畢業(yè)論文--全自動移載機電控系統(tǒng)設計

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計（論 文）</p><p>　　題目 全自動移載機電控系統(tǒng)設計</p><p>　　全自動移載機電控系統(tǒng)設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　全自動移載機可代替人工操作，在工廠流水線作業(yè)中完成產品成品的下線、堆垛等過程，提高生產效率，降低企業(yè)的人工成本。

2、本文介紹了移載機的用途、工作原理, 闡述了其基于PLC控制的機械結構和電氣結構設計思想。實際運行表明設計的自動化移載機硬件結構簡單合理、運行穩(wěn)定、軟件升級容易。</p><p>　　全自動移載機在設計時采用了PLC控制，可編程控制器（PLC）采用易學易懂的梯形圖語言,有著控制靈活方便、抗干擾能力強、運行穩(wěn)定可靠等特點,采用PLC可提高加工效率，減輕工人勞動強度。完善的人機界面提供給操作者簡易的操作方式，易學的編程

3、語言提供給設計者能在更短的時間內設計出一套系統(tǒng)，以此帶來的經濟效益是無窮的。</p><p>　　關鍵詞:移載機；PLC控制；I/O端口</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Automatic move carry machine can replace human operation, completes

4、 the product finished off the factory assembly line work, stacking process, increase productivity, reduce labor costs. This article describes the move carry machine uses, how it works and illustrates its mechanical and e

5、lectrical structures based on PLC control design thought. Actual automation move carry machine run shows that design simple and reasonable structure, stable hardware, software, upgrade easier. </p><p>　　Auto

6、matic move carry machine adopts PLC control at design time, programmable logic controllers (PLC) using easy to understand language of ladder diagram, with controlled flexibility, strong anti-interference ability, stable

7、and reliable operation and so on, using PLC to improve processing efficiency, reduce the labor intensity of workers. Perfect man-machine interface is provided to an operation simple operation, easy to learn programming l

8、anguages available to the designer can design a system i</p><p>　　KEY WORDS: move carry machine; PLC control; I/O port</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b&

9、gt;</p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　第2章 PLC簡介2</p><p>　　2.1 可編程控制器簡介2</p><p>　　2.2 PLC的來源2</p><p>　　2.3

10、PLC的發(fā)展2</p><p>　　第3章 主要元器件介紹3</p><p>　　3.1 歐姆龍—CP1H PLC3</p><p>　　3.1.1 CP1H外觀3</p><p>　　3.1.2 CP1H基本功能3</p><p>　　3.2 步進電機5</p><p>　　3.2

11、.1 步進電機簡介5</p><p>　　3.2.2 步進電機原理5</p><p>　　3.2.3 步進電機基本參數(shù)及選型7</p><p>　　3.3 步進電機驅動器8</p><p>　　3.3.1技術特點8</p><p>　　3.3.2性能指標8</p><p>　　3.3

12、.3功能及使用8</p><p>　　3.3.4輸入信號9</p><p>　　3.4 行程開關10</p><p>　　3.5 觸摸屏11</p><p>　　第4章 程序設計12</p><p>　　4.1 設計思路12</p><p>　　4.2 脈沖計算12</p&g

13、t;<p>　　4.3 程序設計13</p><p>　　4.3.1 I/O地址分配表14</p><p>　　4.3.2 CP1H輸入輸出繼電器與I/O 分配14</p><p>　　4.3.3 系統(tǒng)程序設計14</p><p>　　4.4步進電機、驅動器、PLC之間的連接15</p><p&g

14、t;　　第5章 結束語16</p><p><b>　　致 謝17</b></p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p><b>　　附 錄19</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p>&

15、lt;p>　　隨著科學技術的日益發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)對物資的需求，對產品工序的控制，對成品的輸出管理也與時俱進，傳統(tǒng)的以人力搬運工件的場景已經越來越不適應企業(yè)的發(fā)展，也將企業(yè)拖向低效率、高支出的窘境。如何才能有效的提高物資流向、加工速度，有效的提高產品流向的準確性，縮短產品加工周期、加工時間已經成為許多企業(yè)追求的生產方式。移載機的出現(xiàn)使這個追求最終實現(xiàn)，因其具備的優(yōu)點能夠滿足企業(yè)當今生產的要求在我國得到廣大應用。</p>

16、<p>　　移載機是一種高效的自動搬運設備, 它利用移載小車在導軌上滑動, 可以高速地把負載從一個工位搬運至另一個工位, 同時根據(jù)實際需要, 也可以讓它方便的翻轉負載, 它是自動化生產線上一種重要的設備?，F(xiàn)代工業(yè)產品制造中, 由于市場競爭的需要, 要求產品生產具有較高的生產效率、良品率和安全性,而移載機由于設備具有運行穩(wěn)定、生產節(jié)拍快、不用人工操作、可24小時連續(xù)運轉、設備成本低等優(yōu)點,充分滿足了高效率的自動化生產要求, 從而

17、在制造業(yè)中得以廣泛的應用。</p><p>　　以PLC作為主控制器，控制多個伺服系統(tǒng)進行空間的精確定位，可通過人機界面對移載機進行示教。其特點如下：</p><p>　　經濟性：關鍵元件采用進口，設計、制造、集成自身完成，在保證設備可靠性的基礎上，費用較國外降低。</p><p>　　高精度：在保持強度前提下，升降、旋轉、回轉、夾持部分采用輕型材料，降低運轉慣量，

18、提高設備制動性及控制精度。</p><p>　　高輸送率：不需要人工將工件進行任何移動，輸送率顯著提高。</p><p>　　驅動方式：變頻控制或伺服控制。</p><p>　　控制方式：PLC、觸摸屏。</p><p>　　操作方式：觸摸屏互動。</p><p><b>　　第2章 PLC簡介</b&

19、gt;</p><p>　　2.1 可編程控制器簡介 </p><p>　　可程序邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller），乃是一種固態(tài)電子裝置，主要利用輸入/輸出裝置的回授信號及儲存程序，控制機械或程序的操作。在工廠自動化（FA）系統(tǒng)中，PLC因為具備價格便宜、系統(tǒng)穩(wěn)定及環(huán)境適應性佳的特點，故一直為自動化業(yè)界所采用。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應

20、用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC已經廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，它具有高可靠性、抗干擾能力強、功能強大、靈活，易學易用、體積小，重量輕，價格便宜的特點</p><p>　

21、　2.2 PLC的來源</p><p>　　在制造工業(yè)（以改變幾何形狀和機械性能為特征）和過程工業(yè)（以物理變化和化學變化將原料轉化成產品為特征）中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和

22、電子技術的控制裝置，使得電氣控制功能實現(xiàn)的程序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫Programmable Controller（PC）。</p><p>　　2.3 PLC的發(fā)展</p><p>　　隨著電子技術和計算機技術的發(fā)生，PC的功能越來越強大，其概念和內涵也不斷擴展。近年，工業(yè)計算機技術（IPC）和現(xiàn)場總線技術（FCS）發(fā)展迅速，擠占了一部分PLC市場，PLC增長速度出現(xiàn)

23、漸緩的趨勢，但其在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。</p><p>　　PLC主要呈現(xiàn)以下的發(fā)展：　</p><p>　　產品規(guī)模向大、小兩個方向發(fā)展 大：I/O點數(shù)達14336點、32位為微處理器、多CPU并行工作、大容量存儲器、掃描速度高速化。 ?。河烧w結構向小型模塊化結構發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。 </p><p&

24、gt;　　PLC在閉環(huán)過程控制中應用日益廣泛。 </p><p>　　不斷加強通訊功能。 </p><p>　　新器件和模塊不斷推出 高檔的PLC除了主要采用CPU以提高處理速度外，還有帶處理器的EPROM或RAM的智能I/O模塊、高速計數(shù)模塊、遠程I/O模塊等專用化模塊。</p><p>　　編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標準化 有各種簡單或復雜的編

25、程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語句表等編程語言，亦有高檔的PLC指令系統(tǒng)。</p><p>　　發(fā)展容錯技術 采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。 </p><p>　　追求軟硬件的標準化?！　　　?lt;/p><p>　　第3章 主要元器件介紹</p><p>　　3.1 歐姆龍—CP1H PLC</p><p

26、>　　3.1.1 CP1H外觀</p><p>　　3.1.2 CP1H基本功能</p><p>　　CP1H的基本性能包括：處理速度：基本指令0.1μs，特殊指令0.3μs ；I/O容量： 最多7個擴展單元，開關量最大320點，模擬量最大37路 ；程序容量：20K步 ；數(shù)據(jù)容量：3。CP1H通過內置的多種功能充實并強化了應用能力，并且縮短了追加復雜程序的設計時間。擁有諸多新增功能之

27、后，這款全新的小型CP1H可應用于紡織、包裝、食品、印刷，以及一些需要驅動的功能，如線纜等多種工業(yè)控制場合，是目前同類產品中所少有的CP1H定位于小型機，但它卻是基于CS/CJ平臺的，因此具備了很多中型機的功能，如脈沖輸出和模擬量輸出等。</p><p><b>　　3.2 步進電機</b></p><p>　　3.2.1 步進電機簡介</p><

28、p>　　步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。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(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。 　　雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙

29、環(huán)形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。</p><p>　　3.2.2 步進電機原理</p><p>　　步進電機是一種感應電機，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器 。步進電機

30、是將電脈沖信號轉變角位移或線位移的開環(huán)控制元件，電機的轉速、停止位置只取決于脈沖信號的頻率和信號數(shù)，而不受負載變化影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉動一個步距角。這一線性關系的存在，再加上步進電機只有周期性誤差而無累積誤差等特點，使位置、速度的控制變得非常簡單。</p><p>　　（1）反應式步進電機</p><p>　　由于反應式步進電機工作原理比較簡單。下面先敘述三相反應式步進電

31、機原理。 </p><p>　?、俳Y構：電機轉子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉子齒軸線錯開。 0、1/3て、2/3て,（相鄰兩轉子齒軸線間的距離為齒距以て表示），即A與齒1相對齊，B與齒2向右錯開1/3て，C與齒3向右錯開2/3て，A'與齒5相對齊，（A'就是A，齒5就是齒1）。 </p><p>　?、谛D： 如A相通電，B，C相不通電時

32、，由于磁場作用，齒1與A對齊，（轉子不受任何力以下均同）。如B相通電，A，C相不通電時，齒2應與B對齊，此時轉子向右移過1/3て，此時齒3與C偏移為1/3て，齒4與A偏移（て-1/3て）=2/3て。 如C相通電，A，B相不通電，齒3應與C對齊，此時轉子又向右移過1/3て，此時齒4與A偏移為1/3て對齊。 如A相通電，B，C相不通電，齒4與A對齊，轉子又向右移過1/3て 這樣經過A、B、C、A分別通電狀態(tài)，齒4（即齒1前一齒）移到A相，電

33、機轉子向右轉過一個齒距，如果不斷地按A，B，C，A……通電，電機就每步（每脈沖）1/3て,向右旋轉。如按A，C，B，A……通電，電機就反轉。 由此可見：電機的位置和速度由導電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對應關系。而方向由導電順序決定。 不過，出于對力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A這種導電狀態(tài)，這樣將原來每步1/3て改變?yōu)?/6て。甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3て變?yōu)?/12て，1/2

34、4て，這就是電機細分驅動的基本理論依據(jù)。 不難推出：電機定子上有m相勵磁繞阻，其軸</p><p>　?、哿兀弘姍C一旦通電，在定轉子間將產生磁場（磁通量Ф）當轉子與定子錯開一定角度產生力 F與（dФ/dθ）成正比 S 其磁通量Ф=Br*S Br為磁密，S為導磁面積 F與L*D*Br成正比 L為鐵芯有效長度，D為轉子直徑 Br=N·I/R N·I為勵磁繞阻安匝數(shù)（電流乘匝數(shù)）R為磁阻。力矩=力

35、*半徑 力矩與電機有效體積*安匝數(shù)*磁密 成正比（只考慮線性狀態(tài)）因此，電機有效體積越大，勵磁安匝數(shù)越大，定轉子間氣隙越小，電機力矩越大，反之亦然。</p><p>　　（2）感應子式步進電機</p><p>　?、偬攸c：感應子式與傳統(tǒng)的反應式相比，結構上轉子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能，因此該電機效率高，電流小，發(fā)熱低。因永

36、磁體的存在，該電機具有較強的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運轉過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。感應子式某種程度上可以看作是低速同步的電機。一個四相電機可以作四相運行，也可以作二相運行。（必須采用雙極電壓驅動），而反應式電機則不能如此。例如：四相，八相運行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍運行方式.不難發(fā)現(xiàn)其條件為C=,D=. 一個二相電機的內部繞組與四相電機完全一致，小功率電機一般直接接為二相，

37、而功率大一點的電機，為了方便使用，靈活改變電機的動態(tài)特點，往往將其外部接線為八根引線（四相），這樣使用時，既可以作四相電機使用，可以作二相電機繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。 </p><p><b>　　②分類 </b></p><p>　　感應子式電機以相數(shù)可分為：二相電機、三相電機、四相電機、五相電機等。以機座號（電機外徑）可分為：42BYG(BYG為感應子式步進電機代號）

38、、57BYG、86BYG、110BYG、（國際標準），而像70BYG、90BYG、130BYG等均為國內標準。 </p><p>　　3.2.3 步進電機基本參數(shù)及選型</p><p>　　（1） 步進電機基本參數(shù)</p><p><b>　?、?步距角的選擇</b></p><p>　　電機的步距角取決于負載精度的要求

39、，將負載的最小分辨率（當量）換算到電機軸上，每個當量電機應走多少角度（包括減速）。電機的步距角應等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度/3度（三相電機）等。</p><p><b>　?、?靜力矩的選擇</b></p><p>　　步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確

40、定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的2~3倍內好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）。</p><p><b>　?、?電流的選擇</b></

41、p><p>　　靜力矩一樣的電機，由于電流參數(shù)不同，其運行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅動電源、及驅動電壓）。</p><p>　?。?） 步進電機的選型</p><p>　　經過評估，本次移載機設計采用森創(chuàng)86BYG350CL-0601型號的步進電機。該步進電機為三相，步距角為0.6°/1.2°，相電流6.0A，保持轉矩

42、7N﹒m，轉動慣量3480g﹒㎡，重量4KG，外形尺寸85*85*125（mm）。</p><p>　　3.3 步進電機驅動器</p><p>　　步進電機的驅動電路實際上是一種脈沖放大器，使脈沖具有一定的功率驅動能力，驅動電路是步進電機應用的關鍵是影響其性能發(fā)揮和可靠運行的一個重要因素。本立體車庫控制系統(tǒng)步進電機驅動器采用德昌DCH-30806三相相混合式步進電機細分驅動器,采用2細分。

43、</p><p><b>　　3.3.1技術特點</b></p><p>　　驅動電壓：24V～70V 直流供電。 正弦波細分恒流驅動。 最大輸出驅動電流6A/相。 最大30000 步/轉的十六種細分模式可選。 輸入信號光電隔離。 可適應共陽、共陰、單/雙脈沖多種模式。 脫機保持功能。提供節(jié)能的自動半電流鎖定功能。</p><p><b

44、>　　3.3.2性能指標</b></p><p>　?。?）供電電源：24V～ 70VDC，容量0.2KVA.</p><p>　　（2）輸出電流：峰值6A/相（Max）（輸出電流可由面板撥碼開關設定）。</p><p>　?。?）驅動方式：正弦波恒流PWM控制。</p><p>　?。?）勵磁方式：400 步/轉， 500

45、 步/轉， 600 步/轉， 750 步/轉， 1000 步/轉,1500 步/轉2000 步/轉，2500 步/轉， 3000 步/轉， 3750 步/轉,5000 步/轉，6000 步/轉7500 步/轉，10000 步/轉，15000 步/轉,30000 步/轉。</p><p>　　（5）絕緣電阻：在常溫常壓下＞500MΩ.</p><p>　?。?）絕 緣 強 度：在常溫常壓下0

46、.5KV，1 分鐘。</p><p>　　3.3.3功能及使用</p><p><b>　?。?）輸出電流選擇</b></p><p>　　本驅動器采用雙極恒流方式，最大輸出電流值為6A/相（峰值），通過驅動器側板 第7，8，9，10 四位開關的不同組合可以方便的選擇16 種電流值，從0.4A 到6A，用戶對輸出電流的更改無須給驅動器重新上電即

47、可生效。</p><p><b>　?。?）細分選擇</b></p><p>　　用戶可以通過驅動器面板上的第1、2、3、4 四位撥碼開關選擇共16 種細分模式，用電機每轉的步數(shù)標識，既可以實現(xiàn)兩相的步距（如兩相標準半步400步/轉）也可以提供類似 五相的步距（如五相標準半步1000 步/轉），用戶可以根據(jù)需要自行決定細分，用戶對細分模式的更改需要給驅動器重新上電方可

48、生效。</p><p>　　（3）單/雙脈沖選擇</p><p>　　通過驅動器側板第5 位開關可選擇單脈沖模式（第5 位為‘ON’）或雙脈沖模式（第5 位為‘OFF’）。單脈沖模式下步進脈沖由脈沖端口接入，由方向端口的電平高低決定電機的運轉方向；雙脈沖模式下,驅動器從脈沖端口接收正轉脈沖，從方向端口接收反轉脈沖。無論是單脈沖還是雙脈沖都以光耦從截止 到導通作為有效接受信號，請根據(jù)實際的接

49、線注意有效電平。用戶對單/雙脈沖模式的更改需給驅動器重新上電方可生效。</p><p><b>　?。?）自動半電流</b></p><p>　　通過驅動器側板第6 位撥碼開關可選擇是否開放自動半電流功能，當?shù)? 位撥碼開關設為‘ON’時，驅動器工作若連續(xù)1秒沒有接收到新的脈沖則自動進入半電流狀態(tài)，相電流降低為標準值的50％，達到降低功耗的目的，在收到新的脈沖時驅動器

50、自動退出半電流狀態(tài)。用戶對半流功能的更改無須給驅動器重新上電即可生效。</p><p><b>　?。?）脫機功能</b></p><p>　　輸入脫機信號時，驅動器將切斷電機各相繞組電流使電機軸處于自由狀態(tài)，此時步進脈沖將不能被響應。此狀態(tài)可有效降低驅動器和電機的功耗和溫升。脫機控制信號撤消后驅動器自動恢復到脫機前的相序并恢復電機電流。當不需用此功能時，脫機端可懸空

51、。</p><p><b>　　3.3.4輸入信號</b></p><p>　　驅動器的接線端子采用可拔插端子，可以先將其撥下，接好線后再插上。本驅動器的輸入信號采用雙端接口，可以滿足共陰、共陽、差分等多種接口形式。</p><p>　　脈沖信號輸入: 驅動器端口內置光耦，光耦導通一次被驅動器解釋為一個有效脈沖。對于共陽極而言低電平有效（共陰為

52、高電平有效），此時驅動器將按照相應的時序驅動電機運行一步。單脈沖模式時此信號端作為脈沖輸入信號，雙脈沖模式時此信號端作為正轉脈沖輸入信號。為了確保脈沖信號的可靠響應，光耦每次導通的持續(xù)時間不應少于10μs。本驅動器的信號響應頻率為200KHz，過高的輸入頻率將可能得不到正確響應。</p><p>　　方向信號輸入: 單脈沖模式下該信號作為控制電機的轉向信號，該端內部光耦的通、斷被解釋為控制電機運行的兩個方向。控制

53、電機轉向時，應確保方向信號領先脈沖信號至少10μs 建立,從而避免驅動器對脈沖的錯誤響應。雙脈沖模式下，該信號作為反轉的脈沖輸入信號，光耦導通一次被驅動器解釋為一個有效脈沖。為了確保脈沖信號的可靠響應，光耦每次導通的持續(xù)時間不應少于10μs。</p><p>　　脫機信號輸入: 內部光耦處于導通狀態(tài)時電機相電流被切斷，轉子處于自由狀態(tài)（脫機狀態(tài)）。光耦關斷后電機電流恢復到脫機前的大小和方向。當不需用此功能時，脫機

54、信號端可懸空。</p><p><b>　　3.4 行程開關 </b></p><p>　　行程開關，位置開關（又稱限位開關）的一種，是一種常用的小電流主令電器。利用生產機械運動部件的碰撞使其觸頭動作來實現(xiàn)接通或分斷控制電路，達到一定的控制目的。通常，這類開關被用來限制機械運動的位置或行程，使運動機械按一定位置或行程自動停止、反向運動、變速運動或自動往返運動等。 &l

55、t;/p><p>　　在電氣控制系統(tǒng)中，位置開關的作用是實現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測。用于控制機械設備的行程及限位保護。構造：由操作頭、觸點系統(tǒng)和外殼組成。 </p><p>　　行程開關廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關來控制開關轎門的速度、自動開關門的限位，轎廂的上、下限位保護。</p><p>

56、;　　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(tài)的改變去控制電路和機構的動作。</p><p>　　行程開關主要用于將機械位移轉變成電信號，使電動機的運行狀態(tài)得以改變，從而控制機械動作或用作程序控制。 </p><p>　　行

57、程開關真正的用武之地是在工業(yè)上，在那里它與其它設備配合，組成更復雜的自動化設備。 </p><p>　　機床上有很多這樣的行程開關，用它控制工件運動或自動進刀的行程，避免發(fā)生碰撞事故。有時利用行程開關使被控物體在規(guī)定的兩個位置之間自動換向，從而得到不斷的往復運動。比如自動運料的小車到達終點碰著行程開關，接通了翻車機構，就把車里的物料翻倒出來，并且退回到起點。到達起點之后又碰著起點的行程開關，把裝料機構的電路接通，

58、開始自動裝車。總是這樣下去，就成了一套自動生產線，用不著人管，日以繼夜地工作，節(jié)省了人的體力勞動。</p><p><b>　　3.5 觸摸屏</b></p><p>　　觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設備，它是目前最簡單、方便、自然的一種人機交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設備。事實上，觸摸屏是一個使多媒體信息或控制改頭換面的設備，它

59、賦予多媒體系統(tǒng)以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設備。發(fā)達國家的系統(tǒng)設計師們和我國率先使用觸摸屏的系統(tǒng)設計師們已經清楚的知道，觸摸屏對于各種應用領域的電腦已經不再是可有可無的東西，而是必不可少的設備。它極大的簡化了計算機的使用，即使是對計算機一無所知的人，也照樣能夠信手拈來，使計算機展現(xiàn)出更大的魅力。</p><p>　　工作時，我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸

60、摸的圖標或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉換成觸點坐標，再送給CPU，它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。</p><p><b>　　第4章 程序設計</b></p><p><

61、b>　　4.1 設計思路</b></p><p>　　移載機是生產制造過程中的搬運設備, 采用PLC可編程控制器控制, 通過光電開關、接近開關和行程開關等感應器件取得信號, 經PLC程序運算后驅動各執(zhí)行元件, 如：電機、氣缸等發(fā)出動作信號, 從而實現(xiàn)產品的自動化控制。移載機按不同的使用目的可以實現(xiàn)X、Y、Z三個方向的物品位移, 通過對夾具的不同設計, 可以實現(xiàn)移載物品本身的各種角度的旋轉、翻轉、

62、傾斜等, 也可以根據(jù)不同的要求設計成多頭移載機, 從而實現(xiàn)多個產品及工位的位移。</p><p>　　設計的自動化移載機由移載機本體、驅動部分、夾具部分、電氣控制四個部分組成。移載機橫梁上有行程開關(X10,X11 X12…) 用來感應移載機的運行位置, 以便控制移載機的運行速度和停止位置升降機有行程開關感升降機上升和下降位置夾緊機有行程開關感應夾緊和松開位置。</p><p><b

63、>　　4.2 脈沖計算</b></p><p>　　脈沖當量應該根據(jù)傳動系統(tǒng)的精度要求來確定。如果取得太大無法滿足系統(tǒng)精度要求；如果取得太小，要么機械系統(tǒng)難以實現(xiàn)，要么對系統(tǒng)的精度和動態(tài)特性提出的要求過高，使經濟性降低。對于開懷系統(tǒng)來說，一般取0.005~0.01mm為宜。所以本系統(tǒng)選擇脈沖當量為0.005mm，其機械實現(xiàn)由滾珠絲杠或傳送帶來實現(xiàn)，本論文略。</p><p&g

64、t;　　脈沖數(shù)量=移動距離*步進電機細分數(shù)/脈沖當量，由于系統(tǒng)采用2細分，所以 脈沖數(shù)量=移動距離（m）*40000。</p><p>　　脈沖頻率=移動速度*步進電機細分數(shù)/脈沖當量，由于系統(tǒng)采用2細分，所以 脈沖頻率=移動速度（m/s）*48000。</p><p>　　設從位置A移動到位置B所移動的坐標為（X，Y，Z），距離分別為x，y，z。計算出相應脈沖數(shù)量以及脈沖頻率，存入相應的

65、數(shù)據(jù)存儲區(qū)。脈沖數(shù)及頻率存儲如表4.1。</p><p>　　表4.1 脈沖數(shù)及頻率數(shù)據(jù)存儲</p><p><b>　　4.3 程序設計</b></p><p>　　4.3.1 I/O地址分配表</p><p>　　部分I/O地址分配如下表：</p><p>　　表4.2 部分I/O地址分配表&

66、lt;/p><p>　　4.3.2 CP1H輸入輸出繼電器與I/O 分配</p><p>　　輸入繼電器：0.00～16.15（17 CH）</p><p>　　輸出繼電器：100.00～116.15（17 CH）</p><p>　　CP1H 中，輸入繼電器、輸出繼電器的開始通道編號是固定的。CP1H CPU 單元的內置輸入輸出中，輸入繼電器

67、被分配為0 CH 及1 CH，輸出繼電器為100 CH 及101 CH。</p><p>　　CPM1A 系列擴展（I/O）單元中，輸入繼電器為2 CH 以后，輸出繼電器為102 CH 以后，按照連接順序自動地分配。</p><p>　　注：CP1H 上不能連接CJ 系列基本I/O 單元。</p><p>　　4.3.3 系統(tǒng)程序設計</p><

68、p>　　移載機工作流程如圖4.1</p><p>　　圖4.1 移載機工作流程圖</p><p>　　4.4步進電機、驅動器、PLC之間的連接</p><p>　　步進電機、步進電機驅動器、PLC之間的開環(huán)系統(tǒng)圖如圖5.1。</p><p>　　圖4.1 PLC控制步進電機系統(tǒng)圖</p><p>　　硬件連接圖如

69、圖5.2。</p><p>　　圖4.2 步進電機控制系統(tǒng)接線圖</p><p><b>　　第5章 結束語</b></p><p>　　本次移載機的設計比較簡單，系統(tǒng)設計為自動、手動兩種控制方式, 在手動或自動運行時, 如果主控柜上的三色燈中紅燈閃亮, 則表示系統(tǒng)運行中出現(xiàn)了故障, 系統(tǒng)所有設備停止工作。主要可以檢測的故障有變頻器異常、熱繼電

70、器動作、移載機越限等。設計的自動化移載機己經完成實物的制造和系統(tǒng)調試, 現(xiàn)己穩(wěn)定運行于生產線上。由于電氣結構設計科學合理, 軟件升級容易, 備受客戶喜愛。</p><p>　　本次設計以PLC為核心，利用步進電機設計的自動移載機，雖然程序比較簡單，但也穩(wěn)固了自己的專業(yè)知識，加強了對PLC的應用能力，不但豐富了自己的大學生活，而且在PLC不斷發(fā)展壯大的今天，也為未來的工作和發(fā)展打下了一定的基礎。</p>

71、<p><b>　　致 謝</b></p><p>　　四年的大學生活不知不覺中就要結束了，在這段難忘的生活中，由我許多美好的回憶。在我心中，除了不舍，還是不舍，我想，有許多是要我一輩子去銘記的。</p><p>　　在大學生活的最后一頁里，我要感謝的人很多，首先要感謝我的學校，感謝在這四年中交給我做人的道理，讓我從一個懵懂的高中生變成一個成熟的青年。還

72、要感謝我的論文指導老師xx老師，在他的指導下我完成了論文，xx老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精精心點撥、熱忱鼓勵。xx老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，給我終生受益之道，我從心里感激他。還要感謝的是各科任課老師，他們從大一把我迎進來，到現(xiàn)在把我送走，在這四年里一直照顧我的學習和生活，所以在這里也一定要感謝他們。當然，還要感謝寢室的兄弟們在我完成論文的過程中給予我的

73、幫助和鼓勵，也是他們陪我度過這四年最美好的時光。最后要感謝我的父母、朋友，對于他們我更是有千言萬語，還是匯成一句話：感謝你們一直都陪伴著我。</p><p>　　現(xiàn)在即將告別我的學校、老師、同學，還有我四年的大學生活，雖然依依不舍，但人生總有離別，對于未來的路，我充滿了信心。最后，感謝在大學期間認識我和我認識的所有人，有你們伴隨，才有我大學生活的豐富多彩！</p><p><b>

74、;　　參考文獻</b></p><p>　　晉小莉，王立瑩.PLC直接控制步進電機系統(tǒng)[J].小型內燃機與摩托車，2006,35（4）：45～46</p><p>　　汪小利，蔣金周.應用MCGS組態(tài)對PLC控制對象仿真設計[J].南通職業(yè)大學學報，2009,20（1）：66～69</p><p>　　楊帆，李國平等.基于PLC的列車給水監(jiān)控系統(tǒng)[J].

75、華中科技大學學報，2006,34（8）：29～31</p><p>　　可編程控制器（PLC）原理與應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006,10</p><p>　　趙汝嘉.計算機輔助工藝設計(CAPP).北京：機械工業(yè)出版社，1995,3:5～23</p><p>　　OMROM 公司C200HX/C200HG/C200HE編程手冊</p>&l

76、t;p>　　丁樹摸 主編. 機械工程學.第3版. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.1:7～25</p><p>　　羅宇航 主編. 流行PLC實用程序及設計. 西安：西安電子科技大學出版社.2006.12</p><p>　　周萬珍，高鴻斌. PLC分析與設計應用. 北京：電子工業(yè)出版社，2004</p><p>　　10、王衛(wèi).基于Linux和PC/104的

77、嵌入式實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].南京航空航天大學, 2004</p><p>　　11、江平譯.多功能移載機的測試及實驗[J].Imad Hafan A.MA,1995,26(3).</p><p>　　12、方承遠.工廠電氣控制技術，機械工業(yè)出版社，2001：4～36</p><p>　　13、PCI-9111DG/HR Multi-Functions D

78、ata Acquisition card User’s Guide. Taiwan:ADLINK TECHNOLOGY INC.2003</p><p>　　14、FANUC PC PROGRAMMER OPERATER’S MANUAL[Z]. Japan：FANUC LTD.MAY 2005:45～54</p><p><b>　　附 錄</b></p>