PLC在冷阴极灯管生产线的设计应用毕业论文

1、三 江 学 院本科毕业设计（论文）课题名称 PLC在冷阴极灯管生产线的设计应用 电气工程 系 电气工程自动与其自动化 专业学 号 Z04071013 学生 房樱燕 指导教师 熊田忠 起讫日期 2008.02.25 2008.06.04 工作地点 实验楼L408 - 42 - / 46摘 要目前，在冷阴极灯管（CCFL）生产线上，大多使用手工生产。由于冷阴极灯管细小且易碎，人工生产工作量大，导致生产效率低，同时也会产生生产质量上的问题。本文的目标是：采用西门子S7-300 PLC对CCFL的后续生产工序进行自动化改造，以提高产品的生产效率。文中分析了CCFL后续的大致生产工艺。进行了生产线的硬件

2、设计，包括PLC、SM输入/输出模块、MM420变频器与电机等部分。软件设计利用STEP-7编程，主要有变频器控制电机运转、机械手控制产品上线传送、功能检测、清洁、计数与移位、自动包装等六个部分。所有程序在S7-PLCSIM中仿真并下载至硬件进行调试。仿真和硬件调试的结果符合CCFL生产工艺要求，自动化程度大为提高，具有很好的应用价值。关键词：CCFL生产线；PLC；软件编程；仿真；调试AbstractAt present, owing to the thinness and fragileness, the Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) on as

3、sembly lines mostly depends on manual work which consumes much labor and results in low production efficiency and poor product quality. The target of this paper is that the automated modification by using the Siemens S7-300 PLC in the CCFLs subsequent production process will improve the efficiency.T

4、his paper analyzed the CCFLs subsequent production process and designed the hardware of the assembly lines, including PLC, SM Input/Output Module, MM420 Frequency Conversion and Motor, etc. The design of the software used STEP-7 to program, including such six parts as motor control by frequency inve

5、rter, workpiece-supply-manipulator control, functional check, cleaning, counting and transfer, automatic packing.All the programs were simulated in S7-PLCSIM and loaded down to the hardware to debug.The result of the simulation and the hardware debugging matched the demand of the CCEFs production pr

6、ocess and brought great improvement in the automatization, showing that the design had great value on the application.Key words：CCFL assembly line；PLC；software program；simulation；debug目 录第一章绪论- 1 -1.1 课题的工程背景- 1 -1.1.1 可编程序控制器（PLC）的诞生背景与意义- 1 -1.1.2 冷阴极灯管（CCFL）的概念与现状- 2 -1.2 目的与意义- 3 -1.2.1 课题的研究目的-

7、 3 -1.2.2 课题的研究意义- 3 -1.3 论文的主要容- 4 -第二章 CCFLassly工艺过程分析- 5 -2.1 CCFL的原理- 5 -2.2 CCFLassly的大致生产过程- 5 -2.2.1 线材裁切- 6 -2.2.2 线材组立- 6 -2.2.3 灯管前置- 6 -2.2.4 灯罩前置- 6 -2.2.5 灯管焊接- 6 -2.2.6 灯管组装- 7 -第三章控制系统硬件设计- 8 -3.1 PLC类型的选择- 8 -3.1.1 西门子S7-300系列PLC的基本结构- 8 -3.1.2 PLC的物理组成部分- 8 -3.2 变频器（MM420）与电机- 10 -3

8、.2.1 MM420变频器的概况- 10 -3.2.2 MM420变频器的特点- 10 -3.2.3 MM420变频器的典型应用- 11 -第四章控制系统软件设计- 12 -4.1 STEP-7- 12 -4.1.1 STEP-7的概述- 12 -4.1.2 STEP-7的硬件组态- 12 -4.1.3 设置PLC下载方式- 13 -4.1.4 STEP-7的软件编程- 14 -4.2 PLC控制CCFL后续生产工序- 15 -4.2.1 变频器（MM420）控制传送电机（KM0）运转- 15 -4.2.2 机械手（KM1）控制产品上线传送- 15 -4.2.3 CCFL功能的检测- 20 -

9、4.2.4 CCFL的清洁- 22 -4.2.5 CCFL的计数与机械手KM2移位- 22 -4.2.6 CCFL的自动包装- 24 -第五章实验测试结果- 25 -5.1 第三部分CCFL功能检测的仿真测试过程- 25 -5.2 第三部分CCFL功能检测的硬件测试过程- 27 -第六章实验结论与展望- 30 -6.1 结论- 30 -6.2 展望- 30 -参考文献- 31 -致- 32 -附录- 33 -附图1 程序变量与符号- 33 -附图2 第二部分顺序功能图- 34 -附图3 PLC程序流程图(第三部分第六部分)- 35 -附录4 PLC控制程序- 36 -第一章 绪论1.1 课题的

10、工程背景1.1.1 可编程序控制器（PLC）的诞生背景与意义1PLC诞生的时代背景上世纪70年代，继电器控制系统广泛应用于工业控制领域，特别是制造业。然而由于继电器控制系统自身的不足使得其在应用过程中，面临了许多挑战。当时，计算机已经在很多科研机构、高等学校和大型企业开始应用，但主要用于数值运算。由于计算机本身的复杂性，编程难度高，难以适应恶劣的工业环境以与价格昂贵等原因，未能在工业控制中广泛应用。 2. PLC的定义PLC即可编程逻辑控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中

11、对PLC做了如下定义： “PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC与其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”3PLC诞生的过程1968年美国GM通用汽车公司（General Motors Corporation）根据“多品种小批量、不断翻新汽车品牌型号”的战略提出这样的设想：试图寻找一种新型控制器，以尽量减少重新设计和更换继电器控制系统的硬件和接线，减少

12、维护与升级时间，减低成本。希望将计算机功能完备、灵活、通用等优点与继电器控制系统简单易懂、操作方便、价格便宜等优点相结合，设计一种通用的控制装置以满足生产需求。因此提出十项技术指标（有名的GM10条）：1）编程简单方便，可在现场修改程序； 2）硬件维护方便，最好是插入式结构； 3）可靠性要高于继电器控制装置； 4）体积要小于继电器控制装置； 5）可将数据直接送入管理计算机； 6）成本上可与继电器竞争； 7）输入可以是交流115V； 8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀； 9）扩展时，原有系统只需做很小的改动； 10）程序存储器容量至少可扩展到4KB。1969年美国DEC数字设备公

13、司（Digital Equipment Corporation）生产出第一台符合十项技术要求的可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，并在美国通用汽车自动装配线上应用成功，从而开创了工业控制的新局面。 4PLC的意义PLC在现代工业控制领域中已经得到了广泛的应用。PLC投入运行后，通过计算机显示与控制，提高了过程自动化的程度，可实现无人调节操作，减少了操作环节，降低了运行成本，使系统的管理和控制上了一个新台阶。以PLC的控制功能而言，具有严谨、方便、易编程、易安装、可靠性高等优点。它通用性强，适应面广,特别在数字量输入/输出等逻辑控制领域有

14、无可比拟的优点。39年来，PLC从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、与集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。1.1.2冷阴极灯管（CCFL）的概念与现状 1CCFL的基本概念 冷阴极灯的全称是冷阴极荧光灯，是一种低气压辉光气体放电灯。我们日常使用的普通荧光灯，是一种低气压弧光热阴极放电灯。它两端的电极比较热，也叫热阴极灯。而冷阴极灯两端电极的温度相对较低，俗称冷阴极灯。它的英文全称是Col

15、d Cathode Fluorescent Lamp，简称为CCFL，意思是冷阴极荧光灯，这是相对于我们日常使用的荧光灯而言的，荧光灯的全称为Hot Cathode Fluorescent Lamp，简称为HCFL。2CCFL的特点1）由于采用辉光放电，因此电极的温度低，阴极溅散相对缓慢，灯的寿命长。一般可以达到 30000 小时上下。 可以根据使用场合的形状弯曲，良体裁衣。 2）灯头接触处可以直接挨上，没有阴影。 3）不需要预热电极，多次开关对灯的寿命没有影响。 4）调光容易。灯电亮后，维持灯亮度的维持电压比较低，容易实现平滑调光。 5）显色指数高。一般在 85 以上，最高可以达到 99 ；

16、 6）高亮度、高功效、高寿命、低功耗； 7）有良好的耐震动性； 8）能在低温时快速启动； 9）色温控制准确； 10）体积小，重量轻； 11）发热小。 3CCFL的现状 在现今所有种类的显示器中，液晶显示器（LCD-Liquid Crystal Displays）已经成为主流产品；而作为其背光源的材料中，则是以CCFL为关键零组件（Key component）。背光源用CCFL从上个世纪九十年代初开始在日本面世以来，由于其具有灯管细小、结构简单、灯管表面亮度高、灯管温升小，便于加工成各种形状、寿命长等等优异的特性，迅速在各种类型的背光源、扫描器中得到广泛的使用。随着CCFL自身技术的发展和信息技

17、术、办公设备、日用产品的迅猛发展，CCFL的应用围也越来越广，需求量也急剧增长，尤其是近二年来通信设备向高性能化、多机能化和精细化发展和LCD背光源用灯管向大尺寸、长寿命发展，对CCFL提出了各种各样的特殊要求，促进了CCFL性能的提高，反过来又促进了应用的扩大。目前全世界CCFL的月产量已达到2500万支以上并仍在迅速地增长。因此，将PLC应用到CCFL生产线上已经成为一个必然的趋势。1.2 目的与意义1.2.1 课题的研究目的 在CCFL的生产过程中，有很多琐碎的操作环节，如果采用传统的人工生产，不仅产品产量上不去，工人劳动量大，而且产品质量也很成问题。本文是将现今自动生产中多用的PLC控

18、制技术运用到CCFL生产当中去，力求达到提高产品生产量，节约劳动力，进而提高生产效率的目的。1.2.2 课题的研究意义 在现今这个电子信息时代，电子器件的发展一日千里，市场对于作为一般电子产品必不可少的零部件之一的CCFL的需求量可想而知了。那么只要提高CCFL的生产效率和产品质量就可以成为这个市场的很好的占据这个有利的市场，而且发展前景不可限量。然而，将PLC自动控制与CCFL生产线相结合无疑是一个很好的办法。 本文就是研究如何将PLC与CCFL的后续生产相结合的。PLC作用于CCFL生产的好处：自动生产流水线使产品的生产量得到了相当大的提高；PLC能够代替人工从事大部分的生产工作，节约了大

19、部分的人力劳动；还可以通过程序参数的改变来调整生产，大大提高了产品生产的灵活性；自动控制生产细致准确，能够保证产品的生产质量。1.3 论文的主要容本文主要研究了CCFL的生产工艺，利用PLC控制CCFL后续的生产工艺过程，解决了生产传送，质量检测和清洁包装等问题。除本章绪论外，本文主要容如下： 第二章是对CCFLassly（冷阴极灯管组装）大体工艺过程的分析。另外，讲述了每一个生产环节的操作步骤。第三章对PLC控制系统硬件进行分析，包括各控制部件型号的选择。第四章简述了STEP7的使用过程与硬件组态的步骤，还分了六个部分来讲述PLC控制CCFL生产的具体软件编程。第五章是仿真测试和硬件调试的结

20、果，并列举了第三部分的仿真和硬件测试的经过。第六章对全文进行了总结，同时对今后的研究作了展望。第二章 CCFLassly工艺过程分析2.1 CCFL的原理CCFL是属于荧光灯的一种，其发光原理非常类似日光灯。在有涂布荧光体的玻管中封入惰性气体（Ne-Ar混合气）与微量的活性金属气体，并于玻管两端的电极间外加一高压电场（高频率），使其产生气体放电现象；自由电子从阴极发射，经过一长串的能量搬运（与惰性气体碰撞），蓄积了相当程度的动能，最后和低压的活性金属原子相撞，电子将动能传给原子使其激发。这受激原子返回基态时，所吸收的能量被以紫外线（253.7nm）的形式释放，而荧光体吸收此光能后，再转变成可见

21、光放射出来。自由电子不断地被外电场加速，上述的过程也就不断地在灯管中进行。图2-1 CCFL发光原理图2.2 CCFLassly的大致生产过程灯管组装线材裁切线材组立灯管前置灯罩前置灯管焊接图2-2 CCFLassly的大致生产流程图2.2.1 线材裁切 线材裁切的基本操作步骤如下：裁线剥皮打端子打圈拉力测试(抽验)2.2.2 线材组立线材组立的基本操作步骤如下：穿HousingCCD检测测线长穿rubber&tube全检2.2.3 灯管前置灯管前置的基本操作步骤如下：灯管打电灯管剪脚穿/分O-ring2.2.4 灯罩前置 灯罩前置的基本操作步骤如下：撕胶膜贴导电铝箔2.2.5 灯管焊接 灯管

22、焊接的基本操作步骤如下：灯管焊接焊接全检2.2.6 灯管组装 灯管组装的基本操作步骤如下：烘焊点套管回rubber测长/分O-ring回压组灯罩组coverHi-pot测试点灯测试全检清洁总检包装第三章 控制系统硬件设计3.1 PLC类型的选择3.1.1 西门子S7-300系列PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机一样，如图所示：图3-1 PLC基本结构图 S7-300系列PLC则是模块化结构设计的PLC，各个单独模块之间可进行广泛组合和扩展。它以CPU为核心，通过总线扩展输入/输出模块、通信模块和闭环控制模块等其他模块组成系统。其实际的物理系统组

23、成主要由以下几部分组成：中央处理器（CPU）、负载电源模块（PS）、信号模块（SM）、通信处理模块（CP）、功能模块（FM）、接口模块（IM）。3.1.2 PLC的物理组成部分 1中央处理单元（CPU）S7-300系列PLC主要包括以下几种型号的CPU：CPU312，CPU312C，CPU313C，CPU313C-2DP，CPU313C-PtP，CPU314C-2DP，CPU315C等。每种CPU有其不同的性能，例如：型号中含有“C”的表示带有计数器；型号中含有的“2DP”的表示带有PROFIBUS DP主站/从站接口；型号中含有“PtP”的表示带有15针PtP接口。本次课程设计所选用的CPU

24、的型号是CPU313C-2DP。2负载电源模块（PS） 负载电源模块用于将120/230V交流电源转换为24V直流电源，供其他模块使用。它与CPU模块和其他信号模块之间通过电缆相连。额定输出电流有2A、5A和10A三种。本次课程设计所选用的PS的额定输出电流是5A。3信号模块（SM） 信号模块是数字量输入/输出和模拟量输入/输出模块的总称，它们使不同的过程信号电平和PLC的部信号电平相匹配。信号模块主要有SM321（数字量输入模块）、SM322（数字量输出模块）、SM331（模拟量输入模块）、SM332（模拟量输出模块）。每个模块都带有一个背板总线连接器，用于与PLC和其他模块间的数据通信。本

25、次课程设计所选用的是SM323（DI16DO16DC24V0.5A）模块。图3-2 CPU313C-2DP实物图3-3 SM模块实物4通信处理模块（CP） 通信处理模块用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，用于实现点对点连接等。它可以减轻CPU处理通信的负担，并减少用户对通信功能的编程工作。5功能模块（FM） 功能模块主要用于对实时性和存储容量要求高的控制任务。6接口模块（IM） 接口模块用于多机架配置时连接主机架（CR）和扩展机架（ER）。 3.2 变频器（MM420）与电机3.2.1 MM420变频器的概况MM420变频器用于驱动普通应用对象的情况下，只要对它进行简单的组

26、态，就可以满足您对特定传动系统的控制要求。在功率较小时，单相电源和三相电源都可作为MM420变频器的供电电源,而且，由于变频器采用的是模块化设计，您可以选用各种选件，非常方便地对传动装置进行扩展，从而实现多种标准功能。所以，这种变频器是在常规情况下通用的。MM420变频器还有其他一些特点，例如：插入式模板和不用螺丝的接线端子，它们在插入、拔出、接线和拆线时都非常方便，变频器的配置真的就像孩子玩游戏一样。3.2.2 MM420变频器的特点结构紧凑，体积小便于安装多用途的输入和输出FCC(磁通电流控制)控制功能保证驱动系统具有很高的控制品质，即使是在负载出现变化时也是这样有多种调试方法：可以用操作

27、面板进行调试，也可以通过免费提供的软件调试工具进行调试模块化系统，可用选件加以扩展可对加速和减速时间进行设置(0-650秒)复合制动功能可实现可控的快速制动允许设置4个跳转频率，可以在驱动系统出现谐振时把机械所受的应力降低到最小自动再起动功能增加了设备的利用率当变频器与正在转动的电动机接通时，电动机所受的冲击应力最小可以接入IT网络中使用置的各种保护和过载保护功能变频器具有多种型号(带有集成的EMC滤波器或不带集成的EMC滤波器)，可供用户选用MM420通用型变频器，优点很多，性能卓越。3.2.3 MM420变频器的典型应用MM420变频器可作为传送带系统、物料运输系统、水泵、风机、机械加工设

28、备的传动装置。表3-1 MICROMASTER 420变频器的技术数据电源电压和额定功率200-240V10%，1AC，0.12至3 kW (0.16至4 HP)；200-240V10%，3AC，0.12至5.5 kW (0.16至7.5 HP)；380-480V10%，3AC，0.37至11 kW (0.5至15 HP)；运行温度-10 C至+50 C工艺参数的控制具有置的PID控制器控制方式FCC(磁通电流控制)，多点特性(可编程的V/f特性控制)，线性V/f控制输入3个数字输入，1个模拟输入输出1个模拟输出，1个继电器接点输出与自动化系统的本变频器是组成自动化系统的理想驱动装置，可以与S

29、IMATIC S7-300，或集成到SIMATIC和SIMOTION的TIA系统中图3-4 硬件连接示意图第四章 控制系统软件设计4.1 STEP-74.1.1 STEP-7的概述 STEP 7是用于SIMATIC可编程序控制器组态和编程的标准软件包，其用户接口是基于当前最新水平的人机控制工程设计，可以轻松方便地使用。STEP 7编程软件适用于SIMATIC S7，是供其编程、监控和参数设置的标准工具。 STEP 7是一个强大的工程工具，用于整个项目流程的设计。从项目实施的计划配置、实施模块设置、集成测试调试到运用维护阶段，都需要不同功能的工程工具。STEP 7工程工具包含了整个项目流程的各种

30、功能要求：CAD/CAE支持、硬件组态、网络组态、仿真、过程诊断等。 STEP 7标准软件包提供一系列的应用程序（工具）： 1）SIMATIC管理器 2）Symbol Editor（符号编辑器） 3）诊断硬件 4）编程语言 5）硬件组态 6）Netpro（网络组态）4.1.2 STEP-7的硬件组态STEP 7软件中的硬件组态就是模拟真实的PLC硬件系统，将电源、CPU和信号模块等设备安装到相应的机架上，并对PLC硬件模块的参数进行设置和修改的过程。当用户需要修改模块的参数或地址，需要设置网络通信，或者需要将分布式外设连接到主站的时候，都要做硬件组态。其基本组态步骤如下： 1）首先在STEP7

31、中新建一个项目，输入项目名称，并选择项目的存储位置。 2）在出现的项目名上右击选择插入一个“SIMATIC 300 station”。 3）选择插入的300站，双击右侧窗口中的Hardware图标，打开硬件组态窗口。 4）逐一在窗口中添加容。首先在右侧的硬件目录“SIMATIC 300/RACK-300”中双击“Rail”插入机架；接着在机架的第一行放置电源模块（PS），本次设计在该处放置的是PS 307 5A；机架的第二行放置CPU模块，本次设计在该处放置的是CPU 313C-2 DP（6ES7 313-6CE00-0AB0）；第三行放置接口模块，用于扩展更多的机架，本次设计无须扩展机架，故

32、此处空置；第四行之后放置其他模块，如信号模块、通信模块等。本次设计在第四行放置了SM323 DI16/DO16DC24V/0.5A (6ES7 323-1BL00-0AA0)。通过以上四个步骤，硬件组态就基本完成了。最后根据需要进行一些参数的修改，完成后保存编译就可以退出了。图4-1 STEP7硬件组态窗口4.1.3 设置PLC下载方式 在控制面板的“Set PG/PC Inetrface”处，Access path 选择“S7online(STEP7)PC Adaper(MPI)，如图所示：图4-2 设置下载方式窗口4.1.4 STEP-7的软件编程 在SIMATIC管理器窗口中，选择项目结

33、构中的“Blocks”，则在右视图中单击右键打开快捷菜单，执行菜单命令“Insert New Object”插入Function（功能）。双击出现的FC程序块即可打开程序编辑器界面。程序编辑器使用的语言有STL（语句表）、LAD（梯形图）和FBD（功能块图）。梯形图是使用的最多的PLC图形编程语言，所以本次课程设计也是采用LAD编程。4.1.5 S7-PLCSIM 1S7-PLCSIM的介绍 PLCSIM是自动嵌套在STEP7中的一个非常实用的软件。我们可以把它作为一台仿真的PLC，用于运行和调试用户程序。因为这种仿真完全是用STEP7软件进行的，因此无须连接任何S7硬件，就可以在PG/PC上

34、仿真一个完整的S7-CPU，包括地址和I/O。 仿真PLC主要运用在以下场合：无硬件PLC时的调试程序；有硬件PLC，但在实际调试时由于情况复杂可能会损坏PLC等。2S7-PLCSIM的使用方法 S7-PLCSIM提供了一个简便的操作界面，可以监视或者修改程序中的参数。S7-PLCSIM的使用步骤如下： 1）打开S7-PLCSIM 2）插入“View Object”（视图对象） 3）下载项目到S7-PLCSIM 4）选择PLC运行的方式 5）调试程序 6）保存文件图4-3 PLCSIM基本操作窗口4.2 PLC控制CCFL后续生产工序4.2.1 变频器（MM420）控制传送电机（KM0）运转要

35、求：启动按钮和停止按钮控制传送电机启动和停止，调节调速旋钮R可以改变传送带运转速度。图4-4 传送带运行示意图 相关变量： 启动按钮 RUN I0.0 停止按钮 STOP I0.1 KM0运转指示灯H1 Q0.0 KM0调速旋钮 R控制过程：按下按钮RUN，电机KM0得电，传送带开始运转，KM0运转指示灯H1亮；调节KM0调速旋钮R，可以改变传送带运转的速度；按下按钮STOP，电机KM0失电，传送带停止运转，KM0运转指示灯H1熄灭。4.2.2 机械手（KM1）控制产品上线传送要求：通过机械手将产品从货框中吸附并移动到传送带上释放。启动和停止按钮控制机械手启停。图4-5 机械手（KM1）控制产

36、品上线传送示意图 相关变量： 启动按钮 RUN I0.0 停止按钮 STOP I0.1 KM1上限位开关SX I0.2 KM1下限位开关XX I0.3 KM1左限位开关ZX I0.4 KM1右限位开关YX I0.5 KM1下降 DOWN Q0.1 KM1上升 UP Q0.2 KM1吸附 X Q0.3 KM1右移 RIGHT Q0.4 KM1左移 LEFT Q0.5 KM1吸附定时 DSX T33（3s） KM1释放定时 DSF T34（3s）控制过程：KM1初始位置在左上方，按下启动按钮RUN，KM1得电，开始下移，当到达KM1下限位开关XX时，KM1开始吸附（置位），吸附定时3s。定时结束后

37、，KM1上升，当到达KM1上限位开关SX时，KM1开始右移，当到达KM1右限位开关YX时，KM1开始释放（复位），释放定时3s。定时结束后，KM1开始左移，直到到达KM1左限位开关ZX，依次反复执行操作。 注：该部分是利用结构化编程，所以需要利用变量表给M0.0进行一次性置位。方法如下：在SIMATIC管理器窗口中，选择项目结构中的“Blocks”，则在右视图中单击右键打开快捷菜单，执行菜单命令“Insert New Object”中的“Variable Table”，打开变量表属性对话框，建立一个新的变量表，如图所示。图4-6 STEP7建立变量表 双击打开变量表，并输入变量，监视变量，对变

38、量的修改数据进行一次立即刷新。在地址（Address）中输入M0.0，在修改值（Modify Value）中输入1。然后点击，对M0.0的数值进行一次立即刷新，点击，对M0.0的修改数据进行一次立即刷新，再点击，对M0.0的数值进行一次立即刷新。4.2.3 CCFL功能的检测要求：当工件通过检测器时，功能检测开始并延时；检测不合格时，挡板动作将不合格品推下。图4-7 CCFL功能检测示意图 相关变量： 工件通过1号检测器 B1 I0.6 检测结果 A I0.7 挡板1号限位开关 L1 I1.0 挡板2号限位开关 L2 I1.1 不合格品计数清零 Q I1.2 检测指示灯 H2 Q0.6 检测定

39、时 DS1 T35（1s） 不合格指示灯 H3 Q0.7 挡板动作 M1 Q1.0 挡板收回 M2 Q1.1 不合格品计数 JS1 C0 控制过程：当工件通过1号检测器时，1号检测指示灯亮，检测延时1s。当检测结果为不合格时，1号检测不合格指示灯H3亮，1号挡板动作推下不合格品，同时JS1计数开始，当到达1号挡板下限位开关L2时，1号挡板收回。此外，可以通过Q手工清零不合格品计数。4.2.4 CCFL的清洁 要求：当工件通过检测器时，氮气吹扫清洁开始并延时。图4-8 CCFL清洁示意图 相关变量： 工件通过2号检测器B2 I1.3 氮气吹扫 C Q1.2 吹扫定时 DS2 T36（5s） 控制

40、过程：当工件通过3号检测器时，氮气吹扫清洁开始，吹扫延时5s。4.2.5 CCFL的计数与机械手KM2移位要求：当工件通过的检测器数量达到20时，机械手就动作将这20个工件移走。图4-9 CCFL计数与机械手KM2移位示意图 相关变量：工件通过3号检测器B3 I1.4 工件计数器 JS2 C1（初值20） KM2移位动作 M3 Q1.3 KM2移位动作定时 DS3 T37（3s） 控制过程：当工件通过3号检测器时，工件计数器JS2开始计数，计数到20时，KM2动作一次，当KM2动作延时3s后，将KM2电磁铁切断，同时将JS2复位，JS2复位后，M3和DS3也复位。4.2.6 CCFL的自动包装

41、要求：当检测器检测到有工件到达时，自动包装开始运行并延时。图4-10 CCFL自动包装示意图 相关变量： 工件通过4号检测器 B4 I1.5 自动包装运行 M4 Q1.4 自动包装定时 DS4 T38（5s）第五章 实验测试结果本课程设计研究CCFL尾部生产工序设计的PLC控制。主要利用STEP-7软件，先依照各个部分的控制要求分析控制过程，建立控制变量与符号；接着在功能块FC中编程（第二部分是采用结构化编程的方法），并用S7-PLCSIM仿真PLC，在OB1中调用FC进行调试，接着下装到PLC硬件中进行调试。最终的调试结果显示，所编程序已基本实现PLC控制变频器控制传送电机运转、机械手控制产

42、品上线传送、功能的检测、清洁、计数与移位、自动包装等生产步骤。5.1 第三部分CCFL功能检测的仿真测试过程 1）给I0.6一个信号，功能检测就开始进行，Q0.6亮，并启动定时器T35时，1S后功能检测停止，Q0.6熄灭。图5-1 第三部分仿真结果1 2）检测结果不合格时，即给I0.7一个信号，计数器C0加1，Q1.0亮，即挡板开始动作。（注：只要检测到有不合格品，Q0.7就亮，直到手动清零计数器CO，即给I1.2一个信号。）计数器计数值送至MW10，接数码管显示。图5-2 第三部分仿真结果2 3）当挡板动作到2号限位开关I1.1时，Q1.0熄灭，Q1.1亮，即挡板开始收回。图5-3 第三部分

43、仿真结果3 4）当挡板收回到1号限位开关I1.0时，Q1.1熄灭，即挡板停止动作。图5-4 第三部分仿真结果45.2 第三部分CCFL功能检测的硬件测试过程 1）产线运行时，Q0.0亮，给I0.6一个信号，Q0.6亮，即功能检测就开始进行，并启动定时器T33时，1S后功能检测停止，Q0.6熄灭。实验采用三江学院电气与自动化工程学院西门子自动化示实验室PLC综合实验台进行。图5-5 第三部分硬件调试结果图1 2）检测结果不合格时，即给I0.7一个信号，Q0.7和 Q1.0亮，即挡板开始动作。（注：只要检测到有不合格品，Q0.7就亮。）图5-6 第三部分硬件调试结果图2 3）当挡板动作到2号限位开

44、关I1.1，即2号限位开关I1.1有信号时，Q1.0熄灭，Q1.1亮，即挡板开始收回。图5-7 第三部分硬件调试结果图3 4）当挡板收回到1号限位开关I1.0，即1号限位开关I1.0有信号时，Q1.1熄灭，即挡板停止动作。图5-8 第三部分硬件调试结果图4 5）按下I1.2，手动清零计数器C0，Q0.7熄灭。图5-9 第三部分硬件调试结果图5第六章 实验结论与展望6.1 结论通过本文对PLC控制CCFL的后续生产部分的研究表明，仿真和调试的结果都符合CCFL生产工艺要求。只要针对生产各部分过程进行分析编程，仿真调试通过后，再经过硬件组态下装至PLC中，就可以实现相应的控制过程了。利用PLC实现

45、的自动控制电子产品的生产，既可以大幅的减少工人的工作量，提高产品的生产量，并且还能保证产品的生产质量，具有很好的利用价值。另外，基于PLC编程语言易掌握，而且PLC的使用寿命长、体积小、重量轻，安装工作量小，适应性强，可靠性高，控制灵活等多方面的因素，最终会实现帮助客户在投资阶段和整个系统服务周期里最大限度地降低成本的目的。当然，在CCFL生产的过程当中要全部实现生产过程的自动化还是具有相当大的难度的。因为产品本身是属于易碎品，在装配灯罩前的生产工序需要细致地加工处理，如果要实现自动化生产，在生产控制强度上就要特别处理。此外，在传统的手工CCFL生产线上有部分环节还是机械暂时无法替代的。并且，实现PLC控制生产