關。這里行程開關的作用有兩個：（1）防止工作臺超過最大行程，使電機損壞（2）可以與定位。所以這4個行程開關就當了傳感器。人機界面設計的準則就是要有良好的人機交互能力，一般要求操作簡便，界面簡潔明了。此系統中共有9個LED，LED1燈亮表示X軸負方向禁止通行，LED2燈亮表示X軸正方向禁止通行。LED3燈亮表示Y軸負方向禁止通行,LED4燈亮表示Y軸正方向禁止通行。LED5燈亮表示手動使工作臺向X軸負方向通行，LED6燈亮表示手動使工作臺向X軸正方向通行。LED7燈亮表示手動使工作臺向Y軸負方向通行,LED8燈亮表示手動使工作臺向

30、Y軸正方向通行。LED9燈亮表示通電運行。界面上的7個按鈕意義為：按鈕1是斷電開關，按鈕2是向X軸負方向運行的點動開關，按鈕3是向X軸正方向運行的點動開關。按鈕4是向Y軸負方向運行的點動開關,按鈕5是向Y軸正方向運行的點動開關。按鈕6是復位開關。按鈕7是執行繪制圓弧開關圖4.3 人機界面第5章 軟件系統設計5.1系統控制軟件方案的確定5.1.1根據本課題的軟件控制方面的功能要求如下：1通過PLC控制步進電機從而控制X-Y雙軸聯動。2. 在程序上實現的功能是能夠控制步進電機的啟停、以及超程報警。5.1.2方案的確定；根據軟件方面的功能要求，1.轉速功能控制 運用PLC控制步進電機的啟停控制，在電

31、機的啟停過程中有速度的變化，根據步進的轉速與單位時間內脈沖的頻率成正比，即與脈沖的時間間隔成反比關系，從而知只要控制時間間隔就可以控制步進電機的轉速。在本設計中運用定時器控制“拍”與“拍”之間的時間，來達到控制轉速的作用。2.越界報警功能控制 運用行程開關達到精確的報警的控制功能。3.步進電機的正、反轉控制，由于步進的電機的轉向與線圈的通電順序有關，正轉是通電順序為；A-AB-B-BC-C-CD-D-DA反轉時的通電順序為；DA-D-CD-C-BC-B-AB-A5.2元器件選型5.2.1限位開關選擇限位開關又稱行程開關，可以安裝在相對靜止的物體（如固定架、門框等，簡稱靜物）上或者運動的物體（如

32、行車、門等，簡稱動物）上。當動物接近靜物時，開關的連桿驅動開關的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合。由開關接點開、合狀態的改變去控制電路和機。限位開關分工作限位開關和極限限位開關，工作限位開關是用來給出機構動作到位信號的。極限限位開關是防止機構動作超出設計范圍而發生事故的。工作限位開關安裝在機構需要改變工況的位置，開關動作后，給出信號，進行別的相關動作。極限限位開關安裝在機構動作的最遠端，用來保護機構動作過大出現機構損壞。在本設計中用到了兩個限位開關，及下限位SQ1，后限位SQ2，用來控制堆垛機的返回和防止堆垛機超出范圍。由于本設計的堆垛機受載不大，所以，可以選用由歐姆龍公司生產的D4C

33、C小型限位開關。此限位開關為滾珠搖桿型。5.2.2 開關按鍵的選擇開關按鍵按鈕主要安裝在控制面板上，是操作人員能夠夠好的操作系統，更容易實現人機對話。本系統設計中，總共用到了23個按鍵來控制系統運行。其中SF1-SF2分別控制啟動、停止按鈕各1個，型號KH2022EB。5.2.3 PLC型號選擇1、輸入輸出（I/O）點數的估算  I/O點數估算時應考慮適當的余量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%20%的可擴展   作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據制造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。  本設計中有十個輸入器件，十個輸出量

34、，跟據選擇原則，再查閱西門子plc進行圓整，選擇24輸入/16輸出的plc。2、存儲器容量的估算   按數字量I/O點數的1015倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數（1 6位為一個字），另外再按此數的25%考慮余量。( 32X10+1000)+(32X10+1000)X25%/16=330。3、機型的選擇 西門子S7-200系列簡單選型手冊 16ES7 211-0AA23-0XB0CPU221 DC/DC/DC,6輸入/4輸出26ES7 211-0BA23-0XB0CPU221 繼電器輸出,6輸入/4輸出36ES7 212-1AB23

35、-0XB8CPU222 DC/DC/DC,8輸入/6輸出46ES7 212-1BB23-0XB8CPU222 繼電器輸出,8輸入/6輸出56ES7 214-1AD23-0XB8CPU224 DC/DC/DC,14輸入/10輸出66ES7 214-1BD23-0XB8CPU224 繼電器輸出,14輸入/10輸出76ES7 214-2AD23-0XB8CPU224XP DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO86ES7 214-2BD23-0XB8CPU224XP 繼電器輸出,14DI/10DO,2AI/1AO96ES7 216-2AD23-0XB8CPU226 DC/DC/DC,24

36、輸入/16輸出106ES7 216-2BD23-0XB8CPU226 繼電器輸出,24輸入/16輸出 綜合上述條件，本設計最終選用plc型號：西門子S7-200系列 106ES7 216-2BD23-0XB8CPU226 繼電器輸出,24輸入/16輸出5.3 PLC輸入輸出分配表根據本課題PLC輸入輸出的控制要求，得出PLC輸入輸出I/O分配，如表5.1所示。輸入輸出元件端子名稱元件端子名稱SF1I0.0啟動Q0.0X-ASF2I0.1停止Q0.1X-BBG1I0.2右限位Q0.2X-CBG2I0.3左限位Q0.3X-DBG3I0.4上限位Q0.4報警指示燈BG4I0.5下限位Q0.5原位指示燈BG5I0.6右極限Q1.0Y-ABG6I0.7左極限Q1.1Y-BBG7I1.0上極限Q1.2Y-CBG8I1.1下極限Q1.3Y-D表5.1 PLC輸入輸出分配表5.4元器件清單表5.2系統元件清單如