发布时间 : 星期一 文章基于PLC的自动化机台控制系统设计 毕业论文 - 图文更新完毕开始阅读0e192b300b4c2e3f57276308
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图4人机界面I/O指示图
在人机上还存在监控界面以及参数设定的界面在监测界面中分别显示着各个气缸上感应器所对应的是气缸的前限还是后限一般在初始位置时都是在气缸后限之处的感应器会有信号发出并在人机界面上显示出来。这样就可以准确的知道问题所在之处从而做出相应的调整使机台恢复正常工作。
图5人机界面监控界面图
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在参数设定界面中可以自主设定机台的一些参数。例如：进料检测的延时可以有效的防止进料时的漏测等问题、还有连续不良的数值设定意味着当机台生产的产品的连续不良的次数达到该值时机台就会自动警报并停止机台的工作。
图6人机界面参数设定界面
2.3 connectorCI15自动化机台自动感应检测系统
在本文论述的自动化机台中，自动感应检测系统和报警系统都是由PLC控制的。感应检测系统主要是由磁感应传感器、光纤传感器、光纤放大器以及CCD图像传感器等部分组成。而报警部分主要是报警灯、报警铃还有人机界面上的报警提示。
在感应检测系统中磁感应传感器主要起到的就是限位开关的作用。在气缸的前限与后限分别安装一个磁感应传感器。在机台处于原始状态时，处于后限的磁感应传感器应有信号输出反馈给控制系统，而处于前限的则无信号，这样就后限接通。而在某一动作完成后，在完成该动作的设备上的气缸上处于前限的磁感应传感器有信号，后限无信号，如此前限接通设备进行下一步动作，正常运行。若磁感应传感器安装位置松动或损坏无法感应到信号时机台就会停止工作报警灯亮并在人机界面上就会显示某处运作异常。
光纤传感器主要检测物品的到位情况。主要是在两类位置，首先是在连接器底座进料的地方，检测其是否正常进料以及进料到位，如进料不顺或不到位系统接收不到信号设备无法运行并且报警灯闪、报警铃响起（由于若是进料卡料会压坏端子即连接器底座，因此这时不仅警报灯会闪起，警报铃也会响起提醒工人快速处理避免端子的损坏）。此外在端子插入针（TAB)与折断位置直接也要安装光纤传感器用以检测端子是否以插上针（TAB），若没插上那么在控制系统
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中没有接收到信号在不良排除部分就会把没有插上TAB的连接器排除不进入后面的步骤。这时报警系统不会发生变化。
光纤传感器的原理就是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、相位、频率等等）发生变化——被调制的信号光，在经过光纤送人光探测器，经调解后获得被测参数。是一种利用光纤技术和光学原理，将感受的被测量转换成可用输出信号的传感器。在这里就是在端子插上TAB后移过时TAB会使经过光纤的光的性质发生变化从而输出信号。但由于光纤传感器输出的信号比较弱，所以在使用光纤传感器的同时还要使用光纤放大器将光钎发出的光信号进行放大，增强信号。
在有些自动化机台上还设有CCD图像传感器。CCD图像传感器作为一种新型光电转换器现已被广泛应用于摄像、图像采集、扫描仪以及工业测量等领域。作为摄像器件，与摄像管相比，CCD图像传感器有体积小、重量轻、分辨率高、灵敏度高、动态范围宽、光敏元的几何精度高、光谱响应范围宽、工作电压低、功耗小、寿命长、抗震性和抗冲击性好、不受电磁场干扰和可靠性高等一系列优点。该传感器还具有高速图像传输特性，并且能在不损失敏感度和分辨率的情况下进行持续电子曝光控制。感光电荷在一个高性能的、带有复位的结构中转换成13μV/e的信号电压。产生的信号进一步通过低噪音的二阶信号源输出放大器进行缓冲，从而提高输出的驱动能力。CCD图像传感器在机台上用于检测连接器上所有的插针是否有缺漏和定位正确，以及测量连接器上各个插针直接的间距和连接器配合面的间距是否在产品范围之内。
2.4 connectorCI15自动化机台的电气控制部分
在电气部分中的主要组成部分有PLC模块，伺服驱动器，交流伺服电机，滤波器，电源，电磁阀和磁感应传感器等等。 2.4.1 PLC模块基本接线
在输入端接线中，F1系列PLC有直流24V接线端，该接线段可为外部输入传感器提供电流，当24V端子作为传感器电源时，COM端是直流的0端。如果采用扩展单元，则将基本单元和扩展单元的24V端子连接起来，另外任何外部电源都不可以接到这个端子。当外部传感器采用PLC内部电源时，应注意不要超出其容量。
PLC的输出端有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种形式。选择哪一种形式的输出应根据负载要求决定。
PLC控制系统布线时的其他注意事项，PLC的输入/输出线与系统控制线应分开布线，并保持一定的距离，如不得已需要布置在同一槽中布线，应使用屏蔽电缆。同时，交流与直流线、输入和输出线都应分开走线。开关量与模拟量的I/O线也要分开铺设，后者最好使用屏蔽线。
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此外，PLC基本单元与扩展单元之间的传送信号电压低、频率高，很容易受到干扰，所以它们之间传送电缆不能与别的线铺设在同一管道内。
图7 PLC模块基本接线图
2.4.2 伺服系统
伺服系统也称为随动系统。是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度或力输出的自动控制系统。在机台上的伺服系统是以机台移动部件的位置和速度为控制量，接收来自插补装置生成的脉冲指令，经过一定的信号转换以及电压、功率放大、检测反馈，最终实现自动化机台移动部件的运动控制系统。自动化机台对伺服系统的位置控制、速度控制、伺服电机、机械传动等方面都有很高的要求，因此伺服系统的基本要求就是（1）高精度（2）稳定性（3）快速反应无超调（4）宽调速范围（5）低速大转矩等。
其中伺服驱动器是用来控制伺服电机的一种控制器，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。