1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于PLC糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 部 信息與電子學(xué)部 專業(yè)名稱 自動(dòng)化 班級(jí)學(xué)號(hào) 128202208 學(xué)生 丁極學(xué) 指導(dǎo)教師 海燕 二O一六 年 五 月 39 / 45學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的

2、規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名： 日期：導(dǎo)師簽名： 日期：基于臺(tái)達(dá)PLC糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)學(xué)生：丁極學(xué)班級(jí)：1282022 指導(dǎo)老師：海燕摘要：可編程邏輯控制器（PLC）在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，其功能強(qiáng)大，性能穩(wěn)定、可靠，是控制系統(tǒng)的核心部件。本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單闡述了臺(tái)達(dá)PLC電氣控制技術(shù)，臺(tái)達(dá)變頻器，和我們學(xué)的光電傳感器應(yīng)用技術(shù)于全面應(yīng)用的先進(jìn)控制技術(shù)在糖果包裝機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用。論文的主要容包括：

3、對(duì)糖果包裝機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了介紹與控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。我們通過(guò)在工廠實(shí)習(xí)對(duì)糖果包裝機(jī)的生產(chǎn)流程有了一定的了解，比如：控制要求，系統(tǒng)所需所需的I/O數(shù)，對(duì)包裝機(jī)了解，我們進(jìn)行了臺(tái)達(dá)PLC、變頻器、步進(jìn)電機(jī)、光電傳感器的重要選型。對(duì)系統(tǒng)中的供電模塊、執(zhí)行主電機(jī)模塊、包裝紙同步控制模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，然后對(duì)糖果包裝機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)述，完成對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的搭建，其容主要包括：PLC的I/O分配；主電機(jī)的PLC控制指令語(yǔ)句表的完成。利用臺(tái)達(dá)公司W(wǎng)PLsoft對(duì)控制系統(tǒng)軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作得以順利完成，取得了良好的控制效果。我們做的包裝機(jī)，它的穩(wěn)定可靠性好，可簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)糖果尺寸在一定圍可

4、以根據(jù)人民的需要選型，技術(shù)簡(jiǎn)單，制造工藝自動(dòng)化，節(jié)能化對(duì)環(huán)境污染小，生產(chǎn)過(guò)程不僅高度自動(dòng)化，外觀形狀美觀，質(zhì)量也有保障。而且該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，適合于各種環(huán)境下進(jìn)行工作，有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：變頻技術(shù) 光電感應(yīng) PLC 糖果包裝機(jī)指導(dǎo)老師簽名：The candy packing machine based on PLC controlsystem designName:Ding Ji XueClass:1282022Supervisor:Li Hai YanAbstract：This paper is mainly focused on the design of control

5、system of candy packing machine.This paper takes the control system of candy packing machine, as background and demonstrates the application of the advanced control technique integrated with PLC control technique, the inverter technique and light electricity technique etc. We analysed the technics o

6、f candy producing and chose important control devices such as PLC, inverter, step-motor and so on according to the analysed data. We designed its electric schematic and its PLC program with WPLsoft, Human machine interface (HMI) with TPEditor.With the great efforts, the design of the control system

7、has been finished. Now this machine has already been tested in the factory. It runs well in the lab and basically realized the control request which the company demanded.This article is designed packaing machine stability and reliability, efficiency, productivity, and candy can be achieved within a

8、certain range in size according to need on-demand, technology, practical, advanced manufacturing technology, product energy conservation, the production process is highly mechanized, automated, beautiful appearance, in good quality. Simple structure, anti-interference ability, suitable for a variety

9、 of work environments, a wide range of applications.Keywords: Inverter SensorPLCpacking machineSignature of Supervisor：目 錄1 緒論11.1 研究的背景與意義11.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀21.3 本設(shè)計(jì)的研究主要容32 控制系統(tǒng)總體方案確定42.1 糖果包裝機(jī)的概述42.2糖果包裝機(jī)生產(chǎn)工藝62.3 糖果包裝機(jī)控制要求72.3.1 包裝機(jī)控制對(duì)象分析72.3.2 控制系統(tǒng)方式選擇82.3.3系統(tǒng)運(yùn)行方式93 糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與選型103.1 主要器件的選型103.1.1三

10、相異步電機(jī)的選型103.1.2 PLC的選型103.1.3 I/O地址分配103.1.4 變頻器的選擇113.1.5 步進(jìn)電機(jī)與其驅(qū)動(dòng)器選擇123.1.6傳感器選擇143.2 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)153.2.1 供電模塊設(shè)計(jì)圖153.2.2 執(zhí)行主電機(jī)模塊設(shè)計(jì)163.2.3 包裝紙同步控制模塊設(shè)計(jì)173.3糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)總體電氣原理圖193.4主電路接線圖204 糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)214.1 PLC程序設(shè)計(jì)214.2 糖果包裝機(jī)的功能流程214.3 梯形圖的輸入234.3.1啟動(dòng)程序234.3.2程序編譯244.3.3 自動(dòng)運(yùn)行燈調(diào)試244.4 程序編寫254.5利空組態(tài)軟件的實(shí)現(xiàn)2

11、54.5.1 力控仿真運(yùn)行265 結(jié)論29參考文獻(xiàn)30致詞31附 錄32附錄一32基于PLC糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)1 緒論由于我國(guó)輕工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，現(xiàn)在產(chǎn)品包裝逐步實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化，因此出現(xiàn)了比一般工作機(jī)更高效率的自動(dòng)包裝，糖果包裝機(jī)有了很大的發(fā)展與改進(jìn)，我國(guó)可以成功生產(chǎn)各種型號(hào)的糖果包裝機(jī)，大、中型糖果廠已初步實(shí)現(xiàn)了糖果的自動(dòng)化包裝，一些工廠還裝備有保溫、勻條、成型與包裝一體化的糖果生產(chǎn)流水線。但是，我國(guó)糖果包裝和世界水平相比，差距還是有的，因此，我們必須實(shí)現(xiàn)提高糖果自動(dòng)包裝水平。糖果包裝機(jī)有一定的優(yōu)點(diǎn)：1.自動(dòng)化程度高 糖果包裝機(jī)一般都是自動(dòng)包裝機(jī)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)化程度高。它可以使送紙、切

12、紙、抄紙、理糖、裹包與推糖全過(guò)程自動(dòng)完成。2.便于調(diào)節(jié)糖塊的形狀 為使糖果包裝機(jī)能可靠地工作，糖果包裝機(jī)都有調(diào)節(jié)系統(tǒng)和一定圍的無(wú)極變速裝置。3.功率消耗小 糖果包裝機(jī)的包裝對(duì)象（糖塊）的質(zhì)量小（一般不超過(guò)20克），機(jī)器的功率主要用于克服摩擦力，所以功率消耗小，一般電動(dòng)機(jī)功率都在2kW以下。4.衛(wèi)生要求高 糖果包裝機(jī)必須保證糖果的衛(wèi)生質(zhì)量。直接和糖塊接觸的構(gòu)件應(yīng)符合食品衛(wèi)生要求，且能迅速地分解和組合，形狀簡(jiǎn)單，便于洗滌。糖果包裝機(jī)屬于食品行業(yè)產(chǎn)品，包裝形式有很多種。這種包裝機(jī)一般采用卷盤式包裝材料，在主機(jī)上實(shí)現(xiàn)包裝材料分切、包裹與封口工序。1.1 研究的背景與意義隨著現(xiàn)在人民對(duì)食品行業(yè)的需求，并

13、且還要保證食品的衛(wèi)生質(zhì)量安全可靠，在人民心目中占主要地位，具有不可替代性，尤其是隨著我國(guó)居民收入越來(lái)越高提高、人民的生活逐漸改善，這樣就帶動(dòng)了食品包裝的發(fā)展，包裝食品行業(yè)對(duì)包裝機(jī)的要求也提高。去年食品工業(yè)發(fā)展已經(jīng)占全國(guó)很大比重，并且逐年會(huì)呈上升趨勢(shì)。隨著食品行業(yè)的飛速發(fā)展進(jìn)而一定會(huì)帶動(dòng)食品包裝行業(yè)的發(fā)展，所以對(duì)食品包裝機(jī)的改造創(chuàng)新是非常必要的。 自2006年以來(lái),中國(guó)的糖果市場(chǎng)一直保持著18%-23%的速度增長(zhǎng),比全球糖果市場(chǎng)搞出好幾個(gè)百分點(diǎn),成為食品工業(yè)中快速發(fā)展的行業(yè)之一。2008年,由于三聚氰胺事件糖果包裝受到了一定影響,部分糖銷售量呈現(xiàn)下滑,但市場(chǎng)總體仍保持了增長(zhǎng)趨勢(shì)。今后數(shù)年,糖果行

14、業(yè)將保持25%左右的增長(zhǎng)速度發(fā)展。 隨著糖果包裝機(jī)自動(dòng)化程度的提高、維護(hù)和日常保養(yǎng)更加方便簡(jiǎn)單，降低了對(duì)操作人員的專業(yè)技能要求。糖果生產(chǎn)過(guò)程有很多重要環(huán)節(jié)，其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)是糖果包裝，封裝的速度和精度直接影響企業(yè)生產(chǎn)的效率和效益。1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀目前，我國(guó)的食品包裝大部分規(guī)模逐漸小型化，“小型”是主要特征之一，同時(shí)要求食品包裝的速度和精度都要到達(dá)很高的要求，因此，以前人工包裝不僅生產(chǎn)效率低下、工藝水平落后，而且封裝不易調(diào)整，阻礙行業(yè)的發(fā)展，已不適應(yīng)生產(chǎn)需求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，各種食品、水產(chǎn)加工品的出現(xiàn)，對(duì)食品包裝技術(shù)和設(shè)備都提出了很高新的要求。國(guó)外已經(jīng)有較多的成熟產(chǎn)品，國(guó)外糖

15、果包裝技術(shù)發(fā)展迅速，并在高速包裝，包裝多樣性，尤其在多層包裝等方面取得很好的成果。美國(guó)、意大利、德國(guó)等國(guó)技術(shù)技術(shù)領(lǐng)先，都能生產(chǎn)出一批批性能優(yōu)異便于操作的糖果包裝機(jī)，并在各食品行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在，食品包裝機(jī)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，所以未來(lái)的食品包裝機(jī)水平也會(huì)得到很大提高，比如：高效率、高利用化，節(jié)能，低消耗。我國(guó)自動(dòng)包裝機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：(1) 資源的高利用化資源的高利用化有三重含義：提高資源的綜合利用率；提高有效成分的提取率；減少其營(yíng)養(yǎng)成分的損失。(2) 產(chǎn)品節(jié)能化節(jié)能的新技術(shù)、新產(chǎn)品已成為當(dāng)今國(guó)外包裝工業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)，在包裝機(jī)械中，廣泛采用節(jié)能技術(shù)對(duì)降低生產(chǎn)和提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。 (3) 高技

16、術(shù)實(shí)用化在包裝機(jī)械中采用微機(jī)技術(shù)、真空技術(shù)、無(wú)菌包裝、膜分離技術(shù)、超高壓等新技術(shù)，可提高產(chǎn)品品質(zhì)。(4) 加強(qiáng)科研、開(kāi)發(fā)能力加快科研成果向商業(yè)轉(zhuǎn)化的步伐，使科學(xué)技術(shù)真正成為解放生產(chǎn)力和推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的強(qiáng)大動(dòng)力。1.3 本設(shè)計(jì)的研究主要容本設(shè)計(jì)結(jié)合塊狀糖果包裝機(jī)的動(dòng)作工藝流程特點(diǎn)，以臺(tái)達(dá)PLC技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建設(shè)計(jì)完成糖果包裝機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，控制系統(tǒng)中的主電路，控制電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化。主要任務(wù)包括以下幾點(diǎn)：(1)咨詢工廠的工程師和查閱他們給的資料手術(shù)，了解糖果包裝機(jī)的工藝特點(diǎn)；(2)熟悉產(chǎn)品工藝流程后，根據(jù)其要求確定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案； (3)對(duì)控制系統(tǒng)所用的設(shè)備進(jìn)行選型； (

17、4)對(duì)硬件和軟件進(jìn)行總體設(shè)計(jì)(5)根據(jù)所選設(shè)備繪制相關(guān)的主電路控制電路電器原理圖； (6)I/0接口信號(hào)的確定、模塊的選擇，控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試。 (7)利用臺(tái)達(dá)PLC編程軟件WPLSoft進(jìn)行程序編程；2 控制系統(tǒng)總體方案確定2.1糖果包裝機(jī)的概述PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用很多工業(yè)領(lǐng)域中，基于臺(tái)達(dá)PLC糖果包裝機(jī)的控制系統(tǒng)，按照市場(chǎng)要求能生產(chǎn)出小批量，多品種，多規(guī)格的各式糖果包裝，為了到達(dá)生產(chǎn)的這一要求，因此，要求生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，此類PLC控制系統(tǒng)專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，PLC的應(yīng)用面廣，功能強(qiáng)大，使用簡(jiǎn)單，是現(xiàn)代工廠工業(yè)自動(dòng)化的不可缺少的設(shè)

18、備之一。糖果包裝機(jī)是一款高速糖果包裝機(jī)械，可以包裝各類塊狀糖果。臺(tái)達(dá)PLC控制系統(tǒng)，它的效率很高，比如我們事先設(shè)計(jì)要包裝紙的位置，然后啟動(dòng)程序，無(wú)需人工再次調(diào)節(jié)，一步就可以到位，省時(shí)又能完成我們的要求。參數(shù)方便設(shè)定，故障也能自行診斷，一目了然，可以將檢測(cè)出來(lái)的信息記憶，指令可以遠(yuǎn)距離執(zhí)行機(jī)構(gòu)所規(guī)定的動(dòng)作要求，如自動(dòng)剔除不合格品，沒(méi)有料就不送袋。高敏感的色標(biāo)傳感器對(duì)包裝紙進(jìn)行跟蹤，讓紙到達(dá)正確的位置才封切。溫度獨(dú)立PID控制，這樣能更好適合各種包裝材質(zhì)。衛(wèi)生要求高，糖果包裝機(jī)必須保證糖果的衛(wèi)生質(zhì)量。直接和糖塊接觸的構(gòu)件應(yīng)符合食品衛(wèi)生要求，且能迅速地分解和組合，形狀簡(jiǎn)單，便于洗滌。整個(gè)設(shè)備可以分為

19、三大部分：生產(chǎn)線送糖機(jī)構(gòu)，糖果包裝機(jī)構(gòu)，包裝紙機(jī)構(gòu)。目前我國(guó)糖果包裝機(jī)的總體外觀圖如圖所示。圖2-1 糖果包裝機(jī)外觀 生產(chǎn)送糖部分部分直接與糖果生產(chǎn)線相連，通過(guò)他傳送帶將糖果送至糖果包裝部分入口處。該部分只可以可通過(guò)一顆糖果，接著后面的糖果排成隊(duì)列有序的通過(guò)包裝機(jī)入口。接著傳送帶會(huì)運(yùn)動(dòng)將糖果送到糖果托盤中，到了托盤后，糖果再次送到鉗糖機(jī)械手上，包裝完成后又會(huì)通過(guò)傳送帶輸出，送入糖果庫(kù)。糖送到托盤上以后，沿著糖桿向下運(yùn)動(dòng)，頂糖桿向上運(yùn)動(dòng)使糖塊和包裝自?shī)A在兩者之間，然后一起動(dòng)作，同步上升，進(jìn)入機(jī)械手，使包裝紙成規(guī)則形，經(jīng)過(guò)折邊器折一邊，由轉(zhuǎn)盤帶著機(jī)械手旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)托板，是包裝紙全部覆蓋帶糖塊的端面上

20、，完成全部包裝。所有控制由軟件實(shí)現(xiàn)，方便功能調(diào)整和技術(shù)升級(jí)，永不落后。糖果包裝機(jī)的自動(dòng)化程度高，一般都是自動(dòng)包裝機(jī)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)化程度高，它可以是送紙，切紙，抄紙，理糖，包裹與打糖過(guò)程自動(dòng)完善。易于調(diào)節(jié)糖塊的形狀，大小，與包裝紙的性能，為使糖果包裝機(jī)能可靠地工作，糖果包裝機(jī)都有調(diào)節(jié)系統(tǒng)和一定圍的無(wú)級(jí)變速裝置。可以根據(jù)人民的需求，對(duì)糖果包裝的速度進(jìn)行變速，糖果包裝機(jī)還可以按照我們的要求更換糖果尺寸大小（但必須為顆粒狀的，其尺寸大小在長(zhǎng)100-450mm，寬15-370mm，高5-80mm圍）。2.2糖果包裝機(jī)生產(chǎn)工藝糖果包裝機(jī)主要由生產(chǎn)線送糖機(jī)構(gòu)、包糖包裝機(jī)構(gòu)、包裝紙機(jī)構(gòu)等組成。整個(gè)系統(tǒng)是在

21、一臺(tái)2.2KW 的三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)下完成各種包裝動(dòng)作。糖果包裝部分是周期性的重復(fù)動(dòng)作。整個(gè)包糖過(guò)程有以下幾個(gè)步驟：推糖送紙包裝噴膠封裝成品。工藝流程如下圖所示。噴膠糖果托盤成品糖包糖機(jī)構(gòu)成品糖庫(kù)裸糖推糖機(jī)構(gòu)送糖機(jī)構(gòu)糖果包裝紙圖2-2 糖果包裝機(jī)工藝過(guò)程為了實(shí)現(xiàn)糖果包裝機(jī)的自動(dòng)控制功能,系統(tǒng)在來(lái)料傳送帶末端,包糖機(jī)構(gòu)入口處設(shè)置了光電傳感器用于檢測(cè)糖果，在送紙機(jī)構(gòu)部分中的送紙電磁閥附近增加了色標(biāo)傳感器用于包裝紙精確定位，在出料傳送帶上端行程開(kāi)關(guān)大小SQ , 用于糖果限高檢測(cè)，為了帶動(dòng)包裝紙能移到精確的位置，我們還需要在送紙機(jī)構(gòu)部分新增步進(jìn)電機(jī)與其驅(qū)動(dòng)器1臺(tái)來(lái)驅(qū)動(dòng)包裝紙。裸糖經(jīng)流水線到達(dá)糖果包裝機(jī)，

22、當(dāng)位于糖果包裝機(jī)入口處的光電傳感器檢測(cè)到有糖果到來(lái)時(shí)，它就會(huì)向PLC發(fā)出信號(hào), 進(jìn)而控制推糖機(jī)構(gòu)的電磁閥得電吸合、下拉推糖機(jī)構(gòu),同時(shí)推糖機(jī)構(gòu)動(dòng)作將糖果送入旋轉(zhuǎn)的糖果托盤中。糖果進(jìn)入糖果托盤一段時(shí)間(這段時(shí)間就是糖果包裝的時(shí)間)后，控制包裝紙轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁閥得電閉合，開(kāi)始送包裝紙。PLC 利用送紙部分中的色傳感器與步進(jìn)電機(jī)控制、調(diào)整包裝紙的位置，以達(dá)到包裝紙的精確定位。當(dāng)紙位置合適時(shí)，包裝紙被截?cái)啵诎菣C(jī)構(gòu)的作用下，按預(yù)先設(shè)定的步驟，包裹糖果。當(dāng)包裝紙長(zhǎng)度不合標(biāo)準(zhǔn)時(shí),PLC就會(huì)向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出脈沖, 控制步進(jìn)電機(jī)前后轉(zhuǎn)動(dòng), 將包裝紙拖拉到準(zhǔn)確位置調(diào)整，包裝紙位置到位后, 包糖機(jī)構(gòu)就會(huì)運(yùn)作一系列

23、動(dòng)作, 完成糖果包裝。糖果包裝完成后, 又經(jīng)出料傳送帶把糖送到成品糖庫(kù), 如果糖果超高時(shí), 我們就認(rèn)為不合格品, 然后系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)觸動(dòng)SQ, 系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào), 把不合格的產(chǎn)品剔出。系統(tǒng)反復(fù)執(zhí)行以上動(dòng)作, 實(shí)現(xiàn)糖果包裝自動(dòng)化。2.3 糖果包裝機(jī)控制要求2.3.1 包裝機(jī)控制對(duì)象分析包裝機(jī)的主要傳感器以開(kāi)關(guān)量提供給PLC，作為決策的依據(jù)。開(kāi)關(guān)輸入量有：（1）啟動(dòng)/停止信號(hào)（2）色標(biāo)信號(hào)（3）糖果生產(chǎn)線上行程開(kāi)關(guān)（4）包裝后的糖果輸送線上的行程開(kāi)關(guān)（5）自動(dòng)/手動(dòng)開(kāi)關(guān)（6）變頻器復(fù)位開(kāi)關(guān)（7）噴膠開(kāi)關(guān)（8）急停按鈕（9）色標(biāo)開(kāi)關(guān)（10）光電碼盤（11）速度調(diào)節(jié)（12）壓縮空氣開(kāi)關(guān)輸出量有：（1）

24、急停指示燈（2）無(wú)紙斷紙指示燈（3）色標(biāo)補(bǔ)差信號(hào)燈（4）產(chǎn)品過(guò)大信號(hào)燈（5）強(qiáng)行送紙指示燈（6）色標(biāo)狀態(tài)指示樓上（7）噴膠開(kāi)啟狀態(tài)指示燈（8）步進(jìn)電機(jī)控制器（9）急停控制信號(hào)（10）電磁閥1、2 輸出信號(hào)都是一些開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)，如主電機(jī)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)等，這些信號(hào)經(jīng)功率放大驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)。人機(jī)界面使用RS-232口進(jìn)行通訊，變頻器使用RS-485口進(jìn)行通訊。2.3.2 控制系統(tǒng)方式選擇現(xiàn)在比較成熟的控制技術(shù)有兩種：一種是分散控制系統(tǒng)，它的簡(jiǎn)稱是DCS，另一種是PLC控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)和DCS控制系統(tǒng)相比，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒(méi)有特定的操

25、作站，比較靈活，軟件和硬件是可以相互通用的，所以生產(chǎn)成本比較低，符合現(xiàn)在的生產(chǎn)要求。PLC的控制器，可以接收幾千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。如果系統(tǒng)被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC控制系統(tǒng)較為合適。因此在糖果包裝機(jī)的控制系統(tǒng)方式的選擇上，采用PLC控制系統(tǒng)。糖果包裝機(jī)的控制對(duì)象相對(duì)集中，主要有變頻器控利用PLC可以構(gòu)成多種控制系統(tǒng)：集中控制系統(tǒng)，單機(jī)控制系統(tǒng)，分散型控制、包裝紙位置調(diào)整、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制等，因此我們選擇集中控制系統(tǒng)。集中控制系統(tǒng)模型如圖所示。各被控對(duì)象直接與PLC的I/O口相連接，進(jìn)行通信、控制。為提高系統(tǒng)抗干擾能力，在硬件方面，交流電源增加濾波裝置，

26、輸入信號(hào)進(jìn)行光電隔離，并遠(yuǎn)離強(qiáng)電布線。信號(hào)采用屏蔽線傳輸，為了消除、減弱共模和瞬變干擾，我們采用放射性一點(diǎn)接地等措施。控制對(duì)象B控制器控制對(duì)象A控制對(duì)象C 圖2-3-2 集中控制系統(tǒng)模型圖2.3.3系統(tǒng)運(yùn)行方式糖果包裝機(jī)的運(yùn)行我們有自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行兩種方式。與運(yùn)行方式對(duì)應(yīng)的是停止運(yùn)行方式。糖果包裝機(jī)的停止運(yùn)行方式包括正常停運(yùn)、暫時(shí)停運(yùn)、緊急停運(yùn)三種。包裝機(jī)控制要求：手動(dòng)運(yùn)行：可以用按鈕對(duì)包裝機(jī)的各個(gè)部分進(jìn)行單獨(dú)控制，便于工作人員調(diào)機(jī)，主要用于故障的檢修與恢復(fù)。自動(dòng)運(yùn)行:按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)就會(huì)開(kāi)始連續(xù)、協(xié)調(diào)、周期性地完成各包裝動(dòng)作，直到系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題或者接收到停止運(yùn)行信號(hào)才會(huì)停止。3 糖果包裝機(jī)

27、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與選型3.1 主要器件的選型3.1.1三相異步電機(jī)的選型系統(tǒng)采用PLC進(jìn)行集中控制，主要控制對(duì)象為一臺(tái)2.2KW的Y2-IP54系列三相異步電機(jī)。該異步電動(dòng)機(jī)具有功能強(qiáng)大、效率高、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)。電機(jī)的參數(shù)如表所示型號(hào)額定功率滿載時(shí)堵轉(zhuǎn)電流堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩KW轉(zhuǎn)速(r/min)電流(A)效率(%)功率因數(shù)(cos)額定電流Ist/IN額定轉(zhuǎn)矩Tst/TN額定轉(zhuǎn)矩TM/TNY2 IP542.214305.16800.817.02.32.3 圖3-1-1 Y2IP54三相異步電機(jī)主要參數(shù) 整個(gè)控制系統(tǒng)需要控制器件有：臺(tái)達(dá)PLC、變壓器、VFD-M變頻器、步進(jìn)電機(jī)與其控制器等。3.

28、1.2 PLC的選型系統(tǒng)主要為開(kāi)關(guān)量控制，經(jīng)我們的分析，共有16個(gè)開(kāi)關(guān)輸入量，16個(gè)開(kāi)關(guān)輸出量。要選擇PLC型號(hào)，我們要根據(jù)輸入輸出信號(hào)的數(shù)量、類型、控制要求，同時(shí)按I/O點(diǎn)數(shù)2030的備用量原則，系統(tǒng)才選用了臺(tái)達(dá)DVP-64EH型整體式PLC作為核心控制。DVP-64EH跟其他控制器不一樣，它是一款可擴(kuò)充的高性能型主機(jī)，具有高速度、高性能的小型PLC，在現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，有32個(gè)輸入點(diǎn)、32個(gè)輸出點(diǎn)，同時(shí)擁有我們常用的兩種通訊接口RS-232、RS-485，完全能滿足這個(gè)裝置控制要求。3.1.3 I/O地址分配臺(tái)達(dá)DVP系列PLC地址順序以8進(jìn)制編號(hào)。輸入繼電器、輸出繼電器的分配情況

29、如下。圖3-1-3 PLC的IO分配表輸入項(xiàng)目名稱 對(duì)應(yīng)輸入地址 輸出項(xiàng)目名稱 對(duì)應(yīng)輸出地址編碼器A相輸入 X0 步進(jìn)電機(jī)PLS- Y0編碼器B相輸入 X1 步進(jìn)電機(jī)DIR- Y1編碼器Z相輸入 X2 步進(jìn)電機(jī)FREE- Y2啟動(dòng) X4噴膠電磁閥 Y3停止 X5 運(yùn)行指示 Y4手動(dòng)/自動(dòng) X6色標(biāo)補(bǔ)償 Y5色標(biāo)開(kāi)關(guān) X7缺紙斷紙 Y6強(qiáng)行送紙 X10產(chǎn)品過(guò)大指示 Y7壓縮空氣 X11 送紙電磁閥 Y10變頻器故障 X12推糖電磁閥1 Y11色標(biāo)傳感器 X13變頻器繼電器 Y12來(lái)料檢測(cè) X14壓縮空氣繼電器 Y13皺紙檢測(cè) X15 送紙電磁閥 Y14斷紙開(kāi)關(guān) X16 推糖電磁閥2 Y15產(chǎn)品過(guò)

30、大輸入 X17 壓縮空氣電磁閥 Y16故障復(fù)位 X20變頻器故障 Y173.1.4 變頻器的選擇由于糖果控制系統(tǒng)對(duì)速度控制精度要求較高，而且負(fù)載為2.2KW的三相異步電機(jī)，屬于輕載。我們知道主電機(jī)的運(yùn)行速度快慢直接影響包裝機(jī)的速度，所以，控制了主電機(jī)的速度也就控制了包裝機(jī)的運(yùn)行速度。變頻調(diào)速是最經(jīng)濟(jì)、可靠的調(diào)速方式。分析主電機(jī)的功率，控制系統(tǒng)我們選用了容量為2.2kW臺(tái)達(dá)VFD-22M43B變頻器。再加上光電編碼器與PLC、變頻器組成的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了包裝速度的精度。PLC通過(guò)RS-485與變頻器進(jìn)行通訊。圖3-1-4 變頻器操作面板顯示部位顯示輸出的頻率、電流、線速度、異常容、設(shè)定

31、功能時(shí)的數(shù)據(jù)與其參數(shù)No RUN（運(yùn)行）是變頻器運(yùn)行的鍵 STOP（停止）使變頻器運(yùn)行停止的鍵 MODE（模式）切換“輸出頻率·電流顯示”，“頻率設(shè)定·監(jiān)控”等各種模式以與將數(shù)據(jù)顯示切換為模式顯示所用的鍵 SET（設(shè)定）切換模式和數(shù)據(jù)顯示以與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)所用的鍵。在“輸出頻率·電流顯示模式”下，進(jìn)行頻率顯示和電流顯示的切換 UP（上升）改變數(shù)據(jù)或輸出頻率以與利用操作板使其正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，用于設(shè)定正轉(zhuǎn)方向 DOWN（下降）改變數(shù)據(jù)或輸出頻率以與利用操作板使其反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，用于設(shè)定反轉(zhuǎn)方向 頻率設(shè)定鈕用操作板設(shè)定運(yùn)行頻率而使用的旋鈕 圖3-1-4 操作面板功能3.1.5 步進(jìn)電

32、機(jī)與其驅(qū)動(dòng)器選擇步進(jìn)電機(jī)的功能是一種專門用于位置和速度精確控制的特種電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的最大特點(diǎn)是其“數(shù)字性”，步進(jìn)電機(jī)在對(duì)于控制器發(fā)過(guò)來(lái)的每一個(gè)脈沖信號(hào)，其驅(qū)動(dòng)器的推動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)固定角度，具有慣量低、精度定位高、無(wú)累積誤差、控制簡(jiǎn)單，成本低(相對(duì)于伺服)、電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器不易損壞等特點(diǎn)，非常適合于微電腦和PLC控制。步進(jìn)電機(jī)在糖果包裝機(jī)系統(tǒng)中用于糖果包裝紙的精確定位，當(dāng)糖果包裝紙位置不合適時(shí)，色標(biāo)傳感器發(fā)出信號(hào)，PLC根據(jù)信號(hào)發(fā)出脈沖給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)包裝紙進(jìn)行色標(biāo)補(bǔ)償，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)前后拖動(dòng)，不斷調(diào)整包裝紙的位置，保證糖果包裝的質(zhì)量。糖果包裝機(jī)步進(jìn)電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩為12，系統(tǒng)中選用步進(jìn)電機(jī)公司兩相步進(jìn)電

33、機(jī)110系列中的2S110Q-03999型步進(jìn)電機(jī)，使用2H1080型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。該型電動(dòng)機(jī)的基本技術(shù)數(shù)據(jù)如表所示。圖3-1-5 2S110Q-03999型步進(jìn)電機(jī)基本技術(shù)參數(shù)整步步距角（度）靜態(tài)相電流（A）相電阻（）相電感（mH）保持轉(zhuǎn)矩（）阻尼扭矩（）最大軸向負(fù)載（N）最大徑向負(fù)載（N）1.85.50.79.811.79.760220 2H1080型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是兩相雙極整半步型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。它的特點(diǎn)是高性價(jià)比，高速力矩大，相應(yīng)快，光隔離拆分信號(hào)輸入，靜止時(shí)自動(dòng)低功耗運(yùn)行，鎖機(jī)電流可調(diào)等特點(diǎn)。其供電電壓最大可達(dá)交流100V，提供電機(jī)更好的高速驅(qū)動(dòng)性能；采用雙極性恒流驅(qū)動(dòng)

34、方式，最大驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)每相8.5A，可驅(qū)動(dòng)相電流小于8.5A的任何兩相雙極型混合式步進(jìn)電機(jī)；我們知道DIP開(kāi)關(guān)不同于一般的開(kāi)關(guān)，它應(yīng)用于計(jì)算機(jī)主板與自動(dòng)化設(shè)備軟件編程和儀器儀表中，預(yù)置電路中的控制元件。由此對(duì)于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)輸出相電流可通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)調(diào)整，以配合不同規(guī)格的電機(jī)；具有DIP開(kāi)關(guān)可設(shè)定電機(jī)靜態(tài)鎖緊狀態(tài)下的自動(dòng)半流功能，可以大大降低電機(jī)的發(fā)熱；采用專用驅(qū)動(dòng)控制芯片，可通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)設(shè)定整步或半步的驅(qū)動(dòng)控制方式，適合高速大力矩的應(yīng)用需求；具有脫機(jī)功能，可以在必要時(shí)關(guān)閉給電機(jī)的輸出電流；控制信號(hào)的輸入電路采用光耦器件隔離，降低外部電氣噪聲干擾的影響。2H1080型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器規(guī)格參數(shù)如表所

35、示。圖3-1-52H1080步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的一些參數(shù)供電電壓交流60V100V輸出相電流4.5A8.5A控制信號(hào)輸入電流620mA冷卻方式置強(qiáng)制風(fēng)冷使用環(huán)境要求避免有大量金屬粉塵、油霧或腐蝕性氣體使用環(huán)境溫度10+45使用環(huán)境濕度<85%非冷凝重量1.65Kg3.1.6傳感器選擇傳感器有兩種分別為NPN和PNP型。NPN是指當(dāng)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，信號(hào)輸出線動(dòng)作于L+這條高電平的電源線。對(duì)于NO型，在沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，輸出線是懸空的；有觸發(fā)時(shí)則發(fā)出與L+電源線一樣的電平。對(duì)于NC型，在沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，信號(hào)輸出線與L+電源線是連通的；當(dāng)有觸發(fā)信號(hào)后，輸出線就懸空了。對(duì)于PNP型傳感器來(lái)說(shuō)，信號(hào)輸出線

36、是作用于L-這條低電平的電源線的。糖果包裝系統(tǒng)中PLC s/s端接+24V，故我們選擇NPN型傳感器。我們的糖果包裝機(jī)中，共有3個(gè)傳感器，它們分別是色標(biāo)傳感器、光電開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)。光電開(kāi)關(guān)傳感器我們一般安裝在糖果包裝機(jī)的入口處，當(dāng)檢測(cè)到糖果到來(lái)時(shí)，光電傳感器就會(huì)發(fā)出信號(hào)，并且傳送給PLC，PLC控制推糖電磁閥得電吸合，然后推糖機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)，將糖果推入糖果托盤。當(dāng)糖果進(jìn)入糖果托盤幾個(gè)周期后，PLC再一次發(fā)出指令，吸合控制糖果包裝紙運(yùn)動(dòng)的送紙電磁閥得電吸合，開(kāi)始送包裝紙進(jìn)行糖果包裝。接近開(kāi)關(guān)傳感器位于傳送帶入口處，用于檢測(cè)糖果是否合格。當(dāng)糖果沒(méi)有達(dá)到要求，超過(guò)設(shè)定高度時(shí)，行程開(kāi)關(guān)就會(huì)發(fā)出信號(hào)給PL

37、C，PLC接受信號(hào)了，會(huì)發(fā)出急停信號(hào)，整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)，等待操作工人將不合格糖果剔除或技術(shù)維修人員進(jìn)行維修。3.2 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)我們的糖果包裝機(jī)是使用三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由變頻器供電，轉(zhuǎn)速通過(guò)變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)。步進(jìn)電機(jī)用于調(diào)整包裝紙的精確的位置。糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)主要有推糖機(jī)構(gòu)控制、糖果檢測(cè)、糖果包裝與糖果包裝紙同步控制等。其他糖果各加工工位的動(dòng)作是由三相異步電機(jī)通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。3.2.1 供電模塊設(shè)計(jì)圖圖3-2-1 糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)供電模塊電氣原理糖果包裝機(jī)系統(tǒng)中，設(shè)備很多，工作電壓也不盡一樣。三相異步電機(jī)工作電壓為380V AC，PLC的工作電壓為220V AC，人機(jī)界面等

38、的工作電壓為24V DC，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作為90V AC。如上圖所示。電源由導(dǎo)線進(jìn)入電氣柜中，然后經(jīng)過(guò)電流保護(hù)器（熔斷器FU）后，再經(jīng)總線空氣斷電器QS后供給系統(tǒng)的控制回路與主電機(jī)電路部分。為了驅(qū)動(dòng)三相異步主機(jī)能正常工作，控制系統(tǒng)使用380V的交流電壓，而且三相電源必須經(jīng)繼電器才能送入變頻器。三相電源的線電壓為380V，相電壓為220V，因此系統(tǒng)取三相中的A相相電壓提供220V交流電壓，A相經(jīng)過(guò)交流穩(wěn)壓器后提供給環(huán)形變壓器和開(kāi)關(guān)電源等設(shè)備。環(huán)形變壓器T2的作用是將220V AC變?yōu)?0V AC供步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作。開(kāi)關(guān)電源為系統(tǒng)提供24V DC電壓，為人機(jī)界面提供工作電壓，PLC的輸入、輸

39、出點(diǎn)提供基準(zhǔn)電壓。為了保護(hù)主電路與各分電路正常工作和安全，我們?cè)谄渲信渲昧擞蓄A(yù)防過(guò)流過(guò)載功能的斷電器保護(hù)裝置，為了確保在系統(tǒng)過(guò)載時(shí)能與時(shí)與三相電源斷開(kāi)，防止工作設(shè)備處于過(guò)流或過(guò)載狀態(tài)時(shí)危與設(shè)備安全。220V交流在送入設(shè)備之前我們要先通過(guò)了穩(wěn)壓設(shè)備，防止電壓出現(xiàn)大幅波動(dòng)時(shí)，對(duì)設(shè)備造成危害，提高了系統(tǒng)的安全可靠性。3.2.2 執(zhí)行主電機(jī)模塊設(shè)計(jì)圖3-2-2（a） 主電機(jī)控制電氣原理圖糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)中，各機(jī)械部分的驅(qū)動(dòng)是由一臺(tái)三相異步電機(jī)提供的。三相異步電機(jī)的具體參數(shù)見(jiàn)表。如圖所示電機(jī)的控制電氣原理圖。三相電源分別通過(guò)線路11、12、13接入變頻器的R、S、T端子為變頻器與主電機(jī)提供工作電源。正

40、常工作時(shí)，變頻器通過(guò)RS-485口與PLC通信取得電機(jī)工作頻率，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在相應(yīng)頻率在工作。負(fù)載超載或者工作電流過(guò)大時(shí)，主電機(jī)就會(huì)發(fā)熱，進(jìn)而熱繼電器隨即斷開(kāi)，主電機(jī)就與電源被斷開(kāi)，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)立即停止工作。急停時(shí)，PLC發(fā)出急停控制信號(hào)，其對(duì)應(yīng)變頻器繼電器被斷開(kāi)，主電機(jī)停止動(dòng)作，等待維修人員進(jìn)行故障排除。為了保證整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，并且能與時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行剎車、制動(dòng)。我們常在變頻器側(cè)安裝制動(dòng)電阻來(lái)制動(dòng)，將制動(dòng)產(chǎn)生的能耗以熱量的形式消耗掉。=三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子速度與同步速度之差：N其中N1為轉(zhuǎn)子速度，100%N=100%NS= 轉(zhuǎn)差率：相對(duì)比為了保證在系統(tǒng)故障時(shí)，能與時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行剎車制動(dòng)，根據(jù)臺(tái)達(dá)變頻

41、器技術(shù)DVP手冊(cè)選用了300W 70的BR300W070型制動(dòng)電阻，其具體參數(shù)如表3-1所示。主電機(jī)在啟動(dòng)之前，應(yīng)斷開(kāi)不必要的負(fù)載，確保主電機(jī)輕載啟動(dòng)。按下啟動(dòng)按鈕后，電機(jī)在變頻器的控制下，逐步提高速度，實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。若機(jī)器出現(xiàn)故障，立即切斷電源，并且進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)，確保機(jī)器的安全。表3-1中ED%代表電阻值瓦特?cái)?shù)與使用的頻率。 圖3-2-2（b）臺(tái)達(dá)變頻器剎車電阻選用參數(shù)電壓適用馬達(dá)全載輸出轉(zhuǎn)矩KG-M應(yīng)用電阻規(guī)格制動(dòng)單元制動(dòng)電阻料號(hào)用量制動(dòng)轉(zhuǎn)矩10%ED%最小電阻值hPkW型式VFDB用量230V32.21.262300W 70BR300W070112535為了保證主電機(jī)轉(zhuǎn)速的精度，系統(tǒng)中使

42、用了光電編碼器采集實(shí)際轉(zhuǎn)速值，并將其傳送給PLC，再由PLC與變頻器進(jìn)行通訊不斷的進(jìn)行修正。3.2.3 包裝紙同步控制模塊設(shè)計(jì)包裝紙的傳送在糖果包裝中是相當(dāng)重要，傳送過(guò)快或過(guò)慢都會(huì)造成包裝紙位置不合適，進(jìn)而影響產(chǎn)品包裝質(zhì)量。在糖果包裝機(jī)中，糖果包裝紙動(dòng)作是由三相異步電機(jī)帶動(dòng)相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)完成的。在包裝紙傳送系統(tǒng)中加入了一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)和SICK KT3 W-N1116型（NPN）色標(biāo)傳感器，與PLC聯(lián)動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)行色標(biāo)補(bǔ)償。當(dāng)色標(biāo)傳感器檢測(cè)到包裝紙位置不合適時(shí)，PLC會(huì)接受信號(hào)，然后向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)對(duì)其位置進(jìn)行調(diào)整和控制，從而保證包裝的質(zhì)量要求。步進(jìn)電機(jī)與其

43、驅(qū)動(dòng)器電氣原理圖如下圖所示。圖3-2-3 步進(jìn)電機(jī)與其驅(qū)動(dòng)器電氣原理 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2H1080的工作電壓由變壓器T2提供。圖FG為接地保護(hù)，直接接到PE。PLS口接PLC高速脈沖輸出口Y0，DIR口接Y1，F(xiàn)REE接PLC的Y2口。當(dāng)糖果的包裝紙位置沒(méi)有到達(dá)要求的合適位置，PLC就會(huì)得到反饋信號(hào)，然后通過(guò)Y0口發(fā)出脈沖信號(hào)，進(jìn)而控制驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)前后運(yùn)動(dòng)，對(duì)包裝紙位置做精確的調(diào)整到達(dá)要求。3.3糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)總體電氣原理圖圖3-3 糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)電氣原理圖3.4主電路接線圖主電路圖包括從電源電機(jī)的電路，是強(qiáng)電流通過(guò)的部分。三相交流電源引入線采用A、B、C標(biāo)號(hào)，連接兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，M1為三相

44、異步電動(dòng)機(jī)，控制所有的系統(tǒng)，M2步進(jìn)電機(jī)運(yùn)送糖果。圖中QF為斷路器，它的作用是接通或斷開(kāi)電源，保護(hù)電動(dòng)機(jī)；FU為熔斷器，它的作用是短路保護(hù)，防止電流過(guò)大；FR為熱繼電器，利用電流的熱效應(yīng)原理動(dòng)作的保護(hù)電路，在電路中起著過(guò)載保護(hù)。圖3-4-1主電路圖 圖3-4-2 控制電路圖4 糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 PLC程序設(shè)計(jì)PLC基于計(jì)算機(jī)，但不等同于計(jì)算機(jī)。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息變換，多只考慮信息本身，信息的入出。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性以與信息的使用等問(wèn)題。PLC還具有如下特點(diǎn)：1可靠性高；2編程簡(jiǎn)單方便、易于使用；3控制功能極強(qiáng)；4擴(kuò)展機(jī)與外部接線連接極為方便。 目前隨

45、著微機(jī)技術(shù)的不斷深入發(fā)展和應(yīng)用,以微機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程控制器也在不斷地發(fā)展和成熟,它以其可靠性極高、并且能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗(yàn)、功能強(qiáng)大和使用簡(jiǎn)單方便等最大優(yōu)越性,迅速占領(lǐng)工業(yè)自動(dòng)控制食品領(lǐng)域,PLC成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)控制的首選產(chǎn)品。中央處理器CPU是PLC的控制核心，起著重要的作用，我們使用的臺(tái)達(dá)PLC最少只有一個(gè)CPU，它是按照PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集，由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并且要存入有規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中出現(xiàn)的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。糖果包裝機(jī)由PLC進(jìn)行控制與實(shí)現(xiàn)，我們使用臺(tái)達(dá)DVP系列PLC的編程軟

46、件WPLSoft進(jìn)行程序編程。WPLSOft為臺(tái)達(dá)電子一可編程序控制器DVP系列在WINDOWS操作系統(tǒng)環(huán)境下所使用的程序編程軟件。WPLSoft除了有一般PLC程序的規(guī)劃與WINDOWS的一般編輯功能外，另外提供兩種批注編輯：中英文，與其它便利功能。DVP系列的PLC編程語(yǔ)言有3種：梯形圖(LD)、指令表(STL)、順序功能流程圖語(yǔ)言(SFC)，其它編程語(yǔ)言作為可選軟件包使用。通過(guò)WPLSoft在WINDOWS環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行程序編制、配置、調(diào)試和監(jiān)視，它的用戶界面方便友好，便于操作。我們寫好程序并且編譯沒(méi)有錯(cuò)誤后，我們連接PLC的RS232通訊接口，把我們寫的程序?qū)隤LC中。4.2 糖果

47、包裝機(jī)的功能流程糖果包裝機(jī)的PLC控制程序主要有兩種模式：自動(dòng)模式和手動(dòng)模式，由初始化模塊、主電機(jī)控制模塊、推糖模塊、包裝紙模塊組合構(gòu)成。自動(dòng)模式下，控制系統(tǒng)按預(yù)先設(shè)定的順序依次執(zhí)行各模塊；手動(dòng)模式下每執(zhí)行完一模塊需要手動(dòng)操作一次程序才會(huì)進(jìn)入下一模塊。控制系統(tǒng)程序總體流程圖如下圖所示。NYNYNYYNYPLC故障程序故障初始化程序手動(dòng)主電機(jī)啟動(dòng)推搪機(jī)構(gòu)動(dòng)作延時(shí)2周期初始化程序送包裝紙停止報(bào)警故障指示手動(dòng)程序PLC停止運(yùn)行警報(bào)開(kāi)始結(jié)束設(shè)備故障自動(dòng)手動(dòng)自動(dòng)有糖來(lái)糖果超高結(jié)束圖4-2 糖果包裝機(jī)控制系統(tǒng)程序總體流程圖4.3 梯形圖的輸入4.3.1啟動(dòng)程序點(diǎn)擊桌面上的“WPLsoft”快捷圖標(biāo)。進(jìn)入P

48、LC的工作環(huán)境即WPLsoft操作界面，打開(kāi)菜單欄中“文件-新建”，會(huì)彈出“機(jī)種設(shè)置”的窗口，在“程序標(biāo)題”中輸入名稱，在機(jī)種里選擇你需要的機(jī)種，在通信設(shè)置中可以選擇傳輸方式。本文選擇的是ES2，USB。點(diǎn)擊“確定”就回到主窗口中，開(kāi)始編寫梯形圖程序，如下圖所示:按照所編流程圖，進(jìn)行程序的輸入。可以在工具欄中找到相應(yīng)的輸入、輸出的符號(hào)，點(diǎn)擊就可以添加到程序窗口中。4.3.2程序編譯程序編程完以后，依次點(diǎn)擊菜單欄中的“編譯”軟件就會(huì)自動(dòng)編譯程序，如果沒(méi)有錯(cuò)誤就會(huì)提示編譯成功，如果程序有錯(cuò)就會(huì)提示編譯失敗。4.3.3 自動(dòng)運(yùn)行燈調(diào)試編譯完成后，點(diǎn)擊菜單中的“通信-PLC”確定后將程序下載到PLC中

49、，就可以進(jìn)行調(diào)試成功了。4.4 程序編寫電機(jī)啟動(dòng)程序如圖，按下啟動(dòng)按鈕X6，Y0得電自鎖，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，傳送帶啟動(dòng)，若檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，光電開(kāi)關(guān)未檢測(cè)到有糖塊，則等待1min，若1min后仍沒(méi)有糖果，電動(dòng)機(jī)停止。若按下停止按鈕X7，S20S22復(fù)位，電動(dòng)機(jī)停止。按下X11，特殊繼電器M8034得電，暫停。圖4-4-1 起動(dòng)停止開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)擋，當(dāng)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到糖塊時(shí)，初始狀態(tài)步S0復(fù)位，S20置位，推搪線圈得電，動(dòng)作，依次類推，注意噴膠截?cái)鄤?dòng)作前要確定其是否在下限位，不在才能動(dòng)作。若將操作方式打到連續(xù)檔位，X10得電，回到狀態(tài)步S20，連續(xù)動(dòng)作。打到單周期，則X10不動(dòng)作，回到狀態(tài)步S0，停止動(dòng)作。部分程序如圖所示。圖4-4-2 部分自動(dòng)控制梯形圖4.5利空組態(tài)軟件的實(shí)現(xiàn) 建立組態(tài)畫面后，在工程項(xiàng)目導(dǎo)航欄中點(diǎn)擊“標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)”，根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)木`，建好后的最終畫面如圖 圖4.5 力控畫面4.5.1 力控仿真運(yùn)行 點(diǎn)擊起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，指示燈隱藏，糖塊運(yùn)動(dòng)，光電開(kāi)關(guān)感應(yīng)。噴膠電磁閥處于上限位，如圖所示圖4-5-1起動(dòng)電動(dòng)機(jī)光電開(kāi)關(guān)感應(yīng)后，推搪電磁閥動(dòng)作，至SQ1處（呈紅色），糖紙轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，指示