基于PLC的打包机控制系统方案

毕业设计（论文）（成教）题目：基于PLC的打包机控制系统院(系)：机械与电子工程学院专业：姓名：学号：指导教师：二〇一二年二月十六日毕业设计（论文）任务书学生学号专业院（系）毕业设计（论文）题目基于PLC的打包机控制系统任务与要求设计一个基于可编程控制器的PLC为控制的打包机控制系统。所设计的PLC打包机适合应用在现代化各行业中，能够实际完成各项货物的打包。在企业中能够有一定精度的实现打包操作。完成时间段年月日至年月日共周指导教师单位职称院（系）审核意见毕业设计(论文)进度计划表日期工作容执行情况指导教师签字签名年月日本表作评定学生平时成绩的依据之一摘要打包机是一种动作步骤复杂的机床设备，在打包机控制系统中应用可编程序控制器能简化系统的设计并提高系统的工作效率和可靠性。在这篇文章中以化纤打包机的控制系统为例。首先介绍了三菱FX2N的特性特点、程序设计方法和编程方法，程序设计方法和编程方法包括经验设计法、顺序控制设计法和STL（StepLadderInstruction）步进梯形指令，然后详细具体地分析和介绍了化纤打包机控制系统的组成、电气特征和程序。最后介绍了应用个人计算机来向可编程序控制器中输入程序。所使用的软件是三菱公司的SWOPC—FXGP/WIN—C。关键字：打包机；可编程序控制器；步进梯形指令；个人计算计。AbstractThepackageingmachineryisakindofstepingcomplicatedmachinetools.ApplyingProgrammableLogicControllertothecontrolsystemofpackageingmachinerycansimplifythesystemdesignandraisetheeffectivenessandreliabilityofthesystem.Inthispaper,thecontrolsystemsofchemicalfiberbalerareusedasaexample.Atfirstitintroducesthecharacteristics,methodofdesigningtheprogram,andmethodofeditingtheprogramofMitsubishiFX2N.ThemethodofdesigningandeditingtheprogramincludetheExperienceDesigningMethod,SequencelyControllingDesigningMethod,andSTL(StepLadderInstruction).Then,itconcretelyanalysesandintroducestheelectricalconstruct,electricalfeature,andprogramofthecontrolsystemsofchemicalfiberbaler.AtlastitintroducesusingthepersonalcomputertoinputtheprogramintotheProgrammablePackageingMachinery.TheusedsoftwareisSWOPC-FXGP/WIN-CofMitsubishicompany.Keywords:packageingmachinery;ProgrammableLogicController;StepLadderInstruction;personalcomputer目录第一章绪论.................................................................................................................1第一节可编程控制器在打包机中的应用概述......................................................1第二节发达国家包装机械技术水平及发展趋势..................................................1第三节21世纪包装机械基础技术的发展重点.....................................................2第二章FX2N系列PLC性能、经验设计法简介........................................................3第一节三菱FX2N系列可编程控制器性能..........................................................3第二节梯形图的经验设计法简介..........................................................................3第三章化纤打包机控制系统的设计实现.................................................................4第一节化纤打包机的基本动作、工艺要求和运行控制方式..............................4第二节打包机控制系统设计的实现......................................................................4第四章应用个人计算机程序开发系统向PLC中导入程序...................................19第一节个人计算机程序开发系统概述................................................................19第二节向PLC中输入程序的过程.....................................................................19结论.............................................................................................................................25致..................................................................................................................................26参考文献.....................................................................................................................27第一章绪论第一节可编程控制器在打包机中的应用概述近几年来可编程控制器(PLC)技术的普及为各种智能型仪表提供了可靠的技术基础,在打包机控制系统方面的应用,提高了系统的可靠性和灵活性。与工控机和单片机相比,可编程控制器应用广泛,使打包机控制系统的开发更加简单、周期更短、使用更可靠、维护更简便。大大的提高了经济效益。旧机床电气控制部分大多采用继电器控制,这种控制方法中采用众多的电器元件,逻辑布线复杂,接点多,故障率高,设备运行可靠性差。用PLC能有效地解决这些问题。可编程控制器PLC（ProgrammableLogicController）在打包机控制系统中的应用具有十分重要的意义，与以往复杂的继电器控制系统相比，其功能强、性能价格比高、硬件配套齐全、用户使用方便，适应性强、无触点免配线、可靠性高、抗干扰能力强、维护工作量小、维修方便。大大提高了打包机的精度、可靠性、灵活性和工作效率，为各种智能型仪表提供了可靠的技术基础。从而降低了打包机的生产成本，所以可编程序控制器非常适合应用于各种机床设备的控制系统中。有着广泛的应用前景，对打包机控制系统的研究对提升我国包装设备的自主创新、提高国际竞争力、促进工业化发展、提升产品质量具有着重要的影响。第二节发达国家包装机械技术水平及发展趋势上世纪50至70年代，电子技术和合成化工的迅速发展，对包装机械产生了委大的影响，出现了一系列以采用合成材料为包装材料的新包装工艺及设备。如机电密切结合的高速自动化包装机、调整操作方便的多功能包装机和劳动生产率极高的自动包装线的大量出现，使包装机械在产业机械中成为瞩目的一个领域。日本在那个时期的包装机械生产每年平均增长率达20％，进入稳定发展的80年代，增长率仍然高于10％。80年代，各发达国家为了维护本国包装机械市场，扩大出口能力，积极采用其他领域的新技术（如微电子、激光、热管、新材料等），成为开创包装机械新局面的关键性年代。欧家的包装机械生产，以大、中型企业为主，以联合经营的方式扩大在国际市场上的竞争实力。欧美制造厂在经营上，重视展览会上的成交和销售；在发展方针上，不太注重本公司产品的品种，而是注重增加在原有品种的基础上继续研究改进性能。日本的包装机械制造厂则中小企业为主，最拿手的是微电子技术，用它来控制包装机，达以安全性高、无人操作、高生产率，大大提高了国际市场竞争能力。美国、德国、日本、意大利是世界上包装机械四强。第三节21世纪包装机械基础技术的发展重点从发达国家的包装机械企业发展的成功经验可以得到启示：美、日、德、意等国家积极采用其他领域的新技术（如微电子、激光、热管、新材料等），开创包装机械新局面。21世纪包装机械基础技术的发展重点：机电一体化技术的应用、热管技术、基础配套技术、设计技术、模块化技术、制造技术。机电一体化技术和微机应用可提高包装自动化程度及可靠性和智能化程度；热管技术可提高包装机械的封口质量；基础配套技术中配套的电子元件、专用泵、阀产品、传感器、电机及电器控制元件，开发各种在线或离线的检测设备；采用模块化设计技术和CAD／CAM技术，可以提高包装机械在材料选择、加工装备与工艺技术的水平。第二章FX2N系列PLC性能、经验设计法简介第一节三菱FX2N系列可编程控制器性能FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程控制器。它的基本指令执行时间高达0.08μs每条指令，远远超过了很多大型可编程程序控制器。用户存储器容量可扩展到16K步，最大可扩展到256个I/O点，有5种模拟量输入/输出模块、高速记数模块、脉冲输出模块、4种位置控制模块、多种RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板，以及模拟定时器功能扩展板，使用特殊功能模块和功能扩展板，可实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能。FX2N有3000多点辅助继电器、1000点状态、200多点定时器、200点16为加计数器、35点32位加/减计数器、8000多点16位数据寄存器、128点跳步指针、15点中断指针，这些编程元件对于一般的系统是绰绰有余的。第二节梯形图的经验设计法简介在可编程控制器发展的初期，沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改梯形图，不断地增加中间编程元件和辅助触点，最后才能得到一个较为满意的结果。这种设计方法没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，最后的结果不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，所以有人把这种设计方法叫做经验设计法，它可以用于简单的梯形图（如手动程序）的设计。第三章化纤打包机控制系统的设计实现第一节化纤打包机的基本动作、工艺要求和运行控制方式生产中要求化纤打包机完成以下的基本动作：进料、进料门关、预压升降、主压升降、抬箱、左右转箱、落箱、预压右行和左行、捆包、顶包升降、放包布。这些动作里给料动作由电动机4M直接控制；主压泵电动机1M和电磁阀YV4、YV5