正文,烧结芯块转运、暂存与自 动倒舟装置(控制部分)

1、西华大学毕业设计说明书目 录目 录I摘 要IIAbstract11 引 言22 设计要求32.1 设计的具体要求33 设计方案的提出53.1 设计分析53.2 方案选定53.3 选择方案的争论64 方案设计与元件选型74.1 方案的设计74.2 动作流程74.3 PLC及附属模块选型与设计94.4 电机控制104.5 气压控制124.6 传感器选型134.7 指示灯及报警器选型144.8 转换开关154.9 I/O口分配165 PLC程序设计205.1 程序设计思路205.2 行程控制设计225.3 自动/人工控制设计285.4 关于系统存舟流程的控制设计295.5 取舟流程控制设计325.6

2、 倒舟控制流程设计366 触摸屏组态设计396.1 触摸屏选择及组态软件简介396.2 组态画面设计396.3 数据组态设计406.4 动画链接组态设计426.5 组态模拟仿真46结 论48总结与体会49致 谢50参考文献51附录1：PLC程序附录2：电气原理图附录3：顺序流程图附录4：气动元件附录5：触摸屏仿真 摘 要本次设计主要是针对“烧结芯块转运、暂存与自动倒舟装置”进行控制部分的设计。期中此装置主要满足对烧结芯块进行一个转运、暂时的存放、自动的倒舟，这么一个过程。其中存状态和取状态，都需要满足顺序的存取。设计主要分为两部分：第一：PLC程序的控制部分。我与此设计做机械部分的同学讨论后了

3、解到关于此设计在我们大脑中的画面感。首先我们这个系统的机械部分是一共48个舟位，分成4层，每层12列。就像一面储物墙一样，在墙的最低层的两端分别是一送入料的辊道和送出料的辊道。小车就在储物墙的前面移动，满足上下、左右、内外的移动（就像笛卡尔坐标系一样）。可以看出小车的移动可以模拟成笛卡尔坐标系x轴、y轴、z轴。所以我们需要三个电机去控制每个轴上的移动，且每个轴需要满足正转反转。对于送料与出料的辊道也需要两个电机去带动（只需满足正转）。在倒舟中我们设计一系列气动装置去完成相关动作。当钼舟内装有料在出料口末端等待，我们一个安放一个推料气筒装置，用来推动此钼舟。把钼舟推入一个倒舟平台上的时候，在设计

4、一个加紧装置，加紧钼舟，然后倒舟平台被另一个气动装置顶致垂直的时候，在钼舟里的料自然被倒入其相关的容器里。然后气动所有气动装置复位，再人为的拿走钼舟。第二：人机交互界面及触摸屏的设计。在此设计里我们需要涉及到触摸屏技术的支持，所以在这里我们的任务就是把以上的涉及的方案对应的去设计一个匹配的触摸屏系统。触摸屏技术我们选择西门子的wincc flexible 2008 技术去支持这一模块。西门子的触摸屏技术是基于WINce操作系统的。也是通过了WINDOWS的一个界面，而且显示清晰可靠。在这里我们选择MP 370 15 Touch 这个触摸屏型号。人机交互界面为整个系统提供了一个良好的操作平台，也

5、是未来发展的主要趋势。以上两者良好的匹配到一起，就可获得比较优质的控制系统，此控制系统再与 “烧结芯块转运、暂存与自动倒舟装置”相结合，就如鱼得水的得到了一个完美的工程设计。关键词：自动倒舟装置、暂存、人机交互界面、触摸屏 、PLC。1AbstractThe design is mainly for sintered pellets transit , temporary inverted boat with automatic device to control part of the design . This device is mainly midterm meet the sinte

6、red pellets conduct a transit , temporary storage, automatically inverted boat , such a process. Which kept the state and take the state are required to meet the access order. Design is divided into two parts:First: the control part of the PLC program. I do the mechanical part with this design discu

7、ssion students learned about this sense of screen design in our brain. First, the mechanical part of our system is that a total of 48 boat bits , divided into four layers, each 12 . Is like a wall , like storage , at both ends of the wall are the lowest level of a material into the feed roller and s

8、ent the roller . In front of the storage wall of the car is moved up and down to meet the left and right , moving outside ( the same as Cartesian coordinates ) . As can be seen in the traveling trolley can be modeled as a Cartesian coordinate system x -axis , y -axis , z -axis . So we need three mot

9、ors to control the movement of each axis , and the need to meet each axis forward reverse . For the feed roller with the material also requires two motors to drive ( just to satisfy forward ) . In the inverted boat , we design a series of pneumatic devices to complete the relevant action. When molyb

10、denum boat built with material in the discharge port end of the wait , we placed a pusher pump a means for promoting this molybdenum boat .Second: the man-machine interface and touch-screen design. In this design, where we need to involve support for touch -screen technology , so our task here is to

11、 involve more than one program corresponding to design a matching touch-screen system . Touch screen technology we have chosen Siemens wincc flexible 2008 technology to support this module. Siemens touch screen technology is based WINce operating system. WINDOWS also through an interface , and the d

12、isplay is clear and reliable. Here we choose MP 370 15 Touch the touch screen models . Interactive interface provides a good platform for the entire system, is the main trend of future development.Both of the above good match together , you can get relatively high quality control system, the control

13、 system and then with the sintered pellets transit , temporary inverted boat with automatic device combining it like a duck to get a perfect engineering design . Keywords: Automatic inverted boat equipment, Temporary, Man-machine interface,Touch screen, PLC11 引 言在20实际后期，我们世界中出现了微型的处理器，简称微处理器。在这个微处理器

14、的基础上科学家们又引入了可编程的逻辑控制器，简称可编程控制器。这样是PLC获得了运算、数据的传送以及处理问题等功能。这样PLC（可编程控制器）的诞生真正意义上的去驾驭了现代工业的控制。在20实际后期PLC（可编程逻辑控制）开始飞速发展，在制造业和化工工业、航空航天、高新技术的领域PLC技术的到了全面的拓广。电气控制方面的技术发展到现在的水平已经是一个相当好的高度了。传统的电气方面的控制都是更多的取决于接触器和继电器的电路。本设计是用西门子的公司生产的PLC（可编程控制器）即S7-200作为此设计的中央处理器。在此运用PLC去驾驭这个设计，其主要考虑到PLC的优点在此设计上的一个如鱼得水的发挥。

15、此设计中有较多的输入输出信号，而且这些信号大多都是数字信号即1或0的信号，而且考虑到PLC的计算的准确、效率、可靠的这些优点所以选择可编程控制器的作为这个设计的中央处理装置。我这个设计里还涉及到一个比较现代化的知识，就是关于触摸屏方面的组态知识。由于我们这个设计里要求需要一个触摸屏去操控整个系统的动作。所以触摸屏在这个设计里非常重要。在此设计中我们接触到的触摸屏知识是关于Human Machine Interface方面的，其简称是HMI，又称为人机界面技术。它是用户与计算机系统或是工程成系统的一个桥梁。系统与用户之间的一系列信息的交换它是必不可少的。12 设计要求图：1.1烧结芯块转运、暂存

16、与自 动倒舟装置（机械部分）如上图1.1所示，整个装舟装置的容量为48舟，4层12列。每个钼舟的为尺寸为305305115，每个芯块后共重53公斤，此装置必须完成由芯块顺序转运和暂存、自动倒舟的操作，利用小车去抓取钼舟实现升降、寻位、存取等功能。2.1 设计的具体要求 芯块转运与暂存装置的存舟取舟可按两种模式： 人工指令模式：芯块转运与暂存装置实现装入烧结芯块的钼舟由人工指令按顺序存放、顺序取舟、自动倒舟、出舟等功能。动作方式如下：烧结炉出料口设一辊道台来衔接烧结芯块转运、暂存与自动倒舟装置，当有钼舟从烧结炉出料口出料，进入此装置的入料辊道，设置开关判断并开始自动传输；人工在触摸屏上选择空舟位

17、（编号1-48），钼舟传输到相应位置后，如在第1层，直接进入空舟位，如在2-4层，则抬升后进入空舟位；舟位设置相应的检测开关，判断有无存放钼舟，存放有钼舟，触摸屏上则不能选择该工位（即触摸屏操作界面可显示舟位状态），同时在钼舟传输通道还未进入料架段前方设置检测开关，钼舟自动传输到该位置，人工还未及时选择空舟位时，则停止传输并3声光报警，提示人工尽快选择。当需要向自动倒舟装置供料时，人工在触摸屏上选择要取的钼舟，执行相应的动作，将钼舟从舟位取出并放置于传输通道上直至传输至自动倒舟装置进料口处。自动模式： 当烧结炉出料口的检测开关检测到有钼舟送出时，检测开关发信号自动传输、自动寻找空舟为、自动存舟

18、。取舟信号来自于倒舟装置的位置是否为空，如倒舟装置的钼舟已取走，则检测装置发信号，自动取舟，取舟时按先进先出原则顺序取舟。3 设计方案的提出 3.1 设计分析在设计中，一共有48个舟位，我们需要确定每个舟位的存取情况，在每个舟位需要确定它存在的位置，比如某位舟位存在于第多少列多少行。且在每个舟位我们需要得到舟位相关行程，这样才能保证小车能移动到准确的位置。在上述我们知道得到这些相关量的是有和无的关系，即数字量1/0的关系所以在此次设计中把握好数字量的设计才是此设计的关键。只要把握好了这些数字量的控制，那么这个设计的就信手拈来。3.2 方案选定本次设计要实现对这些数字量的控制，不难想到选用控制器

19、来实现控制，现拟了PLC可编程控制器控制、AT89C51单片机两种应对方案。第一个方案：我们打算的是用单片机去作为本次中央处理器。由于单片机是高集成的芯片。所以采用这种集成式的中央处理器可以减少很大的空间。对于单片机它具有一个随机储存器和只读存储器、多种输入输出的的终端系统。在许多方面单片机都可以很良好的去满足此设计的需求。在当今的工业发展中可能一些小系统可以用单片机去控制，但是在一个庞大的工业系统或是制造系统中单片机肯能不能满足那么大的工作量。所以单片机的未来趋势可能会慢慢的淡出我们世界。第二种方案：可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。对于

20、PLC 来讲，它是当今世界运用的潮流。对他的内部结构包括逻辑的运算功能，顺序的控制功能，还有定时计算等等，这些方面都有很卓越的表现。当然他的优点不仅仅只有这些，他工作时其稳定性也非常好，容易用户自己去开发更多的功能，便于我们自己去维护他。而且驱动能也不错，他的卓越对当今的制造业和化工工业做出了很优秀的贡献。3.3 选择方案的争论由设计分析中得出我们需要把握好相关的数字量，即可掌握此设计的核心技巧。由于存放的舟位、需要的的相关行程比较多，输入输出的数字量共加起来可上百个。对于一般的单片机不能满足此设计需求。关于单片机和PLC他们都有不同的特点。对于单片机它具有一个随机储存器和只读存储器、多种输入

21、输出的的终端系统。在许多方面单片机都可以很良好的去满足此设计的需求。但是随着世界先进科技的迅速发展单片机可能在计算能力和控制能力上不及与PLC。意思就是说单片机过时了。在当今的工业发展中可能一些小系统可以用单片机去控制，但是在一个庞大的工业系统或是制造系统中单片机肯能不能满足那么大的工作量。所以单片机的未来趋势可能会慢慢的淡出我们世界。对于PLC 来讲，它是当今世界运用的潮流。对他的内部结构包括逻辑的运算功能，顺序的控制功能，还有定时计算等等，这些方面都有很卓越的表现。当然他的优点不仅仅只有这些，他工作时其稳定性也非常好，容易用户自己去开发更多的功能，便于我们自己去维护他。而且驱动能也不错，他

22、的卓越对当今的制造业和化工工业做出了很优秀的贡献。而且在我们这次设计中需要掌控很多的数字输入输出量，所以让PLC作为此次设计的CPU可以说的如虎添翼。所以综上了解到PLC（可编程控制器）比起单片机能够更加容易的去驾驭本次设计的核心技术，我们最终选择可编程控制器为我们的控制器。4 方案设计与元件选型4.1 方案的设计本次设计主要分为两部分，第一：PLC的控制部分。第二人机交互界面及触摸屏的设计。我与此设计做机械部分的同学讨论后了解到关于此设计在我们大脑中的画面感。首先一共48个舟位，分成4层，每层12列。就像一面储物墙一样，在墙的最低层的两端分别是一送入料的辊道和送出料的辊道。小车就在储物墙的表

23、面移动，满足上下、左右、内外的移动。可以看出小车的移动可以模拟成笛卡尔坐标系x轴、y轴、z轴。所以我们需要三个电机去控制每个轴上的移动，且每个轴需要满足正转反转。对于送料与出料的辊道也需要两个电机去带动（只需满足正转）。在倒舟中我们设计一系列气动装置去完成相关动作。当钼舟内装有料在出料口末端等待，我们一个安放一个退料气筒装置，用来推动此钼舟。把钼舟推入一个倒舟平台上的时候，在设计一个加紧装置，加紧钼舟，然后倒舟平台被另一个气动装置顶致垂直的时候，在钼舟里的料自然被倒入其相关的容器里。然后气动所有气动装置复位，再人为的拿走钼舟。关于触摸的设计，我们选择的是与西门子的触摸屏配套组态软件WinCC

24、filexble 2008软件，它可以方便对触摸屏进行组态。对于WinCC flexible这款由德国西门子公司生产的在工业领域的自动化优秀产品，他的产生就是专门面向我们科技自动化概念的一个HMI软件。对于WinCC flexible这款软件他所对应的用于用户界面组态操作以及监视系统与设备的状态，提供了一个非常好的而且对面向解决方案概念组态的技术支持。4.2 动作流程本设计控制主要实现三个控制流程：存舟、取舟、倒舟。系统在存舟模式里，入料口装有一光电式传感器，用来感测送料口起始端是否有钼舟。如有检测到有信号则表示有钼舟送入，此时辊道电机开始运动。当钼舟运动到辊道的末端的时候，在那里我们已经安放

25、了一光电式传感器，当此光电式传感器检测到信号后辊道电机停止，小车把钼舟托起。小车把钼舟托起后系统判断存舟的位置，由于我们的储存墙是一个412的货架是结构，所以我们需要安放12个行程传感器用来计算钼舟存储的水平位置，储存墙有4层我们也需要安放若干个传感器用来计算钼舟存储的垂直位置。这样小车就可以准确的移动到响应的存储位置的前方。当小车移动相应的位置前方时，小车上拥有一个前后伸缩的托盘，可以把钼舟往单个储存单元里送入。在这里有个比较关键的技术要求，通过这个机械构造的具体设计，钼舟被送入单个的存储单元里。其实就是像叉车送货一样，先是把钼舟在抓取到存储单元面前轻轻往上台一点，再往里面送入，送到合适的位

26、置时，托盘往下降落，此时钼舟自然而然的挂放在了存储单元内。这样托盘在往外复原，小车回到原始位置。这样就完成了一个钼舟的存放。然后这个系统等待下一次指令。 对于此系统的取舟过程中，其相关流程原理大致相同。当出料口检测到钼舟被移走或是出料口的传感器没有检测到信号，这说明系统可以操作取指令。这时小车移动到响应的存储单元前，在存储单元靠下的地方停止，这时小车上的托盘看是往里深入，伸到里面响应的位置时，小车轻轻往上抬起，把存放在存储单元里的钼舟抬起，然后托盘往外拉出，拉倒最外相应的位置在停止，这时小车开始运动。小车通过合理的移动渠道，把钼舟送到出料辊道的末端，然后辊道的传感器检测到信号，这时辊道的电机开

27、始运动。把钼舟送到出料辊道的末端那里也有一传感器等待着他。图4.1 倒舟装置关于钼舟倒舟过程如图4.1：当钼舟来到出料口的末端时，辊道停止转动。在辊道钼舟的的一侧有一个气动推杆把钼舟推往倒舟平台。倒舟平台上有个加紧装置，可以吧钼舟与倒舟平台固定在一起，倒舟平台下方还有个斜置的气动装置，当钼舟被加紧后气动装置开始作用，可以把倒舟平台推致90，这样钼舟内的料块被倒出，然后通过人为的方式把钼舟取走，所有气动单元恢复原来的位置。这样整个倒舟过程完成，小车也回到起始位置等待下一次的指令。4.3 PLC及附属模块选型与设计在现代工业控制中PLC中常用的品牌有西门子，欧姆龙，三菱等。在这里我们选择的是西门子

28、系列。我们知道西门子系列中S7-200的可编程控制器适用许多的行业中、许多的检测场合、电气自动化等领域。西门子S7-200可编程控制器他的功能也很独立，或者这样说其他可以实现多种复杂的控制功能。这样一来西门子系列中S7-200也具有了万众瞩目的极高性价比。西门子系列中S7-200在电气自动化中有这重要的体现，它包括在我们的民用的电气设备、环境的保护系统、制造业工程、电力电子、机械工程、等等都有着他优秀的体现。我们在此设计中需要操控一百多个输入信号和几十个输出信号，所以单一的一个PLC 是不能完成我们这个系统的运作。所以我们要有附属模块的支持。关于我们应该选在如何的可编程控制器和相应的附属拓展模

29、块，要看整个系统的具体要求与情况。以下就是相关可编程控制器常见型号和若干拓展模块的相关型号。表4.1 西门子S7-200系列PLC有四种常见的规格及常用的I/O扩展模块S7-200 PLC类型CPU226(XM)CPU 224XPCPU 224CPU 222CPU221集成IO/DO24/1614/1014/108/66/4尺寸功耗196 x 80 x 6211 W140 x 80 x 628 W120 x 80 x 627 W90 x 80 x 625 W90 80 623 W可扩展模块7个模块7个模块7个模块2个模块不可扩展程序编辑时储存特性16384 bytes12288 bytes81

30、92 bytes4096 bytes4096 bytes扩展IO/DOIO/DO248点IO/DO168点IO/DO168点IO/DO78点不可扩展接口2个RS-4862个RS-4861个RS-4851个RS-4851个RS-485表4.2 西门子S7-200系列PLC有四种常见的规格及常用的I/O扩展模块数字量模块型号EM223EM222EM221输入点数/点4/8/16/328/16/32输出点数/点4/8/16/328/16/32输入电压30V DC(最大)30V DC(最大)24V DC相关输出电压20.4V-22.8V DC或5V-30V DC 、5V-250V AC20.4V-22

31、.8V DC 或20V-250V AC相关输出类型DC输出/继电器输出DC输出/继电器输出电能消耗(+5V DC)/Ma40/100/1605030由于我们这个设计的输入输出比较多，为了满足设计需求我们选择的S7-200 CPU224xp系列，且扩展模块选择的是两个32DI的EM221，一个8DI/8DO的EM2234.4 电机控制通过与本设计做机械部分的同学商量，在设计中电机我们采用三相交流电机控制加上变频器的控制。关于三相交流电机与其变频器连线方式如下： 图4.2 此设计电机变频器控制的原理图关于变频器的三相交流电输入端接线方式，L1 L2 L3接入三相交流电。DIN1：用来实现电机的正转

32、控 DIN2：用来实现电机的反转控制DIN3：用来实现电动机点动正转控制 DIN4：用来实现电动机点动反转控制RA： 变频器电位器控制运行频率整个世界随着现代电子技术和现代计算机技术的迅猛发展，催化了当今电气技术全新革命。变频器调速逐渐的取代传统调速，所以在以后的科技工业等各个领域变频器调速将会逐渐成为主流。4.5 气压控制在设计里，主要是在倒舟装置部分涉及到了相关气动系统。之前我们看到了气动装置的模型，我们需要一个气动推杆、两个加紧气动执行系统和一个支撑倒舟平台的气动执行机构。首先我们来说明一下这个倒舟时的推杆，推杆只需满足一个向前退和复位。然后就钼舟的加紧机构，需要满足加紧和复位。最后就是

33、倒舟平台下方的气动支撑装置，需要满足往上推，和复位。综上我们得到每个环节的气动装置都需要满足单一的执行和复位，所以我们可以考虑都选用O型的三位四通电磁换向阀和一执行气缸来实现。如图为三位四通换向阀的几种状态。图4.3 O型的三位四通电磁换向阀静态4.6 传感器选型对于传感器的选择，由于在这个设计中我们要操控许多的数字信号，期中就压操控四十八个舟位的感测、倒舟平台、料斗的感测。而且还要考虑到传感器的实用性和可靠性，所以我们这里选择光电式的传感器。以下就是关于传感器的优点和广泛性。我知道的传感器种类还是比较多的，对于光电式传感器他的特点比较符合我们这次设计的需求。在精度、反应速度、还有一些接触的形

34、式以及可靠的性能都有不错的表现。光电传感器的的内部结果还是不复杂，他的工作形式比较灵活与多样。这样一来，光电传感器在工业、制造、化工、工程自动化装置、仿生机器检测等领域中有广泛的运用。对于光电传感器从原理上讲可以分为以下两种。第一种是有源光电传感器，此类传感器无需任何电源便能有被测对象产生电信号。第二者是无源光电传感器不能直接转换能量，但它能控制从另一输入端输入的能量对某个对象或过程的特定特性转换成相关量的工作。图4.6 光电接近开关在这里由于我们需要的感测信号比较多，对于设计里的48个钼舟、辊道始末端等的光电传感接近开关我们选择的是中国沪工集团光电开关，它是属于无源光电传感器，关于它的有关参

35、数如表4.3：表4.3 IMB5-M18光电式接近开关参数表生产品牌中国沪工集团产品型号E3F-8DN1-8L工作频率1000HZ额定电压15-30V额定电流400MA检测距离6MM（不透明物体）对小车行程以及平台行程的检测，我们选择的是行程开关，小车横向行程检测开关我们选择的是XL10-41，XL10-41带有叉形操动臂，用于速度不大的平移机构。而平台的行程检测我们选择的是XL-31，XL10-31带有平衡重锤的荷重杆杵状的操作动臂，用于限制提升机构的行程。4.7 指示灯及报警器选型为了更为方便的去观察我们整个系统的工作状态。我们肯定需要一些指示灯或报警装置，来提示或者告诉我们操作系统的状态

36、信息。我们需要得到电源显示状态，需要一个声光报警器，还有需要提示自动还是手动的模式，最后需要系统报警装置，用来反映系统舟位是否存在空或者满的报警。这个设计中指示灯的选择是德力西LD11系列的CD16-20D指示灯。关于它的产品规格如下表4.4所示：表4.4德力西LD11品牌/型号：CD16-20D类型：LED信号灯灯头型号：YUAN额定功率：50（W）W颜色：绿色额定电压：220（V）V长度：100（mm）mm产品描述适用于交流50Hz(60Hz)，额定电压至380V及以下，直流额定电压至220V及以下电气线路中作为指挥信号，事故信号及其它指示信号之用技术参数额定工作电压(Ue):6380V额

37、定工作电流(Ie):50mA本系列指示灯适用于小型家用电器，电冰箱，冰柜，电焊机，发电机，医疗器材电气线路中作各种灯光指示信号 、信号的预告、事故信号之用，该产品省电节能，新颖的造型、清晰的发光部位，使用寿命长。发光颜色：红色、绿色、黄色、蓝色、白色。工作电压；6伏特，12伏特，24伏特，110伏特，230伏特，400伏特。关于此塑料件外观颜色有：红色，黄色，绿色，蓝色，透明的等等。额定温度；T125。为了更为方便的去观察我们整个系统的工作状态。我们肯定需要一些指示灯或报警装置，来提示或者告诉我们操作者系统的状态信息。所以我们要得到电源显示状态，需要一个声光报的警器，还有需要提示自动还是手动的

38、模式，最后需要系统报警装置，用来反映系统舟位是否存在空或者满的报警。其中在整个设计中我们还好需要声光的一个提示信息，由于声光报警的装置是直接用PLC驱动的所以，在这里我们选的是正品天冠牌的TGSG-LCY23机电一体化声光报警器。密封性能好 防水防尘 8种声音选一种默认警迪声。如下图4.5为声光一体式警示灯规格表。表4.5 声光一体式警示灯规格表项次代号说明发光形式L常亮F闪亮S转亮发声形式I间断C连续无标识无发声颜色r红g绿y黄b蓝w白电压23DC/AC 24V26DC/AC 110V31DC/AC 220V4.8 转换开关在设计中我们需要一个转换的开关，在这里我们选择万能转换开关。 在这里

39、我们选择LW66-1.5-25C万能转换开关。图4.6万能选择式开关一个是用于自动模式和人工指令模式切换开关，我们选择的是XB2BD53C 三档旋转开关，产品部分参数如表4.6所示：表4.6 施耐德手柄开关规格表品牌杭州成德电器有限公司型号LW66-10-25C工作电压AC24-AC380V过载电流1.5A寿命12000次产品认证CCC选择角度90主要用途标准手柄选择开关4.9 I/O口分配关于PLC 编程的相关输入输出口的定义如下表所示：表4.7 输出口分配表I/O端口说明备注Q0.0端口系统漫/空报警Q0.1端口手动操作模式Q0.2端口1号辊道电机正转出料口电机Q0.3端口小车左行运动电机

40、信号小车向左运动Q0.4端口小车右行运动电机信号小车向右运动Q0.5端口平台上行运动电机信号平台向上运动Q0.6端口平台下行运动电机信号平台向下运动Q0.7端口托盘内行运动电机信号托盘向内运动Q1.0端口托盘外行运动电机信号托盘向外运动Q1.1端口2号辊道电机正转推料口电机Q2.0端口气动推杆执行推料Q2.1端口气动推杆复位复位Q2.2端口夹紧气动装置执行加紧钼舟Q2.3端口夹紧气动装置复位夹紧气动装置释放Q2.4端口气动倾倒装置执行倾倒钼舟中的料块Q2.5端口气动倾倒装置复位气动倾倒装复位Q2.6端口限位报警表4.7 输入口分配表端口说明备注I0.0端口停止或启动I0.1端口自动指令模式I0

41、.2端口手动指令模式I0.3端口送入料辊道始端检测I0.4端口送入料辊道末端检测I0.5端口送出料辊道始端检测I0.6端口送出料辊道末端检测I0.7端口倒舟平台检测I1.0端口料斗有无料的检测I1.1端口小车左极限位置I1.2端口小车有极限位置I2.0端口1号存储舟位检测检测1舟位料块的有无I2.1端口2号存储舟位检测检测2舟位料块的有无I2.2端口3号存储舟位检测检测3舟位料块的有无I2.3端口4号存储舟位检测检测4舟位料块的有无I2.4端口5号存储舟位检测检测5舟位料块的有无I2.5端口6号存储舟位检测检测6舟位料块的有无I2.6端口7号存储舟位检测检测7舟位料块的有无I2.7端口8号存储

42、舟位检测检测8舟位料块的有无I3.0端口9号存储舟位检测检测9舟位料块的有无I3.1端口10号存储舟位检测检测10舟位料块的有无I3.2端口11号存储舟位检测检测11舟位料块的有无I3.3端口12号存储舟位检测检测12舟位料块的有无I3.4端口13号存储舟位检测检测13舟位料块的有无I3.5端口14号存储舟位检测检测14舟位料块的有无I3.6端口15号存储舟位检测检测15舟位料块的有无I3.7端口16号存储舟位检测检测16舟位料块的有无I4.0端口17号存储舟位检测检测17舟位料块的有无I4.1端口18号存储舟位检测检测18舟位料块的有无I4.2端口19号存储舟位检测检测19舟位料块的有无I4

43、.3端口20号存储舟位检测检测20舟位料块的有无I4.4端口21号存储舟位检测检测21舟位料块的有无I4.5端口22号存储舟位检测检测22舟位料块的有无I4.6端口23号存储舟位检测检测23舟位料块的有无I4.7端口24号存储舟位检测检测24舟位料块的有无I5.0端口25号存储舟位检测检测25舟位料块的有无I5.1端口26号存储舟位检测检测26舟位料块的有无I5.2端口27号存储舟位检测检测27舟位料块的有无I5.3端口28号存储舟位检测检测28舟位料块的有无I5.4端口29号存储舟位检测检测29舟位料块的有无I5.5端口30号存储舟位检测检测30舟位料块的有无I5.6端口31号存储舟位检测检

44、测31舟位料块的有无I5.7端口32号存储舟位检测检测32舟位料块的有无I6.0端口33号存储舟位检测检测33舟位料块的有无I6.1端口34号存储舟位检测检测34舟位料块的有无I6.2端口35号存储舟位检测检测35舟位料块的有无I6.3端口36号存储舟位检测检测36舟位料块的有无I6.4端口37号存储舟位检测检测37舟位料块的有无I6.5端口38号存储舟位检测检测38舟位料块的有无I6.6端口39号存储舟位检测检测39舟位料块的有无I6.7端口40号存储舟位检测检测40舟位料块的有无I7.0端口41号存储舟位检测检测41舟位料块的有无I7.1端口42号存储舟位检测检测42舟位料块的有无I7.2

45、端口43号存储舟位检测检测43舟位料块的有无I7.3端口44号存储舟位检测检测44舟位料块的有无I7.4端口45号存储舟位检测检测45舟位料块的有无I7.5端口46号存储舟位检测检测46舟位料块的有无I7.6端口47号存储舟位检测检测47舟位料块的有无I7.7端口48号存储舟位检测检测48舟位料块的有无I8.0端口小车行程检测1I8.1端口小车行程检测2I8.2端口小车行程检测3I8.3端口小车行程检测4I8.4端口小车行程检测5I8.5端口小车行程检测6I8.6端口小车行程检测7I8.7端口小车行程检测8I9.0端口小车行程检测9I9.1端口小车行程检测10I9.2端口小车行程检测11I9.

46、3端口小车行程检测12I9.4端口平台行程检测1I9.5端口平台行程检测2I9.6端口平台行程检测3I9.7端口平台行程检测4I10.0端口平台行程检测5I10.1端口平台行程检测6I10.2端口平台行程检测7I10.3端口平台行程检测8I10.4端口平台行程检测9I10.5端口平台内行程检测I10.6端口平台外行程检测5 PLC程序设计5.1 程序设计思路由于我们此次的设计动作行为比较多，所以对于传统PLC编程思路无法驾驭我们设计里那些动作要求，且在设计的要求中需要涉及到两种模式（自动/手动），和控制模块比较多（存舟模块、取舟模块、倒舟模块），所以我们采用顺寻控制指令来设计我们此次PLC的程

47、序。图5.1 系统执行过程框图在图5.1中我们可以看到整个系统工作过程，主要分为两个方向，第一个是手动，第二个是自动。可以了解到不管是手动还是自动有他们的工作模式都是一样的。由于存取模式和倒舟模式只有一个自动手动之分，所以我们可以在上图的基础上简化我们的编程思路，可以将手动/自动融合在一起。存取模式以及倒舟模式融合在一起得到了以下的图5.2.图5.2 简化框图因此，本次设计的PLC程序设计部分可以分为四大部分： 人工/自动模式控制 取舟流程控制 存舟流程控制 倒舟流程控制5.2 行程控制设计在这设计中我们必须知道一个重要的环节，也是一个非常重要的理念，就是我们要计算出我们想要存的位置或是取的位

48、置。这样小车系统才能准确的移动到想要的位置去执行存取操作。那好我们就来思考怎么实现准确计算出应该操作的舟位位置。小车、托盘平台进行行程的控制。我们的一个思想是通过光电传感器去感测获得小车以及平台和托盘的具体位置，然后计算出我们应该存或者取舟的位置计算出小车系统的应该移动的位置。这两个位置一定精确无误的匹配之后才能计算成功。同时我们要满足顺序的存取舟位的要求，我们具体的方案如下：我们先计算存取舟位控制，我们共有48个舟位，每个舟位都有一个光电传感器，他是反应此舟位的钼舟有无的状态，如果此舟位有舟那么就反回的值就是“1”，如果里面没有舟位那么返回的值就是“0”。这样我们可以很清楚的知道48个舟位那

49、些有舟那些无舟了。为了满足顺序的操作或是存取的原则，在这里对每个钼舟舟位进行位置号码的编辑，如表5.1所示：表5.1 舟位编号表45位41位37位33位29位25位21位17位13位9位5位1位46位42位38位34位30位26位22位18位14位10位6位2位47位43位39位35位31位27位23位19位15位11位7位3位48位44位40位36位32位28位24位20位16位12位8位4位每个舟位的号码编辑好了之后，要实现顺序存舟，顺序取舟，先进先出的游戏规则，我们设计是按照如下的一个循环流程去实现的：1位2位3位4位5位47位48位1位2位3位4位这样的一个次序进行存舟，取舟也是按照：

50、1位2位3位4位5位47位48位1位2位3位4位在以上的以后游戏规则设定好了之后，我们需要假定一种工作存取的状态如表5.2所示：表5.2 舟位暂时状态表45位41位37位33位29位25位21位17位13位9位5位1位46位42位38位34位30位26位22位18位14位10位6位2位47位43位39位35位31位27位23位19位15位11位7位3位48位44位40位36位32位28位24位20位16位12为8位4位（有灰色底纹就是表示此位置是有钼舟存在的，无灰色底纹就是表示该处无钼舟）我们来分析假如我们要存舟，就应该存入第三十号舟位，假如要取舟就该取十一的舟位位置。那么算法如下的一个PLC

51、 程序可以提现。第一：我们来分析当要存的时候的情况。图5.3 存舟舟位运算他的意义在于当我们检测到当前舟位没有舟存入的时候而且前一个舟位有舟被存入，那么这个时候相应的中间继电器开始是得电。（具体的中间继电器以及输出的信号参考I/O明细），这样我们可以知道此舟位就是存的位置。第二：我们来分析当要取的时候的情况。图5.4 取舟舟位运算同理在当我们检测到当前舟位有舟存入的时候而且前一个舟位没有舟被存入，那么这个时候相应的中间继电器开始是得电。（具体的中间继电器以及输出的信号参考I/O明细），这样我们可以知道此舟位就是取的位置。第三：小车行程控制量的运算。小车系统包括：小车、托盘、平台。在上面我们得到

52、了一个具体要去操作的位置，假设是11号舟位我们要对它进行取操作。那么M3.2都置“1”，可以得到M9.6置“1”这样就可知道小车该移动到第二层，也可以得到M8.2置“1”，可以得到小车移动到第三列。我就得到了小车该移动的准确位置。同理，可以算出我们也可算出每层每列小车移动到的舟位。第二层第三列 图5.5 小车行程运算那小车怎么去呢？如下PLC程序可以知道。 图5.6小车横向移动小车向坐移动，知道触碰到相应的行程开关，这时行程量与位置量进行“与”计算小车就停止往左移动，此时他的位置就是应该到达的位置。现在程序跳转垂直移动的模块中。图5.7小车垂直移动小车跳转到模块S1.1后电机开始向上移动，移动

53、到哪里呢？如上面程序可得到，小车一直往上移动，知道碰触到相应的行程开关。这是行程开关与位置量进行“与”计算，小车停止。此时的位置就是小车应该移动的位置，也是应该操作位置的前方。之后就该进行托盘的伸入取出钼舟的操作。5.3 自动/人工控制设计手动模式和自动模式的控制设计的存舟过程中，首先将钼舟运送到入料口辊道的末端，之后再执行舟位检测，当存舟是舟位全部装满后报警，如果没有报警，则进行舟位运算，算出舟位后判断是人工指令模式还是全自动模式，若为自动模式，则进行行程控制量M8.0-M9.3的运算，若为人工指令模式，那么就提示人工选择报警，直到人工做出操作后，则算出行程控制量后进行行程控制量M8.0-M9.3的运算，运算后方才进行存舟操作。手动模式和自动模式的控制设计的取舟过程中，当取舟时舟位全部为空时报警，如果没有报警，则进行取舟操作。按照这样的思路，这一部风的设计顺序梯形图图5.9 人工/自动控制顺序梯形图其中相关的PLC对应的中间继电器去如下：M0.0定义为取舟模式，M0.1定义为存舟模式M0.2定义为位自动模式，M0.3定义为为人工指令M0.4定义为为触摸屏控制量S0.0定义为开始控制S0