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1、摘 要本课题利用所学到的PLC和电气控制方面的知识，设计一个可以实现自动控制的液压系统。本课题可以说是对液压机的一种新的改进，引进PLC使液压机实现了从控制到故障检测的全自动化。因此，用PLC设计液压机的电气控制系统，不仅保留了其原有功能，还能增加自动操作等功能，且系统稳定、可靠、柔性好,易推广。关键字：电动机，PLC，电气控制AbstractThis subject learned by PLC and electrical control knowledge, one can realizethe automatic control design of the hydraulic syst
2、em. This topic is on a new improved hydraulic press, introduced PLC to control to realize from the fault detection automation. Therefore, the use of PLC design hydraulic electric control system, not only to retain its original function, still can increase automatic operation and so on the function,
3、and the system is stable, reliable and flexible, easy extension.ls.Keywords: hydraulic machine, PLC, electric control, 目 录摘 要IAbstractII目 录III1. 绪论11.1课题的技术背景11.2课题研究的目的和意义21.3 PLC的发展状况31.4设计内容62. 自动控制系统软件设计212.1 PLC各信号模块地址分配212.1.1 CPU模块212.1.2数字量输入模块212.1.3数字量输出模块222.1.4模拟量输入模块222.3程序流程图设计232.4实现系
4、统功能梯形图说明25正常工作时25故障时25.液压机自动控制系统的调试264.1液压机硬件系统调试264.2液压机系统软件调试26.结论28.致谢29参考文献30附录31附录一：液压机五电机电气主接线图31附录二：液压机手动控制电气主接线图32附录三：液压机五电机电气主接线图33 课题研究背景及意义美国、日本、德国、意大利是世界上包装机械四大强国。美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械业体系，其品种和产量均居世界之首。10多年来，美国始终保持着世界包装机械生产和消费大国的地位。其产品以高、大、精、尖产品居多，且大多数采用计算机控制，使包装机械向高速度、高效率、高质
5、量的方向发展。对商品包装材料所需的温度、湿度、强度、电压和包装的数量等都编成程序输入电脑，进行自动控制。这不仅可以提高包装机械的使用效率，提高包装机械的精密度和准确度，同时还能大大减轻操作人员的劳动强度。 日本的包装机械制造厂以中小企业为主，包装机械的品种齐全，产品品种近500种，规格有700多个。包装机械以中小型单机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点。90年代以来，已将变频调整、光电追踪、无触点电子开关、动态数据显示等技术运用在包装机械中,日本包装机械大部分用于食品包装领域。 德国、意大利、英国、瑞士和法国等，都是世界上很重要的包装机械生产国家。欧洲各国包装机械
6、业的一个共同特点，是出口比例（出口额占产值的比例）都很大。德国的包装机械在计量、制造、技术性能等方面居领先地位，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点，享誉全球一些大公司生产的包装机械集机一电一仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。其大型自动包装机不仅包装容积大，而且能集制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出口比例占80左右，德国是世界上最大的包装机械出口国。意大利是继美国、日本、德国之后的世界最大的包装机械生产国，又是仅次于德国的第二大包装机械出口国。意大利的包装机械多用于食品
7、工业，具有性能优良、外观考究、价格便宜的特点。 目前，国际包装机械竞争日趋激烈，在功能上集物料自动输送、称重、自动控制和信息处理等为一体，在技术上集机、电、仪及微机控制于一体的综合性包装系统是现在包装机械技术发展与应用的前沿，它以高效、环保、低能耗等显著特点，正逐渐成为包装机械发展的主流。未来包装机械应配合产业自动化趋势，朝研发技术、人才及发展更高速包装机等方向进行。 国外包装机械行业将朝着高自动化、高生产率等方向发展： ( 1 ) 高自动化未来包装机械产业将配合产业自动化趋势，朝着四个方向发展：一是机械功能多元化。工商业产品己趋向精致化及多元化，在大环境变化趋势下，多元化、弹性化且具有多种切
8、换功能的包装机种类方面能适应市场需求。二是结构设计标准化、模组化。充分利用原有机型模组化设计，可在短时间内转换新机型。三是控制智能化。目前包装机械厂家普遍使用PLC控制器，虽然PLC弹性很大，但仍未具有电脑所拥有的强大功能。未来包装机械必须具备多功能、调整操作简单等条件，基于电脑的智能型仪器将成为包装控制器的新趋势。四是结构高精度化。结构设计及结构运动控制等决定着包装机械性能的优劣，未来包装机械可通过电机、编码器及数字控制（NC）等高精密控制器来完成，并适度地做产品延伸。 ( 2 )高生产率包装机械厂商越来越注重开发快速、成本较低的包装设备，未来的发展趋势是设备更小型、更灵活机动、多用途、高效
9、率。此趋势还包括节约时间、降低成本，因此包装界所追求的是组合化、简洁化、可移动的包装设备。在包装机械自动化方面，自动化操作程序已获得广泛应用，如：PLC设备、数据收集系统等。 ( 3 )配套性只重视主机生产，而不考虑配套设备完整，将使包装机械应有的功能不能发挥出来。因此开发配套设备，使主机的功能得到最大的扩张，是提高设备的市场竞争力和经济性至关重要的因素。德国在为用户提供生产自动线或生产流水线设备时注重成套完整性，无论是高技术附加值还是较简单的设备门类，都按配套性要求提供。 ( 4 )简便性未来包装机械必须具备多功能、调整操作简单等条件，基于电脑的智能型仪器将成为各类包装控制器的新趋势。制造业
10、者与最终消费者将趋向购买操作简易且安装容易的包装机械，尤其是当前制造业大量裁员，对简易操作系统的需求将与日俱增。因此，要想在未来包装市场取得一席之地，高效率的客户服务与机械维修将是最重要的竞争条件之一。 ( 5 )广泛采用先进的设计方法和技术世界包装机械强国为适应市场不断变化的要求，广泛采用了先进的设计方法和设计技术。如可靠性设计、工业造型设计、并行设计、计算机辅助设计和计算机仿真设计技术等。 随着人类社会的进步，国民经济的发展，人民生活水平的提高，人们越来越重视包装的质量、品种类型，包装机械作为现代包装工业的基本设备，是商品生产和加工过程中必不可少的关键性技术设备，自动称重技术的发展为实现包
11、装机械的自动化提供了重要动力。进入21世纪，世界新科技革命发展的势头更加迅猛，电子信息技术进一步成为推动称重技术发展的重要引擎。称重系统已由一个单一的称重装置而逐渐的发展成为一个集物料自动输送、称重、自动控制和信息处理等功能为一体的综合性称重系统。自动称重技术已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务和商业销售领域中不可缺少的部分。面对日益激烈的市场竞争，在产品生产、加工过程中实现高速、准确的称重，有助于提高效率，节约资源，降低成本，而动态物流高速定量称重，也正是国际上一些对定量称重包装颇有研究的著名高校和衡器制造企业正在追逐的方向。本课题是为满足某些小型企业提高生产效率和市场竞争力，改
12、善员工工作环境的需求，基于企业现有设备改进而设计的一个自动称重与封装控制系统。以往这些小企业的生产设备仍采用继电接触控制系统，在从送料、称重、封装等生产过程中多处需要人工参与，且各个生产和加工设备是相互独立的，它一方面劳动强度大、速度慢、准确度差，生产效率和经济效益都很低；另一方面，粉粒状物料飞溅严重，工作环境恶劣，浪费大。因此，通过深入分析现有设备的技术特点并在借鉴国内外先进自动称重设备技术的基础上，对现有设备功能进行扩展，设计了一个自动称重封装系统，帮助这些小企业实现从多人工参与生产的半自动化到自动化生产的跨跃。也将对具有相似包装设备改造和升级提供理论依据和重要的参考价值。1.3 PLC的
13、发展状况个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机
14、技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控
15、制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控
