全自动捆钞机设计 说明书

1、引言随着社会经济的快速发展，我国现钞流通量规模巨大。在银行流通业务中，纸币回笼捆扎历来是一项十分繁重的工作，在上世纪七、八十年代，国内曾先后研制了“手动式液压捆钞机”、“手摇式棘轮捆钞机”、“电动捆钞机”等，初步实现了纸币捆扎前的压紧工序机械化，但纸币捆扎仍由人工进行。国内的捆钞机主要分为3 类。第一类是机械式的, 即通过杠杆、螺旋或液压机械按压后由手工捆扎, 其工作人员劳动强度较大, 且操作不规范。第二类是半自动的, 即用电脑控制实现其中连续的1 个或2 个动作, 然后在工作人配合下完成捆钞。第三类是全自动的, 由工作人员把捆扎的现金放在工作台上, 按下自动捆扎键后, 自动捆钞机将完成全部动

2、作。采用全自动方式可以真正地把操作人员从重复劳中解放出来,同时大大提高效率。目前金融部门用的捆钞机大部分是三点式半自动捆钞机。自动捆钞机的总体设计 自动捆钞机机械部分的设计2.1.1 压紧部分 在设计自动捆钞机的过程中,首先遇到的问题就是捆松散的纸币压到多大压力以后再进行捆扎,才能使打出的纸币捆由于纸币的弹性恢复,并可使捆扎带紧紧地扎在纸币捆上,从而使纸币捆结实牢固。摔不散，抽不出，达到捆扎目的。压紧机构的作用就是利用压力压紧纸币。在此采用丝杠螺母机构。如图1示。图1 压紧机构的组成 送带与抽带部分 在这个部分由带盘轴带动带盘反向转动，使抽回的袋子重新缠绕在带盘上，而且继续反转使带子抽紧，起到

3、张紧作用。当达到一定的张紧力后，才发出信号使左压头上升压住带尾。带盘轴的转动由送带轴经过皮带轮传动。如图2示。采取这种方法，需要解决以下问题:1)带盘在送带过程中，没有动力，随带运动；而自抽带张紧过程中，需要动力传动作反向转动。2)带盘轴在抽带张紧时，在张紧力范围内，带盘与带盘轴之间不出现打滑现象。在带盘张紧带子的瞬间，防止电动机过载破坏。为解决第一个问题，我们把传动带盘轴的皮带轮做成只做单向传动的分轮形式，即把分轮镶嵌在皮带轮内。这样，在送带过程中，分轮的外壳转动，但并不把运动传动给内圈，带盘轴不主动转动，只是送，抽带滚轮送带，带子拉着带盘随动；抽带张紧时，电机反转，分轮起作用，带盘轴反转，

4、起抽带张紧作用。为解决第二个问题，我们利用两个锥形轮支撑带盘，并用螺母拧紧，这样就确保了带盘与带盘套之间的同步运动，确保了带盘套在随动带盘轴反转进行抽带与张紧过程中不会出现打滑现象。为解决第三个问题，我们把带盘轴做成分离的两部分即带盘轴部分和带盘套部分，两部分之间靠弹性摩擦力传动，摩擦力的大小可以用弹簧和锁紧螺母调节。在没有达到张紧力时，带盘轴部分利用摩擦力把运动传给带盘套部分，带动带盘反方向转动抽带并张紧；在达到所需的张紧力时，电动机可以继续带动带盘轴部分转动，这时电动机克服的仍是张紧力，从而防止了过载损坏，如图3所示。图2 带盘轴传动示意图图3 带盘轴部分机构示意图 凸轮部分 这部分是捆钞

5、机的最主要部分。主要完成压带头，压带尾，烫合，切断四个过程。由四个凸轮完成。自动捆钞机的工作过程与控制部分的设计自动捆钞机的工作过程可表示为：压紧纸币、送带右压头上顶抽带左压头上顶隔离臂退出、烫头进烫合烫头退出切断带隔离臂进。 自动捆钞机的实现过程如下：1)将现钞放在工作台上，按下自动捆扎键，压紧电机开始动作，将现钞压紧。当检测到现钞被压紧时，压紧电机停止工作。2)在此同时启动进带电机，进带电机开始进带，当带头碰到带道上的进带到位行程开关时，进带电机停止转动。3)送带到位并且压板也压到位后，凸轮电机启动，使右压头上顶，压住带头，由发讯凸轮压下右压头到位行程开关，凸轮电机停止转动。4)右压头压紧

6、带头，进带电机反转抽带，带子被抽紧后，抽带到位行程开关发信号。5)带子抽紧以后，左压头上顶，压住带尾；隔离臂退出，烫头随之进入带缝中，加热烫合；中压头上行，切断带尾，压实烫合面；凸轮继续旋转至初始位置，并由发讯凸轮压下抚慰行程开关发讯。6)压紧电机反转，提起上压板，延时后停止，完成一个工作循环。图4自动捆钞机结构简图 自动捆钞机采用PLC控制共有五个输入点，分别是:复位，压力到行程开关，进带到位行程开关，右压头到位开关，抽带到位开关。有五个输出点，分别是：凸轮正传，压板下压，压板退回，进带电机正传，进带电机反转。 自动捆钞机机械部分的设计 凸轮机构的设计 凸轮的设计机器的工作过程只要求凸轮转过

7、某一角度时，推杆完成一行程，对推杆的运动规律无严格要求因此凸轮推杆的推程部分和回程部分可采用等速运动，如下 图5 推杆运动角度与位移关系凸轮机构可采用四个推杆，即右压头推杆、左压头推杆、烫头和隔离臂推杆、切断推杆。各推杆的位移随角度的变化规律(即凸轮的运动规律)如下图所示右压头位移曲线隔离臂位移曲线左压头位移曲线烫头位移曲线切断推杆位移曲线图6 推杆位移曲线 推杆的设计推杆按其形状可分为三种：（1）尖顶推杆，这种推杆的构造最简单，但易磨损，所以只适应于作用力不大和速度较低的场合。（2）滚子推杆，这种推杆由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，所以磨损较小，故可用来传递较大的动力，滚子常用特制结构的球

8、轴承或滚子轴承。（3）平底推杆，这种推杆的优点是凸轮于平底的接触面易形成油膜，润滑较好，所以常用于告诉传动中。本设计所用的推杆因所受作用力不大，速度较低，故尖顶推杆即可满足要求，所以采用尖顶推杆，但由于其磨损较重，其顶尖可不做成纯尖的，而是有点平底。 轴的设计轴是组成机器的重要零件之一，其功能主要是支承回转零件及传递运动和动力，因此大多数轴都要承受转矩和弯矩的作用。不难看出，本次设计所涉及的凸轮轴在工作时既承受转矩又承受弯矩，这也是机器中最常见的转轴。轴的材料主要是合金钢和碳素钢。碳素钢比合金钢廉价，对应力集中的敏感性小，又可通过热处理提高起耐磨性和疲劳强度，故应用较为广泛，其中最常用的是45

9、号优质碳素钢，这也是本次设计采用它的原因。为保证力学性能，一般应进行调质和正火处理。许用应力的计算： （3-1） 写成设计公式为： （3-2） 式中：切应力，MPa； T轴所受的转矩，Nmm； 轴的抗扭截面系数，mm3； 轴的转速，r/min； 轴传递的功率，kW； 轴的计算直径，mm； 许用切应力，MPa； 与轴材料有关的系数。和值见表1，对于受弯矩较大的轴宜选用较小的值，反之取较大值。 表1 轴的材料与和C值轴的材料Q235，20Q255，Q275，354540Cr等（MPa）12-2020-3030-4040-52160-135135-118118-106106-98（注意：上式求出的直

10、径，只宜作为承受转矩作用的轴段的最小直径。当轴上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴强度的削弱。当直径100mm时，单键应增大3%7%，双键应增大10%15%。当直径100mm时，单键应增大3%，双键应增大7%。最后将轴径圆整为标准直径。）本设计中，为13KW，取35，（这里3000为电机的最高转速）代入有 ： （3-3）由于有单键，且mm，故有 （3-4）其强度简图和计算如下：结构图轴受力简图水平面受力水平面弯矩垂直面受力 垂直面弯矩合成弯矩转矩 当量弯矩图7 轴的强度简图由水平受力图，可计算出：支点反力 （3-5）C点弯矩 （3-6）D点弯矩 （3-7）由垂直面受力图可得：支点反力 （3-

11、8） （3-9）C点弯矩 （3-10）D点弯矩 （3-11）求合成弯矩：C点合成弯矩 （3-12） D点合成弯矩 （3-13）C、D处当量弯矩：C处当量弯矩 （3-14）D处当量弯矩 （3-15）校核轴的强度：根据弯矩大小及轴的直径选定C、D两截面进行强度校核。当钢为45，=640Mpa，用差值法得。C截面当量弯曲应力 （3-16）D截面当量弯曲应力 （3-17）故两截面都安全。3.1.4 键的选择键是一种标准零件，用来实现轴与轮毂之间的轴向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。键连接的主要类型有：平键连接，半圆键连接，楔键连接和切向键连接。其中平键州的普通平键连接最

12、为常用。本次设计凸轮轴上的键即为A型普通平键。它是放在轴上用键槽铣刀铣出的键槽中，键在键槽中轴向固定良好。键的选择包括类型选择和尺寸选择两方面，前面已经讲过凸轮轴选择A型普通平键。键的主要尺寸为其截面尺寸（一般以键宽bx键高h表示）与长度l，键的截面尺寸bxh按轴的直径d由标准中选取，尖的长度l一般可按轮毂的长度而定，即键长等于或略短语轮毂的长度。根据以上键的尺寸选择方法，可选择四个键的长度分别为22mm、10mm、10mm、10mm、10mm。其bxh分别为4x4、5x5、5x5、5x5、5x5。 联轴器的选择联轴器类型的选择应由工作要求决定。对与中小型减速器，输入轴、输出轴均可采用弹性柱销

13、联轴器，它加工制造容易，装拆方便，成本低，能缓冲减振。输入轴如果与电动机相连，转速高，转矩小，可选用弹性套柱销联轴器。对于按照对中困难的低速重载轴的连接，可选用齿轮联轴器，但是制造困难，成本较高。对高温、潮湿或多尘的单向传动，且有一定角位移时，可选用滚子链联轴器。联轴器型号按所连接两轴的尺寸要求选择，要求所选型号联轴器允许的最大转矩应不小于计算转矩。本设计采用LX型弹性柱销联轴器。3.1.6 轴承的选择与校核a)初选轴承型号因为轴承承受径向载荷，选用径向接触轴承中的深沟球轴承，深沟球轴承摩擦因数小，允许极限转速高，价格低廉，应用广泛。根据轴颈选用6202轴承，选用脂润滑方式，查GB/T276得

14、轴承的性能参数为：C=1.05KN，=2.55KN，=18000r/min。b)寿命计算1）当量载荷 （3-18） 由于轴承不受轴向载荷，所以轴承的轴向载荷=0，查表得X=1，Y=0，=1.1。故 （3-19） （3-20）,且轴承1.2有同型号，尺寸相同的，故对轴承2进行寿命计算即可。=1274N (3-21)2）计算轴承寿命= (3-22)= (3-23)式中=3c)极限转速计算 (3-24)C/=10500/1274=80 (3-25)=arctan（）=0 （3-26）查表得 载荷系数 载荷分布系数 故 18000=18000 （3-27） 计算结果表明，选用6202型深沟球轴承能满足

15、要求3.1.6 电机的选择由于凸轮机构在一个周期内仅转一周，且不连续转动，即转过一定角度要停止，待时间合适时再转过一定角度，并且每次转过的角度为一定值，故可考虑选择步进电动机，步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，它作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。伺服系统中常用的步进电机有快速步进电机和功率步进电机。快速步进电机的输出转距一般为：0.007NM-4NM。可以用来控制小型的数控装置。功率步进电机的输出转距一般为：5NM-40NM。可以直接用来驱动大型的数控装置。此外，按励磁相数可分为三相、四相、五相、六相等。相数越多步距角越小，但结构也越复杂。

16、在本次设计中步进电机选择型号为BYG系列永磁感应式步进电动机，其型号可选择86BYG001，其主要参数如下： 电压：28V 相电流：最大静转矩：1170M/mN.m 分配方式： 空载启动频率：950step/s 送抽带机构的设计3.2.1 送抽带机构结构的设计 对于这一部分的设计，总体设计部分已经有过详细分析，在此不再过多介绍。 3.2.2 送抽带机构电机的选择每个循环的送带距离应约等于带道的整个周长，带道周长为300*2+2*3.14*100=1228，故可取送带距离为1250，其送带过程按预期计划须在2s完成，所以V=S/T=1250/2=625/s由于送带滚轮电机仅作送、抽带用，而不带动

17、负载运动，故所需功率较小，可选YU系列的YU7114型电动机，其额定功率万恶120W，转速n=1400r/min，所以/60=144rad/s, R=V/W=,为使其整个结构具有一定的可靠性，可采用增大滚轮直径的方法来提高速度，时间未到时可采用控制方法令其延时，因此可取R=8mm。YU7114型电动机的主要参数如下：额定功率：120W 同步转速：1500r/min 额定电流： 转速：1400 r/min 压紧机构的设计压紧机构合理行程的确定为了获得纸币厚度与压力变化的第一手数据,在压力机上做了实验。用压力机对纸币从0kN 开始, 每间隔0.5N 施加不同压力,测出不同压力下对应的纸币厚度。开始

18、用5 元新纸币做了3 次实验,实验数据见表1 。图8 纸币厚度随压力变化曲线表2 不同压力下纸币的厚度根据表1 数据,绘制了纸币厚度随压力变化的关系曲线。后来又用不同面额、不同新旧程度的纸币做了实验,发现其厚度随压力变化的关系都符合图5所示的曲线。从图可以看到,当压力达到1215kN 时,纸币厚度压到91mm。这时,即使再增大压力,其厚度也不再发生变化,所以,我们把行程开关2 离工作台面的位置即L 1 确定为91mm ,就可达到压力要求。残币原始厚度最大可达170mm ,为使放入和取出方便,同时减少不必要的空行程,提高生产率,确定L 2 为200mm。 压紧机构合理行程的确定从图可以看到,当压

19、力达到1215kN 时,纸币厚度压到91mm。这时,即使再增大压力,其厚度也不再发生变化,所以,我们把行程开关2 离工作台面的位置即L 1 确定为91mm ,就可达到压力要求。残币原始厚度最大可达170mm ,为使放入和取出方便,同时减少不必要的空行程,提高生产率,确定L 2 为200mm。3.3.3 压紧机构电机的选择由于每10把纸币的自由高度为130170mm,即纸币的原始厚度最大可达170mm,而压实后其高度在85mm95mm，故可确定压紧机构的合理行程为100mm,其整个过程按预想要在2s内完成，所以V=S/T=100/2=50mm/s所需压紧力 F=15KN考虑到中间传动过程（如丝杠

20、螺母传动）的功率损失，可选系列小功率电动机，即90L2。其主要参数如下： 额定功率：1100W 同步转速：3000r/min 额定电流： 转速：2800 r/min质量：21kg 丝杠螺母的选择丝杠螺母作为驱动部件，它是在较低速状态运行所以丝杠螺母产生的惯性矩可以忽略不记，而电动机始终保持一种动态平衡状态。丝杠及丝杠螺母的校核计算：相关设备的重量：约为40kg；丝杠长度为580mm；丝杠导程：4mm假设运动速度为100mm/min（实际是低速）丝杠螺母的选择：丝杠的参数：d=50mm-公称直径； 丝杠螺母的校核 （1） 耐磨性的核算螺纹工作面上单位压力P的大小，直接影响丝杠的速度。应限制工作面

21、上的单位压力，以确保丝杠的耐磨性。根据设计手册得：p=64 p （3-28）式中P丝杠所受最大轴向力（keg），螺母长径比，= =580/50=11.6，p许用单位压力（kgf/）；其中P的值为200 kgfp的值由设计手册表得p=25所以p= =0.72 kgf/ （3-29） pp ，顾满足耐磨性的要求。（2） 强度的核算由于丝杠在低速运动所以此时滚珠丝杠螺母的主要破坏形式为滚珠接触面上产生较大塑性变形，影响正常工作。为此进行静载强度计算，最大计算静载荷。式中 滚珠丝杠螺母副的额定静载荷，N。 表3 硬度系数表硬度（HRC）55504540由上式和图表知远远小于所以强度足够。（3） 稳定性

22、的核算当丝杠的长径比较大（一般大于10），而且承受轴向压力很小，丝杠没有发生纵向弯曲的危险，当细长杆在受压缩载荷时，不会发生失稳的最大压缩载荷为临界载荷。 （3-30）式中 (当一端固定,一段自由时,;当一端固定,一端游动时,;两端固定,)。由上式得： （3-31）综上所述：选择的丝杠螺母传动完全符合要求。4 电气控制系统及程序的设计 PLC简介PLC已经在现代工业发展中得到广泛的应用。PLC专为工业场合设计，采用了典型的计算机结构，硬件电路由CPU、电源、存储器和专门的输入输出接口电路以及编程器等外接口组成。生产PLC的厂家为了使自己生产的可编程序控制器连网的适应性强一些，对通信协议的物理层

23、通常配置好几种接口标准，如RS-232C和RS-122等;其数据异步传送的格式也有两种以上，用户可根据应用需要，用硬件开关或向指定单元写人控制字的方法进行选择。在大型集散系统的通信网络中已很少使用集中式主从式)存取控制方法，而在PLC网络中主从式存取控制方法仍在使用，因为主从式存取控制方法简单，实现方便。不过，随着PLC网络规模的不断增大及标准化进程，符合MAP规约的PLC及PLC网络愈来愈多。PLC网络中的过程数据多数是触点的开通与关断，数据更短，而且若受干扰出错就整个错了，因此对差错控制要求较高。在可编程序控制器中，可使用“异或码”进行校验。随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和数量越来

24、越多，而且功能也日趋完善。近年来，从美国、日本、德国等国引进的PLC产品及国内厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列、上百种型号。PLC的品种繁多，其结构型式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC，对于提高PLC在控制系统中的应用起着重要作用。梯形图(Ladder)是一种最典型的也是最基本的编程方式，它采用图形符号，沿用了继电器的触点、线圈、串联等术语和图形符号，并增加了一些继电接触控制没有的符号。梯形图形象、直观，对于熟悉继电器方式的人来说，非常容易接受，而不需要学习更深的计算机知识。这是一种最为广泛的编程方式，适用于顺序逻辑控制、离散童控

25、制、定时/计数控制等。梯形图一般由多个不同的阶梯(RUNG )组成，每一阶梯又由输人及输出指令组成。在一个阶梯中，输出指令应出现在阶梯的最右边，而输人指令则出现在输出指令的左边。当输人指令所表示的阶梯条件为真则执行输出指令，否则不执行输出指令。因此，允许在一个阶梯中无输人指令表示阶梯条件永远为真;也允许有多个输人指令串、并联:串联意味着几个条件之I可是“与”的关系，并联则意味着几个条件之间是“或，的关系。输出指令则不允许串联，但允许并联，表示阶梯条件为真时，几个输出指令可一并执行。梯形图扫描的顺序是从左到右，从上而下。可编程序控制器处理器除了微处理器以外，还包括存贮器，其中一部分是用户存贮器。

26、用户存贮器中的程序存贮器用来存放用户程序文件，而数据文件用来存放数据文件。程序文件用以存贮用户程序,PLC可以有1000个程序文件，用编号0-999(十进制数)表示。其中()文件是用来存放系统信息的，属系统文件，1号文件一般预以保留(如普通PLC是作为顺序功能图文件予以保留的)，而2-999号文件则可以由用户定义，它们既可以是梯形图程序，也可以是SFC，甚至结构文本(有些处理器支持这种编程方式)。 对于PLC而言，用户程序可以具有多于16个主程序文件，每一个程序文件完成一特定的功能，这些主程序中的每一个叫做主控程序(MCP)，定义这个主控程序时可以任意混用SFC和梯形图程序，并且所有MCP使用

27、的是同一个数据表也就是说，每个IVICP没有一个独立的数据表).利用主控程序，就可以将SFCC顺序功能流程图)和梯形图逻辑分开，把用户过程更好地结构化，并使故障的排除变得更容易。例如，可以指定一个SFC程序来确定过程中事件的次序，另外指定一个独立的梯形图逻辑程序来控制输出。PLC机型选择的基本原则是，在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比的最优化机型。在工艺过程比较固定、环境条件较好（维修量较小）的场合，建议选用整体式结构的PLC；其它情况则最好选用模块式结构的PLC。对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用

28、带A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求。而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。对于一个大型企业系统，应尽量做到机型统一。这样，同一机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各独立系统的多台PLC联成一个多级分布式控制系统，这样

29、便于相互通信，集中管理。（1）输入/输出的选择PLC是一种工业控制系统，它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程，工作环境是工业生产现场。它与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。通过I/O接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为控制信息对被控对象进行控制。同时通过I/O接口模块将控制器的处理结果送给被控设备或工业生产过程，从而驱动各种执行机构来实现控制。PLC从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离，为了确保这些信息的正确无误，PLC的I/O接口模块都具有较好的抗干扰能力。根据实际需要，一般情况下，PLC都有许多I/O接口模块，包括开关量输入模

30、块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其它一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。（2）确定I/O点数根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时应再增加10%20%的备用量，以便随时增加控制功能。对于一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有所不同。（3）开关量输入/输出通过标准的输入/输出接口可从传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制（开/关）设备（如指示灯、报警器、电动机起动器等）接收信号。典型的交流输入/输出信号为24240V，直流输入/输出信号为5240V。尽管输入电路因制造厂家不同而不同，但有些特性是相同的。如用于消除错误信号的抖动电

31、路；免于较大瞬态过电压的浪涌保护电路等。此外，大多数输入电路在高压电源输入和接口电路的控制逻辑部分之间都设有可选的隔离电路。在评估离散输出时，应考虑熔丝、瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路。熔丝电路也许在开始时花费较多，但可能比在外部安装熔丝耗资要少。（4）模拟量输入/输出模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。这些接口的典型量程为10+10V、0+10V、420mA或1050mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可接收低电平信号如RTD、热电偶等。一般来说，这类接口模块可用于接收同一模块上不同类

32、型的热电偶或RTD混合信号。（5）特殊功能输人/输出在选择一台PLC时，用户可能会面临一些特殊类型且不能用标准I/O实现的I/O限定如定位、快速输入、频率等。此时用户应当考虑供销厂商是否提供有特殊的有助于最大限度减小控制作用的模块。有些特殊接口模块自身能处理一部分现场数据，从而使CPU从耗时的任务处理中解脱出来。（6）智能式输入/输出当前，PLC的生产厂家相继推出了一些智能式的输入/输出模块。一般智能式输入/输出模块本身带有处理器，可对输入或输出信号作预先规定的处理，并将处理结果送入CPU或直接输出，这样可提高PLC的处理速度并节省存储器的容量。智能式输入/输出模块有高速计数器（可作加法计数或

33、减法计数）、凸轮模拟器（用作绝对编码输人）、带速度补偿的凸轮模拟器、单回路或多回路的PID调节器、ASCII/BASIC处理器、RS-232C/422接口模块等。PLC系统所用的存储器基本上由PROM、E-PROM及PAM三种类型组成，存储容量则随机器的大小变化，一般小型机的最大存储能力低于6KB，中型机的最大存储能力可达64KB，大型机的最大存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。PLC的存储器容量选择和计算的第一种方法是：根据编程使用的节点数精确计算存储器的实际使用容量。第二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照下

34、表的公式来估算。为了使用方便，一般应留有25%30%的裕量，获取存储容量的最佳方法是生成程序，即用了多少字。知道每条指令所用的字数，用户便可确定准确的存储容量。表4同时给出了存储器容量的估算方法表4 控制目的估算存储器容量的方法控制目的公式说明代替继电路模拟量控制多路采样控制M=Km（10DI+5D0）M=Km(10DI+5Do+100AI)M=Km10DI+5Do+100AI+(1+采样点0.25DI为数字（开关）量输入信号；Do为数字（开关）量输出信号；AI为模拟量输入信号；Km为每个接点所点存储器字节数；M为存储器容量在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PL

35、C产品的软件功能有所了解。通常情况下，一个系统的软件总是用于处理控制器具备的控制硬件的。但是，有些应用系统也需要控制硬件部件以外的软件功能。例如，一个应用系统可能包括需要复杂数学计算和数据处理操作的特殊控制或数据采集功能。指令集的选择将决定实现软件任务的难易程度。可用的指令集将直接影响实现控制程序所需的时间和程序执行的时间。PLC的环境适应性：由于PLC通常直接用于工业控制，生产厂都把它设计成能在恶劣的环境条件下可靠地工作。尽管如此，每种PLC都有自己的环境技术条件，用户在选用时，特别是在设计控制系统时，对环境条件要给予充分的考虑。一般PLC及其外部电路（包括I/O模块、辅助电源等）都能在表5

36、所列的环境条件下可靠工作。表5 PLC的工作环境序号项目说明12345湿度湿度振动和冲击电源环境工作温度范围为055，最高为60，贮存温度范围为-40+85相对湿度5%95%*无凝结霜）满足国际电工委员会标准采用220V交流电源，允许变化范围为-15%+15%，频率为4753Hz，瞬间停电保持10ms周围空气不能混有可燃性、爆炸性和腐蚀性气体4.2 可编程序控制器的点数选择、程序方框图和梯型图(1) 点数选择根据捆钞机的控制原理和动作顺序, 确定可编程序控制器的输入输出点数。按钮、行程开关共计8 个输入点, 2 个正反转电机、1 个单向正转电机共5 个输出点。我们选用了西门子S IMA T I

37、C S7- 200PLC 可编程序控制器, 它具有14 个输入点, 10 个输出点。 表6 可编程序控制器的输入、输出( I/O ) 表输入点按钮或开关输出点电动机I0. 0复位Q 0. 4凸轮电机正转I0. 1启动按钮Q 0. 5进带电机正转送带I0. 2压力到检测开关Q 0. 6进带电机反转抽带I0. 3进带到位开关Q 1. 0压板压下I0. 4右压头到位行程开关Q 1. 1压板退回I0. 5抽带到位行程开关 （2）梯形图本次设计的全自动捆钞机的梯形图如下所示 图9 梯形图（3）程序方框图 图10 流程框图可编程序控制器的外部接线图 图11 外部接线图 结论眨眼间，六月早已如期而至，这意味

38、着三个多月的毕业设计已经接近尾声，四年的大学生活即将结束。这次设计是我在大学里的最后一次设计。它是对我大学四年所学知识的概括与升华，是将理论知识付诸于实践的一次最完整的过程，也是在走上工作岗位之前的一次全面的模拟。在这次毕业设计中，我收获颇多。通过这次毕业设计，我进一步了解了产品的设计过程与步骤，我所涉及的课题是全自动捆钞机的设计。这一毕业课题使我深深地认识到：每一个产品的产生，并不是简单实现的。它要花费很多的时间和精力。产品的设计是一项复杂而艰巨的工作，需要有扎实的理论知识和丰富的实践经验，设计是一个不断尝试、不断修改、不断完善的过程。在我接受这一课题之初，我还有些迷惘。因为之前从未自己亲身

39、设计过一个产品，而且对捆钞机的工作过程还不甚清楚，所以不知道如何着手设计，在我当时看来我面临许多问题和困难。主要有：1.机械部分中三大部分的设计,即自动捆钞机的压紧部分、自动捆钞机的捆扎部分、自动捆钞机的送抽带部分的设计。其中包括电机的选择，压紧方案的选择，捆扎带如何牢固捆扎，送抽带部分如何工作等等。2.控制部分控制方法的选择，主要是在PLC控制和单片机控制中选择其一。3.如何实现自动控制，各部件的连线、框图的设计。以上问题也是这次设计所必须解决的最主要的问题，随着设计的不断深入，我克服了一个又一个的难题，对我的设计做了一次又一次的改进，并查阅了大量的资料，是我所涉及的题目日益完善。通过计算选取了三个电机，其中包括一个步进电机，并对三个主要的机械部分的相关零件进行了校核，选取了PLC的控制方法，并对其点数选择，梯形图和方框图的设计做了详细说