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装配流水线的模拟控制系统的设计

自主创新实践报告

设计题目装配流水线的模拟控制系统的设计

学生姓名惠志兵

专业电气自动化

班级0901

指导教师赵振荣

摘要 (1)

第一章装配流水线的模拟控制系统总体设计和主要特点 (2)

1.1基本概念 (2)

1.1.1 设计思路 (3)

1.1.2 原理方框图 (3)

第二章控制系统的硬件设计 (3)

2.1 单片机复位电路的设计与分析 (4)

2.1.1 单片机复位电路的设计 (4)

2.2.2 单片机复位后的状态的分析 (5)

2.2 电源电路的设计与分析 (6)

2.2.1 电源电路的设计 (6)

2.2.2 电源电路分析 (7)

2.3 电机控制电路分析与设计 (7)

第三章控制系统的软件设计 (8)

3.1 主程序设计 (8)

3.1.1 主程序的起始地址 (8)

3.1.2 主程序的初始化内容 (9)

3.1.3 代码转换程序 (9)

3.2 动态显示程序模块结构图 (9)

3.3 系统总程序设计 (10)

第四章系统的PCB板设计制作 (11)

4.1 电路图的绘制 (11)

4.2 PCB板的制作 (12)

4.2.1 打印 (12)

4.2.2 转印 (12)

4.2.3 蚀刻 (13)

4.2.4 钻孔 (13)

第五章系统的安装与调试 (14)

5.1 元件的识别与检测 (14)

5.2 元器件安装的基本要求与原则 (14)

5.2.1 元器件的安装要求 (15)

5.2.2 元器件的安装原则 (15)

5.3 系统调试与分析 (15)

设计总结 (17)

参考文献 (17)

致谢 (19)

附录 (20)

装配流水线的模拟控制系统设计

摘要

本论文介绍了装配流水线的模拟控制系统的设计与制作全过程。文章首先论述了设计装配流水线模拟控制系统的意义及思路，然后分析和设计了系统硬件的各单元电路，其内容包括：复位电路，电源电路、显示电路、电机驱动电路等，最后对系统的软件进行分析与设计。整个系统以AT89C51单片机为中央控制器件，用红外传感器实现对生产操作工序和产品计件的检测，用软件方法实现对步进电机的转停、加速、减速，从而实现对生产装配流水线的模拟控制。完成了传感技术和现代控制技术在此装配流水线中的应用。设计基本可以完成各种生产所需的逻辑控制，并可根据实际工业情况灵活软件升级。

关键词：装配流水线,单片机,传感器,步进电机

第一章装配流水线的模拟控制系统总体设计和主要

特点

本章重点阐述装配流水线的模拟控制系统的基本概念、设计思路、系统电路的原理框图。

1.1 基本概念

在大量生产中，为提高生产效率，保证产品质量，改善劳动条件，不仅要求机床能自动地对工件进行加工，而且要求工件的装卸、工序间的输送、加工精度的检测、废品的剔除等都能自动地进行。因此，把设备按工件的加工工序依次排列，用自动输送装置将它们联成一个体，并用控制系统将各个部分的动作协调起来，使其按照规定的动作自动地进行工作，这种自动化的加工系统就称为自动化生产流水线。

1.1.1 设计思路

根据设计要求，初步设计思路如下：

1）整个控制系统采用MCS-51系列单片机作为控制核心。

2）装配流水线上的各工序操作请求信号和计数请求信号的采集用红外传感器开关完成，操作工序用延时模拟。

3）流水线的计数显示采用四位一体的七段LED数码管，动态扫描方式。动态扫描的时间，由软件实现。

4）各工序操作请求和记数请求采用中断响应。其中对第一、第二工序操作占用外部中断，而对第三工序操作、计数响应由定时器计数中断。

5）LED数码管的段选码输入，由并行端口P0低四位产生；LED数码管的位选码输入，由并行端口P0的高四位产生。

6）电机的转速调整及系统功能的切换由按键控制，程序实现，信号从P1口输入。

7）电机的控制信号由P2口输出。

1.1.2 原理方框图

根据设计要求和设计思路，确定该系统的设计方案。如图1.1为该系统设计方案的硬件设计框图。硬件电路主要由控制单元、计数显示单元、检测部分、接口单元电路等组成。

第二章控制系统的硬件设计

为使装配流水线控制系统能够具有更好的实用性，并且具有更高的性能，需对该系统的硬件进行完整的设计。

该系统的硬件设计采用了模块化的设计方法。按实现的功能来分，可分为以下几个单元部分。其中，AT89C51单片机是整个电路的核心，它控制其他模块来完成各种复杂的操作。

复位电路

四路检测单元

图1.1 系统结构框图

时钟电路

系统电源段码驱动单元位码驱动单元

电机驱动单元

单片机

按键电路

2.1 单片机复位电路的设计与分析

2.1.1 单片机复位电路的设计

在51系列单片机中，在振荡器运行时，RST引脚上保持到少两个机器周期的高电平输入信号，复位过程即可完成。为响应这一不定期程，CPU发出内部复位信号。内部复位操作是在发现RST为高电平后的第二个周期进行的，并且此后每个周期都重复进行复位操作，直到RST变成低电平为止。针对复位电路对时间的需要，我们对上电复位电路进行设计。一般来讲，Vcc电源的上升时间不超过1ms，片内振荡器启动时间在10ms之内。在这种情况下，把RST引脚通10uF电容接到Vcc并同时经过10K电阻和地相连，就可获得上电自动复位的结果。其具体的复位电路如图2.1所示。

图2.1 复位电路

接通电源后，Vcc便对电容通过电阻进行充电。RST脚的电压等于Vcc与电容两端电压之差。在充电过程中，随着电容电压逐步趋于Vcc，RST引脚上之电压最终将接近于0。此过渡过程之长短取决于电阻和电容值的大小。10uF电容足可使RST脚上的电压在振荡器启振后尚有两个机器周期以上的时间保持高于施密特触发器的低门槛电平，从而使整个复位过程得以完成。

2.2.2 单片机复位后的状态的分析

单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器PC＝0000H，这表明程序从0000H地址单元开始执行。单片机冷启动后，片内RAM 为随机值，运行中的复位操作不改变片内RAM区中的内容，21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，见下表2.2。值得指出的是，记住一些特殊功能寄存

器复位后的主要状态，对于了解单片机的初态，减少应用程序中的初始化部分是十分必要的。

说明：表中符号*为随机状态；

PSW=00H，表明选寄存器0组为工作寄存器组；

SP＝07H，表明堆栈指针指向片内RAM 07H字节单元，根据堆栈操作的先加后进法则，第一个被压入的内容写入到08H单元中；

Po～P3＝FFH，表明已向各端口线写入1，此时，各端口既可用于输入又可用于输出；

IP＝***00000B，表明各个中断源处于低优先级；

IE＝0**00000B，表明各个中断均被关断；

A＝00H，表明累加器已被清零；

MCS-51系列单片机的复位是由RESET引脚来控制的，此引脚与高电平相接超过24个振荡周期后，51单片机即进入芯片内部复位状态，而且一直在此状态下等待，直到RESET引脚转成低电平后，才检查EA引脚是高电平或低电平，若为高电平则执行芯片内部的程序代码，若为低电平便会执行外部程序。

2.2 电源电路的设计与分析

2.2.1 电源电路的设计

稳压电源的输出电压U O（或电压可调范围U Omin~ U Omax）和最大输出电流I Omax是它的特性指标，这两个指标决定了该电源的适用范围，同时也决定了稳压器的特性指标以及如何选择变压器、整流管和滤波电容。而输出电阻、纹波电压、温度系数是稳压电源的质量指标，它们决定了稳压器的稳压系数、输出阻抗、温度系数和滤波电容的选择。

图2.3 系统电源电路

因为系统是由单片机直接控制处理，其稳定的电压对但片机来说是十分重要的，如图2.3所示我们设计的稳压电源，使系统能正常的工作。为了改善波纹特性,在稳压电源的输入端加接电容C2；在其输出端加接电容C4，C5，目的是为了改善负载的瞬态响应、防止自激振荡和减少高频噪声。

2.2.2 电源电路分析

三脚稳压块选择：该装置中的稳压块选用LM7805和LM7812集成稳压块。下面介绍LM7805的技术，LM7812系列集成稳压块主要技术参数和工作原理与LM7805的类似，这里就不再叙述。

LM7805系列集成稳压块主要技术参数：输入电压：DC3V～35V；最大输出电流：1.5A。LM7805系列稳压块封装：1脚为输入端，2脚为公共端，3脚为输出端。注意事项：引脚不能接错，公共端不能悬空；为防止过热应安装散热片，其内部原理图如图2.4所示，按图我们来分析其原理：在本设计中应输出电压为

Vo=5V，则当Vo＞5V时，T2的b极电压上升，进而T2的c极电压下降，进而T1的b极电压下降,进而T1的Vce极电压上升，进而Vo趋于5V；反之当Vo ＜5V时亦然。

图2.4 三端稳压电源内部电路图

2.3 电机控制电路分析与设计

由于MCS-51系列单片机输出只能驱动4个标准TTL电平的门电路，灌电流较大，能吸收20mA的灌电流，当输出负载较小时可以直接由单片机进行驱动，当输出控制设计成输出低电平驱动时，相对的带负载能力要强。而在这里，我们所接为感性负载步进电动机，因此不能直接由单片机进行直接驱动。选用L293芯片，L293是著名的SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。其后缀有B、D、E等，除L293E为20脚外，其它均为16引脚。其额定工作电流为1A，最大可达1.5A，VCC电压最小4.5V，最大可达36V；VDD电压最大值也是36V 其工作电流在2A以内，因此，为了与外接负载的匹配，设计电路如图2.5所示。

如表2.6所示是其使能、输入引脚和输出引脚的逻辑关系。

第三章控制系统的软件设计

系统软件的设计包括主程序的设计、LED 动态显示模块程序设计、电机转速设置程序设计、各中断服务程序设计组成。

3.1 主程序设计

主程序的内容一般包括：主程序的起始地址，中断服务程序的起始地址，有关内存单元及相关部件的初始化和一些子程序调用等等。

3.1.1 主程序的起始地址

MCS-51系列单片机复位后，（PC ）=0000H ，而0003H~002BH 分别为各中断源的入口地址。所以，编程时应在0000H 处写一条跳转指令。

输出

图2.5 电机控制电路

表2.6 L293D 引脚逻辑关系

当CPU接收到中断请求信号并予以响应后，CPU把当前的PC内容压入堆栈中进行保护，然后转入相应的中断服务程序入口处执行。一般应在相应的中断服务程序入口处写一条跳转指令，并以跳转指令的目标地址作为中断服务程序的其实地址进行编程。

3.1.2 主程序的初始化内容

所谓初始化，是对将要用到的MCS-51系列单片机内部部件或扩展芯片进行初始工作状态设定。MCS-51系列单片机复位后，除SP为07H，P0~P3口为FFH 外，其余给内存单元内容均为00H，所以应对IE、IP进行初始化编程，以开放CPU中断，允许某些中断源中断和设置中断优先级等。

在本系统设计中，使用了四个中断，即T0、T1、/INT0、/INT1。其中：

1）T0中断：采用记数溢出中断工作方式，完成对工序操作1的延时响应。

2）T1中断：采用记数溢出中断工作方式，完成对工序操作2的延时响应。

3）/INT0中断：采用外部中断工作方式，完成对工序操作3的延时响应。

4）/INT1中断：采用外部中断工作方式，完成对记数请求的响应。

同时还要对一些存储单元进行初始化，这些内容都需要在初始化程序中完成。

3.1.3 代码转换程序

人们日常习惯使用十进制数，而计算机的键盘输入、输出以及显示常采用二进制编码的十进制数（即BCD码）或ASCII码。因此，在程序设计中经常要进行代码转换。各种代码之间的转换十分有用，除了硬件逻辑转换之外，程序设计中采用算法处理和查表方式。

3.2 动态显示程序模块结构图

动态显示程序模块结构图如图3.1所示。

图3.1显示模块程序流程图

3.3 系统总程序设计

系统总程序设计清单见附录。

图3.2 计数中断程序流程图

第四章系统的PCB板设计制作

4.1 电路图的绘制

电路原理图的绘制分以下几个步骤：

1）在Protel99软件中先新建一个文档，把所需要的元件载入到文档里面。

2）再按照系统电路图绘制导线，把元件连接好。

3）通过电气检查如果没有错误，那么系统的电路图就绘制完成。

4.2 PCB板的制作

用Protel99设计好PCB板，认真检查正确无误以后就开始制作电路板．其过程包括打印、转印、蚀刻和钻孔四个主要制作工序。下面分别叙述制作过程。

4.2.1 打印

打印是一项非常重要的工序，直接关系着PCB板的质量，所以务必要认真做好这一工序。把准备好的热转印纸放入打印中，一定要注意光滑的一面向上。打开用Protel 99设计的EDA文件中的PCB文件，单击菜单栏中的“文件”，“打印设置”。弹出打印设置对话框，选择你已安装好的打印机型号，带“Final”的选项，表示分层打印。后带“Composite”的选项是组合打印。在这里我们选择“Final”分层打印选项，在打印设置对话框下面有三个按钮：“Print”、“options”、“Layers”。首先单击“options”按钮，弹出打印设置选项对话框，勾上“Show hole”选项显示焊盘孔。再单击“Setup”按钮，在大小选项中选择A4。在“来源”选项中，如果只装有一台打印机，可选用自动选择默盒。如安装有多台打印机的话就要选择你所想要打印的打印机纸盒。要是打印图纸是长方形的，而且比较大，可在方向选项中选择横向打印。设置好了“options”对话框之后单击确定即可。然后选择“Layers”板层选项，在这里我们制作的是单层板，所以在“Signal Layers”信号层选项中只选择“Bottom Layer”项。再选择“Mid Layer pads”项中的“Include unconnent”包含没有连接选项，设置好后单击确定。

4.2.2 转印

按设计好的PCB板大小裁板，这里要裁一块110mm×85mm的敷铜板，先用画笔按尺寸在敷铜板上画好边框。再用锯跟着画好的线路锯板。裁好后用水磨沙布把敷铜板的敷铜面打磨干净，冲洗干净，晾干。接上热转印机的电源，打开热转印机，将转印温度设置成150度。这样转印机开始慢慢加热。把打印好的转印

纸光滑的一面对上敷铜板的敷铜面，要注意四边留出的边宽度一样，对好后把要送进转印机转印的开头的一边打折。当热转印机的温度上升到150摄氏度的时候，小心把打了折的一面慢慢送进热转印机开始转印，手慢慢的用力往里推，要推到敷铜板确定已以进去的时候才放开手。转印好后，要等铜板上温度降低以后才能撕掉转印纸，否则将会使打印在上面的线条一并撕掉，但温度也不要太低，温度太低敷铜板和纸就帖得比较紧，很难撕掉，效果也明显不好。

4.2.3 蚀刻

转印好的线路板必须经过检查、修板，直至确认无误后便可以进行腐蚀了。蚀刻，有人亦叫“烂板”。这是指通过化学物质，把经过印刷的敷铜板的非保护部分的铜箔腐蚀掉。蚀刻可以通过一份固体三氯化铁兑两份水配置而成进行腐蚀。步骤如下：首先，配置腐蚀液，可以用三氯化铁和水1：2左右配置而成。可以用塑料盆或陶瓷盆盛腐蚀液，把要腐蚀的线路板浸没在溶液之中，来回晃动线路板以加快腐蚀速度。腐蚀操作时要特别注意掌握蚀刻时间。时间太长，腐蚀过久会把线路板的线条弄细甚至全部腐掉，造成废品。这点在蚀刻的线条较细时尤为重要。但是，如果蚀刻时间太短，则有些应该烂掉的铜箔还没有完全蚀刻掉也会影响线路板的质量，增加修板的工作量。一般来说，新配置的腐蚀液的蚀刻时间约25分钟左右。较陈旧的溶液须延长，但若腐蚀时间超过2小时，则必需更换新液。其次，要用清水冲洗，彻底把三氯化铁溶液去掉，否则会使线路边沿发黄，影响质量。

4.2.4 钻孔

腐蚀完毕后，仅仅是块半成品，必须经过钻孔和刷助焊剂等工序。线路板上的孔眼决定了焊接元件的位置，直接关系到安装元件的质量，因此要求按实际元件引脚的大小或图纸所标示尺寸钻孔。先确定钻头是否锋利，要不就先换上锋利的钻头再开始钻孔，大小不一的孔要采用不同型号的钻头。下钻的时候钻头要对准焊盘的正中心。钻好孔以后我们需要用细纱布将板面打磨光滑，这样可以去掉焊盘的毛刺和PCB表面留下的墨痕，我们可以利用细纱布边冲水边打磨。在打

磨过程中不可以太用力，否则会将铜线条擦掉。打磨完毕后擦干，涂上酒精松香水，晾干就得到一块所需的电路板。

第五章系统的安装与调试

5.1 元件的识辩与检测

在安装元件前要先认识和检测元件，一些常见元件的认识与检测如下：

色环电阻：在此使用的是四个色环标准的电阻。此类电阻前两环表示有效数字，第三环表示倍率，与前三环距离较大的第四环表示允许偏差。

二极管：在此装置中要用到普通二极管和发光二极管，在普通二极管中有白色环标志的那头为负极。对于发光二极管一般引脚长的那端为正极，引脚短的那端为负极。

电容：电容在这里用到的是瓷片电容和电解电容，其外围上面都有标记，只需检测其好坏。在利用万用表检测时要注意如果为电解电容红表笔应接正极，黑表笔接负极。对于2200pF一下的电容用万用表R×10KΩ或R×100KΩ测量，2200pF以上可以用R×1KΩ或R×100KΩ档测量。档次调整好了和表笔接好后，观察万用表指针是否较大的偏转，然后由最大的偏转慢慢的减小至最小值（或零），如果时上述情况则证明该电容有充、放电的功能，为好电容。如果发现万用表指针不偏转说明该电容开路。当万用表指针偏转至最大（阻值为零）说明该电容已击穿。不过，一般对于新电容是不需检测的。

5.2 元器件安装的基本要求与原则

制造电子产品，可靠性与安全是二个重要因素,而零件的安装对于保证产品的安全可靠是至关重要的。如何疏忽都可能造成整机工作失常，甚至导致更为严重的后果。元件安装时要保证导通与绝缘的电器性能、保证机械强度、抱着那个传热的要求和安装时接地与屏蔽要充分利用。为达到产品的可靠与安全，安装时应遵循一些基本的要求与原则。

5.2.1元器件的安装要求

元器件安装的基本要求一般包括以下几方面：

1）保证导通与绝缘的电气特性，电气连接的通与断是安装的核心这里所说的通与断，不仅是安装后简单的使用万用表测试的结果，而且要考虑在振动，长期工作，湿度等自然条件变化的环境中，都能保证通者恒通，断者恒断。

2）保证机械强度，电子产品在使用过程中，不可避免的需要运输和搬动，会发生各种有意或无意达到振动，冲击，如果机械安装不够牢固，电气连接不够可靠，都有可能因为加速度的瞬间受力使装置受到损害。

3）保证传热的要求，在安装中，必须考虑某些零部件在传热，电磁方面的要求。

4）安装时接地与屏蔽要充分利用，接地与屏蔽一是消除外办对产品的电磁干扰，二是消除产品对外办的电碰干扰，三是减少产品内部的相互电磁干扰。

5.2.2 元器件的安装原则

元器件的安装一般有以下原则：

1）为避免因元器件发热而减弱铜箔对基板的附着力，并防止元器件的裸露部分同印制导线短路，安装时元器件应离开面板约1～2mm。

2）装配时，应该先安装那些需要机械固定元器件，在此装置中如稳压管、中心芯片插座。

3）各种元器件的安装,应该使它们的标记(用色码或字符标注的数值,精度等)朝上面或易于是辨认的方向,并注意标记的读书方向一致(从左到右或从上到下)。

4）在安装元件时应与焊接同步进行操作。

5.3 系统调试与分析

供电电路是否正常是系统能否正常工作的前提，因此首先对电源部分进行调试。电源部分进行调试。先将整流、滤波部分元件焊上，然后接上电源变压器。接上电源，用交流档测变压器输出电压为18.2V，再用直流档测整流滤波后的电

压为直流18V左右，属于正常偏差范围内。接上三端稳压后再测其LM7805输出电压，为稳定的4.98V，这些数据说明电源部分全部工作正常。

计数显示电路。由于这部分电路的调试要在程序驱动下才能进行，为了测试硬件上的功能是否正常，我们对每一管脚对应的发光管进行测试，具体如下：先不装单片机，接上电源，用一根导线一端接地，另一端依次碰AT89C51芯片插座的1到7脚，正常时，每碰一管脚，相应的一段数码管会发亮，根据这一理论依据，依次进行测试，全部正常。

软件调试与系统试机。经过以上几步的测试，说明外围电路都已工作正常，接下来对软件进行调试。这部分的调试是整个系统调试的重点。由于计算机仿真和实际在环境等因素作用下有一定的出入,故调试中采用模块程序逐一添加的方法进行，放入一部分程序，调试一部分，等方式一工作程序正确后，再加入方式2的程序，直到全部功能都能实现为止。

设计总结

本设计是采用一个单片机系统来进行装配流水线自动模拟控制系统的设计与制作，并有效的进行控制输出，它具有全集成化，智能化，高精度，高性能，高可靠性和低价格等优点。

在设计本系统时，通过查阅网络与图书馆搜集到的资料，再加上指导老师的指导与资料提供，与生活中对于单片机的工作原理的了解与装配流水线控制原理相结合，设计出了这一装配流水线系统的主要硬件结构和软件结构，基本完成了课题的要求，但是由于设计的理论基础尚浅，对课题的研究经验还不成熟，使得在技术的解决与运用上显得粗糙了一些，在某些技术关键上的叙述不能达到详细、精辟。但是这个系统的设计却不缺乏自己的特点和创新点，特归纳为以下几点：

1）该产品的互换性好，响应速度快，抗干扰能力强，外围电路简单易懂，因此体积小。

2）该系统能用软件的方式设计硬件，所以用软件方式设计的系统向硬件系统的转换是由有关开发软件自动完成的，易操作。

3）设计过程中可以对有关软件进行各种仿真，且系统可现场编程，在线升级，所以有不同的功能可以实现。

4）可以从以前的组合设计转向真正的自由设计，所以设计的移植性好，效率高。在电机控制输出时加入继电器可应用于工厂的现场控制。

5）因为整个系统可将控制部分集成在一个芯片上，因此体积小，功耗低，可靠性更高。

参考文献

[1] 何立民. 单片机初级教程——单片机基础[M]. 第二版. 北京：北京航空航天大学出版社，2006. 1～321.

[2] 韩志军，沈晋源，王振波. 单片机应用系统设计——入门向导与设计实例[M].第一版. 北京：机械工业出版社，2005. 64～87.

[3] 钟富昭，张晨. 8051单片机典型模块设计与应用[M].第一版. 北京：人民邮电出版社，2007. 56～72.

致谢

通过这次自主创新的设计，使几年来所学的理论知识和实践做到有机结合，进一步深化巩固自己的理论知识。这次自主创新，让我感觉到离不开老师的指导，老师给予了我许多建议并指出我的不足。

流水线的设计让我体会倒时代的进步，要想跟上时代，就得不断地自我完善，在以后的工作中不断的学习，打下坚实的基础。

另外，在这次自主创新的设计中，同组的同学也给予了我不少的帮助，在此，我由衷的感谢他们。

自动控制原理课程设计——倒立摆系统控制器设计

一、引言支点在下，重心在上，恒不稳定的系统或装置的叫倒立摆。倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。问题的提出倒立摆系统按摆杆数量的不同，可分为一级，二级，三级倒立摆等，多级摆的摆杆之间属于自有连接（即无电动机或其他驱动设备）。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后，系统能克服随机扰动而保持稳定的位置。倒立摆的控制方法倒立摆系统的输入来自传感器的小车与摆杆的实际位置信号，与期望值进行比较后，通过控制算法得到控制量，再经数模转换驱动直流电机实现倒立摆的实时控制。直流电机通过皮带带动小车在固定的轨道上运动，摆杆的一端安装在小车上，能以此点为轴心使摆杆能在垂直的平面上自由地摆动。作用力u平行于铁轨的方向作用于小车，使杆绕小车上的轴在竖直平面内旋转，小车沿着水平铁轨运动。当没有作用力时，摆杆处于垂直的稳定的平衡位置（竖直向下）。为了使杆子摆动或者达到竖直向上的稳定，需要给小车一个控制力，使其在轨道上被往前或朝后拉动。本次设计中我们采用其中的牛顿－欧拉方法建立直线型一级倒立摆系统的数学模型，然后通过开环响应分析对该模型进行分析，并利用学习的古典控制理论和Matlab /Simulink仿真软件对系统进行控制器的设计，主要采用根轨迹法，频域法以及PID（比例-积分-微分）控制器进行模拟控制矫正。

PLC装配流水线模拟控制课程设计

课程设计说明书课程设计名称：工厂电气课程设计课程设计题目：装配流水线模拟控制设计学院名称： XXX 专业： XXX 班级： XXX 学号：XXX 姓名： XXX 评分：教师： XXX 2012 年 6 月 21 日电气控制技术课程设计任务书 20 11 －20 12 学年第二学期第 19 周－ 19 周

要本次设计主要是介绍PLC模拟控制在工业生产中的运用，要求学会使用组态王软件和PLC（SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监控的方法，构建完成装配流水线的模拟控制系统。通过PLC模拟控制和组态王的监控，本文实现了装配流水线的控制和监视。PLC控制；下位机执行；上位机监控；组态王监控在工业自动化生产中，由于PLC控制具有一系列的的优点，而且便于控制，深受企业的喜爱，同时运用组态软件进行监控生产流程，更是让整个过程变得可视化。而且工业自动化通用组态软件-组态王软件系统与最终工程人员使用的具体的PLC或现场部件无关。对于不同的硬件设施，只需为组态王配置相应的通讯驱动程序即可。组态王支持一系列的硬件设备，包括可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡、智能仪表、变频器等等。所以在装配流水线上PLC的模拟控制运用的越来越广泛. 关键词 PLC控制；下位机执行；上位机监控；组态王监控

目录 1 课题内容及要求设计目的 (1) 熟悉可编程序控制器的使用方法 (2) 练习用电脑输入，修改和调试程序的方法 (3) 练习辅助继电器和定时器的使用 (4) 利用可编程序控制器对简单系统进行控制的过程设计任务及要求根据实验内容及运行的要求，画出控制系统线路图、列输入输出分配表、编写梯形图并逐条加注释，且写出程序流程图。实验运行要求：按下“开”按钮，按下流程1按钮，表示流程1 的操作已完成，此时流程1中的被操作对象由B传送到C准备进入流程2，然后A中取被加工对象送到流程1。加工对象经过三个流程后进入仓库H，整个加工流程结束。即由流程按钮控制A、B、C、D、E、F、G、N1指示灯的亮和灭。设计原理

实训七装配单元的结构与控制

实训七、装配单元的结构与控制 1.实训目的 (1)、熟悉YL-335A 设备系统中装配单元的结构组成。 (2)、查明装配单元中PLC的I/O接口地址。 (3)、掌握装配单元的工作过程,传感器技术及其应用。 (4)、掌握根据控制要求编制、调试程序的方法。 2.实训内容 (1)、在教师的指导下,观察了解装配单元的结构。 (2)、查明气动机构的组成(气缸、控制阀),通过手动操作控制阀分别控制各个气动执行机构动作,观察分析控制信号与气动执行机构动作之间的关系,然后画出气动控制回路原理图。 (3)、认识了解该工作单元中所使用的传感器,并查明各传感器的类型、安装位置、作用及其对应的PLC的接口地址(输入地址);查明各电控阀的电控信号所对应的PLC接口地址(输出地址)。然后画出该装配单元PLC的I/O接线原理图。 (4)、根据控制要求编制、调试程序。 3.注意事项 (1)、在气动执行元件接通起源的情况下,禁止用手直接扳动气动元件。 (2)、在PLC处于RUN模式或RUN-P模式并运行用户程序时,禁止用手动方式操作方向控制阀。 (3)、在观察结构时,不要用力拽导线、气管;不要拆卸元器件及其它装置;遇有不能解决的问题,及时请教指导教师。 4、YL-335A 设备系统中装配单元的介绍 (1)、装配单元的功能装配单元就是将该生产线中分散的两个物料进行装配的过程。主要就是通过对自身物料仓库的物料按生产需要进行分配,并使用机械手将其装配到来自加工单元的物料中心孔的过程。 (2)、装配单元的结构组成装配单元主要结构为:简易物料仓库,物料分配机构,被分配物料位置变换机构,机械手,半成品工件的定位机构,气动系统及其阀组,信号采集及其自动控制系统,以及用于电器连接的端子排组件,整条生产线状态指示的信号灯与用于其她机构安装的铝型材支架及底板,传感器安装支架等其它附件。图4-1 装配单元实物图图4-2 装配单元气动控制回路工作原理图 (3)、装配单元的工作过程

基于PLC装配流水线控制系统设计

学科门类：单位代码：毕业设计说明书（论文）基于PLC装配流水线控制系统设计学生姓名所学专业班级学号指导教师 XXXXXXXXX系二○**年X X月

摘要随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力，另一方面要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。 S7-200PLC 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200 系列具有极高的性能/价格比。S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。本课题是用PLC 控制装配流水线控制。用PLC 控制装配流水线具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。此系统主要能够实现顺次启动和停止，完成工件移位以及功能紧急故障处理等功能。关键词：PLC、装配流水线、控制、可靠性

自动控制原理课程设计-倒立摆系统控制器设计

1 引言支点在下，重心在上，恒不稳定的系统或装置的叫倒立摆。倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。 1.1 问题的提出倒立摆系统按摆杆数量的不同，可分为一级，二级，三级倒立摆等，多级摆的摆杆之间属于自有连接（即无电动机或其他驱动设备）。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后，系统能克服随机扰动而保持稳定的位置。 1.2 倒立摆的控制方法倒立摆系统的输入来自传感器的小车与摆杆的实际位置信号，与期望值进行比较后，通过控制算法得到控制量，再经数模转换驱动直流电机实现倒立摆的实时控制。直流电机通过皮带带动小车在固定的轨道上运动，摆杆的一端安装在小车上，能以此点为轴心使摆杆能在垂直的平面上自由地摆动。作用力u平行于铁轨的方向作用于小车，使杆绕小车上的轴在竖直平面内旋转，小车沿着水平铁轨运动。当没有作用力时，摆杆处于垂直的稳定的平衡位置（竖直向下）。为了使杆子摆动或者达到竖直向上的稳定，

需要给小车一个控制力，使其在轨道上被往前或朝后拉动。本次设计中我们采用其中的牛顿－欧拉方法建立直线型一级倒立摆系统的数学模型，然后通过开环响应分析对该模型进行分析，并利用学习的古典控制理论和Matlab /Simulink仿真软件对系统进行控制器的设计，主要采用根轨迹法，频域法以及PID（比例-积分-微分）控制器进行模拟控制矫正。 2 直线倒立摆数学模型的建立直线一级倒立摆由直线运动模块和一级摆体组件组成，是最常见的倒立摆之一，直线倒立摆是在直线运动模块上装有摆体组件，直线运动模块有一个自由度，小车可以沿导轨水平运动，在小车上装载不同的摆体组件。系统建模可以分为两种：机理建模和实验建模。实验建模就是通过在研究对象上加上一系列的研究者事先确定的输入信号，激励研究对象并通过传感器检测其可观测的输出，应用数学手段建立起系统的输入－输出关系。这里面包括输入信号的设计选取，输出信号的精确检测，数学算法的研究等等内容。鉴于小车倒立摆系统是不稳定系统，实验建模存在一定的困难。因此，本文通过机理建模方法建立小车倒立摆的实际数学模型，可根据微分方程求解传递函数。 2.1 微分方程的推导（牛顿力学方法）微分方程的推导在忽略了空气阻力和各种摩擦之后，可将直线一级倒立摆系统抽象成小车和匀质杆组成的系统，如图1所示。做以下假设： M小车质量m摆杆质量 b小车摩擦系数I 摆杆惯量

PLC课程设计装配流水线的模拟控制

《PLC设计与实训》设计报告题目：装配流水线的模拟控制一.设计题目与设计目的

1.设计题目装配流水线的模拟控制 2.设计目的了解移位寄存器在控制系统中的应用及针对位移寄存器指令的编程方法二.设计要求 1.设计要求说明在本实验中，传送带共有20个工位。工件从1号位装入，依次经过2号位、3号位…20号工位。在这个过程中，工件分别在A（操作1）、B（操作2）、C （操作3）三个工完成三种装配操作，经最后一个工位送入仓库。按下启动开关SD ，程序按照D→A→E→B→F→C→G→H流水线顺序自动循环执行；在任意状态下选择复位按钮程序都返回到初始状态；选择移位按钮，每按动一次，完成一次操作。 2.实验面板图三.设计内容 1.设计思路根据设计要求写出如下流程：（1）当程序烧写进PLC板以后，启动程序，按下开始按钮I0.0，流水线开始正常工作；（2） 1秒后传送带D指示灯亮；（3） 1秒后传送带A指示灯亮，D指示灯灭；（4） 1秒后传送带E指示灯亮，A指示灯灭；

（5） 1秒后传送带B指示灯亮，E指示灯灭（6） 1秒后传送带F指示灯亮，B指示灯灭；（7） 1秒后传送带C指示灯亮，F指示灯灭；（8） 1秒后传送带G指示灯亮，C指示灯灭；（9） 1秒后传送带H指示灯亮，G指示灯灭；（10）1秒后又跳转至D指示灯亮，H灯灭，8秒一个周期，循环往复；（11）在过程中任意时刻按下复位按钮，系统复位至正常工作最开始状态；（12）在过程中任意时刻按下移位按钮，立刻跳转至下一步。 2.设计程序（1）梯形图如下：

（2）指令表：Network 1 LD I0.0 LPS AN M20.0 LPS AN M0.1 TON T37, +10 LPP

倒立摆系统的控制器设计

摘要倒立摆是一种典型的非线性，多变量，强耦合，不稳定系统，许多抽象的控制概念如系统的稳定性、可控性、系统的抗干扰能力等都可以通过倒立摆直观的反应出来；倒立摆的控制思想在实际中如实验、教学、科研中也得到广泛的应用；在火箭飞行姿态的控制、人工智能、机器人站立与行走等领域有广阔的开发和利用前景。因此，对倒立摆系统的研究具有十分重要的理论和实践意义。本文首先将直线倒立摆抽象为简单的模型以便于受力分析进行机理建模，然后通过牛顿力学原理进行分析，得出相应的模型，进行拉氏变化带入相应参数得出摆杆角度和小车位移、摆杆角度和小车加速度、摆杆角度和小车所受外界作用力、小车位移与小车所受外界作用力的传递函数，其中摆杆角度和小车加速度之间的传递函数为： 02()0.02725()()0.01021250.26705s G s V s s Φ==- ………… (1) 即我们在本次设计中主要分析的系统的传递函数。然后从时域角度着手，分析直线一级倒立摆的开环单位阶跃响应和单位脉冲响应，利用Matlab 中的Simulink 仿真工具进行仿真，得出结论该系统的开环响应是发

散的。最后分别利用根轨迹分析法，频域分析法和PID 控制法对倒立摆系统进行校正。针对目标一：调整时间0.5(2%)s t s =误差带，最大超调量%10%≤p σ，选取参数利用根轨迹法进行校正，得出利用超前校正环节的传递函数为： 135.1547( 5.0887) ()135.1547c s G s s +=+ ………………………… (2) 针对目标二：系统的静态位置误差常数为10；相位裕量为 50 ；增益裕量等于或大于10 分贝。通过频域法得出利用超前校正环节的传递函数为： 1189.6(8.15) ()99.01c s G s s +=+ …………………………… ……………………(3) 针对目标三：调整时间误差带）%2(2s t s =，最大超调量，%15%≤p σ，设计或调整PID 控制器参数，得出调整后的传递函数为： 150()21020c G s s s =++ ………………………………………. .(4)

装配流水线的模拟控制

本次设计主要是介绍PLC模拟控制在工业生产中的运用，学会使用PLC（SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监控的方法，构建完成装配流水线的模拟控制系统。用PLC控制装配流水线具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。我是按照以下顺序来完成本次课设的： 1 熟悉工艺要求，根据要求确定采用移位寄存器指令，查阅资料熟悉如何使用移位寄存器； 2 进行硬件设计：(1)根据要求选择PLC的型号，这就要求我们熟悉S7-200系列的产品； (2)绘制系统设计流程示意图，列出I/O分配表并采用AutoCAD绘制I/O接线图； 3 进行软件设计：（1）设计梯形图并调试程序，程序正确后按照I/O接线图连接线路下载并运行程序（2）设计指令表； 4 编写课程设计试验报告书。关键字：PLC 装配流水线的模拟

1 概述 (1) 1.1 PLC的功能介绍 (1) 1.2 实验原理 (1) 2 硬件设计 (3) 2.1 控制要求 (3) 2.2 选择PLC型号 (3) 2.2.1 基本单元 (4) 2.2.2 个人计算机（PC）或编程器 (4) 2.3系统设计流程示意图 (5) 2.4 I/O分配表 (5) 2.5 I/O接线图 (6) 3 软件设计 (7) 3.1 设计梯形图 (7) 3.2 设计指令表 (13) 4 调试结果 (16) 5结束语 (17) 6 参考文献 (18)

1 概述 1.1 PLC的功能介绍 PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。它是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。 PLC的功能（1）逻辑控制（2）定时控制（3）计数控制（4）步进(顺序)控制（5）PID控制（6）数据控制：PLC具有数据处理能力。（7）通信和联网（8）其它：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT 模块。 PLC的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）配套齐全，功能完善，适用性强（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造（5）体积小，重量轻，能耗低 PLC控制系统的设计基本原则（1）最大限度的满足被控对象的控制要求。（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。（3）保证控制系统安全可靠。（4）考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。1.2 实验原理使用移位寄存器指令，可以大大简化程序设计。移位寄存器指令所描述的操作过程如下：若在输入端输入一串脉冲信号，在移位脉冲作用下，脉冲信号依次移到移位寄存器的各个继

毕业设计-装配流水线PLC控制系统

第1章绪论 1.1 课题研究的背景在社会快速发展、竞争激烈的今天，提高生产效率，降低生产工艺成本，最大限度的满足生产要求将直接决定各企业工厂能否紧跟社会脚步，赢得时间，占领市场甚至将决定企业的生死存亡。为此，企业生产自动化无疑扮演着重要的角色，装配流水线自动化作为工业自动化的一部分，能提高生产效率，降低工艺流程成本，最大限度的适应产品变化，提高产品质量，它是现代化生产控制系统中的重要组成部分。 1.2 课题研究的现状 1.2.1 可编程控制器简介工业控制计算机(简称工控机)是以计算机技术为基础的新型工业控制装置，目前已成为工业控制的标准设备，被广泛地应用于各行各业，工控机是实现生产自动化的最佳配套产品，而工业可编程序控制器(PLC)则在工控领域中占有主要的地位。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器，目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容写入控制器的用户程序内，控制器和被控对象连接也很方便。可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的要求专门设计控制器，适合批量生产。由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。 PLC的定义有许多种，国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设

控制系统课程设计---直线一级倒立摆控制器设计

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文）课程名称：控制系统设计课程设计设计题目：直线一级倒立摆控制器设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：罗晶周乃馨设计时间：2013.9.2——2013.9.13

哈尔滨工业大学课程设计任务书姓名：院（系）：英才学院专业：班号：任务起至日期：2013 年9 月 2 日至2013 年9 月13 日课程设计题目：直线一级倒立摆控制器设计已知技术参数和设计要求：本课程设计的被控对象采用固高公司的直线一级倒立摆系统GIP-100-L。系统内部各相关参数为： M小车质量0.5 Kg ；m摆杆质量0.2 Kg ；b小车摩擦系数0.1 N/m/sec ；l摆杆转动轴心到杆质心的长度0.3 m ；I摆杆惯量0.006 kg*m*m ；T采样时间0.005 秒。设计要求： 1．推导出系统的传递函数和状态空间方程。用Matlab 进行阶跃输入仿真，验证系统的稳定性。 2．设计PID控制器，使得当在小车上施加0.1N的脉冲信号时，闭环系统的响应指标为：（1）稳定时间小于5秒；

（2）稳态时摆杆与垂直方向的夹角变化小于0.1 弧度。 3．设计状态空间极点配置控制器，使得当在小车上施加0.2m的阶跃信号时，闭环系统的响应指标为：（1）摆杆角度θ和小车位移x的稳定时间小于3秒（2）x的上升时间小于1秒（3）θ的超调量小于20度（0.35弧度）（4）稳态误差小于2%。工作量： 1. 建立直线一级倒立摆的线性化数学模型； 2. 倒立摆系统的PID控制器设计、MATLAB仿真及实物调试； 3. 倒立摆系统的极点配置控制器设计、MATLAB仿真及实物调试。

装配流水线控制模拟

中国矿业大学机电学院机电综合实验中心实验报告课程名称____ 机电综合实验 ______________实验名称_ 装配流水线的模拟控制__ ____专业年级__机械工程13-3班__ 姓名陈尧学号姓名姜跃为学号 2 姓名姜振华学号 3 姓名金流丞学号 4 姓名李東洁学号 5 实验日期___2016/11/14_________ 实验成绩_______ ___________ 指导教师______吴宏志_ ______

目录 1 摘要 (2) 2 简介 (2) 2.1 PLC (2) 2.2 组态王 (3) 3 实验设计 (4) 3.1 实验目的 (4) 3.2 实验装置 (5) 3.3 控制要求 (5) 3.4 系统流程图 (6) 3.5 I/O接口分配表 (7) 3.6 I/O接线图： (7) 4 程序梯形图 (8) 4.1 程序及其注释 (8) 4.2 梯形图 (11) 5 组态王监控 (13) 6 调试结果 (19) 7 实验小结 (24) 8 参考文献 (15)

装配流水线控制的模拟 1 摘要本次实验主要介绍了PLC模拟控制在工业生产中的运用，要求学会使用组态王软件和PLC（SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监控的方法，构建完成装配流水线的模拟控制系统。通过PLC模拟控制和组态王的监控，本实验实现了装配流水线的控制和监视。 Programmable controller, is the computer technology and the combination of the relay control technology, is on the basis of the sequence controller and microcomputer controller developed a new type of controller, is a microprocessor as the core as a dedicated computer for digital control. Computer as the upper machine, using configuration software to monitor and control of PLC, can control the operation of the machine PLC and stop, and real-time monitoring of operation condition. According to write PLC program, and through computer debugging; In configuration software design and debugging, finally realizes the online monitoring.

装配流水线控制的模拟

机电综合实验中心实验报告课程名称____ 机电综合实验 ______________ 实验名称_ 装配流水线的模拟控制__ ____ 专业年级__机械工程13-3班__ 姓名陈尧学号 03130970 姓名姜跃为学号 03130972 姓名姜振华学号 03130973 姓名金流丞学号 03130974 姓名李東洁学号 03130975 实验日期___2016/11/14_________ 实验成绩_______ ___________ 指导教师______吴宏志_ ______

目录 1 摘要 (2) 2简介 (2) PLC (2) 组态王 (3) 3实验设计 (4) 实验目的 (4) 实验装置 (5) 控制要求 (5) 系统流程图 (6) I/O接口分配表 (7) I/O接线图： (7) 4程序梯形图 (8) 程序及其注释 (8) 梯形图 (11) 5组态王监控 (13) 6调试结果 (14) 7实验小结 (24) 8参考文献 (15)

PLC课程设计装配流水线控制

目录 1 概述 (1) 2 硬件设计 (2) 2.1 控制要求 (2) 2.2 选择PLC的型号 (3) 2.2.1 基本单元 (3) 2.2.2 个人计算机（PC）或编程器 (4) 2.3 输入输出接线表 (4) 2.4 系统设计流程图 (4) 3 软件设计 (6) 3.1 设计梯形图 (6) 3.2 设计语句表 (13) 4 调试结果 (18) 5 结束语 (19) 6 参考文献 (20) 1 概述在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位，继电器控制系统有着十分明显的缺点。体积大、功耗多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，特别当生产工艺发生变化时，就鼻息重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这种现状，

1969年美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台PLC。随着PLC的不断发展增加了网络通信功能，发展了各种智能模块，增加了外部诊断功能。使PLC成为了现在工业控制领域的三大支柱之一。本课题是用PLC控制装配流水线控制。用PLC控制装配流水线具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。此系统主要能够实现顺次启动和停止，完成工件移位以及功能紧急故障处理等功能。 2 硬件设计 2.1 控制要求：图2-1

功能说明：装配流水线控制传送系统，用异步电动机带动传送带，控制过程如下：启动时先按下SD按钮，起动整个传送系统，工件开始在传送带移位。停止时按下复位按钮，装配流水线停止工作，系统初始化重新开始运行。 A，B，C三个灯模拟的是三个操作，D，E，F，G四组灯模拟的是传送带。传送带共有十六个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配操作，经最后一个工位后送入仓库；D，E，F，G均是四个灯一组的模拟传送带，这些工位均用于传送工件。工件在传送带上开始传送，经过DEFG传送之后进行A操作，再经过DEFG传送之后进行B操作，再经过DEFG传送之后进行C操作，然后经过DEFG传送到仓库。按下启动按钮整个系统开始工作，按下复位按钮整个系统开始恢复到初始化状态，按下移位按钮系统开始传送工件经过ABC三个操作之后最后到达仓库。 2.2 选择PLC型号 PLC的选择主要应从PLC 的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊

【精选资料】PLC装配流水线课程设计

广东技术师范学院天河学院《PLC课程设计》报告装配流水线的模拟控制系别电气工程班级电气123班学号学生姓名指导老师组员 2015年3月一、绪论 1、可编程控制器的概述可编程序控制器，英文称Programmable Logical Controller，简称PLC。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，

专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的复杂接线、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC 后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将PLC 应用于生产实践。 2、可编程控制器的基本结构可编程控制器主要由CPU 模块、输入模块、输出模块和编程器组成（如下图所示）。（1）、CPU 模块 CPU 模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微处理器（CPU ）和存储器组成。它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如编程器、电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。PLC 的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序接触器电磁阀指示灯电源电限位开选择开按

装配流水线PLC模拟控制

装配流水线的PLC模拟控制装配流水线的PLC模拟控制【摘要】本文主要是介绍PLC模拟控制在工业生产中的运用，要求学会使用组态王软件和PLC（SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监控的方

法，构建完成装配流水线的模拟控制系统。通过PLC模拟控制和组态王的监控，本文实现了装配流水线的控制和监视。 This paper mainly introduces the use of PLC analog control in industrial production, requires to use kingview software and PLC connection (SIMEINS S7-200) control system, using a machine to perform, PC monitor, the method of building a complete assembly line simulation control system. Simulation control by PLC and kingview monitoring, this paper implements the assembly line of control and monitoring. 【关键词】 PLC控制；下位机执行；上位机监控；组态王监控 PLC control; Under a machine; PC monitoring; Kingview monitoring 1引言 1.1引论 PLC = Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入|输出控制各种类型的机械或生产过程，是工业控制的核心部分 PLC = Programmable Logic Controller，可编程控制器。

软件设计与加工单元PLC控制系统设计

四、软件设计17 4.1.1供料站的要求本项目只考虑供料单元作为独立设备运行时的情况,单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC旁边的按钮/指示灯模块。而且,按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应置于”单站方式”位置。具体的控制要求为: ①设备上电和气源接通后,若工作单元的两个气缸均处于缩回位置,且料仓内有足够的待加工工件,则”正常工作”指示灯HL1常亮,表示设备准备好。否则,该指示灯以1Hz 频率闪烁。 ②若设备准备好,按下启动按钮,工作单元启动,”设备运行”指示灯HL2常亮。启动后,若出料台上没有工件,则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后,若没有停止信号,则进行下一次推出工件操作。

③若在运行中按下停止按钮,则在完成本工作周期任务后,各工作单元停止工作,HL2指示灯熄灭。 ④若在运行中料仓内工件不足,则工作单元继续工作,但”正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁,”设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件,则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充分够的工件,工作站不能再启动。要求完成如下任务。 1、规划PLC的I/O分配及接线端子分配。 2、进行系统安装接线。 3、按控制要求编制PLC程序。 4、进行调试与运行。 4.1.2 PLC的I/O 接线及其气路图图2-8 供料单元气动控制回路工作原理图根据工作单元装置的信号分配(表2-1)和工作任务的要求,供料单元PLC选用S7-224 AC/DC/RLY主单元,共14点输入和10点