1、桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙輪胎磨邊機用于研磨輪胎的胎側，使硫化在胎側中的白色橡膠顯露，形成胎側上的白色花紋及 文字。系統控制設計主要采用基于PLC控制，根據工藝要求，系統硬件設計以FX2N-64MR型PLC基本模塊為處理中心。輸入部分的器件有：傳感器（變送器），行程開關，觸摸屏，FX2N-4AD轉換模塊。其相應的功能為：傳感器采集溫度、壓力，經過FX2N-4AD特殊模塊轉換后送入處理中心，行程開關在工藝過程中承擔定位及反饋等功能，觸摸屏上設置按鈕等來控制系統。輸出部分的器件 有：FX2N-4DA模塊，變頻器，電動機，電磁閥，繼電器，接觸器等。其相應功能為：D/A模塊對基本模塊送出

2、的數據進行處理后送到變頻器；處理中心通過接觸器、變頻器來控制電機，通過繼電 器控制電磁閥，然后控制氣缸的動作；在觸摸屏上顯示相關參數（如壓力、溫度等）及運行狀態。 軟件設計以梯形圖為設計基礎，設計了自動及手動程序，包括對研磨期間的溫度、壓力的轉化，研 磨輪胎計數，運行時間的計算等。系統經過仿真調試，實現的功能有：溫度顯示，壓力顯示，生產計數顯示，頻率設定，手動運 行，自動運行等。關鍵詞：PLC ； A/D轉換；D/A轉換；變頻調速；觸摸屏；AbstractTire grinding mach ine is used for grinding the tire sidewall, the n s

3、ulfide in the white sidewall rubber is exposed, so that the sidewall on the white patter n and the text are formed. That is just the automatic con trol system.It designed mainly based on PLC. According to the technical requirements, a modules named FX2N-64MR 桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙,which is the PLC bas

4、ic modules, is used as process ing cen ter in the system. And there are the devices which regarded as in put: Sen sors(Tra nsmitter). Trip switch, Touch scree n and FX2N-4AD modules.The corresponding functions are as follows: The sensors collect si gnals of temperature and pressure, the n the sig na

5、ls are tran sformed and sent into the process ing cen ter by the FX2N-4AD special module. Trip swichs are use to positi on and feedback in the process of commitme nt. The setti ngs which used for con trolli ng the system are completed by the touch scree n. The devices of the output sect ions are: FX

6、2N-4DA module, in verter, motor, sole noid valves, relays, con tactors, etc. The corresp onding fun ctio ns are: the datas from the basic module are processed by the D/A module and the n are sent to the in verter, the motors are controled by the inverter and contactors which are controled by the pro

7、cessing center, the actions of cyli nders are accord ing to the states of sole noid valves, which are con toled by the relays. Then the system s related parameters(such as pressue,temperature,etc.) and the states of running are displayed on the screen. The software design is based on the ladder diag

8、ram design, including automatic and manual processes. In the processes, the datas regarded as the temperature and pressure are convered during the grinding, and there are functions of coun ti ng the grin ded tire and running time and so on.It has bee n fini shed by diplay ing the temperature and pre

9、sseure,co un ti ng, freque ncy sett ing, manual operati on automatic operati on and so on in the system.They have bee n proved after the simulati on .Key words : PLC; A / D conversion; D / A con vers ion; freque ncy conversion; touch scree n桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙目 錄弓I言 .11工藝分析及要求.21.1設備用途和適用范圍 .21.2工藝

10、過程 .31.3主要技術參數 .42控制系統整體設計.52.1基于單片機的控制系統設計 .52.2微機控制系統設計 .52.3 PLC控制系統設計 .53系統硬件部分.73.1 PLC內容及其選擇 .73.1.1PLC基本模塊選擇 .83.1.2PLC特殊模塊選擇 .83.2變頻器內容 .93.2.1變頻器 .93.2.2變頻器參數設定 .103.3觸摸屏選擇 .103.4低壓電器選擇 .103.5電源配置及各種連接口線 .143.6電動機選擇 .143.7系統電氣原理圖 .154系統軟件部分 .164.1程序設計說明 .164.2系統軟元件分配 .184.2.1PLC 的 I/O 口分配 .

11、184.2.2觸摸屏的相關設定 .194.3程序流程圖 .214.4梯形圖 .224.5指令表 .225系統仿真調試.236總結 .2.8.桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙謝辭 .28.主要參考文獻.29附錄 .31.附錄1:梯形圖 .31附錄2:指令表 .37桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁引言可編程序控制器是 20世紀60年代以來發展極為迅速、應用面極為廣泛的工業控制裝置，是現 代工業自動化控制的首選產品，與機器人、CAD/CAM 并稱為工業生產自動化的三大支柱。如果說初期發展起來的 PLC主要是以它的高可靠性、靈活性和小型化來代替傳統的繼電-接觸控制，那么當

12、 今的PLC則吸取了微電子技術和計算機技術的最新成果，得到了更新的發展。從單機自動化到整條 生產線的自動化，乃至整個工廠的生產自動化，從柔性制造系統、工業機器人到大型分散控制系統， PLC為承擔主要角色。目前，可編程序控制器的產品很多，不同廠家生產的PLC以及同一廠家生產的不同型號的PLC，其結構各不相同，但就其基本組成和基本工作原理而言，是大致相同的。它們都是以微處理器為核 心的結構，其功能的實現不僅基于硬件的作用，更要靠軟件的支持，實際上可編程序控制器就是一 種新型的工業控制計算機。自從美國數字設備公司于 1969年研制出第一臺PLC,PLC已經經過了將 近40年的發展，現在已發展到第五代

13、，隨著微電子技術的尋覓發展，以單片機或其他16位、32位的微處理器昨晚 PLC的主控芯片將更多應用于 PLC，今后，PLC主要朝以下幾個方面發展：高速化、 模塊種類豐富多彩、可靠性進一步提高、標準化、小型化，低成本、編程語言的高級化。在實際工 業控制過程中，僅僅有 PLC控制器是不夠的，因為除了有核心處理器，還需要一些輔助設備，比如 控制電機的速度等。在交流異步電動機的諸多調速方法中，變頻調速的性能最好，調速范圍大，靜 態穩定性好，運行效率高。采用通用變頻器對籠型異步電動機進行調速控制，由于使用方便、可靠 性高，并且經濟效益顯著，得到了大量的推廣。隨著電力電子技術、微電子技術、計算機網絡等高

14、新技術的發展，變頻器的控制方式今后將向數字控制變頻器的實現、多種控制方式的結合、遠處控 制的實現、綠色變頻器等方向發展。圖形操作終端又稱人機界面（GOT），目前在PLC的控制系統中已普遍采用。在工業自動化生產線上或單機控制中，人機截面的應用，更加體現了控制系統可視化程度和先進性，更加方便了使 用者的操作和監控等。隨著使用電腦作為信息來源的與日俱增，觸摸屏以其易于使用、堅固耐用、反應速度快、節省空間等優點，使得系統設計師們越來越多的感到使用觸摸屏的確具有相當大的優 越性。觸摸屏出現在中國市場上至今只有短短的幾年時間，這個新的多媒體設備還沒有為許多人接 觸和了解，包括一些正打算使用觸摸屏的系統設計

15、師，還都把觸摸屏當作可有可無的設備，從發達 國家觸摸屏的普及歷程和我國多媒體信息業正處在的階段來看，這種觀念還具有一定的普遍性。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，它賦予多媒體系統以嶄新的面貌，是極 富吸引力的全新多媒體交互設備。發達國家的系統設計師們和我國率先使用觸摸屏的系統設計師們 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 機展現出更大的魅力。解決了公共信息市場上計算機所無法解決的問題。采用PLC控制、變頻器調速、圖示操作終端（觸摸屏）操

16、作的先進技術，對于實現被控對象（生 產設備或生產過程）的工藝要求，提高了生產效率和產品質量，也方便維護及實時監控生產等。桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁1 工藝分析及要求1.1設備用途和適用范圍本設備用于研磨輪胎的胎側，使硫化在胎側中的白色橡膠顯露，行程在胎側上的白色花紋及文 字。本設備適用與以下的規格輪胎胎側的研磨：胎圈著合直徑（胎圈直徑）（14”、15” 16”桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁兩胎踵間的著合寬度（輪胎子口寬度）7.5 ” 9”外直徑 775mm257mm、255mm318mm最大重量30kg胎側研磨部位的寬度 30mm胎側研磨部位

17、的高度 2.54mm1.2工藝過程設備裝置主要由存胎輥道，輪胎運輸機，擋胎裝置，底板，卸胎器，輪胎定中心裝置，粗磨裝置，細磨裝置，中心裝置，出胎輥道，氣動系統等部分組成。系統大致運行流程為：由擋胎裝置光電開關檢測輪胎，若擋胎裝置輥道上有輪胎，則輪胎運輸機不動作，若沒有輪胎，則輪胎運輸機動作，送輪胎到擋胎裝置輥道；接著定中心裝置輥道上的光電開關檢測定中心是否有輪胎在研磨或未送出，若是則擋胎裝置上的擋臂通過氣缸動作收縮，若檢測到沒有輪胎在定中心且已送出定中心裝置，則擋臂打開，啟動擋 胎裝置輥道傳動系統傳動電機，將輪胎送入定中心裝置，之后其傳動電機停止工作且擋臂復位（收 縮），此時定中心裝置輥道上的

18、光電開關檢測到有輪胎，定中心裝置傳動電機啟動， 定時一段時間后，定中心裝置的定中心輥動作，將輪胎定位，定中心裝置輥道傳動電機停止工作，定中心輥復位，然 后上卡盤下降（下卡盤上升），到達預定位置后，上卡盤的鉤爪鉤住下卡盤的閉鎖套，然后帶著輪胎 一起上升，達到指定位置，輪胎開始充氣，此時進行壓力檢測，到達指定壓力后，停止充氣，開始 輪胎回轉，定時且啟動粗磨磨輪傳動電機，同時啟動除塵，冷卻等的器件，粗磨磨輪氣缸擺動，同 時靠近輪胎，到指定時間后停止粗磨電機極其氣缸的動作，磨輪退回原位；回轉電機停止然后反向 轉動，開始細磨定時，傳動電機啟動，細磨磨輪靠近輪胎且擺動，定時研磨完成后，停止及復位電 機，氣

19、缸等，啟動刷胎器電機，控制刷胎器的氣缸的升降來刷輪胎，然后停止電機，上下卡盤分開， 之后卸胎器動作，若檢測開關檢測到沒有輪胎落下時，回轉傳動電機再啟動一次，回轉2周，卸胎器再動作一次，定中心裝置輥道傳動電機再次啟動，送出輪胎，然后等下一個輪胎進行研磨。以下圖1-1為簡單工藝結構圖:桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁1.3主要技術參數（1） 輪胎1回轉速度1025rpm （連續可調）2最大充氣壓力 0.3Mpa3旋轉方向順時針（2） 磨輪1磨輪外直徑205mm（ 8”2磨輪寬度40mm3磨料粒度 粗#100細#1604磨輪轉速4000rpm5磨輪調整范圍垂直平面內角度-15

20、水平距離（距輪胎中心線）175280mm高度調整范圍250mm（3） 電機功率1磨輪傳動電機功率 7.5kw2臺2擋胎裝置輥道傳動電機功率0.55kw 1臺3輪胎定中心裝置輥道傳動電機功率0.55kw 1臺4輪胎回轉傳動電機功率 0.75kw 1臺6刷胎器電機功率 0.25kw 1臺4外形尺寸（長*寬*高）整機5設備重量約4噸2控制系統整體設計2.1基于單片機的控制系統設計利用單片機系統設計來控制輪胎磨邊過程，選擇AT89C51來作為處理信息控制指令的核心部分,利用鍵盤來實現輸入功能，A/D轉換器及傳感器對研磨過程中需要測定的溫度及壓力檢測及傳輸轉換，提供給處理核心進行判斷及作出相應動作，利用

21、D/A轉換器、轉換電路變頻器等，促使電機工作與停機，電磁閥的開關等完成相應的動作。系統設置檢測故障，復位等來服務整個系統的運行安全及方便。顯示功能部分也可以在本控制 系統中實現，比如指示燈，數碼管等。以下為簡單控制系統框圖:桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁圖2-1單片機控制系統框圖2.2微機控制系統設計微機除了用于控制領域外，主要用于科學計算，數據處理，計算機通信等方面，PLC主要用于工業控制。微機系統的I/O設備與主機之間采用微電聯系，一般不需電氣隔離，但外部控制信號需經A/D，D/A轉換后方可與微機相連。微機具有豐富的程序設計語言，要求使用者具有一定的計算 機硬件和軟

22、件知識，PLC有面向工程技術人員的梯形語言和語句表，一些高級PLC具有高級編程語言，微機系統一般配有較強的系統軟件，并有豐富的應用軟件，微機對環境要求較高，一般要在干 擾小，具有一定溫度和濕度要求的機房內使用，PLC適用于工程現場環境。2.3 PLC控制系統設計PLC 一般可控制強電設備，無需再做轉換，且由于 PLC內部有光電耦合電路進行電氣隔離，輸 出采用繼電器、可控硅或放大功率晶體管進行功率放大，因而可直徑驅動執行機構。PLC的軟件相對簡單，微機運算速度快，一般為微妙級，為適應大的系統軟件和豐富的應用軟件，其存儲器量很大。PLC因接口的響應速度慢而影響數據處理速度，PLC的軟件少，編程也短

23、，內存容量小。而單片機控制系統雖然功能比較強大，但其需要的理論知識更為豐富，比如編程語言要比PLC 較為復雜，需要有良好的基礎才能編好，其電路調試需要更堅實的基礎，仿真模擬也需要一定的條 件，鑒于本系統的特點，采用單片機控制系統似乎顯得較為勉強，而且本人的單片機系統方面的知 識也不夠全面，而 PLC控制系統足以完成本系統的要求的功能。綜上所述，基于實際方便及經濟考慮，選擇用PLC控制系統設計。任何一種電氣控制系統都是為了實現被控對象的工藝要求，以提高生產效率和產品質量。因此，在設計PLC控制系統時，應遵循以下基本原則：（1）最大限度地滿足被控對象的控制要求。設計前，應深入現場進行調查研究，搜集

24、資料，并 與機械部分的設計人員和實際操作人員密切配合，共同擬定電氣控制方案，協同解決設計中出現的 各種問題。（2）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統簡單，經濟，實用，維修方便。（3）保證控制系統的安全可靠。桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁（4） 考慮到生產發展和工藝的改進，在選擇PLC容量時，應適當留有余量。根據生產工藝要求，分析被控對象的復雜程度，進行I/O點數和I/O點的類型（數字量、模擬量等）統計，列出清單。適當進行內存容量的估計，確定適當的留有軟硬件資源余量而不浪費資源的 機型（小、中、大型機器）。根據PLC輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電

25、 流，以及PLC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管 輸出。不同的負載選用不同的輸出方式，對系統的穩定運行是很重要的。電磁閥的開閉、大電感負 載、動作頻率低的設備，PLC輸出端采用繼電器輸出或者固態繼電器輸出；各種指示燈、變頻器/數字直流調速器的啟動/停止應采用晶體管輸出。確定PLC編程工具：（1） 一般的手持編程器編程。（2） 圖形編程器編程。（3） 計算機加PLC軟件包編程。這種方式是效率最高的一種方式，但大部分公司的PLC開 發軟件包價格昂貴，并且該方式不易于現場調試，主要用于中高檔PLC系統的硬件組態和 軟件編程。PLC控制系統的抗干擾設計：隨著工

26、業自動化技術的日新月異的發展，晶閘管可控整流和變頻調速裝置使用日益廣泛，這帶 來了交流電網的污染，也給控制系統帶來了許多干擾問題，防干擾是PLC控制系統設計時必須考慮的問題。一般采用以下幾種方式：隔離：由于電網中的高頻干擾主要是原副邊繞組之間的分布電容耦合而成，所以建議采用1:1超隔離變壓器，并將中性點經電容接地。屏蔽:一般采用金屬外殼屏蔽，將PLC系統內置于金屬柜之內。 金屬柜外殼可靠接地， 能起到良好的靜電、磁場屏蔽作用，防止空間輻射干擾。布線:強電動力線路、弱電信號線分開走線， 并且要有一定的間隔；模擬信號傳輸線采用雙絞線屏桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁輸入開關等

27、亠D/Av 轉換護_許 模塊卩接觸器變頻器匸敝電纜。按照工藝要求，系統控制設計用FX系列PLC基本模塊作為處理中心，通過對電磁閥的控制來控制氣缸動作，以實現工藝要求的一系列動作；通過對繼電器的控制來實現對傳動系統等的電動機 的控制，通過D/A轉換及變頻器來控制交流電機的調速，控制過程中的壓力檢測、溫度檢測等，用 壓力傳感器、溫度傳感器經過FX系列的特殊模塊來實現送入PLC基本模塊中心進行檢測，并在觸摸屏上顯示。PC機通過專用電纜與 PLC模塊和觸摸屏模塊進行通信連接，編制調試程序完畢可以 直接下載到觸摸屏和 PLC各自程序存儲器。PLC模塊與觸摸屏之間由專用電纜連接，觸摸屏按鍵指 令可以由通信

28、電纜加載到控制程序以執行相應的操作。另外，外部開關指令直接加載在PLC輸入端以實現相應的指令操作。PLC與D/A模塊由擴展電纜連接，由觸摸屏上按鍵來設定數字量，送入PLC后再經過D/A模塊，將PLC輸出數字量轉換成對應的兩路電壓信號加載到變頻器輸入端子以實 現連續自動調速控制，還可以不接 D/A模塊，直接利用變頻器的程序運行模式來改變變頻器的運行 輸出頻率，只是這要事先設定好其某段時間的頻率狀況。當然，用手動控制變頻器調速也可有電位 器來改變變頻器的頻率。簡單系統電氣控制連接圖:電源圖2-2PLC簡單電氣控制連接圖3系統硬件部分3.1 PLC內容及其選擇三菱公司FX系列PLC吸收了整體式和模塊

29、式可編程控制器的優點，它的基本單元、擴展單元 和擴展模塊的高度和寬度相同，它們的相互連接不用基板，僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一 個整齊的長方體。其體積小，很適于在機電一體化產品中使用。桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁3.1.1PLC基本模塊選擇FX2N是FX系列中功能最強、速度最高的微型可編程序控制器，它內置有8k步的RAM，使用存儲卡盒后，最大容量可達16k步，編程指令達 327條，處理速度達到 0.08US/步。它不僅能完成邏輯控制，順序控制，模擬量控制，位置控制，高速計數等功能，還能數據檢索，數據排列，三角 函數運算，PID運算等更為復雜的數據處理。所以FX2

30、N系列具有容量大，運行速度快，指令功能完善等特點。依據生產工藝要求， 各種指示燈、變頻器/數字直流調速器的啟動停止應采用晶體管輸出，它適應于高頻動作，并且響應時間短；如果PLC系統輸出頻率為每分鐘 6次以下，應首選繼電器輸出，采用這種方法，輸出電路的設計簡單，抗干擾和帶負載能力強。如果PLC輸出帶電磁線圈等感性負載，負載斷電時會對 PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負載應在其旁邊并接續流 二極管，對交流感性負載應并接浪涌吸收電路，可有效保護PLC。當PLC掃描頻率為10次/ min以下時，既可以采用繼電器輸出方式，也可以采用PLC輸出驅動中間繼電器或者固態繼電器（SSR）,再驅動

31、負載。FX系列PLC繼電器輸出型在 AC250V以下電路電壓時可驅動負載為：純電阻負載2A/1點（8A/4點共用，8A/8點共用），感性負載為80V*A以下，燈負載100W以下；輸入電流為DC24V7mA , 而輸入信號引起動作的最小電流為2.53mA，但為了確實啟動，必須取 4.5mA以上（X010以后5mA/DC24V ）,為了確實切斷，必須取 1.5mA以下（X010以后1.5mA/DC24V）。選擇FX2N-64MR-001基本模塊為本控制系統的基本核心部件，64個基本I/O點數已滿足系統控制要求，且留有一定余量，因為系統輸出控制變頻器，繼電器，電磁閥等，采用繼電器輸出方式， 外部電源

32、用交流電源（AC 250V ）。3.1.2PLC特殊模塊選擇系統控制過程需要檢測輪胎的充氣壓力，檢測輪胎研磨過程中的溫度狀況，所以需要模擬量輸 入模塊，來實現把壓力、溫度這些經轉化的信息送入PLC中心處理模塊進行處理反饋顯示。FX2N-4AD是模擬量輸入模塊，有四個輸入通道，每一個通道都可以進行A/D轉換，分辨率為 12位。輸入的模擬電壓范圍從直流 -10V10V，分辨率為5mV。若為電流，范圍為420mA或0mA20mA , 分辨率為20mA。其內部共有32個緩沖寄存器，用來與主機FX2N主單元PLC進行數據交換，每個 緩沖寄存器的位數為 16位。FX2N占用FX2N擴展總線的8個點，這8個

33、點可以是輸入也可以是輸 出點。控制過程中壓力溫度的檢測數值可由此模塊來執行轉換傳輸，壓力、溫度輸入的模擬范圍都 選擇電流輸入模式，范圍為 420mA （電流傳輸過程中損耗比較低，且傳輸距離比較長），此功能實現過程主要由編程來體現執行。其延遲時間為10mS。當然，傳送溫度還可以由專門的特殊溫度模塊FX2N-4AD-PT來完成。系統需要控制變頻器輸出的頻率在一定范圍進行連續可調且自動調節，可采用一個D/A模塊來實現，故選擇FX2N-4DA特殊模塊。根據接線方法，模擬輸出可在電壓輸出或電流輸出中選擇，通 道可輸出的范圍為-1010VDC , 05VDC ,或420mA，分辨率為2.5mV和4uA，數

34、字到模擬可進行 調整；模塊占用8個I/O點。電源來自于主電源的內部電源供應，通道輸出范圍選擇為420mA。以上模塊均以FROM/TO指令與PLC進行數據傳輸。桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁3.2變頻器內容3.2.1變頻器變頻器發展十分迅速，應用日漸廣泛，利用變頻器傳動異步電動機所構成的調速控制系統，越 來越發揮出巨大的作用。由于市場上變頻器種類繁多，如何選擇變頻器就需要考慮了。一般從用途、 電壓、容量3方面就如何用最少的錢來選擇最適用的變頻器。根據本系統控制要求，變頻器只是用來控制電機的頻率而已，選擇簡易型的變頻器即可；從整 體上來講，變頻器分為低壓變頻器和高壓變頻器，

35、低壓變頻器分單相220V，三相380V，三相660V等，高壓變頻器分為 3KV, 6KV和10KV三種，本系統只需選用低壓變頻器即可；變頻器的容量應 該與其驅動的電動機容量相匹配，還要根據負載特性、操作方法等來決定，其額定電流要不小于電 動機的額定電流。本系統選用三菱變頻器FR-A500-0.75K-CH （此設備已是老產品，但其功能還對本系統來說足矣），其輸出頻率范圍為 0.2400Hz。而頻率設定分辨率模擬輸入為0.015Hz/60Hz（端子2輸入：12位/0至10V，11位/0至5V ;端子I輸入：12位/-10至十10V，11位/-5至I+5V）數字輸入分辨率為 0.01Hz。它適用于

36、電機容量為 0.75KW。其額定電流2.6A，大于PLC要求的2A，即可直接連接 PLC 基本模塊輸出點，模擬量輸入時最大輸出頻率的）.2%以內（25C 0C）,數字量輸入時設定輸入頻率的0.01 %以內。這樣就滿足了系統中要求的頻率輸出范圍。而使用變頻器應注意以下問題：電子過電流保護不能完全確保對電機的過熱保護。不要頻繁使用變頻器輸入側的電磁接觸器啟/停變頻器。用噪聲濾波器減少電磁干擾的影響。否則有可能影響變頻器附近使用的電子設備。采取相應的措施抑制諧波。否則由于變頻器產生的電源諧波，使電力電容和發電設備過熱及損壞。當變頻器驅動 400V系列電機時，必須增強電機絕緣或抑制浪涌電壓。由于布線常

37、數引起的浪涌電 壓發當進行參數清除或參數全部清除時，各參數返回到出廠設定值，在運行前請再次設定必要的參數。變頻器可以容易地進行高速運行的設定，更改設定前，檢查電機和機械性能有充分的能力。請增加變頻器的保持功能，安裝保持設備以確保安全。變頻器長時間保存后再使用，使用前必須進行檢查和試運行。其端子記號端子名稱說明R，S，T交流電源輸入連接工頻電源。當使用高功率因數轉換器時，確保這些端子不連接（FR-HC） o U，V，W變頻器輸出接三相鼠籠電機。R1, S1控制回路電源與交流電源端子R，S連接。在保持異常顯示和異常輸出時或當使用高功率因數轉換器時（FR-HC）時，請拆下R R1和S-S1之間的短路

38、片，并提供外部電源到此端子。P，PR連接制動電阻器拆開端子PR-PX之間的短路片，在P-PR之間連接選件制動電阻器（FR-ABR）。P，N連接制動單元連接選件 FR-BU型制動 單元或電源再生單元（FR-RC）或高功率因數轉換器（FR-HC）。P，P1連接改善功率因數 DC電抗器拆開 端子P-P1間的短路片，連接選件改善功率因數用電抗器（FR-BEL） o PR，PX連接內部制動回路用短路片將PX-PR間短路時（出廠設定）內部制動回路便生效（7.5K以下裝有）。接地變頻器外殼接地用，必須接大地。桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁3.2.2變頻器參數設定利用操作面板進行參數設

39、定（FR-DU04）。Pr.79=4 （操作模式為外部操作模式），Pr.73=1，Pr.71和Pr.80可設定適用電機及電機容量， Pr.0=25Hz （上限），端子接線為端子 4和5 （電流輸入模式）。這樣的設置可能在實際運行上有點難度，其它為默認設置。3.3觸摸屏選擇觸控屏（Touch pan el）又稱為觸控面板，是個可接收觸頭等輸入訊號的感應式液晶顯示裝置， 當接觸了屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統可根據預先編程的程式驅動各種連結裝置， 可用以取代機械式的按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動的影音效果。觸摸屏主要有電阻式觸摸屏，電容式觸摸屏，紅外線式觸摸屏，表面聲波式觸摸屏等

40、類型，各自都有其優缺點， 就本系統而言，選用三菱A956WGOT系列產品A956WGOT-TBD*2 ，256色顯示， 實現了多色清晰顯示改善可維護性，并降低運行成本，有網路監控功能系統監視功能。電源電壓24V DC顯示設備 TFT彩色顯示器，顯示顏色 256色，亮度（cd/m2） 300（8檔亮度調整），顯示角度（反 差度）右和左：65度；上：40度；下：65度，解析度（點）480忽34,可設置的觸摸開關數目450（15行X30列），用戶記憶體容量 1MB（最大可到9MB），外部尺寸（mm） 215W 133HX70.8D，面板寬度（mm） 65.8，與FX2N-64MR 程序連接器連接，可

41、以一邊觀看畫面中對PLC的各軟件的監視及數據變化，一邊進行顯示。3.4低壓電器選擇作為系統若要求按鈕的信號， PLC控制可由按鈕來控制，觸點分為常開觸點（動合觸點）和常 閉觸點（動斷觸點）兩種?？刹捎?ZB2-BE101C系列通用型按鈕。由于本系統有觸摸屏來控制，故 可省略掉按鈕，當然，現場設置相應的按鈕可在現場控制。行程開關：系統操作過程中要實現自動轉換狀態或者提醒動作完成等需要用到行程開關（Serieslimited switch ）,行程開關主要用于檢測工作機械的位置，發出命令以控制其運動方向或行程。本系 統選擇XCE系列行程開關，其主要技術參數為：額定工作電壓 直流220、110、24

42、V，交流380、220V , 額定發熱電流6A，額定工作電流直流 0.046A （220V時），交流0.79A （380V時），這樣的工作電流 大于PLC輸入端回路的電流，這樣就不至于開關被燒壞或者損壞，額定操作頻率1200次/h。光電開關：系統中檢測需要用到光電開關（Photoelectric switch ）,采用施耐德XUK系列產品，其電源是1030VDC或200240VAC。適合最大檢測距離為 20m,優化型產品適合于漫反射，激化反 射，反射，對射等多種檢測模式，其最大檢測距離為20m.通用型。本系統設計時認為是對射型。溫度變送器：WJ100R （西安新敏電子科技有限公司產品）溫度變送

43、器采用高精度線性放大電路，并選用高精度的元器件，使產品具有靈敏度高，穩定性好，準確度高和使用壽命長等優點。應用場合：WJ100R廣泛應用在工業溫度測量、暖通空調、檔案室、生產車間、倉庫、機房、通風管道、樓宇自控、工地等測量的場合。傳感器直流電壓或電流輸出，WJ100R溫度變送器采用防水變送外殼，可以工作在露天或濕度較大的場所（如山洞、冷庫等）其技術參數主要有:桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁工作電源：1、24VDC 2、12VDC （05V 電壓輸出時）3、24VAC 4、12VAC （ 05V電壓輸出時）溫度測量范圍：-200600 C （最大有效測量范圍）濕度參數：測

44、量準確度：0.1% F.S 0.25% F.S 0.5%F.S工作溫度：-4080C（軍工級性能，僅限WJ100R）有效測量范圍：590%RH（無凝露）測量穩定性：通常狀態下，漂移不大于1%RH輸入信號：Pt100 輸入線阻： 50 Q負載電阻： 500Q（電流輸出）， 3KQ （電壓輸出）環境溫度：-2080 C變送器外殼：乳白色防水型ABS 83X59X33mm其可型號選擇方式為 WJ100R （1） S（ 2） P （ 3）, （1）中選擇從17選擇溫度范圍，（2）中選擇13 來確定信號輸出類型，（3）填準確度。根據具體情況選擇其型號，本系統中選用WJ100R6S1P1 （測量溫度范圍為

45、 0300 C, 420mA的輸出類型），與A/D模塊的420mA的輸入對應。壓力變送器：選擇型號時要注意以下內容：確定變送器要測量什么樣的壓力：一般而言，需要選擇一個具有比最大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器，瞬間的峰值可能破壞壓力傳感器。確定是什么樣的壓力介質：我們要考慮的是 壓力變送器所測量的介質，黏性液體、泥漿會堵上壓力接口，溶劑或有腐蝕性的物質會不會破壞變送 呂中與這些介質直接接觸的材料。變送器需要多大的精度：決定精度的有，非線性，遲滯性，非重 復性，溫度、零點偏置刻度，溫度的影響，每一種電子式的測量計都會有精度誤差的。確定變送器 的溫度范圍：通常一個變送器會標定兩個溫度范圍，

46、即正常操作的溫度范圍和溫度可補償的范圍。正常操作溫度范圍是指變送器在工作狀態下不被破壞的時候的溫度范圍，在超出溫度補范圍時，可 能會達不到其應用的性能指標。溫度補償范圍是一個比操作溫度范圍小的典型范圍。在這個范圍內 工作，變送器肯定會達到其應有的性能指標。溫度變從兩方面影響著其輸出，一是零點漂移；二是 影響滿量程輸出。需要得到怎樣的輸出信號：mV、V、 mA及頻率輸出數字輸出，選擇怎樣的輸出取決于多種因素，包括變送器與系統控制器或顯示器間的距離，是否存在噪聲”或其他電子干擾信號。對于許多變送器和控制器間距離較短的OEM設備，采用mA輸出的變送器最為經濟而有效的解決方法。對于遠距離傳輸出或存在較

47、強的電子干擾信號，最好采用mA級輸出或頻率輸出。本系統選用HD180系列擴散硅壓力變送器（香港永先品牌公司），其相關技術參數為：（工業過程控制被測介質與 316L相容的各種介質）量程（表壓、絕壓）：010kPa，016kPa，025kPa，040kPa，00.06MPa，00.1MPa， 00.16MPa， 00.25MPa， 0 0.4MPa， 00.6MPa， 01MPa， 01.6MPa， 02.5MPa， 0 4MPa， 06MPa， 010MPa，0 16MPa， 0 25MPa， 040MPa，060MPa， 0100MPa， 0 桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共3

48、5頁160MPa過載：對于量程 10MPa 2倍；對于量程10MPa , 1.5倍精度（包括線性、遲滯、重復性）0.25%，0.5%工作溫度范圍 被測介質：60+ 150 C；環境溫度：40+ 85C補償溫度范圍 40+ 85C環境溫度變化的影響 1，對于量程0.06MPa :對于 0.25 級：v 0.01%/C ；對于 0.5 級：v 0.02%/C； 2,對于量程 DN50要選擇法蘭接口，3000.000920,056_ HTD10DD100迦066920-叩D100K4H300920920N51圖5-3 PLC程序顯示接下來開始自動運行，在觸摸屏上按下自動啟動，PLC基本模塊上輸出 Y

49、0指示燈亮，一系列效果如下所述。連接 PLC模塊實物時，所有程序中的X輸入改為M,才能強制驅動，程序中M400到M407對應原來的 X0至U X7。由于開關量多，仿真時比較復雜，程序的整體結構顯得有點混亂。功能實現就顯得不佳。特殊 模塊相關已識別，對系統動作部分在軟件中的仿真：貝U Y0=1,M250=1,Y1=1,Y10=1,Y2=1貝U Y10=0,Y2=0,Y11=1則Y13=1 （上卡盤下降）則Y13=0,Y14=1,Y15=1,Y12=1（上下卡盤夾緊且上升 ）X1=0,X3=0,X4=1DENUL DIO KIOGO D10223, DOO30DD. ODO桂林電子科技大學畢業設計

50、（論文）報告用紙第2頁共35頁則Y15=0,M300=0,Y12=0,比較指令執行，Y17=1（開始當上下卡盤到達定位限時桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁細磨完成后，T11=1,T12=1圖5-5細磨程序仿真顯示貝U Y3=1,T12 通電，Y5=0,Y24=0,Y23=0則Y6=0 （回轉停止），丫20=1（輪胎放氣），丫16=1 （下卡盤 下降），丫12=1 （上卡盤上升），丫25=1 （卸胎器動作）強制 X4=0接著變自動轉入細磨。畫面如圖圖5-4粗磨程序仿真顯示5-5所示。k細&開始T10328 | |_Y005NI344卜XI50|f023輪胎充氣）設置（D20

51、2）（相當于判斷充氣完成時），即Y17=0,則此時 Y6=1 （變頻器啟動，輪胎回轉），丫4=1,Y21=1,Y22=1（粗磨開始且計時），仿真畫面如圖5-4所示。MilM50陽5M3G桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁（計數）才能進行仿真。強制 X5=1 ,貝U Y16=0,Y6=1,2S 后，Y6=0手動仿真時，只需相應按鈕按下，就可以驅動相應輸出，按鈕設置為交替輸出。觸摸屏仿真軟件、PLC模塊、計算機連接起來仿真時要設置相應的連接方式,桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁6總結原本以為PLC控制設計只是程序設計是最主要的，只要搞定了程序就算完成了，卻

52、發現原來我想錯了，要設計一個控制系統，需要掌握的并非只是其軟件部分，畢竟軟件的功能再 強大也要有硬件來支撐。而且，硬件的規格不一定都是一樣的，這樣不同的硬件連接組合，就需要 不同的軟件設計來配合。在選擇器件過程中，要考慮到實際環境的因素，實際功能要求，器件的規 格范圍技術參數的配合等，才能做到從方便，經濟，更為重要的是可用性。在整個畢業設計過程中，看書查資料占了很重的分量，沒有堅實的地基是蓋不了高樓大廈的，雖然專業課里已學過了相關知識，比如PLC編程，變頻調速技術，傳感器原理極其應用，工業控制過程儀表等，實際上卻是不止理論知識不足，實際應用更顯窘迫，再加上有些東西是沒接觸過的， 比如觸摸屏方面

53、的知識，種種因素讓我不得不從頭開始般的去看書，學習軟件，復習一系列的知識， 這樣就花了不少的精力和時間。不過，這樣的學習也帶來了不錯的效益，不僅讓我順利完成了整個 設計，也更加強了自我學習的能力，還能系統的有針對性的把以前學過的知識聯系起來，有機的結 合，變凌亂為整體，變理論為實際，即使在此過程中，困難不會說沒有，甚至可以說不少，也有懷 疑喪失信心過，但是，現在終于忙有所得了。謝辭經過幾個月的查資料、整理材料、寫作論文，今天終于可以順利的完成論文的最后的謝辭了。桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁論文得以完成，要感謝的人實在太多了，首先要感謝我的導師李海標老師：在本次畢業設計

54、中，我 得到了李海標老師的熱心指導，自始至終關心督促畢業設計進程和進度。幫助解決畢業設計中遇到 的許多問題。還不斷向我們傳授分析問題和解決問題的辦法，并指出了正確的努力方向，使我在畢 業設計過程中少走很多彎路。更重要的是從李海標老師那里，我不僅學到了豐富地專業知識，更獲 得了很多書本上難以學到的寶貴經驗，知道如何收集研究所必須的資料為己所用，這些都將使我在 今后的學習，工作中受益匪淺。最后感謝母校桂林電子科技大學，機電工程學院多年來對我的教育與培養。感謝每一位給過我 幫助的老師與同學。正是他們使我的知識體系不斷的完善，使我的各方面得以進步和發展。同時感 謝各位在百忙之中審閱和評議本論文的老師。

55、再次感謝我的大學和所有幫助過我并給我鼓勵的老師、同學和朋友，謝謝你們！主要參考文獻1劉麗華基于PLC與觸摸屏的玻璃清洗機控制系統設計J.制造業自動化2岳慶來變頻器、可編程序控制器及觸摸屏綜合應用技術M.機械工業出版社桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁3吳啟紅.變頻器、可編程序控制器及觸摸屏綜合應用技術實操指導書M.機械工業出版社4高欽和可編程控制器應用技術與設計實例M.人民郵電出版社5郁漢琪電氣控制與可編程序控制器應用技術M.東南大學出版社 李方園變頻器自動化工程實踐M.電子工業出版社7漆漢宏 PLC電氣控制技術M.機械工業出版社8求是科技 PLC應用開發技術與工程實踐M.

56、人民郵電出版社9萬會雄明仁雄液壓與氣壓傳動第二版M.國防工業出版社10郁漢琪電氣控制與可編程控制器應用技術（第 2版）M.東南大學出版社11鐘肇新可編程控制器原理及應用M.華南理工大學出版社12陳山林基于PLC特殊功能模塊的溫度控制系統J.儀器儀表學報13 A. Mader, Ed Brinksma. Design of a PLC control program for a batch plant VHS case study 1J.Europea n Jour nal of Con trol.14王守城，段俊勇.液壓元件及選用M.化學工業出版社15李中年.控制電器及應用M.清華大學出版社桂

57、林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁附錄1 ：梯形圖桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁M4TK1KO H3331 KITEHUL E1O KIDDO D102DEDIV 1)102K25 D10D pMT DIDO D100D100K4H300fl51SET lilBOMH|卜*；T* C沒輪胎在檔胎裝管時啟動加M1Qim奸mm M20(tm)M51I I_M250MWiM4Q5IM21M50+他行蟲斥-250 定中心無跆且下卡盤在下限時-001MEO桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁

58、2D9N405 N4QQ M401Tl_MI卜M24223225M50T0UYOil MD171I卜M403J150M25M22M5D妹M5DMilMil奸1010(Y002* 定中心pSTM409K20(10SETM4D97013TO13卄M50M50上下卡盤夾緊后持研囪克成后砂松 mu T12236YD13T卜M26Y014YOHH50UM404NI27Y020015桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁302Y006!025TT1OMU M406R-M31328YQ

59、D4-I卜NI5DT1OTil井NIU M407W34I卜M5DH32HI-M50M33M5DTD05T卜M5D細題充成后,刷的Ill弧T1T12M37MilH50M35M50M3&H5D(Y0Q4)K3DDTiO)仲1)YO22)YOD5)K15O2)(YO23)YQ24)/Y0D3桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第2頁共35頁M3-I卜M50K20107MFFFEDMKDK2SK4M90KI188GUTH250*縊行顯示NIPS1旳LDIN401AlliRI90190ANDM405AETmoo191ORH50FE0MEDK5D200K3192ANSMFP193MPSFLTC200D200194LDN21常D20D、說此中的整數變換威浮點數195OfilN50FLTDJ02D2021肪ANBDEfflULD0OTK3D26197OVTY001BEDIVD2BK10B20*碇中業無胎且