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洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 超聲波清洗機及其 PLC 控制 摘 要 本文主要介紹了超聲波清洗原理及超聲波清洗的 PLC控制系統(tǒng)，使清洗工作 可以高效率高質量的完成。超聲波技術出現(xiàn)在二十世紀初期，發(fā)展極為活躍，如 今已經(jīng)滲透到國防建設、國民經(jīng)濟、人民生活和科學技術等各個領域。超聲波清 洗的高效率和高清潔度顯示出了它巨大的優(yōu)越性。在未來的工業(yè)生產(chǎn)和生活中也 將會得到巨大的發(fā)展應用。在本文中在分析了超聲波清洗生產(chǎn)線工作流程的基礎 上，采用 PLC控制方案，給出了 PLC控制系統(tǒng)的硬件和軟件設計，使系統(tǒng)高效的 完成生產(chǎn)線上的清洗任務，可以充分體現(xiàn)出 PLC所具有的功能強、可靠性高、編 程簡單、使用方便、體積小等優(yōu)點。本文運用學到的可編程控制器的梯形圖語言 將程序編寫，并完成 PLC的編程調(diào)試來實現(xiàn)控制要求。在超聲波清洗生產(chǎn)線中， 完成精密機械零件從清洗到烘干的全自動過程，收到了良好的清洗效果，提高了 生產(chǎn)效率。 關鍵詞：超聲波清洗，原理，PLC 編程 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） I ULTRASONIC CLEANING MACHINE BASED ON PLC CONTROL ABSTRACT This paper introduces the principle of ultrasonic cleaning and ultrasonic cleaning line of PLC control systems to clean and efficient high-quality work can be completed. Ultrasonic technology in the early twentieth century, the development of very active, has now penetrated into national defense construction, national economy, peoples life and science and technology fields. Ultrasonic Cleaning of high efficiency and high cleanliness showed its tremendous superiority. In the future industrial production and daily life will also be a huge development and application. In this article the analysis of ultrasonic cleaning line workflow based on the use of PLC control program, gives the PLC control system hardware and software design, making the system highly efficient production line to complete the cleaning task, which can fully reflect the PLC has functionality, high reliability, programming is simple, easy to use, small size, and so on. In this paper learn the language to programmable logic controller ladder programming, and complete debug PLC programming to achieve the control requirements. Ultrasonic cleaning line, complete precision machinery parts from cleaning to drying of the automatic process, received a good cleaning effect and improve the production efficiency KEY WORDS: Ultrasonic wave cleaning，principle，PLC programming 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） II 目錄 前 言 .1 第 1 章 項目設計內(nèi)容 .3 1.1 超聲波清洗原理 .3 1.2 超聲波清洗的特點 .5 1.3 超聲波清洗適應的行業(yè)及范圍 .7 1.4 超聲波技術發(fā)展的歷史 .8 第 2 章 總體方案的設計 .9 2.1 可編程控制器 .9 2.1.1 PLC 的發(fā)展歷程 .10 2.1.2 PLC 的發(fā)展趨勢 .11 2.1.3 PLC 的應用 .11 2.2 超聲波清洗生產(chǎn)線 .12 2.2.1 各清洗工藝說明 .13 2.3 各設計方法介紹及選擇 .14 第 3 章 超聲波清洗生產(chǎn)線的系統(tǒng)設計 .16 3.1 程序控制要求 .16 3.2 硬件設計 .16 3.2.1 PLC 地址分配 .17 3.2.3 PLC 選型 .18 3.3 PLC 程序的設計 .18 3.3.1 設計工作狀態(tài)圖 .19 3.3.2 I/O 接線及定時器 .20 3.3.3 系統(tǒng)梯形圖的設計 .21 3.4 語句表 .24 3.5 操作面板的設計 .27 第 4 章 系統(tǒng)的檢測與調(diào)試 .28 4.1 檢測與調(diào)試 .28 4.2 清洗生產(chǎn)線的使用維護 .28 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） III 4.2.1 清洗生產(chǎn)線正常的工作 .28 4.2.2 注意事項 .29 結 論 .30 謝 辭 .31 參考文獻 .32 外文質料翻譯 .34 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 4 前言 在工業(yè)生產(chǎn)的各個領域，機械加工業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，對不同類型的零件 分別組成的自動生產(chǎn)線。隨著產(chǎn)品的更新?lián)Q代，生產(chǎn)線承擔的加工對象也隨之改 變，這就需要改變控制程序，運行新的工藝過程，而繼電接觸器控制系統(tǒng)是采取 固定接線，很難適應這個要求，大型自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)使用的繼電器數(shù)量很 多，這種有觸點的繼電器工作頻率較低，在頻繁動作情況下，壽命短，從而造成 系統(tǒng)故障，使生產(chǎn)線的運行可靠性降低。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） I 超聲波清洗機及其 PLC 控制 摘 要 本文主要介紹了超聲波清洗原理及超聲波清洗的 PLC控制系統(tǒng)，使清洗工作 可以高效率高質量的完成。超聲波技術出現(xiàn)在二十世紀初期，發(fā)展極為活躍，如 今已經(jīng)滲透到國防建設、國民經(jīng)濟、人民生活和科學技術等各個領域。超聲波清 洗的高效率和高清潔度顯示出了它巨大的優(yōu)越性。在未來的工業(yè)生產(chǎn)和生活中也 將會得到巨大的發(fā)展應用。在本文中在分析了超聲波清洗生產(chǎn)線工作流程的基礎 上，采用 PLC控制方案，給出了 PLC控制系統(tǒng)的硬件和軟件設計，使系統(tǒng)高效的 完成生產(chǎn)線上的清洗任務，可以充分體現(xiàn)出 PLC所具有的功能強、可靠性高、編 程簡單、使用方便、體積小等優(yōu)點。本文運用學到的可編程控制器的梯形圖語言 將程序編寫，并完成 PLC的編程調(diào)試來實現(xiàn)控制要求。在超聲波清洗生產(chǎn)線中， 完成精密機械零件從清洗到烘干的全自動過程，收到了良好的清洗效果，提高了 生產(chǎn)效率。 關鍵詞：超聲波清洗，原理，PLC 編程 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） II ULTRASONIC CLEANING MACHINE BASED ON PLC CONTROL ABSTRACT This paper introduces the principle of ultrasonic cleaning and ultrasonic cleaning line of PLC control systems to clean and efficient high-quality work can be completed. Ultrasonic technology in the early twentieth century, the development of very active, has now penetrated into national defense construction, national economy, peoples life and science and technology fields. Ultrasonic Cleaning of high efficiency and high cleanliness showed its tremendous superiority. In the future industrial production and daily life will also be a huge development and application. In this article the analysis of ultrasonic cleaning line workflow based on the use of PLC control program, gives the PLC control system hardware and software design, making the system highly efficient production line to complete the cleaning task, which can fully reflect the PLC has functionality, high reliability, programming is simple, easy to use, small size, and so on. In this paper learn the language to programmable logic controller ladder programming, and complete debug PLC programming to achieve the control requirements. Ultrasonic cleaning line, complete precision machinery parts from cleaning to drying of the automatic process, received a good cleaning effect and improve the production efficiency KEY WORDS: Ultrasonic wave cleaning，principle，PLC programming 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） III 目錄 前 言 .1 第 1 章 項目設計內(nèi)容 .3 1.1 超聲波清洗原理 .3 1.2 超聲波清洗的特點 .5 1.3 超聲波清洗適應的行業(yè)及范圍 .7 1.4 超聲波技術發(fā)展的歷史 .8 第 2 章 總體方案的設計 .9 2.1 可編程控制器 .9 2.1.1 PLC 的發(fā)展歷程 .10 2.1.2 PLC 的發(fā)展趨勢 .11 2.1.3 PLC 的應用 .11 2.2 超聲波清洗生產(chǎn)線 .12 2.2.1 各清洗工藝說明 .13 2.3 各設計方法介紹及選擇 .14 第 3 章 超聲波清洗生產(chǎn)線的系統(tǒng)設計 .16 3.1 程序控制要求 .16 3.2 硬件設計 .16 3.2.1 PLC 地址分配 .17 3.2.3 PLC 選型 .18 3.3 PLC 程序的設計 .18 3.3.1 設計工作狀態(tài)圖 .19 3.3.2 I/O 接線及定時器 .20 3.3.3 系統(tǒng)梯形圖的設計 .21 3.4 語句表 .24 3.5 操作面板的設計 .27 第 4 章 系統(tǒng)的檢測與調(diào)試 .28 4.1 檢測與調(diào)試 .28 4.2 清洗生產(chǎn)線的使用維護 .28 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） IV 4.2.1 清洗生產(chǎn)線正常的工作 .28 4.2.2 注意事項 .29 結 論 .30 謝 辭 .31 參考文獻 .32 外文質料翻譯 .34 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 1 前言 在工業(yè)生產(chǎn)的各個領域，機械加工業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，對不同類型的零件 分別組成的自動生產(chǎn)線。隨著產(chǎn)品的更新?lián)Q代，生產(chǎn)線承擔的加工對象也隨之改 變，這就需要改變控制程序，運行新的工藝過程，而繼電接觸器控制系統(tǒng)是采取 固定接線，很難適應這個要求，大型自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)使用的繼電器數(shù)量很 多，這種有觸點的繼電器工作頻率較低，在頻繁動作情況下，壽命短，從而造成 系統(tǒng)故障，使生產(chǎn)線的運行可靠性降低。 新的控制器 PLC的誕生到來了全新的控制理念。嶄新的控制系統(tǒng)結構以及繼 電器-接觸器控制系統(tǒng)遠遠不可及的強大功能，隨著 PLC德應用日益普及，其 使用方法簡單，便于掌握，且可靠性極高。使生產(chǎn)線的運行的可靠性大大提高， 使其在工業(yè)生產(chǎn)線上的應用越來越廣泛。PLC 控制自動清洗生產(chǎn)線的編程語言容 易掌握，是電控人員熟悉的梯形圖語言，使用的術語依然是“繼電器”一類的術 語，大部分與繼電器觸頭的鏈接相對應，使電控人員一目了然。PLC 控制使用簡 單，它的 I/O已經(jīng)做好，輸入信號可直接鏈接，非常的方便，而輸出具有一定的 驅動能力，其輸出觸頭容易達 220V.2A. PLC是專門應用于手工業(yè)現(xiàn)場自動控制 裝置，在系統(tǒng)軟硬件上可采取抗干擾措施。當工作程序需要改變時，只需改變 PLC的內(nèi)部程序，重新編程而無需對外圍重新改動。 超聲波清洗技術是目前清洗效率最高，效果最好的方式之一。二十世紀六十 年代，自超聲波技術問世以來，科學家們發(fā)現(xiàn)：一定頻率范圍內(nèi)的超聲波，作用 于液體介質里，可以達到清洗的作用。經(jīng)過一段時間的研究和試驗，不僅得到了 滿意的效果，而且發(fā)現(xiàn)其清洗效率極高，由此超聲波清洗機被逐漸運用于各行各 業(yè)中去。超聲波的清洗生產(chǎn)線以其優(yōu)質、省力、高效、和無污染等顯著特點，在 西方發(fā)達工業(yè)國家已得到了廣泛應用，取得了很大的經(jīng)濟效益。我國也開始逐步 推廣使用這種新技術。 對于精密機械零件以及電子器件、光學元件等的生產(chǎn)，清洗作業(yè)屬于生產(chǎn)中 的關鍵工藝，可直接影響到產(chǎn)品的質量。如柴油機油泵、油嘴為精密零件，其上 帶有深孔、小孔，工件表面粗糙度達 R,O.1 gym,而經(jīng)切削加工后工件上粘附油污 及研磨材料，必須嚴格清洗后裝配。由于裝配過程配合要求高，配合間隙小，因 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 2 而對工件清潔度要求高，而采用傳統(tǒng)的浸洗刷洗、壓力清洗等方法，效果不好， 且生產(chǎn)效率低?，F(xiàn)改用超聲波清洗，并將多個清洗槽組合，實現(xiàn)多步清洗。工件 經(jīng)多步超聲波清洗后可達到很高的清潔度，而工件在多個清洗槽中的傳送，由可 編程控制器控制，實現(xiàn)了自動清洗。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 3 第 1 章 項目設計內(nèi)容 1.1 超聲波清洗原理 利用 PLC控制系統(tǒng)控制整個清洗生產(chǎn)線的運行，清洗系統(tǒng)利用目前最先進的 超聲波清洗技術。超聲波清洗生產(chǎn)線的工作原理如圖 1-1所示 圖 1-1 超聲波清洗原理示意圖 工件懸掛在清洗液中，超聲波發(fā)生器所發(fā)生的高頻振蕩信號，通過換能器轉 換成高頻機械振動(即超聲波振動)，超聲波通過清洗槽壁向盛在槽中的清洗液輻 射時，存在于液體中的微氣泡(稱空化核)在超聲波的作用下振動，當聲壓或聲強 達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然破裂(閉合)。在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波， 在氣泡周圍產(chǎn)生幾十兆帕到幾百兆帕的壓力及局部高溫，這種物理現(xiàn)象稱超聲空 化?？栈a(chǎn)生的巨大沖擊力能剝離工件表面的污垢或使污垢裂縫出現(xiàn)空隙，另 一些空化氣泡群則鉆人裂縫并振動，繼續(xù)不斷沖擊，最終使污垢剝落，從而達到 物體清潔凈化的目的。 1. 什么是超聲波：波可分為三種，即次聲波、聲波、超聲波。次聲波的頻率 為 20Hz一下；聲波的頻率喂 20Hz20KHz以上。其實的次聲波和超聲波一般人耳 是聽不到的。超聲波由于頻率高、波長短，因而傳播的方向好、穿透力強，這也 就是為什么設計制作超聲波清洗生產(chǎn)線的原因。超聲波和可聞波在本質上是一致 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 4 的，它們共同的特點都是一種機械振動，通常以縱波的方式在彈性介質內(nèi)會傳播， 是一種能量的傳播形式，其不同點是超聲波的頻率高，波長短，在一定的距離內(nèi) 沿著直線傳播具有良好的束射性和方向性。 超聲波具有如下特性： (1) 超聲波可在氣體、液體、固體、固溶體等介質中有效的傳播，傳播 調(diào)教容易滿足。 (2) 由于超聲波是振動頻率很高的波，所以當它傳播的時候可以傳遞很 強的能量。 (3) 超聲波會產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象。 (4) 超聲波在液體介質中傳播的時候，可在界面上產(chǎn)生強烈的沖擊和空 化現(xiàn)象。 2. 超聲波是如何完成清洗工作的：超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化 作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分 散、乳化、剝離而達到清洗的目的。目前所用的超聲波清洗中，空化作用和直進 流作用應用的最多。 (1) 空化作用：空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓 力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時，液體中產(chǎn)生真空核 群泡的現(xiàn)象，在壓縮力作用時，真空核群泡受壓力壓碎時產(chǎn)生強大的沖擊力，由 此剝離了被清洗物表面的污垢，從而達到精密清洗的目的。 在超聲波清洗過程中，肉眼看到的并不是真空核群泡，而是空氣氣泡，它對 空化作用產(chǎn)生抑制作用降低清洗效率。只有在液體中的空氣氣泡被完全脫走，空 化作用的真空核群泡才能達到最佳的效果。液體內(nèi)的受壓情況如圖 1-2所示。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 5 圖 1-2 清洗槽內(nèi)液體的某一點的受壓情況 (2) 直進流作用：超聲波在液體中沿聲的傳播方向產(chǎn)生流動的現(xiàn)象稱為 直進流。聲波強度在 0.5W/ 2時，肉眼能看到直進流，垂直于振動面產(chǎn)生的流動， 流速約為 10/s。通過此直進流使物體表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗 液也產(chǎn)生對流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對污物的搬運 起著很大的作用。 (3) 加速度：物體粒子推動產(chǎn)生加速度。對于頻率較高的超聲波清洗機， 空化作用就很不顯著了，這時的清洗主要靠液體粒子超聲波作用下的加速度撞擊 粒子對污物進行超精密清洗。 1.2 超聲波清洗的特點 清洗時指清除工件表面的液體或固體的污染物，使工件表面達到一定的潔凈。 清洗過程在日常日常生活非常常見。清洗過程是清洗介質、污染物、工件表面三 者之間的相互作用，是一種復雜的物理化學作用過程。 在機械及制作行業(yè)中，經(jīng)常遇到各種零件的清洗問題。其清洗的對象主要是 機加工油、切削液、金屬屑等污垢，傳統(tǒng)的是采用有機溶劑（汽油或者煤油）輔 以手工刷洗，不但勞動強度大而且操作環(huán)境惡劣。但這些方法普遍存在著化學能 力清洗能力低的缺點，而且要輔以物理的方法來增強其清洗能力。但對于結構復 雜，特別是有不規(guī)則孔、腔、狹縫的零件往往是無能為力，但是超聲波清洗能很 好的解決這個問題。超聲波清洗與其他清洗方法的清洗能力比較見圖 1-3表 1-1 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 6 圖 1-5 圖 1-3 清洗方法的比較 超聲波清洗是一種清洗硬物體表面的方法，屬于物理清洗。超聲清洗是功率 超聲應用的一項。在液體中發(fā)生足夠大的能量，產(chǎn)生空化作用，能用于清洗、乳 化。特點是速度快、質量高、易于實現(xiàn)自動化。在各種化學的、物理的、機械的 清洗方法中是最理想最有效的一種。超聲波清洗特別適用清洗表面形狀復雜的工 件，如對于精密零件上的孔穴，狹縫，凹槽、微孔及暗洞處，通常物理洗刷方法 難以湊效，利用超聲清洗可以取得理想的清洗效果。 表 1-1 效果比較 清洗方法 剩余殘留物 吹式清洗 浸潤式清洗 蒸汽式清洗 刷子清洗 超聲波清洗 86 70 65 8 0-0.5 超聲波清洗與各種化學的、物理的、化學的和有機物的清洗方法比較， 有以下獨特優(yōu)點： (1) 能快速、徹底地清除工件表面上得各種污物； (2) 能清洗帶有空腔、溝槽等形狀復雜的精密零件； (3) 對工件表面無損； 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 7 (4)可采用各種清洗劑； (5) 在室溫或適當?shù)募訙?60即可進行清洗； (6) 整機一體化結構便于移動； (7) 節(jié)省溶劑、清潔紙、能源、工作場地和人工等； (8) 不需要人手接觸清洗液安全可靠。 圖 1-5 超聲波清洗效果 1.3 超聲波清洗適應的行業(yè)及范圍 隨著超聲波技術的發(fā)展，超聲波清洗技術的應用在日常生活，工業(yè)生產(chǎn)中得 到廣泛的應用 表 1-2 超聲波清洗應用的主要方面 行業(yè) 清洗對象 電子、電器 機械工業(yè) 汽車、摩托車 各類印刷電路板、電子元器件、液晶玻璃、電視機零部件等 精密部件、壓縮機零件、照相機零件、軸承、五金零件、模具等 發(fā)動機零件、變速箱、減震器、軸瓦、油嘴、缸體、閥體等 透鏡、眼鏡框、貴金屬、裝飾品、計算器、表帶、表殼、表針、數(shù)字盤 等 不銹鋼拋光制品、不銹鋼刀具、餐具、刀具、鎖具、燈飾、首飾的噴涂 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 8 光學、寶石加工 電鍍噴漆 食品、釀造 醫(yī)療器械 化纖紡織 其他 前處理、電鍍前清洗 瓶、蓋、標簽去除、排氣、釀造 注射器、手術器械、滴管、研究試驗用、玻璃器皿、牙科用具、食道鏡、 器官支鏡、直腸鏡、顯微鏡 噴絲板、橡膠制品、橡膠成型模具、商標、玩具 印章、號牌、硬幣高級陶器、銀制品、金制品、銀行磁卡 1.4 超聲波技術發(fā)展的歷史 超聲波技術出現(xiàn)在二十世紀初期，近一個世紀的發(fā)展表明，超聲技術是升學 發(fā)展中最為活躍的一個部分，如今它已經(jīng)滲透到國防建設、國民經(jīng)濟、人民生活 和科學技術等各個領域。1955 年 9月在德國召開的首屆世界超聲學大會，體現(xiàn)了 超聲學發(fā)展的這一強勢勁頭?？茖W家們發(fā)現(xiàn)：一定頻率范圍內(nèi)的超聲波，作用于 液體的介質里，可達到清洗的作用。經(jīng)過一段時間的研究和實驗，不僅取得了滿 意的效果而且發(fā)現(xiàn)清洗效率極高，由此超聲波清洗機被逐漸運用到各行各業(yè)中。 在應用初期，由于電子工業(yè)的限制，超聲波清洗設備電源的體積比較龐大，穩(wěn)定 性及使用壽命不太理想，價格昂貴，一般的工礦企業(yè)難以承受，但是其出色的清 洗效率及效果，扔讓一些實力雄厚的國有企業(yè)一見傾心。隨著電子工業(yè)的發(fā)展， 新一代的電子元器件及使用壽命進一步提高，體積減小，價格逐漸降低。二十世 紀八十年代末，第三代超聲波電源問世，即逆變電源，應用最新的 IGBT元件， 新的超聲波電源具有體積小，可靠性高，壽命長等特點，清洗效率得以進一步的 提高，而價格也降到了大部分企業(yè)都能接受的程度。 在國民經(jīng)濟中，超聲波清洗對于提高產(chǎn)品質量，保證生產(chǎn)安全和設備的安全 運行，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率具有也別的潛在能力。因此，我國在近十年 來，對超聲波技術的研究與應用十分活躍。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 9 第 2 章 總體方案的設計 2.1 可編程控制器 可編程控制器（Programmabie Logic Controller，縮寫 PLC）是以微處理器 為基礎，綜合計算機、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝 置?？删幊炭刂破魇请S著技術的進步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉變，為適應多品種、 小批量生產(chǎn)的需要，而生產(chǎn)發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC 從 1969年 問世以來，雖然至今還 40年的時間，但由于其具有通用靈活的控制性能。簡單 方便的使用性能，可以適應各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動化個領域取 得了廣泛的應用。有人將它與數(shù)控技術、CDM/CAM 技術工業(yè)機械人技術并成為現(xiàn) 代工業(yè)自動化的四大支柱?？删幊炭刂破髟谖覈陌l(fā)展與應用已有 30多年的歷 史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛的應用到國民經(jīng)濟的各個工業(yè)生產(chǎn)領域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè) 裝備水平和技術能力的重要設備和強大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟的發(fā)展，努力 發(fā)展可編程控制器在我國的大規(guī)模應用，形成具有自主知識產(chǎn)權的可編程控制器 技術，應該是廣大技術人員努力的方向。 PLC生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品的結構也個不相同，但其基本的結構構成是一樣的， 都采用計算機結構，如圖 2-1所示，都以微處理器為核心，通過硬件和軟件的共 同作用來實現(xiàn)其功能。PLC 主要有六部分構成CPU 即中央處理器、存儲器輸入 輸出、接口電路、電源、外設接口、輸入輸出擴展口。 CPU 是 PLC的核心和控制指揮中心，主要有控制器、運算器、和寄存器組成 并集成在一塊芯片上。它通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲器、輸入輸 出接口電路相連，完成信息的傳遞、轉換等。 存儲器主要用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。根據(jù)存儲器在系統(tǒng)中的作 用可將其分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。 輸入輸出接口電路是 PLC與現(xiàn)場的 I/O設備相連接的部件。PLC 將其輸入信 號轉換為 CPU能夠接收和處理的信號，通過用戶程序的運算把結果通過輸出模塊 輸出給執(zhí)行機構。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 10 圖 2-1 PLC 結構示意圖 2.1.1 PLC 的發(fā)展歷程 在可編程控制器出現(xiàn)以前，在工業(yè)電氣控制領域中，繼電器控制占主導地位， 應用十分廣泛。但電器控制系統(tǒng)存在著控制系統(tǒng)的體積大、可靠性低、查找和排 除故障困難等缺點，特別是其接線復雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應性差。 1968年美國通用汽車公司為了適應汽車型號不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的 需要，實現(xiàn)小批量，多品種的生產(chǎn)需要，于是設想將計算機功能強大、靈活、通 用性好等優(yōu)點與電氣控制系統(tǒng)簡單易懂、價格便宜等優(yōu)點結合起來，制成一種通 用的裝置，而且這種裝置的面向控制過程、面向問題的“自然語言”進行編程， 使不熟悉計算機的人也能很快的掌握使用。 1969年美國數(shù)字設備公司根據(jù)通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上 第一臺可編程控制器，并在通用汽車的自動裝配線上試用，取得良好的效果，從 此這項技術迅速的發(fā)展起來。 早期的可編程控制器僅有邏輯運算、定時、計數(shù)等順序控制功能，只是用來 取代傳統(tǒng)繼電器控制，通常稱為可編程邏輯控制器，隨著微電子技術和計算機計 數(shù)的發(fā)展，20 世紀 70年代中期的微處理器應用到 PLC中，使 PLC不僅具有邏輯 的控制功能，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)傳遞和數(shù)據(jù)處理等功能。 20世紀 80年代后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術的迅速發(fā) 展 16位和 32位微處理器應用于 PLC中，使 PLC得到迅速的發(fā)展。PLC 不僅控制 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 11 功能增強，同事可靠性提到，功耗、體積減小，成本下降，編程和故障的檢測更 加的靈活方便，而且具有通信聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖像顯示等功能，使 PLC真正成 為具有邏輯控制、過程控制、運算控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能控制器。 2.1.2 PLC 的發(fā)展趨勢 從當前的技術性能上來看，PLC 發(fā)展仍然主要體現(xiàn)在體積的縮小與性能的提 高兩大方面。 1. 體積小型化。電子產(chǎn)品體積小型化是微電子技術發(fā)展的必然結果?，F(xiàn)代 PLC無論是從內(nèi)部元件組成上還是硬件、軟件結構都已經(jīng)與早期的 PLC有了很大 的不同，PLC 體積被大幅度的縮小。 2. 性能的提高。PLC 的大性能主要包括 CPU性能與 I/O性能兩大方面。 可編程控制器在我國的發(fā)展狀況如下： 1. 我國可編程控制器的發(fā)展與國際上的發(fā)展有所不同，國際上可編程控制器 的發(fā)展是從研發(fā)、開發(fā)、生產(chǎn)到應用，而我國的則是從成套的設備引進、可編程 控制器引進應用、消化移植、合資生產(chǎn)到廣泛的應用。 2. 政府重視 可編程控制器的發(fā)展得到了政府的高度重視，在當時的機械電子工業(yè)部的領 導下，與 1991年成立了可編程控制器行業(yè)協(xié)會?？删幊炭刂破餍袠I(yè)協(xié)會在政府 和企事業(yè)單位之間起到了橋梁的作用，溝通了情況，為做出決策提供了依據(jù)。同 時可編程控制器的標準化也得到了有關部門的重視，于 1993年成立了可編程控 制器標準化技術委員會，為我國可編程程序孔子和氣的進一步發(fā)展打下了基礎。 2.1.3 PLC 的應用 1. PLC的應用領域 PLC的初期由于其價格高于繼電器控制裝置，使得其應用受到限制。但是最 近的十多年來，PLC 的應用面越來越廣，其主要的原因是:一方面由于微處理器芯 片及有關元件的價格大大下降；另一方面 PLC的功能大大增強，它也能解決復雜 的計算和通信問題目前 PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化 工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。常分為 5 種類型：順序控制；運動控制；過程控制；數(shù)據(jù)處理；通信網(wǎng)絡。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 12 2. PLC在我國的應用 雖然我國在 PLC生產(chǎn)方面比較弱，但是在 PLC應用方面，我國是很活躍的， 幾年來每年約有新投入 10萬臺套 PLC產(chǎn)品，年銷售額 30多億人民幣，應用的行 業(yè)很廣。 在我國，一般按 I/O點數(shù)將 PLC分為以下級別（但不絕對，國外分類有些區(qū) 別）： 微型：32 I/O 小型：256 I/O 中型：1024 I/O 大型：4096 I/O 巨型：8192 I/O 在我國應用的 PLC系統(tǒng)中，I/O64 點一下的 PLC銷售額占整個 PLC的 47,64 點到 256點的占 31，合計占整個 PLC銷售額的 78。 2.2 超聲波清洗生產(chǎn)線 整個清洗工藝為:上料、溫熱浸洗、超聲清洗、防銹液噴淋清洗、強風吹干、 烘道烘干、下料。 工件用籃筐盛放，多件一次清洗。帶吊鉤籃筐通過橫桿懸掛在雙鏈式清洗傳 動鏈上，清洗傳動鏈由電動機、減速器、鏈輪、鏈條傳動，完成工件在各清洗工 作槽間的傳送。清洗完的工件自動輸送到烘道傳動鏈上，烘干后自動輸出。工藝 中的上料和下料的過程均為手工操作。 溫熱浸洗槽、超聲粗清洗槽中盛有清洗液，清洗液為循環(huán)式，分別由泵將各 自貯液槽中的清洗液經(jīng)過濾器過濾后由管道送到工作槽中。為使清洗槽液面上的 浮動油脂和污物排出槽外，清洗槽上部設有滋流槽，且底部設有排水坡度。為增 加清洗效果，各工作槽底裝有電加熱裝置，使清洗液在一定溫度下完成清洗，溫 度由溫度控制器控制并顯示，當溫度到達設定值時，自動停止加熱 2.2.1 各清洗工藝說明 1. 溫熱浸洗工件在 50600清洗液中浸泡，完成工件的初洗。其目的是縮 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 13 短超聲波清洗時間，提高清洗質量。 2. 超聲清洗清洗槽底部裝換能器，外接超聲波發(fā)生器，使清洗液在 4050下對工件進行超聲清洗。 3. 防銹液噴淋清洗泵將噴淋貯液槽內(nèi)的防銹液抽出，通過噴嘴噴洗工件。一 是去除工件表面的清洗液，二是對工件進行防銹處理。以便于保證工件裝配精度， 防銹延長工件使用壽命。 4. 強風吹干噴淋清洗后的工件表面有大量水珠，若直接放人烘道烘干，則時 間過長，同時水珠烘干后在工件表面會留下水印。因而在吹干槽內(nèi)，由風機吹干 工件表面水分，再進入烘道烘干。 5. 烘道烘干烘道內(nèi)設電加熱管，外敷保溫材料，通過離心風機底部送風，頂 部吸風，形成熱風循環(huán)，使烘道內(nèi)的溫度勻布。溫度 30120可調(diào)(根據(jù)工件而 定)，由溫度控制器自動控制。 在多步超聲波清洗生產(chǎn)線上，工件的上料、下料為手動操作，工件在懸掛式 傳送鏈上和烘道傳動鏈上按一定的生產(chǎn)節(jié)拍在清洗工位間自動傳送，由 PLC控制 完成從清洗到烘干的全過程。 PLC的控制系統(tǒng)設計步驟如圖 2-2所示 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 14 圖 2-2 PLC 設計步驟 2.3 各設計方法介紹及選擇 1. 經(jīng)驗設計法：是在一些典型應用程序基礎上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的 要求，選用一些應用程序進行適當?shù)慕M合、修改和完善，使其成為符合控制要求 的程序。采用這種方案，設計的梯形圖較為簡潔，但各狀態(tài)之間相互牽扯，相互 影響。因此，這種方案設計程序顯得脈絡不清，前后相互影響，容易出問題。 2. 順序功能圖法：用梯形圖及指令表的方式編程深受廣大電氣技術人員的歡 迎。但對于一個復雜的順序控制程序，由于內(nèi)部聯(lián)鎖，互動關系復雜，其梯形圖 往往長達數(shù)百行。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 15 3. 使用 STL指令編程的方法：這種方法是計算機程序設計師常用的設計方法。 它用方圖框描述控制過程，方框代表動作，圓圈代表起始位與終了位，連線代表 方向，短線代表狀態(tài)轉換條件。這種圖可以把控制對象的工作狀態(tài)及控制過程清 晰的表示出來。使用此方法能迅速的編出復雜的程序，是一種優(yōu)越的程序設計方 法，但使用這種方法編寫的程序較長。 4. 清晰性、可讀性才是最關鍵的，而程序的長短并不重要，因此，選用 STL 指令編程的方法設計控制系統(tǒng)的程序，這樣便于在梯形圖中發(fā)現(xiàn)問題，使系統(tǒng)的 可靠性更高。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 16 第 3 章 超聲波清洗生產(chǎn)線的系統(tǒng)設計 3.1 程序控制要求 清洗生產(chǎn)線上要求有兩套的控制方法，一面在自動控制時出現(xiàn)問題是不能及 時修復而影響產(chǎn)量，在自動控制程序出現(xiàn)問題時可以選擇手動控制。 生產(chǎn)線上的上料和下料的工作是有人工完成的，從工件的上線開始有機器自動運 行。 (1) 手動控制：當生產(chǎn)開始時可以選擇手動控制和自動控制各個工藝的 進行。 (1) 自動控制：用 PLC控制清洗生產(chǎn)線的清洗工作。全程序循環(huán)： 當整個清洗的過程有程序自動控制時，在啟動程序開始后要有 8秒的延時， 以便為了使生產(chǎn)線的設備安全啟動穩(wěn)定運行。之后要把要清洗的工件自動的運送 到清洗位置，8 秒鐘后開始清洗動作，完成整個清洗生產(chǎn)線的核心功能超聲波清 洗的動作。清洗完成之后要把工件上的清洗液清理干凈噴淋 2分鐘，噴淋后為了 不讓工件上留下印記一面影響機密零件的安裝精度要用強風吹兩分鐘把工件表面 吹干后在進入烘道內(nèi)烘干工件，烘干后有烘道電機傳送出工件完成整個的清洗工 作，完成之后延時 10秒的時間進如程序的下一個循環(huán)。 3.2 硬件設計 在超聲波清洗生產(chǎn)線上，清洗傳動、烘道傳動、烘道風機、強風吹干、噴淋 防銹、超聲波這些由 PLC控制。而清洗工作槽中清洗液的過濾，可根據(jù)實際使用 情況，定期過濾，因此可不由 PLC控制。 在清洗生產(chǎn)線上，為使工件籃在各清洗槽中準確、可靠定位，在手工上料室 內(nèi)設置一接近開關，使其感應到傳送鏈上的橫桿后，自動停止傳動。為方便調(diào)整， 系統(tǒng)設置了自動/手動 2種工作方式?？删幊炭刂破鬟x用日本三菱公司 FX2N- 48MR。表 3-1為輸人、輸出信號及其地址編號。各控制開關輸人信號均以常開觸 點直接與輸入端子相連，PLC 內(nèi)部提供 220V交流電源。各輸出信號與交流 220 V 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 17 的各控制接觸器相連。 3.2.1 PLC 地址分配 分析生產(chǎn)線的工作及控制過程，真?zhèn)€生產(chǎn)線的運行過程中需要以下的幾個控 制點，手動和自動的轉換開關，自動啟動按鈕、接近開關，由于兩套的控制手動 控制時必須有各個電機的控制開關，有清洗傳動的啟停按鈕、烘道傳動的啟停按 鈕、烘道風機起停按鈕、噴淋泵啟停按鈕、吹風機啟停按鈕、超聲波的啟停按鈕。 生產(chǎn)清洗過程中零件的上料和下料時人工的裝卸方式。根據(jù)工藝要求確定了 PLC 的輸入點數(shù)、輸出點數(shù)。 具體 I/O分配及地址如表 3-1所示。 表 3-1 輸入、輸出信號及其地址編號表 名稱 輸入功能信號功能 編號 SA SB1 SQ1 SB8 SQ2 SQ3 KA1 SB4 SQ4 SB10 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SA1 手動/自動轉換開關 自動啟動按鈕 接近壓合開關 加熱按鈕 上限位開關 蓋和開關 溫控開關 停止按鈕 烘道限位 手動啟動 清洗傳動啟停按鈕 烘道傳動起停按鈕 烘道風機啟停按鈕 噴淋泵起停按鈕 吹風機啟停按鈕 超聲波啟停按鈕 開機程序啟動 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 名稱 輸出功能信號功能 編號 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 18 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 HL1 HL2 KM10 KM11 KM12 HL3 清洗傳動電動機控制接觸器 烘道傳動電動機控制接觸器 烘道風機電動機控制接觸器 噴淋泵電動機控制接觸器 吹風機電動機控制接觸器 超聲波啟?？刂平佑|器 自動運行指示燈 手動運行指示燈 交流接觸器 清洗傳動向上 加熱控制接觸器 結束指示燈 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y8 Y9 Y11 3.2.3 PLC 選型 1. 物理結構選擇：整體/模塊式 2. I/O點數(shù)確定：I/O 點數(shù)共 16，按留有 1020余量規(guī)則選用 24點數(shù)的 PLC，選用 FX2N-48MR型 PLC它的輸入輸出點數(shù)均為 24，工作電壓為 220V，50Hz/60Hz； 3. 存儲容量的選擇：PLC 程序存儲器的容量的容量通常以字或步為單位，按 一下的經(jīng)驗公式程序容量： 程序容量=K*總輸入點數(shù)/總輸出點數(shù) （這里 K取值 6） 所以 程序容量=6*16/3=32 3.3 PLC 程序的設計 PLC程序設計中根據(jù)項目要求的工藝和所選用的 PLC型號，分配 I/O接口的 地址編號，在此基礎上分析自動清洗生產(chǎn)線畫出工作在狀態(tài)圖。分析系統(tǒng)中需要 的計時器，選擇不同的計時器，并設定每個計時器的功能，并列出表格。 根據(jù)具體要求設計繪畫出系統(tǒng)的順序功能圖和 I/O的接線圖。之后根據(jù)順序 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 19 功能圖及 I/O的分配情況設計繪畫出系統(tǒng)程序的梯形圖，最后根據(jù)梯形圖完成程 序清單。 程序中運用到的中間狀態(tài)和電器元件如表 3-2所示 表 3-2 中間狀態(tài)元件及電器元件 電器元件名稱 功能 MO M1 M2 FU1FU10 程序自動運行 程序結束 進入手動程序 熔斷器 3.3.1 設計工作狀態(tài)圖 根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的要求，了解系統(tǒng)的工藝要求，根據(jù)工藝要求確定的 PLC輸入 輸出點數(shù)表 3-1所示，在此基礎上畫出工藝要求的工作狀態(tài)圖。如圖 3-1所示。 圖 3-1 超聲波清洗生產(chǎn)線自動工作狀態(tài)圖 在程序開始之前，必須使各個開關按鈕斷開，使自動按鈕 SB1接通，選擇自 動控制狀態(tài)。 按下按鈕 SB1后，超聲波和烘道風機啟動并且進如自保狀態(tài)，準備開始進入 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 20 正常的工作狀態(tài)，系統(tǒng)進入自動運行的程序中。計時器 T0開始計時 8秒后輸出 Y0，清洗傳動電動機控制接觸器閉合清洗傳動電動機開始工作完成傳動動作。在 超聲波清洗動作開始時一定要蓋上清洗池的蓋子以確保機器和工人的人身安全。 當工件傳送到位之后將碰到接近開關 SQ閉合，閉合之后計時器 T1開始計時， 計時 7秒。之后超聲波開始清洗工作并且計時器 T2、T3、T4 開始計時開始分別 是計時 3分、2 分、2 分，噴淋吹風機電動機的接觸器 Y3、Y4 閉合開始工作，完 成超聲波清洗 3分鐘的動作和噴淋 2分鐘強風吹兩分鐘的動作。 清洗工作完成后將進入烘道內(nèi)，烘干工件，烘道傳動 Y1開始工作，傳送出 工件。再有計時器 T5計時 10秒，進入下一個循環(huán)。順序功能圖如圖 3-2所示。 圖 3-2 順序功能圖 3.3.2 I/O 接線及定時器 根據(jù)輸入輸出信號的地址分布和超聲波清洗生產(chǎn)線的自動工作狀態(tài)分析， I/O接線如圖 3-3所示，各定時器的功能如表 3-3所示。 表 3-3 各定時器的計時時間及功能 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 21 定時器 定時時間 功能 T0 T1 T2 T3 T4 T5 8s 7s 180s 120s 120s 10s 計時 10 秒讓超聲波和烘道電機正常啟動工作 延時 7 秒的時間讓清洗傳動停止，工件懸停 清洗工件時間計時 3 分鐘后超聲波清洗完成 噴淋計時 2 分鐘后結束噴淋動作 吹強風計時 2 分鐘后吹風結束 延時計時，讓烘道傳送出工件后停止，更換新工件 圖 3-3 I/O 接線圖 3.3.3 系統(tǒng)梯形圖的設計 主電路電氣原理圖的設計及元器件，電機、接觸器等，電路圖如圖 3-4所示。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 22 圖 3-4 主電路電器原理圖 根據(jù)以上所述的設計思想及所選擇的設計方法、所選擇的 PLC型號及它們的 地址分配關系以及定時器的各自作用，設計繪畫出程序梯形圖。 該程序分為兩大部分，第一部分是自動的程序控制生產(chǎn)線清洗工作，第二部 分是手動的控制生產(chǎn)線的清洗工作。當自動運行時按下啟動按鈕和選擇自動運行， 啟動超聲波以及各電機使它們進入工作狀態(tài)并自保，并且運輸工件到一定的清洗 位置以便于清洗工作的進行，使系統(tǒng)有靜止狀態(tài)平穩(wěn)安全的過渡到系統(tǒng)的正常的 工作狀態(tài)，確保整個系統(tǒng)的安全啟動。然后完成清洗的過程，還有要把工件進行 一些清洗后的處理像噴淋烘干這些程序。這部分程序中完成超聲波清洗 3分鐘， 噴淋 2分鐘，強風吹 2分鐘，及傳出工件的動作并完成傳動和清洗之間的延時過 程。最后把工件運送出清洗容積和結束噴淋烘干的工作，并進入程序的循環(huán)進行。 自動控制程序的梯形圖如圖 3-5所示 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 23 圖 3-5 程序中自動控制部分的梯形圖 當選擇手動控制的時候，生產(chǎn)線清洗的工作要靠人工的按照操作面，上的各 個控制按鈕來操作完成，這部分梯形圖如圖 3-6 所示 首先應按下手動控制按鈕，上料后按下向下傳動按鈕把工件傳送到固定位置， 然后按下加熱按鈕給清洗液加熱讓工件完成加熱浸洗的過程，完成這些之后啟動 超聲波清洗按下清洗按鈕，清洗完成后按下向上傳送的按鈕使工件運送到噴淋的 工作位置，然后依次的進行吹風烘干的過程，最后打開清洗槽的蓋子傳送出工件 完成整個清洗過程的手動操控。這部分程序的梯形圖如圖 3-6 所示 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 24 圖 3-6 清洗生產(chǎn)線手動控制部分的梯形圖 3.4 語句表 LD X16 LDI X7 ANDI T5 OUT Y10 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 25 LD Y10 OUT T0 K80 OUT Y5 OUT Y2 LD X0 OR Y10 ZRST S20 S25 LD X1 AND X16 AND X15 AND T0 OUT M0 LD X0 OUT Y7 LD X16 OUT Y6 LD M0 SET S0 STL S0 SET S20 STL S20 LDI X2 OUT YO LD X2 AND X6 OUT Y9 OUT T1 K70 LD X2 AND T1 SET S21 STL S21 LD X5 OUT T2 K1800 AND T2 SET S22 STL S22 OUT Y8 OUT T1 K70 LD X4 AND T1 SET S23 STL S24 LD X5 OUT T3 K1200 AND T3 OUT Y3 AND T3 SET S24 STL S24 LD X5 OUT Y4 OUT T4 K1200 AND T4 SET S25 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 26 STL S25 LDI X8 OUT Y2 LD X8 OUT T5 K100 RST S25 SET M1 LD M1 OUT Y11 LDI T5 RST M2 LD T0 AND X0 AND Y10 OUT M2 LD X10 OR Y0 ANDI X2 OUT Y0 LD X3 OR Y9 AND X2 ANDI KA1 OUT Y9 LD X2 OUT T1 K70 LD T1 OUT T2 K1800 AND X5 OR Y5 ANDI T2 OUT Y5 LD X13 OUT T3 K1200 LD X13 OR Y3 ANDI T3 OUT Y3 LD X4 OUT T4 K1200 LD X14 OR Y4 ANDI T4 OUT Y4 LD X11 OR Y1 ANDI X8 OUT Y1 LD Y1 OUT T5 K100 LD T5 OUT M2 END 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 27 3.5 操作面板的設計 根據(jù)上述的系統(tǒng)工作方式，操作面板需要有手動和自動的操作選擇開關。使 用手動工作方式的時候需要各個工藝過程的按鈕如圖 3-6所示 圖 3-4 系統(tǒng)控制面板 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 28 第 4 章 系統(tǒng)的檢測與調(diào)試 4.1 檢測與調(diào)試 （1）硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測試儀器（萬用表、示波器 等） ，檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動態(tài)調(diào)試兩 步進行 靜態(tài)調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時的一種硬件檢測。 第一步：目測。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點。 第二步：用萬用表測試。先用萬用表復核目測中有疑問的連接點，再檢測各 種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 第三步：加電檢測。給版加電，檢測所有的插座或是器件的電源端是否符合 要求的值。 第四步：聯(lián)機檢查。因為只有用可編程控制器開發(fā)系統(tǒng)才能完成對用戶系統(tǒng) 的調(diào)試 動態(tài)調(diào)試 動態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件 內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯誤等的一種硬件檢查。動態(tài)調(diào)試一般方法是由近及遠、 由分到合。 （2）軟件調(diào)試：軟件調(diào)試時通過對用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序 中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正過程。編制程序后，編輯，查看程 序是否有邏輯的錯誤。如果出現(xiàn)故障，應返回編程環(huán)境，檢查梯形圖的錯誤并修 改再進行調(diào)試，如此反復直到調(diào)試成功為止。 4.2 清洗生產(chǎn)線的使用維護 4.2.1 清洗生產(chǎn)線正常的工作 （1）連接好清洗槽與發(fā)生器之間的電纜； 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 29 （2）將清洗液倒入清洗槽中（倒入清洗液的量就為放入工件時，液面的位 置約為整體的四分之三為佳） ； （3）將工件放入籃筐，自動運送到清洗槽中； （4）打開電源開關； （5）選擇手動或者自動的工作方式，開機； 4.2.2 注意事項 （1）在清洗槽中倒入清洗液或者清水時，嚴禁開機，否則可能損壞儀器，影響 生產(chǎn)線的正常工作； （2）電纜的連接器在使用前必須確定連接頭是否受潮，如果有受潮現(xiàn)象，應先 處理干燥后，方可使用； （3）請勿將清水或者清洗液流到超聲波發(fā)生器中，以避免造成超聲波發(fā)生器的 損壞。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 30 結論 本設計所做的主要工作有： 1. 總體方案的確定。 經(jīng)綜合考慮，確定采用 PLC控制清洗生產(chǎn)線的控制方法，清洗工作用目前最 先進的超聲波清洗技術，PLC 的編程方法根據(jù) PLC編程的清晰性、可讀性的要求 采用 STL指令編程的方法設計控制系統(tǒng)的程序，這樣便于在梯形圖中發(fā)現(xiàn)問題， 使系統(tǒng)的可靠性更高。 2. PLC程序具體的編制 根據(jù)工藝要求選擇適合的 PLC型號，設計出生產(chǎn)線工作的順序功能圖，進 而完成最終梯形圖的設，根據(jù)梯形圖編寫程序清單。 由于設計者的水平有限，有許多的問題需要改善，有很多需要改進的地方， 比如說系統(tǒng)的報警系統(tǒng)，這樣能使整個生產(chǎn)線能更安全的運行，保證人和機器的 安全，體現(xiàn)人本化的設計思想。 綜上，通過近三個月的畢業(yè)設計，經(jīng)過資料的收集、方案的選擇比較和論證， 到分析計算，再到工程圖紙的繪制以及畢業(yè)設計論文的撰寫等各個環(huán)節(jié)，我對大 學三年所學的知識有了一個深層次的理解，同時對工程的理解更加深刻和準確。 洛陽理工學院畢業(yè)設計論文 31 謝 辭 本次畢業(yè)設計工作是在黨保華老師的耐心指導和悉心關懷下完成的。他那豐 富的專業(yè)知識和經(jīng)驗以及對專業(yè)孜孜不倦的敬業(yè)態(tài)度讓我感觸很深。他給予了我 們充分的指導，并且還培養(yǎng)了我們獨立思考問題的能力。從他身上,我不僅學到 了很多專業(yè)方面的知識,還學到了一種嚴謹?shù)那笾?。所有這些都將成為我們 以后繼續(xù)學習的榜樣。為此，學生對您表示衷心的感謝和深深的敬意！ 同時在設計的過程中，很多的同學和老師給予了我很大大的幫助。沒有他們 的支持，我的設計不可能這樣順利的完成。在此，感謝周玉陽、李飛等同學對我 的關心與幫助。 洛陽理工學院畢業(yè)設計論文 32 參考文獻 1 廖常初.可編程控制器的編程方法與工程應用.重慶：重慶大學出版社， 2001.2 2 李樹雄.可編程控制器原理及應用教程.北京：北京航空航天大學出版社， 2003.9 3 郭艷萍.電氣控制與 PLC 技術.北京：北京師范大學出版社， 2007.2，140.200 4 張進秋.可編程控制器原理與應用實例.北京：機械工業(yè)出版社，2004.2 5 康華光.電子技術基礎數(shù)字部分.北京：高等教育出版社，2000.7 第 4 版 6 周恩濤.可編程控制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應用.北京：機械工業(yè)出版 社，2003.2 7 孫振強.可編程控制器及應用教程.北京：清華大學出版社，2005.3 8 梁景凱.機電一體化技術與系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社，1999.5 9 陳永甫.電子電路智能化設計實例與應用第二集.北京：電子工業(yè)出版社， 2002.8 10 赫光發(fā).電工工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，1999.12 第 3 版 11 汪曉光、王艷丹、孫曉瑛.可編程控制器原理及應用.北京：機械工業(yè) 出版社，1994 12 鐘肇新、彭侃.可編程控制器原理及應用.廣州：華南理工大學出版社， 1992 13 孫同景、徐蹲.可編程控制器應用基礎.山東：山東大學出版社，1996 14 張漢杰.現(xiàn)代電器控制技術.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1996 15 陳宇.可編程控制器基礎及編程技巧.廣州：華南理工大學出版社， 1999 16 http：/www.mu- (現(xiàn)代超聲) 17 http：/ （中國工控網(wǎng)-中國工業(yè)控制及自動化領 域） 洛陽理工學院畢業(yè)設計論文 33 外文資料翻譯 Programmable Logic Controllers (PLC), a computing device invented by Richard E. Morley in 1968, have been widely used in industry including manufacturing systems, transportation systems, chemical process facilities, and many others. At that time, the 洛陽理工學院畢業(yè)設計論文 34 PLC replaced the hardwired logic with soft-wired logic or so-called relay ladder logic (RLL), a programming language visually resembling the hardwired logic, and reduced thereby the configuration time from 6 months down to 6 days Moody and Morley, 1999. Although PC based control has started to come into place, PLC based control will remain the technique to which the majority of industrial applications will adhere due to its higher performance, lower price, and superior reliability in harsh environments. Moreover, according to a study on the PLC market of Frost and Sullivan 1995, an increase of the annual sales volume to 15 million PLCs per year with the hardware value of more than 8 billion US dollars has been predicted, though the prices of computing hardware is steadily dropping. The inventor of the PL The objective of this thesis is to develop a systematic software design methodology for PLC operated automation systems. The design methodology involves high-level description based on state transition models that treat automation control systems as discrete event systems, a stepwise design process, and set of design rules providing guidance and measurements to achieve a successful design. The tangible outcome of this research is to find a way to reduce the uncertainty in managing the control software development process, that is, reducing programming and debugging time and their variation, increasing flexibility of the automation systems, and enabling software reusability through modularity. The goal is to overcome shortcomings of current programming strategies that are based on the experience of the individual software developer. A systematic approach to designing PLC software can overcome deficiencies in the traditional way of programming manufacturing control systems, and can have wide ramifications in several industrial applications. Autom