基于plc控制的物料运输系统设计毕业论文

基于plc控制的物料运输系统设计毕业论文内容摘要：

之间的 A/D 转换及 D/A 转换。 PLC 厂家都生产配套的 A/D 和 D/A 转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。 从控制机构配置来说，早期直接用于开关量 I/O 模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。 如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 世界上各主要 PLC 厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环 控制。 作为工业控制计算机， PLC 能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。 PID 调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。 大中型 PLC 都有 PID 模块，目前许多小型 PLC 也具有此功能模块。 PID 处理一般是运行专用的 PID 子程序。 过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 现代 PLC 具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作， 也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。 数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 PLC 通信含 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信。 随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各 PLC 厂商都十分重视 PLC 的通信功 6 能，纷纷推出各自的网络系统。 新近生产的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。 计算机 计算机的定义 计算机（ Computer）是一种能够按照事先存储的 程序 ，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。 由硬件和软件所组成，两者是不可分割的。 人们把没有安装任何软件的计算机称为裸机。 随着科技的发展，现在新出现一些新型计算机有：生物计算机、 光子计算机 、量子计算机等。 计算机的 应用领域 目前，计算机的应用可概括为以下几个方面。 1．科学计算（或称为数值计算） 早期的计算机主要用于科学计算。 目前，科学计算仍然是计算机应用的一个重要领域。 如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等。 由于计算机具有高运算速度和精度以及逻辑判断能力，因此出现了计算力学、计算物理、计算化学、生物控制论等新的学科。 2．过程检测与控制 利用计算机对工业生产过程中的某些信号自动进行检测，并把检测到的数据存入计算机，再根据需要对这些数据进行处理，这样的系统称为计算机检测系统。 特别是仪器仪 表引进计算机技术后所构成的智能化仪器仪表，将工业自动化推向了一个更高的水平。 3．信息管理（数据处理） 信息管理是目前计算机应用最广泛的一个领域。 利用计算机来加工、管理与操作任何形式的数据资料，如企业管理、物资管理、报表统计、帐目计算、信息情报检索等。 近年来，国内许多机构纷纷建设自己的管理信息系统（ MIS）；生产企业也开始采用制造资源规划软件（ MRP），商业流通领域则逐步使用电子信息交换系统（ EDI），即所谓无纸贸易。 4．计算机辅助系统 1）计算机辅助设计（ CAD） 是指利用 计算机来帮助设计人员进行工程设计，以提高设计工作的自动化程度，节省人力和物力。 目前，此技术已经在电路、机械、土木建筑、服装等设计中得到了广泛的应用。 2）计算机辅助制造（ CAM） 是指利用计算机进行生产设备的管理、控制与操作，从而提高产品质量、降低生产成本。 缩短生产周期，并且还大大改善了制造人员的工作条件。 3）计算机辅助测试（ CAT） 是指利用计算机进行复杂而大量的测试工作。 4）计算机辅助教学（ CAI） 指利用计算机帮助教师讲授和帮助学生学习的自动化系统，使学生能 够轻松自如地从中学到所需要的知识。 EAN 码及条码扫描仪 EAN 码介绍 EAN 码由前缀码、厂商识别码、商品项目代码和校验码组成。 前缀码是国际 EAN 组织标识各会员组织的代码，我国为 690— 695；厂商代码是 EAN 编码组织在 EAN 分配的前 7 缀码的基础上分配给厂商的代码；商品项目代码由厂商自行编码；校验码为了校验代码的正确性。 在编制商品项目代码时，厂商必须遵守商品编码的基本原则：对同一商品项目的商品必须编制相同的商品项目代码；对不同的商品项目必须编制不同的商品项目代码。 保证商品项目与其标识代码一 一对应，即一个商品项目只有一个代码，一个代码只标识一个商品项目 .我国的通用商品条码与其等效。 我们日常购买的商品包装上所印的条码一般就是EAN 码。 另外，图书和期刊作为特殊的商品也采用了 EAN13 表示 ISBN和 ISSN。 前缀 977 被用于期刊号 ISSN，图书号 ISBN 用 978 为前缀，我国被分配使用 7开头的 ISBN 号，因此我国出版社出版的图书上的条码全部为 9787 开 .另外，图书和期刊作为特殊的商品也采用了 EAN13 表示 ISBN 和 ISSN。 前缀 977 被用于期刊号 ISSN，图书号 ISBN 用 978 为前缀，我国 被分配使用 7 开头的 ISBN 号，因此我国出版社出版的图书上的条码全部为 9787 开 . 以条形码 693 69838 0001 3 为例 此条形码分为 4 个部分，从左到右分别为： 13 位：共 3 位，对应该条码的 693，是中国的国家代码之一。 （ 690695 都是中国的代码，由国际上分配） 48 位：共 5 位，对应该条码的 69838，代表着生产厂商代码，由厂商申请，国家分配 912 位：共 4 位，对应该条码的 0001，代表着厂内商品代码，由厂商自行确定 第 13 位：共 1 位，对应该条码的 3，是 校验码，依据一定的算法，由前面 12 位数字计算而得到。 首先，把条形码从右往左依次编序号为“ 1,2,3,4„„”从序号二开始把所有奇数序号位上的数相加求和，用求出的和乘 3，再把所有偶数序号上的数相加求和，用求出的和加上刚才奇数序号上的数的和乘 3 的积，然后得出和。 再用大于或等于这个和的最小的 10 的倍数减去这个和，就得出校验 条码扫描器 MS890 特点 Microscan 是一家专注于精确的数据采集与控制解决方案，为众多行业的自动化与OEM 客户提供服务的全球技术领先公司。 其产品是高精度的仪器。 从高速条码读 取这一类业务直到通过机器视觉进行高精度定向、安放和坐标检查， Microscan 产品都可靠地执行复杂的数据采集任务。 Microscan 在 80 年代初就以发明第一款激光二极管条码扫描器以及发明二维数据矩阵符号，在自动识别（ Auto ID）产业掀起了一场革命。 时至今日， Microscan继续在条码读取和机器视觉领域进行新产品开发，仍然是公认的技术领先者。 MS890 是一种重型扫描器，具有极高的灵活性，用于在各种工厂条件下解决大量实际应用。 它每秒解码次数： 400 至 1000 次读取范围； 10 至 120”（ 254 8 至 3048mm）； IP65 封装；可选 IB890 接线盒它具备经扩展的读码范围以及智能扫描光栅，为线性条码以及堆栈标签提供了强大的读取功能。 多功能和坚实的设计，使 MS890 成为理想的工业用扫面器。 读码范围广： MS890 光学系统的设计，旨在能够以扩展或变化的距离成功读码，例如在传送带或组装区域周围的安全地带或间隙地带进行读码。 可见指示器：发光 LED 指示灯位于 MS890 对于所有成功读码提供即时视觉确认。 有效读取绿色闪光从前窗投射出，在扫描器的 360 度范围内清晰可见。 可选接线盒： IB890 接线盒提供了方便灵活的集成性，不需要任何特殊电缆或连接器。 其功能包括： • 以太网 • 插接式继电器模快 • 接线条的连接性 • 与手持式扫描器的连接性 智能光栅： MS890 的特色之一是可以为扫描角度和速度进行优化的智能光栅，从而可以读取多个符号 15 或安置不一致的标签。 自动校准：自动校准功能可自动确定并选择焦距、增益值和跟踪性能等的最佳读取设置。 条码编程：可在车间就地更改扫描器，方法十分简单，只需 要对准条码并按 EZ按钮。 使用此功能可很方便的在多台 MS890 扫描器上重复进行设置。 MS890 的应用领域 条码扫描器广泛应用于商业 POS 收银系统、快递仓储物流、图书服装医药、银行保险通讯等多个领域的需求。 键盘接口， USB 接口和 RS232 接口 三种接口可供选择。 产品标配包括扫描枪主机， USB 数据线 ，手册以及白色支架；快递公司 \仓储物流 \仓库盘点 \超市卖场 \图书服饰店等 ,只要有条码的地方就有镭码存在。 而正因 MS890 扫描范围广，其广泛应用在轻工业到重工业升降机或传送带。 第三章 物料运输控制系统的硬件设计 主要器件的选型 步进电机及其驱动器的选型 A) 步进电机的选择 步进电机有步距角（涉及到相数）、静转矩、及电流三大要素组成。 其型号的选择就是通过三大要 素来确定 步距角的选择 电机的步距角取决于负载精度的要求，将负载的最小分辨率（当量）换算到电机轴上，每个当量电机应走多少角度（包括减速）。 电机的步距角应等于或小于此角度。 目前市场上步进电机的步距角一般有 度 / 度（五相电机）、 度 / 度（二、四相电机）、 度 /3 度（三相电机）等 静力矩的选择 9 步进电机的动态力矩一下子很难确定，我们往往先确定电机的静力矩。 静力矩选择的依据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。 单一的惯性负载和单 一的摩擦负载是不存在的。 直接起动时（一般由低速）时二种负载均要考虑，加速起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。 一般情况下，静力矩应为摩擦负载的 23倍内好，静力矩一旦选定，电机的机座及长度便能确定下来（几何尺寸） 电流的选择 静力矩一样的电机，由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流（参考驱动电源、及驱动电压） 综上所述选择电机一般应遵循以下步骤： 力矩与功率换算 步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的，一般只用力矩来衡量，力矩与功率换算如下： P= Ω M Ω =2π n/60 P=2π nM/60 其 P 为功率单位为瓦，Ω为每秒角速度，单位为弧度， n 为每分钟转速， M 为力矩单位为牛顿米 P=2π fM/400(半步工作） 其中 f 为每秒脉冲数（简称 PPS) B)步进电机应用中要注意的地方 步进电机应用于低速场合 每分钟转速不超过 1000 转，（ 度时 6666PPS)，最好在 10003000PPS( 度）间使用，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工作效率高，噪音低。 步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大。 由于历史原因，只有标称为 12V 电压的电机使用 12V 外，其他电机的电压值不是驱动电压伏值，可根据驱动器选择驱动电压（建议： 57BYG 采用直流 24V36V， 86BYG采用直流 50V,110BYG 采用高于直流 80V），当然 12 伏的电压除 12V 恒压驱动外也可以采用其他驱动电源，不过要考虑温升。 10 转动惯量大的负载应选择大机座号电机。 电机在较高速或大惯量负载时，一般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，一电机不失步，二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。 高精度时，应通过机械减速、提高电机速度 ,或采用高细分数的驱动器来解决，也可以采用 5 相电机，不过其整个系统的价格较贵，生产厂家少，其被淘汰的说法是外行话。 电机不应在振动区内工作，如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解。 电机在 600PPS（ 度）以下工作，应采用小电流、大电感、低电压来驱动。 应遵循 先选电机后选驱动的原则。 C)驱动器的选择 步进驱动器是步进系统中的核心组件之一。 步进驱动器工作模式有三种基本的步进电机驱动模式：整步、半步、细分。 其主要区别在于电机线圈电流的控制精度（即激磁方式）。 整步驱动 在整步运行中，同一种步进电机既可配整 /半步驱动器也可配细分驱动器，但运行效果不同。 步进驱动器按脉冲 /方向指令对两相步进电机的两个线圈循环激磁（即将线圈充电设定电流），这种驱动方式的每个脉冲将使电机移动一个基本步距角，。