毕业论文-高速全自动包装机PLC控制系统设计.doc

毕业设计（论文）题目： 高速全自动包装机PLC控制系统设计 系 别 信息工程系专业名称 自动化班级学号 108302131学生姓名 朱加乐指导教师 杨声云二O一四 年 六 月 高速全自动包装机plc控制系统设计学生姓名：朱加乐 班级：1082022 指导老师：杨声云 摘要：包装机的工作过程是一个典型的顺序控制,考虑到包装机运作复杂,传感器多,干扰大,而PLC具有可靠性高、控制功能强、编程方便等优点,选用可编程控制器作为其主控制器。 可编程控制器(PLC)，是控制系统的核心装置，其功能强大、性能稳定可靠。在现代工业自动化生产中得到了非常广泛的应用。 本论文详细的描述了PLC技术，变频器技术在包装机控制系统中的应用。概述了可编程控制器PLC的现状及其在包装机械上的特点，通过对卷纸包装机生产工艺流程的了解，统计其输入输出I/O点，然后进行PLC选型，硬件组态的设计。详细分析了包装纸放卷过程中的受力情况，利用自适应控制原理实现了送料过程中的张力控制。卷纸的包装是一个典型的顺序控制，因此利用一个移位寄存器，使工艺盘的每一个V形槽对应一个二进制位，通过移位寄存器的移动，实现了包装过程的程序控制。关键词：包装机；PLC；自适应控制 指导老师签字：Based plc speed automatic packaging machine control system design Student Name: Zhu jiale Class: 1082022Supervisor: Yang shengyunAbstract: Working process of the packaging machine is a typical sequence control , taking into account the operation of complex packaging machines , multi- sensor , interference, and PLC with high reliability, control , easy programming , etc. , use the programmable controller as its main control implement. Programmable Logic Controller (PLC), the control system is the core of the device , its powerful, stable and reliable performance . Has been very widely used in the production of modern industrial automation . PLC technology ,inverter technology in the packaging machine control system is described in detail in this paper.the An overview of the current situation and characteristics of the programmable controller (PLC) on packaging machinery , packaging machine rolls through the understanding of the production process , the statistical input and output I / O points, and then to design PLC selection, hardware configuration . A detailed analysis of the process of wrapping paper unwinding force , the use of adaptive control theory to achieve a process of feeding tension control . Roll packaging is a typical sequence control , so the use of a shift register , a V -shaped groove so that each process one bit corresponding to the disc , by moving the shift register , the control program to achieve the packaging processKeywords: Packing machine; PLC; self-adaptive Control Signature of Supervisor: 目 录1 绪论11.1可编程控制器的产生和发展11.2PLC与其它工业控制系统的比较11.3卷纸包装机产生的背景及意义21.4PLC在包装机械上的特点22 PLC构成的包装机控制系统的总体设计42.1卷纸包装机生产工艺概述42.2可编程控制系统控制方案的设计52.3系统的运行方式53 电控系统电路及各功能模块的设计63.1供电线路63.2主要控制功能模块的设计73.3放卷、分切部分的张力控制93.4送料过程中的同步控制104 系统的编程和设计114.1PLC的软件设计11结论18参考文献19致谢20附录A21 南昌航空大学科技学院2014届学士学位论文 1 绪论1.1可编程控制器的产生和发展 如果在生产过程中能把过程控制起来的话那意义是非凡的， 在1996年的时候美国数字设备公司终于（dec）率先研发出来了世界上第一台可编程控制器，并且在美国通用汽车公司（de）的汽车的自动装配线上试用成功了。虽然那时候的可编程控制器性能有限、体积非常大，但是它意味着这门新技术已经开始产生了并且将会很快发展。可编程控制器早泄的时候虽然利用了计算机技术的设计思想， 面向用户、用在控制上，在工业现场比较适应，但是因为那时候的发展水平，它的功能有很多局限性，器件特多、体积特别大，称呼也是不一样的。网络技术发展后，现在的可编程控制器对网络的功能上的要求更高，很多有互连网接入功能、现场总线功能，等等。1.2PLC与其它工业控制系统的比较目前工业自动化项目中，我们会遇到很多很多的控制装置。以前的工业自动控制很多是是继电器或者是电子线路来实现的。虽然说这样子的控制方式非常便宜，但是有很多要命的弱点，比如说只能在非常简单的逻辑控制中才使用，或者只能在某种控制项目中使用，通用性非常的差，一旦想要改动或者优化的话，硬件必须就要重新组合。现在的工业领域中的继电器控制系统和单片机控制系统还有微型计算机系统和集散型控制系统是很具有代表性的。 PLC比较于单片机控制系统：单片机是利用电子计算机基本的环节上把集成电路技术在硅基片上集成.因为单片机体积十分小,功能又很强,所以在电子设备中作控制器中经常使用.现在，大到那些导弹火箭,小到那些电视机微波炉等现,里面中都要使用单片机.所以在控制的观点上看,我们通常把它称之为单片机控制器.单片微控制器的工作不能离开软件。PLC在现在来说，很多是使用一大堆单片机制成的，在某种意义上可以说PLC是基于单片机在继电控制的系统之上的一种应用.PLC中用的梯形图和继电器线路图十分的相类似,很容易被广大电气人员接受.其他的，PLC工业不好的环境使用效果比较突出，对环境要求不高，使用的很稳。单片机对环境的要求比较苛刻。PLC比较于计算机控制系统：微型计算机在控制领域之外使用的非常广泛，但是也是大量在科学运算、处理那些数据、通信等方面应用；然后plc主要是在工业控制的领域使用。微型计算机对工作环境的要求特别高，在环境干扰小和有标准的温度和湿度下使用效果才好；但是呢PLC是专门为工业控制的非常差的环境而只制造的，比如说工程现场中的环境。微型计算机有很多的语言，各个语法，它是要求使用者间的关系比较难以搞清楚，除非计算机知识比较高；然而PLC利用的是逻辑语言，可以用继电器的逻辑梯形图形象直观的表达出来，操作十分的简单，而且可以在短时间内就可以学会怎么去操作。 微型计算机响应速度是特别的快的；PLC采用的工作方式往返扫描，存在滞后，速度相对来说要慢一些。拿快速系统来说，PLC扫描速度特别的慢。其他的，PLC比较多的利用结构模块化，和微型计算机相比较灵活性和性价比都站很大的优势，维修方面更加的简单方便。因为微型计算机是通用机，功能已经完备了，所以价格相对的来说要高点；然而PLC只是专用机，功能少的可怜，所以价格当然要低很多。 PLC比较于继电器控制系统：继电器控制利用硬件来接线的，只能够完成那些规定好的逻辑控制。PLC的控制逻辑是在内存中储存程序，如果想要改变控制逻辑，只要改变程序就可以了。继电器控制逻辑根据机械的动作被触电来实现的。PLC是利用半导体电路被程序控制进而实现的，速度非常的快，而且没有什么抖动。继电器控制系统是依据时间继电器的滞后动作来实现延时控制的，由于时间继电器的定时精度非常的低，受到的环境影响比较大，调整的时间特别困难。PLC采用的是电路定时器由半导体构成的，精确度非常的高，调整十分的方便，不会被环境影响。1.3卷纸包装机产生的背景及意义卫生纸是生活中每个人都需要的东西，随着社会的发展大家用纸的速度也越来越快，因此人们对卫生纸的需求也就不断的变大，而且对卫生纸要求也是不断的变高。比如说安全性、方便性。如果能使包装出来的物品整齐、好看并且质量也不错的卫生纸还有性价比高是市场的紧迫的要求。到现在为止，我们国家这一类包装机大部分都是进口的产品，价格非常的贵。在这种情况下，我们就研究了“卷纸包装机控制系统”。1.4PLC在包装机械上的特点 包装机械的包装特点是动作太复杂频繁，而且里面有太多的持行元件。可编程控制器其实是应用户所需要，适合与在工作现场安装的、为了生产控制而设计的专门使用的计算机。虽然它和计算机在结构上有相类似的地方，但是按照它的作用有自己的特点：编程很简单，使用的控制逻辑语言是面向控制操作的。就拿梯形图、顺序功能流程图来说，生产现场的工人很容易掌握并且使用它，容易普及应用。可靠性非常的高，抗干扰很强，可以在非常差的生产环境下运行的很好。应用了很多硬件和软件措施，可以提高可靠性，非常适合生产现场的要求。 系统采用的是模块化分散的结构。不但可以对每一类不同控制进行组合，有利于扩展；在检查故障和维修更换很容易，大大的提高了效率。现在有些高档的PC还配上了智能化模板，极大程度的增加了PC的功能和适应性能。和继电器逻辑控制相比较来说，PC可以减少大量继电器的使用，直接降低了成本并且提高了系统的可靠性，用程序来来控制，能使得系统灵活便于修改。这一切的一切都大大增加了它的性价比。2 PLC构成的包装机控制系统的总体设计2.1卷纸包装机生产工艺概述卷纸包装机将卷纸包装成合格的卷筒纸以每分钟六十个的速度。以卷筒的形式把包装纸放在原料架上，当上位机有了命令出去之后，放卷电机开始工作，就开始放卷了。当放卷了一段时间后，到了一定长度，通过信号来指令切纸机构切纸。切纸部位的电机是交流变频调速电机，使一个凸轮带动一起旋转，这样子的话可以使切断刀被带动上下运动，需要将一个位置传感器安装在凸轮上，每次当凸轮转到一个位置，切刀就向上进行运动，两刀分离开，有了信号后，切刀又开始向下进行运动。变频调速电机可以用来调整切刀上、下的频率。整理后好纸片被放入纸片库中，等待纸片被推纸空心台推到工位上去。送卷纸球通过卷纸库的卷纸整理后，等待托盘推杆来动作。包装过程是在包装工艺盘里面进行的。包装工艺盘里面有八个相同的V型槽和三个不一样的加工工位，当包装纸和卷筒纸一起放进槽里面的时候，工艺盘带着它们一起转动，工艺盘转动是在皮带的带动下进行的，工位1进行的是装入工件，工位2进行的工作是完成前进，抓紧，旋转，窝边等等这一系列的动作，并且还要指令推纸空心台送纸片和托盘送纸球，工位3是将包装好的产品弄到成品区里面去。因为产品的重力作用。包装控制是顺序控制，十分的典型，操作上要使用移位寄存器，设置一个八位移位寄存器，每个V型槽所对应的是一位移位寄存器，120ms移位一次，控制好它们的各自相对应的操作，当工位2发出上料的信号以后，推纸空心台就推动着纸片前进，同时托盘推动纸球一起以一样的速度前进，V型槽到达工位1之后，工艺盘就停止了，在工位1延时150ms，当放纸空心台压纸片到位行程开关后推纸空心板就停止了不再有动作，当托盘压托盘到位行程开关的时时候，托盘也就停止不再运动了，完成上料，当延时到了之后，托盘和放纸空心台开始向后面退，插纸板开始向前面进，带动纸球和工艺盘一起的运转，当到了工位2后，工艺盘不动作了，延时250ms，上料的信号被发出，这一段时间里面，插纸板也不做出相应的运动，由于惯性的效果，包装纸和纸球一起旋转一个微弱的角度，等到包装纸能完全包住纸球的时候才后退，同样的时间里夹钳机构沿着轴的方向运动，当碰到限位开关之后，三个夹杆一起沿着径的方向运动，抓牢包装纸的两个端口，碰到了抓紧限位开关时，夹钳机构沿着垂直的方向旋转后继续向前动作，进行窝边的动作，窝边好了之后，这个机构就开始向后退，当到达工位3以后，成品自己会落下，因为重力的作用，完成一次包装，这个机构会一直循环，除非当发出停止信号之后才会停止运行。2.2可编程控制系统控制方案的设计PLC构成的控制系统可以是多种多样的，集中控制系统和分散型控制系统还有远程I/0控制系统和单机控制系统这些都可以说是。控制对象在卷纸包装机中还是挺多的，放卷分切当中的张力控制和包装过程中的控制，还有送料过程同步控制这些都是，并且被控的对象很集中，因此我们要采用集中控制系统。控制对象所在的地理位置非常的接近，并且相互之间的动作有一定联系的场合经常会用到这种系统。单主机控制方式相比较而言比较危险，所以对主机来说的要求是比较高的。远程I/0控制系统里的的控制结构虽然和集中控制系统的控制结构有那么一点点像，并且也具有分散型控制系统的特别的地方，所以它经常在中等规模的控制场合中，或者说那些对象很分散、工程经费很低的场合中用。 PLC只是是一种单纯的控制设备，单独构成一个控制系统有那么些不足之处的，因为复杂运算情情况下没有办法进行，各种实时的图形和保存很多的历史数据不能显示，还有汉字不能显示，打印汉字报表也一样，界面非常的差，等等。这些不足的地方我们要选用上位机来弥补这些不足的地方。2.3系统的运行方式根据包装机的运行的情况来下结论，系统采用的是自动运行和手动运行这两种运行方式。手动：按下启动按钮后开关马上闭合，程序只有这样才能运行，并且完成相对应的动作。自动：按了启动按钮后，程序一个周期的动作完成了以后，紧接着又从头开始运动，也就是第一步开始，不断的重复循环。自动的方式下，如果在途中按下了复位按钮，那么系统需要继续动作到第一步的开始位置时才会停止。 包装机还要考虑的是怎么样去停止运行方式。可编程控制器可以正常停运，紧急停运，暂时停运。根据控制系统的要求，包装机在运行期间运用的是循环的工作方式，手动运行可以运用按钮对包装机的不一样的地方进行单独的控制，主要是在故障的情况下使用。恢复与检修：全自动运行按下启动按钮之后，系统就完美循环完成每一个包装动作，一直到系统有停止运行信号为止。3电控系统电路及各功能模块的设计3.1供电线路 图3-1供电线路如图3-1所示，三相电源是被滑线引入电气柜中的，经过一个空气开关(QS1)后把电供给电机的电路的主要部分和系统的控制回路。在系统的控制部分中安装一个1KW的变压器(TC2)，把380V的电压变换成220V，这里边运用变压器作用显然是比较可行的，将输出侧分成不同的五路，分别是一条给工控机、一条给PLC,一条给 PLC输入回路、一条给PLC输出回路和另外的一条给继电器回路。这样子的话可以有效的分散故障，而且在调试和检修上面非常的有效。为了给空调器和照明灯供电用因此在QS1之前的地方引出了一路电源，它们是附属的设备，检修时不会影响它们的正常使用。主电机的启动控制：主电机在没开始启动的时候，主操纵离合器的状态是处在拉开中，要确认保证主电机的轻载启动。当一切的检测和控制条件都是可以用的时候，按下启动按钮后主电机就可以轻载低速启动了，并且在延迟一定的时间之后主电机会自动控制变频器的运转。当机器开始出现故障时就应该马上要切断电源，而且还要进行机械制动，这样子才能确定的保证机器的安全。变频器的运转控制：速度自动设定、 运转启动、故障报警时停机，提示故障和解除故障的状态是变频器主要的运转控制。送卷纸电机的控制：主电机开始启动后，送卷纸电机会自动运转，应该要确认下纸道中有没有充足的卷纸给推纸板提供使用，并且在传感器的控制下要保证能高低速自动的切换。主机停下来后，送卷纸电机不能立刻停止，千万要延时一段时间后再停，不然的话会导致纸道短时缺纸或者说会造成纸道堵塞，这样子的话会对主电机的再次启动会有一定的影响。3.2主要控制功能模块的设计 装料工位1：如果想要效果能达到高速包装，纸片和纸球一定得同时快速地送到工位1，所以在这种情况下一定要考虑速度响应性在电机中。步进电机从静止的状态下加速到工作时间需要200-400毫秒。有加速性能非常棒的交流伺服系统，它从静止加速到它的额定转速3000RPM仅只需要几毫秒，这样子的话，可以在快速启停的控制场合中使用。所以这样的话装料机构的执行电机就选交流伺服电机。在这个工位中，推纸空心台推动着那一些已经切好的纸片，而托盘推杆则推动着纸球以一样的速度向前进，当推纸空心台压到纸片到位行程开关时，推纸空心板停止，推盘推杆压到托盘到位行程开关的时候，托盘就停止了。当包装纸和卷纸一起进入该工位后，电机和工艺盘一起继续转动，在这个相同的时间里插纸板往前动作，托盘推杆，推纸空心台同时退回原位。推纸空心台和托盘推杆一起同时在工艺盘和地面之间不断的往返用以完成送料动作。它的控制线路如图3-2所示。 图3.2装料工位控制线路图在正式工作之前,为了要先把推纸空心台和托盘推杆的位置先调整好，因此在本线路设了操作选择控制回路，这中间是由继电器KA和按钮SB2组成的。如果想要整顿它们的位置，那样的话就不可以按选择按钮SB2，因为这样的话KA不得电，常开触点就会断开，那样的话电动机正反转控制电路只能以点动控制的形式完成。推板位置调准之后，按下SB2那样KA就会得电，它的常开触点闭合后电动机才能正反转控制电路进一步才能连续动作。行程开关SQa, SQb, SQc, SQp被装在工艺盘的底部,行程开关SQd, SQg被安装在了包装机的底部。 KMf得电自锁，推纸空心台上升当压动SQdKMf失电，上升停止按下SBF KMu得电自锁，托盘推杆上升 当压动SQcKMu失电，上升停止当KT2延时到位后，也就是说工位1装料完成以后，KT2这个常开触点闭合后，KMd, KMr一起得电并且互锁，这样子的话使得两电机反转，推纸空心台和托盘推杆在同样的时间里会一起下降，当压动SQd, SQg时，下降就会停止。当工艺盘到达V3或V7槽后，行程开关SQa被压动后, KT1得电，它的延时到位后，常开触点就会，托盘推杆和放纸空心台在同样的时间里一起上升，重复操作，到达工位1的行程开关是SQp，当延时150毫秒之后，工艺盘又开始转动，放纸空心台和托盘推杆又一起下降。到达工位2的行程开关是SQa，当到达此处的时候，又将发出进料的信号，放纸空心台和托盘推杆又一起上升。 夹钳抓紧、旋转、窝边工位2：如图3-2所示，当到达V2槽或者是V6槽后，由该位的行程开关发出信号出来，那样子夹钳机构的轴向电机开始动作，两端的夹钳机构一起沿这轴的方向运动，当到达限位开关的时候，轴向运动就停止了，然后三个夹杆一起顺着导轨的径的方向运动，当触到抓紧开关的时候，抓紧动作就结束了。就开始延时50ms,在这50ms里，主电机带动着这个机构轴旋转90角度，延时就结束了，继而轴向电机动作，用以完成窝边的动作。径向电机反转后，夹紧的装置就松开了，那样子的话轴向电机开始反转，这样子的话会将夹钳机构退回到的原先的位置。 按下SB1后, KA将会得电，继而KMr2得电，M2正转，轴向电机开始前进，前进到位夹紧结束松开SB1 , KA断电，KMr1通电，M1反转(放松)，放松到位，如此自动循环。卸料工位3:当到系统到达了这个工位的时候，因为已越过卷纸的支撑平台，所以包装好了的卷纸经重力作用，自动落入成品库中。工艺盘中的运转就是通过三个工位来实现的，按钮一旦开启后就开始不断的循环，一直到关闭按钮。 图3-2第二工位控制线路图3.3放卷、分切部分的张力控制卷纸包装机有一套传动控制系统，各个部分都由一台电动机带动,包括系统的放卷，分切部分。包装纸从放卷到切断的过程中是连续的，机器开始起动之后，上位机率先发出命令，在主速节点的电机先开始转动，然后开始通知另外的各个节点一起开始协调动作，那样的话可以保证每以段包装纸的线速度是一致的，可以使得张力变得稳定，当然停机的时候也是这个道理。在升降速的过程中，主速节点一定要把升降速标志发送给给其它节点，那样会使得它们在控制各自的张力中作出相对应的补偿，总体上来说，这个过程响应一定要非常的快。而且当某一段张力在可允许的范围里面有所抖动的时候，系统也必须要作出和上述差不多一样的反应。由主速节点那样测量得到的包装纸的线速度一定要实时准确的传到放卷节点，当某一轴上的包装纸就快要放完了那么这部分的其他一轴先要提前转动起来，并且从某总角度上来说线速度和主速节点的速度要一样，不然的话实现转接的时候会有速度差，那样子的话会产生好多废料。当机器在运行中，机器中的某个补位如果出现故障了，它的测控节点应该马上要把信息传送给上位机，然后上位机会发出急停命令，那样子下位机的任何一个节点都会对自己的电机进行直流制动。 分切过程中，因为放卷辊上的包装纸直径会不断变小，所以放卷机转动惯量的变化范围将会很大很大，普通的控制方法的使用将很难达到满意的控制效果。利用PLC的自适应控制方法可以消除系统对转动惯量变化的影响，从而达到优良的控制。 控制系统硬件配置：PLC系统选用的是西门子公司的S7-300可编程序控制器，S7-300可编程序控制器主要的模块有：CPU315-DP和通讯模块CP342-5和 IM360还有 IM361扩展模块等。3.4送料过程中的同步控制高速全自动包装机在运行的情况下，产品和包装材料的供送都是不间断的进行这，而且它们分别收到很因素的影响，就拿包装材料的张力和拉伸率分配的不均匀和生产中的速率来说，这两个系统间就有一个随时调整速度的同步控制问题。同步控制系统：机械动力提供给产品供送系统还有差速器，差速器提供包装材料的供送。把产品供送和包装材料供送的信号同时反馈到同步控制电路中，如果两者相比较在同步范围之内的话，那么伺服电机停止不运作，差速器将输入的速度输出提供给包装材料供送系统。如果是包装材料供送慢于产品的供送的情况下，那么伺服电机将会正转，差速器将在正常输出的速度上叠加点正补偿，那样的话包装材料的供送速度将会提高，直到两者同步为止;当产品的供送比包装材料供送慢，伺服电机将会反转，包装材料的供送减慢，直到两者速度一样。信号的获取：包装材料需要定长裁断时，就拿单个卫生卷纸的包装来说，先以卷筒的形式将包装材料放在原料的架子上，而且每隔一断距离都要有一个色标。在供给卫生卷纸的时候包装材料有一个切断的过程，那样的话会使得同步控制变得复杂。包装材料每每供送到一定长度的时候光电传感器就会读到色标的信号，光电感应器将该信号作为同步信号送给比较器，然后又把这信号同时传送给切纸机构，因为在水平的方向上包装材料和切纸机构是同步的，所以并不会影响送料的速度的。最后用接近开关取出产品的供送系统的信号。4 系统的编程和设计4.1PLC的软件设计 PLC基于计算机，但是和计算机不是同一个概念。普通计算机如果要入出信息的变换，一般只需要考虑信息的本身和入出，人机界面状况比较好就可以了。但是PLC还要注意信息入出的可靠性和实时性和信息的使用。是要怎么在工业环境中适应这个问题是特别重要的，比如说怎么样去安装比较方便，抗干扰等等。 PLC实现控制两个最基本的点子：入出信息变换和可靠物理实现。 PLC实现控制的过程是:先输入刷新，用户程序运行，再输出刷新，又输入刷新，再运行用户程序，再输出刷新不间断的反复循环进行着。 当有了输入刷新时，在PLC的输入映射区就可以存进输入电路监控所而得到的输入信息，然后运行用户程序，输出映射区就可以得到变换后的信息;再经输出刷新，输出锁存器会映射而且输出映射区的状态，并且会通过电路产生对应的输出。这个过程不间断的反复循环地运转这，输出的情况总是反映这输入的变化，只有一点滞后时间。当然，这个滞后不会很大，因为如果这样的话所实现的控制就不会那么的及时了，那么也就是在控制上的意义就没了。很明显的可以看出，PLC的工作速度一定要迅速，因为基础速度快是PLC实现控制的基础，还有持行时间短。 PLC程序的总体结构：在本系统中采用了西门子公司的Step7PLC编程软件, Ste本软件能对硬件和网络实现组态，特点是直观、简单、便于修改。 语句表编程语言，功能块图编程语言和梯形逻辑编程语言是 SIEMENS S7-300系列的三种PLC编程语言。 分部式编程、线性编程和模块化编程是Step7的三种编程方法。 STEP 7将程序用户指令存放在“块”中。在卷纸包装机控制系统程序中，主要有四种程序块:功能FC、功能块FB 、数据块DB与组织块OB。FB和FC是OB的子程序。 全局数据块:在全局数据块中定义的监控量所有的逻辑块都可以使用，因此在全局数据块中定义了很多监控量，比如说环境量、包装传输设备、电源等，根据这些，逻辑块可访问和调用任何一个监控量。按照系统的实际运行的情况，我们规定了系统编程:DB1（存储放卷分切的所有模拟量和开关量）;DB2（存储环境设备的监控量）;DB39（存储包装过程的所有开关量的监控量）:0B5（所有电源的监控量）。根据设备和通信的具体到各站的定义应该要稍微有点不同的地方。每个S7CPU的常驻内存中系统功能块(SFB和SFC)都存在。不同类型块、存储程序数据由STEP7提供。按照过程的要求，那么可以把程序中用不同的逻辑块加以结构化。当然也可以管理处理程序的数据。 OB（组织块）中的某两种模块对程序的编制和运行是很有意义的，它们是分别是启动模块0B100，还有主循环模块0Bl。启动模块OB100用的是调用功能FC122来对PLC设备的热启动进行实现的。主循环模块0B1中存放所有用户程序是用来等待执行的，当然把用户程序存储在不一样的功能模块中也是可以的，只能在0B1中调用，当被需要的时候才执行。当系统启动后，PLC的CPU中的操作系统会不间断的执行0B1，完成用户程序，从而实现实际上的控制。 卷纸包装机的CPU循环程序处理工作过程PLC控制软件共有2个DB块，8个FC块，一个SFC系统功能块。FC功能块功能和作用如下面所示: FC1:手动自动工作方式功能；FC2:放卷，分切功能 FC3:装料功能；FC4:夹钳功能 ；FC5:包装过程功能； FC6:送料同步控制功能；FC7:指示灯控制功能；FCB: BCD码显示控制。 图4-1系统应用程序结构框图如图4-1所示， 这是一个PLC控制系统的应用软件程序结构。在系统启动时启动块OB1调用。在每次执行完后循环扫描块OB1又重新执行，不间断的循环。，在本系统中时间中断块OB10为每分钟中断一次，这样的话在1分钟类计算包装的个数是十分方便的。OB35为循环中断程序块。 系统程序框图如图4-2: 图4.2总体程序流程框图工作方式和装料工位及包装过程控制的程序的编制如下。手动自动工作方式FC1 用转换开关SA3-1, SA3-2来控制，SA3一对应输入点I7. 0 ; SA3一对应输入点I7. 1，其工作方式梯形图和程序结构图分别如图4.3，4.4。装料工位FC3从第三章工位1的控制线路图中了解到，该工位既可以实现点动又可以连续动作，点动程序比较简单，在此不做叙述，下面是用STL语句编写的连续动作的程序。且装料的上升和下降过程实现了互锁，以免电机误操作而损害设备。其输入点的设置为:SB2, SQa, SQb, SQc, SQp, SQd, SQg，输出点为KMd, KMr, KMu, KMf,KA。其I/0与图3-2的控制线路相对应的地址如下表4.5。 图4.3工作方式梯形图 图4.4程序结构图表4-5工位1控制系统I/0地址表其程序如下：Network1：（开中间继电器KA以实现连动） 0 I 0.0 0 M 0.0 = M 0.0Network2：（KT1延时程序，延时到，工艺盘动作） A M 0.0 A I 2.1 L S5T#120Ms SE T 1 AN T 1 = M 0.1Network3：（KT2延时，延时到工艺盘动作） A M 0.0 A I 2.2 L S5T#150Ms SE T 2 AN T 2 = M 0.1Network4：（压动行程开关Spa，推动纸片和纸球上升） MCRA A M 0.0 MCR( 0 I 2.1 0 Q 0.0 0 Q 0.1 MCR( AN I 2.1 AN Q 0.1 = Q 0.0 AN I 2.4 AN Q 0.4 = Q 0.3 )MCR )MCR MCRDNetwork5:（T2延时到，使纸片和纸球推杆下降） MCRA A M 0.0 MCR( ON T 2 O Q 0.4 O Q 0.1 MCR( AN I 2.5 AN Q 0.3 = Q 0.4 AN I 2.6 AN Q 0.0 = Q 0.1 )MCR MCRD包装过程FC5根据先前叙述，设定一个8位移位寄存器，而此处最少是16位，因此我用一个转移指令来实现。即MW6最初装入值是二进制的0000000000000001，每隔一定时间MW6左移1位，当移动到0000000100000000时，恰巧等于设定的MW8的值，移动指令MOVE使其立刻回到0000000000000001，又从头开始循环移位。该工位梯形图如图4-6。其程序请见附录A。 图4.6：包装过程梯形图结论 在本次的课题设计中，积累了不少的经验，但是也存在很多的不足的地方，很多地方需要去改进。 经过此次毕业设计，收获颇丰，感觉最大的收获应该是对理论和实际相结合的重要性有了深刻的认识。原来在课本上学到的东西当实际用起来时才知道相差甚远，实验室里完成了调试到了现场依然问题不断。所有这些，都使我深深认识到纸上看的很容易，但是亲自去做的话还是有点难度的。参考文献1 秦琴, 王忠庆. 利用PLC的高速计数功能实现轴的精确定位控制. 电气技术.2009(3).2 邓则名, 邝穗芳等. 电器与可编程控制器应用技术M. 北京: 机械工业出版社, 2004, 102-1993 廖常初.PLC编程及应用M. 北京. 机械工业出版社. 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