福建农林大学本科毕业设计说明书设计题目： 基于PLC的瓷砖包装线控制系统设计（软件）学 院： 机电工程学院 专业年级： 电气工程及其自动化2009级 学 号： 学生姓名： 指导教师、职称： 2013 年 5 月 20 日PLC-based control system design tile packaging line (Software) College： Mechanical and Electrical Engineering College Specialty and Grade： Electrical Engineering and Automation, 2009 Number： 091236068 Name: Yang Xin Hui Advisor： Lin Jian Feng， Teaching assistant Submitted time: May 20,2013 目录摘要.IAbstract.I1 引言.11.1 本设计的目的和意义.11.2 瓷砖包装线控制系统的研究现状.11.3 本设计所要解决的问题和完成的主要内容.12 系统整体方案设计.32.1瓷砖包装线装置结构组成.3 2.2瓷砖包装线的控制系统要求.32.3 控制系统的方案选择.43 瓷砖包装线控制系统.53.1瓷砖包装线电控系统.53.2瓷砖包装线控制系统的基本结构.54 硬件系统的设计.6 4.1 PLC的选型.64.2 步进电机的选型.7 5 软件系统的设计.95.1 PLC I/O表分配.95.2 瓷砖包装线控制系统程序流程图.10 5.3 步进电机控制程序的编写.12 5.4 PLC的通信.16 5.5 程序结构介绍.216 结束语.27参考文献.28致谢.29附录.30 摘要 本设计是为了实现瓷砖生产的自动化，机械化而设计的。本设计通过对西门子PLC的学习，从而使用编程软件进行编程，进而控制生产机械的动作，实现工业自动化的目的。本设计主要是采用了西门子PLC自带的高速脉冲输出点来控制步进电机的运动，来实现精确控制的目的，最终实现整个流程的控制。关键词：PLC；工业自动化；瓷砖包装线 AbstractThis design is designed for tile production automation and mechanization. This design by learning to Siemens PLC in order to use programming software, and then control the action of the production machinery, industrial automation purposes. This design is a the Siemens PLC comes with high-speed pulse output point to control the stepper motor movement, to achieve precise control, and ultimately control of the entire process.Key words：PLC; industrial automation; tile packaging line 1 引言1.1本设计的目的和意义随着我国经济的蓬勃发展，人力成本成为制约企业发展的一个重要因素，因此企业渴望通过实现工业自动化来促进企业的进一步发展。瓷砖企业由于工作环境的恶劣，造成用人短缺。因此，瓷砖企业渴望实现生产线的自动化。因此，本次的毕业设计主要是实现瓷砖包装线的工业自动化，来减轻瓷砖企业的人力成本，促进企业的发展。PLC具有极高的可靠性、丰富的指令集和内置的集成功能、强大的通信能力和品种丰富的扩展模块。PLC可以单机运行，用于代替继电器控制系统，也可以用于复杂的自动化系统，还具有极强的通信能力和极其高的性价比。因此采用PLC来实现瓷砖包装线的工业自动化，可以很方便的实现控制要求，从而为瓷砖企业解决人力成本居高不下的难题。1.2 瓷砖包装线控制系统的研究现状瓷砖包装线控制系统的研究在国内外已经比较成熟，有些已经用于实际的生产，提高了生产效率，降低了人力成本，为企业实现了利润的最大化。现在市面上的瓷砖包装线的控制系统大都是采用PLC控制，降低了实现整个生产流程的难度。由于市面上的PLC的型号多样，因此每选用一种不同的PLC，就有一种不同的编程语言，也就有一种不同的程序。由于生产瓷砖的过程是极其辛苦的，因此工人们不能坚持下来，过一段时间便辞职，影响了瓷砖生产企业的生产。在福州市郊也有一些生产瓷砖的企业，它们正面临着招不到工人，工厂不能生产的尴尬的局面，因此它们迫切希望通过瓷砖生产自动化，来避免这一局面，降低工厂的损失。本设计采用PLC来设计瓷砖包装线控制系统，这对实现瓷砖生产的工业自动化具有重要意义，也具有广阔的应用前景和明显的经济效益。1.3本设计所要解决的问题和完成的主要内容 本设计的主要内容是基于PLC控制瓷砖生产的工业自动化的控制系统。它主要由传送带、步进电机、电磁阀、机械手和上位机等设备组成。本次设计的目标是设计出能满足控制要求的控制电路、流程图以及控制程序，从而实现瓷砖生产的工业自动化，提高企业的生产效率。瓷砖包装线的工作流程是瓷砖从传送带送到工作台上，步进电机下沉一块瓷砖的厚度，当累积到12块时，传动带停止。当步进电机下沉到一定距离后，空气阀开始动作，把工作台上的瓷砖推到包装台上，然后空气阀回复到正常位置，此时在包装台上的步进电机工作，把泡沫包装到瓷砖上，然后回到正常位置。此后，夹子下降到一定位置，夹取瓷砖，把瓷砖夹到包装纸上，然后回复到正常位置。此后传送带又开始传送，重复开始上述动作。 由于在本设计中要使用步进电机，因此步进电机的控制就显得尤为重要，为实现控制要求的时候如何保证步进电机能运行到精确的位置，从而保证下一个动作能顺利执行，这是本设计能否实现设计目标的关键问题，只有解决了这一问题，本设计才能算是成功。2 系统整体方案设计2.1瓷砖包装线装置结构组成 瓷砖包装线装置主要由传送带、步进电机、电磁阀、减速电机、机械手等组成。本设计主要是对瓷砖包装线的控制系统设计。2.2瓷砖包装线的控制系统要求 瓷砖包装线的控制系统的目的主要是实现工业自动化，降低成本，提高企业的利润。为了实现这一目的，就必须使瓷砖包装线控制系统能够正常运行，只有这样才能实现目的。因此，为了使瓷砖包装线控制系统能够正常运行，必须有控制要求，瓷砖包装线控制系统的控制要求如下所示：1 瓷砖包装线控制系统的启动要求 本系统的控制方式有两种，一种是直接通过按钮来控制，另一种是通过触摸屏来控制。当要让系统开始工作的时候，按下启动按钮，系统开始初始化，初始化完毕后，选择工作方式，工作方式有两种：一种是连续方式，另一种是单步方式。选好工作方式以后，整个系统便开始动作，瓷砖从传送带送到工作台上，步进电机下沉一块瓷砖的厚度，当累积到12块时，传动带停止。当步进电机下沉到一定距离后，空气阀开始动作，把工作台上的瓷砖推到包装台上，然后空气阀回复到正常位置，此时在包装台上的步进电机工作，把泡沫包装到瓷砖上，然后回到正常位置。此后，机械手下降到一定位置，夹取瓷砖，把瓷砖夹到包装纸上，然后回复到正