喷漆自动化.doc

1、摘 要喷 漆 是 产 品 生 产 中 的 重 要 环 节 ， 但 在 传 统 的 喷 漆 工 艺 方 面 ， 许 多 企 业 还在 采 用 手 工 的 方 法 ， 工 人 完 全 凭 经 验 进 行 喷 漆 。 由 于 工 人 的 熟 练 程 度 和 生 产经 验 的 差 异 ， 再 加 上 疲 劳 程 度 和 工 作 态 度 的 影 响 ， 难 以 保 证 喷 漆 质 量 的 稳 定 。另 外 由 于 工 作 条 件 恶 劣 影 响 着 工 人 身 体 健 康 ， 因 此 利 用 生 产 线 喷 漆 进 行 改 造传 统 喷 漆 工 艺 是 十 分 必 要 的 。 可 变 控 制 器 （ P

2、LC） 具 有 体 积 小 ， 抗 干 扰 能力 强 ， 组 态 灵 活 等 优 点 ， 在 工 业 控 制 系 统 中 得 到 非 常 广 泛 的 应 用 。控 制 要 求 ：在 汽 车 自 动 喷 漆 流 水 线 ， 按 下 SB03(黄 色 )、 SB04(绿 色 )、 SB05（ 红色 ） 按 钮 选 择 要 喷 漆 的 颜 色 （ 只 有 在 工 艺 停 止 状 态 下 才 可 以 进 行 ） ， 按 下 启动 按 钮 SB01 启 动 流 水 线 ， 汽 车 到 一 号 位 ， 流 水 线 停 止 ， 延 时 1s， 一 号 门开 启 ， 延 时 2s， 流 水 线 重 新 启 动

3、 ， 汽 车 到 二 号 位 ， 一 号 门 关 闭 ， 延 时2s， 开 始 喷 漆 ， 延 时 10s， 二 号 门 开 启 ， 延 时 2s， 流 水 线 重 新 启 动 轿 车 到三 号 位 ， 此 时 关 闭 二 号 门 ， 同 时 计 数 器 累 加 1， 继 续 开 始 第 二 辆 汽 车 ， 当 计数 器 累 加 到 3 时 ， 延 时 4s,整 个 流 程 停 止 ， 计 数 器 自 动 清 零 。 如 果 运 行 过 程中 按 下 SB02ASB02 的 停 止 按 钮 ， 则 汽 车 到 三 号 位 后 ， 延 时 4s， 整 个 工 艺停 止 ， 计 数 器 自 动 清

4、 零 。三号位X 6二号位X 5一号位X 4一号门二号门汽 车 自 动 喷 漆 系 统 示 意 图目 录第 一 章 1.1 喷 漆 生 产 线 的 研 究 背 景在 我 国 发 展 喷 漆 生 产 线 ， 前 景 是 非 常 广 阔 的 ， 据 有 关 部 门 不 完 全 统 计 ，全 国 从 事 喷 漆 作 业 的 人 数 超 过 三 十 万 人 。 随 着 独 生 子 女 为 主 体 的 劳 动 力 就 业队 伍 的 出 现 ， 喷 漆 作 业 将 后 继 乏 人 ， 这 就 为 喷 漆 是 那 个 程 序 的 使 用 提 供 了 良好 的 契 机 ， 随 着 人 们 的 生 活 水 平

5、的 提 高 ， 这 种 需 求 将 更 加 明 显 。 采 用 喷 漆 生产 线 的 主 要 优 点 是 提 高 产 品 质 量 和 稳 定 性 ， 减 少 废 品 的 数 量 ， 同 时 减 少 漆 料和 能 量 的 消 耗 ， 实 现 漆 装 生 产 作 业 的 自 动 化 ， 提 高 劳 动 生 产 效 率 。 因 此 从 长远 看 ， 喷 漆 生 产 线 必 然 会 有 一 个 大 的 发 展 。 但 是 ， 我 国 目 前 的 人 均 经 济 水 平还 不 高 ， 人 均 国 民 收 入 和 工 资 水 平 还 很 低 ， 在 短 期 内 不 可 能 大 量 的 应 用 喷 漆生 产

6、 线 。 另 外 生 产 线 是 在 工 业 生 产 普 遍 采 用 和 实 现 自 动 化 的 基 础 上 产 生 和 发展 的 。 另 外 工 业 生 产 线 的 应 用 ， 要 求 产 品 数 额 及 、 生 产 工 艺 、 生 产 设 备 及 辅助 设 备 条 件 、 甚 至 生 产 组 织 和 管 理 都 要 与 之 相 适 应 ， 甚 至 生 产 组 织 和 管 理 都要 与 之 相 适 应 ， 这 些 条 件 不 具 备 ， 就 会 制 约 生 产 线 的 广 泛 使 用 。 因 此 必 须 从国 内 的 实 际 情 况 出 发 ， 重 点 发 展 符 合 国 情 、 实 用 、

7、 可 靠 的 生 产 线 和 自 动 漆 装装 备 ， 满 足 不 同 层 次 用 户 的 需 要 ， 创 造 更 多 的 应 用 机 会 的 使 用 范 围 。1.2PLC 的 介 绍1.2.1PLC 的 种 类 ：按 PLC 得 控 制 规 模 可 分 为 小 型 机 ， 中 型 机 和 大 型 机 。 小 型 PLC-I/O点 数 小 于 2556 点 ； 单 CPU、 8 位 或 16 位 处 理 器 、 用 户 存 储 器 容 量 4K 字以 下 。 中 型 PLC-I/O 点 数 256-2048 点 ； 多 CPU， 用 户 存 储 器 容 器 2-8K。 大 型 PLC-I/O

8、 点 数 大 于 2048 点 ； 多 CPU， 16 位 ， 32 位 处 理 器 ，用 户 存 储 器 容 量 8-16K。 按 PLC 得 结 构 形 成 可 分 为 整 体 式 ， 模 块 式 ， 叠 装式 。 按 功 能 可 分 为 低 ， 中 ， 高 三 档 。1.2.2PLC 的 特 点 、 功 能 及 应 用 领 域 ：PLC 的 主 要 特 点 有 可 靠 性 高 、 抗 干 扰 能 力 强 ； 通 用 性 强 、 灵 活 型 好 、 功能 几 圈 ； 编 程 简 单 、 使 用 方 便 ； 模 块 化 结 构 ； 安 装 简 单 、 调 试 方 便 ； 维 修 工作 量 小

9、 、 维 护 方 便 ； 体 积 小 、 能 耗 低 。PLC 的 功 能 主 要 有 逻 辑 控 制 、 定 时 控 制 、 技 术 控 制 、 步 进 （ 顺 序 ） 控 制 、PID 控 制 、 数 据 控 制 、 通 信 和 联 网 等 。PLC 的 主 要 应 用 领 域 有 数 学 量 逻 辑 控 制 、 运 动 控 制 、 闭 环 过 程 控 制 、 数据 处 理 、 通 信 连 网 。1.2.3PLC 的 产 生 和 发 展 ：20 世 纪 60 年 代 以 前 ， 汽 车 流 水 线 的 自 动 控 制 系 统 基 本 上 都 采 用 传 统 的继 电 器 控 制 。 在 6

10、0 年 代 初 ， 美 国 汽 车 制 作 业 竞 争 越 发 激 烈 ， 而 汽 车 的 每 一次 更 新 的 周 期 越 来 越 短 ， 这 样 对 汽 车 流 水 线 的 自 动 控 制 系 统 更 新 就 越 来 越 频繁 ， 原 来 的 继 电 器 就 需 要 经 常 地 重 新 设 计 和 安 装 ， 从 而 延 缓 了 汽 车 的 更 新 时间 。 所 以 人 们 就 想 能 有 一 种 通 用 性 和 灵 活 性 较 强 的 控 制 系 统 来 代 替 原 有 的 继电 器 控 制 系 统 。1968 年 ， 美 国 通 用 汽 车 公 司 首 先 提 出 可 编 程 控 制

11、器 的 概 念 。 在 1969年 ， 美 国 数 字 设 备 公 司 终 于 研 制 出 世 界 上 第 一 台 PLC。据 预 测 ， 在 不 远 的 将 来 ， PLC/CAD/CAM 和 机 器 人 将 成 为 工 业 自 动 化的 三 大 支 柱 。 毫 无 疑 问 ， PLC 将 在 今 后 的 工 业 生 产 中 起 到 非 常 重 要 的 作 用 。1.3 颜 色 配 比 简 介颜 色 配 比 ： 原 色 为 黄 绿 红 ,色 彩 饱 和 度 的 范 围 为 0-255。 0 为 色 彩 饱 和度 最 深 、 255 为 色 彩 饱 和 度 最 浅 。 白 色 是 由 原 色

12、的 色 彩 饱 和 度 都 为255， 1:1:1 而 得 ， 灰 色 是 由 原 色 的 色 彩 饱 和 度 都 为 192， 1:1:1 而 得 。1.4 传 感 器 介 绍1.4.1 传 感 器 的 定 义 ：国 家 标 准 GB7665-87对 传 感 器 下 的 定 义 是 ： “能 感 受 规 定 的 被 测 量 并 按照 一 定 的 规 律 转 换 成 可 用 信 号 的 器 件 或 装 置 ， 通 常 由 敏 感 元 件 和 转 换 元 件组 成 ”。 传 感 器 是 一 种 检 测 装 置 ， 能 感 受 到 被 测 量 的 信 息 ， 并 能 将 检 测 感 受 到的 信

13、息 ， 按 一 定 规 律 变 换 成 为 电 信 号 或 其 他 所 需 形 式 的 信 息 输 出 ， 以 满 足 信息 的 传 输 、 处 理 、 存 储 、 显 示 、 记 录 和 控 制 等 要 求 。 它 是 实 现 自 动 检 测 和 自动 控 制 的 首 要 环 节 。 “传 感 器 ”在 新 韦 式 大 词 典 中 定 义 为 ： “从 一 个 系 统 接 受 功率 ， 通 常 以 另 一 种 形 式 将 功 率 送 到 第 二 个 系 统 中 的 器 件 ”。 根 据 这 个 定 义 ，传 感 器 的 作 用 是 将 一 种 能 量 转 换 成 另 一 种 能 量 形 式

14、。 1.4.2传 感 器 的 作 用 ：人 们 为 了 从 外 界 获 取 信 息 ， 必 须 借 助 于 感 觉 器 官 。 而 单 靠 人 们 自 身 的感 觉 器 官 ， 在 研 究 自 然 现 象 和 规 律 以 及 生 产 活 动 中 它 们 的 功 能 就 远 远 不 够 了 。为 适 应 这 种 情 况 ， 就 需 要 传 感 器 。 因 此 可 以 说 ， 传 感 器 是 人 类 五 官 的 延 长 ，又 称 之 为 电 五 官 。 新 技 术 革 命 的 到 来 ， 世 界 开 始 进 入 信 息 时 代 。 在 利 用 信 息的 过 程 中 ， 首 先 要 解 决 的 就

15、是 要 获 取 准 确 可 靠 的 信 息 ， 而 传 感 器 是 获 取 自 然和 生 产 领 域 中 信 息 的 主 要 途 径 与 手 段 。 在 现 代 工 业 生 产 尤 其 是 自 动 化 生 产 过程 中 ， 要 用 各 种 传 感 器 来 监 视 和 控 制 生 产 过 程 中 的 各 个 参 数 ， 使 设 备 工 作 在正 常 状 态 或 最 佳 状 态 ， 并 使 产 品 达 到 最 好 的 质 量 。 因 此 可 以 说 ， 没 有 众 多 的优 良 的 传 感 器 ， 现 代 化 生 产 也 就 失 去 了 基 础 。 在 基 础 学 科 研 究 中 ， 传 感 器

16、更具 有 突 出 的 地 位 。 现 代 科 学 技 术 的 发 展 ， 进 入 了 许 多 新 领 域 ： 例 如 在 宏 观 上要 观 察 上 千 光 年 的 茫 茫 宇 宙 ， 微 观 上 要 观 察 小 到 微 米 的 粒 子 世 界 ， 纵 向 上要 观 察 长 达 数 十 万 年 的 天 体 演 化 ， 短 到 秒 的 瞬 间 反 应 。 此 外 ， 还 出 现 了 对深 化 物 质 认 识 、 开 拓 新 能 源 、 新 材 料 等 具 有 重 要 作 用 的 各 种 极 端 技 术 研 究 ，如 超 高 温 、 超 低 温 、 超 高 压 、 超 高 真 空 、 超 强 磁 场

17、 、 超 弱 磁 砀 等 等 。 显 然 ，要 获 取 大 量 人 类 感 官 无 法 直 接 获 取 的 信 息 ， 没 有 相 适 应 的 传 感 器 是 不 可 能 的 。许 多 基 础 科 学 研 究 的 障 碍 ， 首 先 就 在 于 对 象 信 息 的 获 取 存 在 困 难 ， 而 一 些 新机 理 和 高 灵 敏 度 的 检 测 传 感 器 的 出 现 ， 往 往 会 导 致 该 领 域 内 的 突 破 。 一 些 传感 器 的 发 展 ， 往 往 是 一 些 边 缘 学 科 开 发 的 先 驱 。 传 感 器 早 已 渗 透 到 诸 如 工 业生 产 、 宇 宙 开 发 、

18、海 洋 探 测 、 环 境 保 护 、 资 源 调 查 、 医 学 诊 断 、 生 物 工 程 、甚 至 文 物 保 护 等 等 极 其 之 泛 的 领 域 。 可 以 毫 不 夸 张 地 说 ， 从 茫 茫 的 太 空 ， 到浩 瀚 的 海 洋 ， 以 至 各 种 复 杂 的 工 程 系 统 ， 几 乎 每 一 个 现 代 化 项 目 ， 都 离 不 开各 种 各 样 的 传 感 器 。 由 此 可 见 ， 传 感 器 技 术 在 发 展 经 济 、 推 动 社 会 进 步 方面 的 重 要 作 用 ， 是 十 分 明 显 的 。1.4.3传 感 器 的 原 理 ：传 感 器 工 作 原 理

19、 的 分 类 物 理 传 感 器 应 用 的 是 物 理 效 应 ， 诸 如 压 电 效 应 ，磁 致 伸 缩 现 象 ， 离 化 、 极 化 、 热 电 、 光 电 、 磁 电 等 效 应 。 被 测 信 号 量 的 微 小变 化 都 将 转 换 成 电 信 号 。 化 学 传 感 器 包 括 那 些 以 化 学 吸 附 、 电 化 学 反 应 等 现象 为 因 果 关 系 的 传 感 器 ， 被 测 信 号 量 的 微 小 变 化 也 将 转 换 成 电 信 号 。1.4.4常 见 传 感 器 的 应 用 ：1） 自 动 门 ， 利 用 人 体 的 红 外 微 波 来 开 关 门 ； 2）

20、 烟 雾 报 警 器 ， 利 用 烟 敏 电 阻 来 测 量 烟 雾 浓 度 ， 从 而 达 到 报 警 目 的 ；3） 手 机 ， 数 码 相 机 的 照 相 机 ， 利 用 光 学 传 感 器 来 捕 获 图 象 ； 4） 电 子 称 ， 利 用 力 学 传 感 器 （ 导 体 应 变 片 技 术 ） 来 测 量 物 体 对 应 变 片的 压 力 ， 从 而 达 到 测 量 重 量 目 的 ； 5） 水 位 报 警 ， 温 度 报 警 ， 湿 度 报 警 ， 光 学 报 警 等 都 是 1.4.5敏 感 元 件 的 分 类 ：1） 物 理 类 ， 基 于 力 、 热 、 光 、 电 、 磁

21、 和 声 等 物 理 效 应 ；2） 化 学 类 ， 基 于 化 学 反 应 的 原 理 ；3） 生 物 类 ， 基 于 酶 、 抗 体 、 和 激 素 等 分 子 识 别 功 能 。 通 常 据 其 基 本 感知 功 能 可 分 为 热 敏 元 件 、 光 敏 元 件 、 气 敏 元 件 、 力 敏 元 件 、 磁 敏 元 件 、 湿敏 元 件 、 声 敏 元 件 、 放 射 线 敏 感 元 件 、 色 敏 元 件 和 味 敏 元 件 等 十 大 类 有 人 。 1.4.6常 见 的 传 感 器 ：1） 电 阻 式 传 感 器 ；2） 电 容 式 传 感 器 ；3） 变 磁 阻 式 传 感

22、器 ；4） 压 电 式 传 感 器 ；5） 热 电 式 传 感 器 ；6） 光 纤 式 传 感 器 ；7） 光 电 式 传 感 器 ；8） 霍 尔 式 传 感 器 。1.4.7传 感 器 的 分 辨 率 ：分 辨 率 是 指 传 感 器 可 感 受 到 的 被 测 量 的 最 小 变 化 的 能 力 。 也 就 是 说 ， 如果 输 入 量 从 某 一 非 零 值 缓 慢 地 变 化 。 当 输 入 变 化 值 未 超 过 某 一 数 值 时 ， 传 感器 的 输 出 不 会 发 生 变 化 ， 即 传 感 器 对 此 输 入 量 的 变 化 是 分 辨 不 出 来 的 。 只 有当 输 入

23、量 的 变 化 超 过 分 辨 率 时 ， 其 输 出 才 会 发 生 变 化 。 通 常 传 感 器 在 满 量 程范 围 内 各 点 的 分 辨 率 并 不 相 同 ， 因 此 常 用 满 量 程 中 能 使 输 出 量 产 生 阶 跃 变 化的 输 入 量 中 的 最 大 变 化 值 作 为 衡 量 分 辨 率 的 指 标 。 上 述 指 标 若 用 满 量 程 的 百分 比 表 示 ， 则 称 为 分 辨 率 。 分 辨 率 与 传 感 器 的 稳 定 性 有 负 相 相 关 性 。 1.5 电 机 简 介 、 分 类 及 用 途人 类 社 会 的 生 产 和 发 展 离 不 开 能

24、源 ， 而 电 能 是 最 重 要 的 能 源 之 一 。 电 机是 生 产 、 传 输 、 分 配 及 应 用 的 主 要 设 备 。电 机 是 指 依 据 电 磁 感 应 定 律 实 现 电 能 的 装 换 或 传 递 的 一 种 电 磁 装 置 。 电机 也 称 马 达 ， 在 电 路 中 用 之 母 “M”表 示 。 它 主 要 作 用 是 生 产 驱 动 转 矩 ， 作为 用 电 器 或 各 种 机 械 的 动 力 源 。发 电 机 在 电 路 中 用 之 母 “G”表 示 。 它 的 主 要 作 用 是 利 用 机 械 能 转 化 为电 能 ， 目 前 最 常 用 的 是 ， 利

25、用 热 能 、 水 能 等 推 动 发 电 机 转 子 来 发 电 ， 随 着 风力 发 电 技 术 的 日 趋 成 熟 ， 风 能 也 慢 慢 走 进 我 们 的 生 活 。电 机 是 利 用 电 磁 感 应 原 理 工 作 的 机 械 ， 它 用 途 广 泛 ， 种 类 很 多 。 可 归 结如 下 ：电机变压器直流电机直流发电机直流电动机交流电机同步电机异步电机同步发电机同步电动机异步发电机异步电动机特种电机控制电机直流电机1） 伺 服 电 动 机 ： 伺 服 电 动 机 广 泛 应 用 于 各 种 控 制 系 统 中 ， 能 将 输 入 的电 压 信 号 转 换 为 电 机 轴 上 的

26、 机 械 输 出 量 ， 拖 动 被 控 制 元 件 ， 从 而 达 到 控 制 目的 。 伺 服 电 动 机 有 直 流 和 交 流 之 分 ， 最 早 的 伺 服 电 动 机 是 一 般 的 直 流 电 动 机 ，在 控 制 精 度 不 高 的 情 况 下 ， 才 采 用 一 般 的 直 流 电 机 做 伺 服 电 动 机 。 目 前 的 直流 伺 服 电 动 机 从 结 构 上 讲 ,就 是 小 功 率 的 直 流 电 动 机 ,其 励 磁 多 采 用 电 枢 控 制和 磁 场 控 制 ,但 通 常 采 用 电 枢 控 制 。 2） 步 进 电 动 机 ： 步 进 电 动 机 主 要 应

27、 用 在 数 控 机 床 制 造 领 域 ， 由 于 步 进电 动 机 不 需 要 A/D 转 换 ， 能 够 直 接 将 数 字 脉 冲 信 号 转 化 成 为 角 位 移 ， 所 以 一直 被 认 为 是 最 理 想 的 数 控 机 床 执 行 元 件 。 除 了 在 数 控 机 床 上 的 应 用 ， 步 进电 机 也 可 以 用 在 其 他 的 机 械 上 ， 比 如 作 为 自 动 送 料 机 中 的 马 达 ， 作 为 通 用 的软 盘 驱 动 器 的 马 达 ， 也 可 以 应 用 在 打 印 机 和 绘 图 仪 中 。 3） 力 矩 电 动 机 ： 力 矩 电 动 机 具 有

28、低 转 速 和 大 力 矩 的 特 点 。 一 般 在 纺 织工 业 中 经 常 使 用 交 流 力 矩 电 动 机 ， 其 工 作 原 理 和 结 构 和 单 相 异 步 电 动 机 的 相同 。 4） 开 关 磁 阻 电 动 机 ： 开 关 磁 阻 电 动 机 是 一 种 新 型 调 速 电 动 机 ， 结 构 极其 简 单 且 坚 固 ， 成 本 低 ， 调 速 性 能 优 异 ， 是 传 统 控 制 电 动 机 强 有 力 竞 争 者 ，具 有 强 大 的 市 场 潜 力 。 5） 无 刷 直 流 电 动 机 ： 无 刷 直 流 电 动 机 的 机 械 特 性 和 调 节 特 性 的

29、线 性 度好 ， 调 速 范 围 广 ， 寿 命 长 ， 维 护 方 便 噪 声 小 ， 不 存 在 因 电 刷 而 引 起 的 一 系 列问 题 ， 所 以 这 种 电 动 机 在 控 制 系 统 中 有 很 大 的 应 用 。 6） 直 流 电 动 机 ： 直 流 电 动 机 具 有 调 速 性 能 好 、 起 动 容 易 、 能 够 载 重 起动 等 优 点 ， 所 以 目 前 直 流 电 动 机 的 应 用 仍 然 很 广 泛 ， 尤 其 在 可 控 硅 直 流 电源 出 现 以 后 。 7） 异 步 电 动 机 ： 异 步 电 动 机 具 有 结 构 简 单 ， 制 造 、 使 用

30、和 维 护 方 便 ，运 行 可 靠 以 及 质 量 较 小 ， 成 本 较 低 等 优 点 。 异 步 电 动 机 主 要 广 泛 应 用 于 驱 动机 床 、 水 泵 、 鼓 风 机 、 压 缩 机 、 起 重 卷 扬 设 备 、 矿 山 机 械 、 轻 工 机 械 、 农 副产 品 加 工 机 械 等 大 多 数 工 农 生 产 机 械 以 及 家 用 电 器 和 医 疗 器 械 等 。 在 家 用 电 器 中 应 用 比 较 多 ， 例 如 电 扇 、 电 冰 箱 、 空 调 、 吸 尘 器 等 。 8） 同 步 电 动 机 ： 同 步 电 动 机 主 要 用 于 大 型 机 械 ，

31、如 鼓 风 机 、 水 泵 、 球磨 机 、 压 缩 机 、 轧 钢 机 以 及 小 型 、 微 型 仪 器 设 备 或 者 充 当 控 制 元 件 。 其 中三 相 同 步 电 动 机 是 其 主 体 。 此 外 ， 还 可 以 当 调 相 机 使 用 ， 向 电 网 输 送 电 感 性或 者 电 容 性 无 功 功 率 。1.6 继 电 器 的 简 介继 电 器 是 一 种 根 据 电 量 （ 电 压 、 电 流 等 ） 或 非 电 量 （ 热 、 时 间 、 转 速 、压 力 等 ） 的 变 化 使 触 点 动 作 ， 接 通 或 断 开 控 制 电 路 ， 以 实 现 自 动 控 制

32、和 保 护电 力 拖 动 装 置 的 电 器 。 继 电 器 一 般 由 感 测 机 构 、 中 间 机 构 和 执 行 机 构 三 个 基本 部 分 组 成 。 感 测 机 构 把 感 测 到 的 电 量 或 非 电 量 传 递 给 中 间 机 构 ， 将 它 与 预定 值 （ 整 定 值 ） 进 行 比 较 ， 当 达 到 整 定 值 时 ， 中 间 机 构 便 使 执 行 机 构 动 作 ，从 而 接 通 或 断 开 电 路 。继 电 器 的 种 类 和 型 式 很 多 ， 主 要 按 以 下 方 法 分 类 ：1） 按 用 途 可 分 为 控 制 继 电 器 和 保 护 继 电 器 ；

33、2） 按 工 作 原 理 可 分 为 电 磁 式 继 电 器 、 感 应 式 继 电 器 、 热 继 电 器 、 机 械式 继 电 器 、 电 动 式 继 电 器 电 子 式 继 电 器 等 ；3） 按 反 应 的 参 数 （ 动 作 信 号 ） 可 分 为 电 流 继 电 器 、 电 压 继 电 器 、 时 间继 电 器 、 速 度 继 电 器 、 压 力 继 电 器 等 ；4） 按 动 作 时 间 可 分 为 瞬 时 继 电 器 （ 动 作 时 间 小 于 0.05s） 和 延 时 继 电器 （ 动 作 时 间 大 于 0.15s） ；5） 按 输 出 形 式 可 分 为 有 触 电 继

34、电 器 和 无 触 点 继 电 器 。第 二 章 2.1 选 择 PLC 的 依 据2.1.1PLC 与 其 他 控 制 器 相 比 ， 具 有 以 下 特 点 ：1） 可 靠 性 高 ， 抗 干 扰 能 力 强 ；2） 适 应 性 强 ， 应 用 灵 活 ；3） 编 程 方 便 ， 易 于 使 用 ；4） 控 制 系 统 设 计 、 安 装 、 调 试 方 便 ；5） 维 修 方 便 ， 维 修 工 作 量 小 ；6） 功 能 完 善 。2.1.2 三 菱 PLC 与 其 他 种 类 的 PLC 相 比 ， 具 有 以 下 特 点 ：1） 小 型 高 功 能 人 机 界 面 ， 以 数 据

35、、 图 形 、 曲 线 等 形 式 显 示 并 可 修 改PLC 内 部 暂 存 器 状 态 。 通 讯 协 议 和 画 面 数 据 一 同 下 载 到 显 示 器 ， 无 须 PLC编 写 通 讯 程 序 ；2） 表 面 IP65 构 造 ， 防 水 、 防 油 对 应 PLC 机 种 广 泛 ， 也 可 和 单 片 机 通讯 可 直 接 数 字 键 输 入 数 据 带 背 景 光 STN 液 晶 显 示 ， 可 显 示 24 字 符 *4 行 ，即 12 汉 字 *4 行 ；3） 具 有 密 码 保 护 功 能 ， 文 本 精 灵 ， 动 态 显 示 文 本 ， 可 显 示 静 态 BMP

36、图 档 ， 可 显 示 实 时 曲 线 图 ；4） 具 有 报 警 列 表 功 能 ， 逐 行 实 时 显 示 当 前 报 警 信 息 20 个 按 键 可 被 定义 成 功 能 键 ， 可 替 代 部 分 控 制 柜 上 机 械 按 键 ， 自 由 选 择 通 讯 方 式 ，RS232/RS422/RS485 任 选 。2.1.3 三 菱 PLC 的 优 势 为 ：1)价 钱 便 宜 ， 三 菱 FX 系 列 的 PLC 市 场 占 有 率 很 高 ， 几 乎 到 处 都 有 卖的 ， 价 格 上 已 经 非 常 透 明 ， 没 有 暴 利 可 言 了 。2)性 能 良 好 ， 编 程 方

37、便 ， 容 易 学 习 。鉴 于 以 上 特 点 ， 这 次 设 计 选 用 三 菱 系 列 PLC 作 为 自 动 喷 漆 生 产 线 的 控制 器 。2.2PLC 的 基 本 结 构2.2.1 整 体 式 结 构 的 PLC 如 下 图 ：中央处理器（ C P U ）电源系统总线编程器输入 / 输出单元存储器图 2 . 1 . 1 整体机构的 P L C2.2.2 模 块 式 结 构 的 PLC 如 下 图 ：机 架电源模块C P U模块通信模块输入模块输出模块特殊功能模块编程器其他 P L C或上位机 现场设备图 2 . 2 . 2 模块式结构2.3 选 择 红 外 传 感 器 的 依

38、据2.3.1 红 外 传 感 器 概 述 ：红 外 技 术 发 展 到 现 在 ， 已 经 在 现 代 科 技 、 国 防 和 工 农 业 等 领 域 获 得 了 广泛 的 应 用 。 红 外 传 感 器 系 统 是 用 红 外 线 为 介 质 的 测 量 系 统 ， 按 照 功 能 能 够 分成 五 类 ：1） 辐 射 计 ， 用 于 辐 射 和 光 谱 测 量 ；2） 搜 索 和 跟 踪 系 统 ， 用 于 搜 索 和 跟 踪 红 外 目 标 ， 确 定 其 空 间 位 置 并 对它 的 运 动 进 行 跟 踪 ；3） 热 成 像 系 统 ， 可 生 产 整 个 目 标 红 外 辐 射 的

39、 分 布 图 像 ；4） 红 外 测 距 和 通 信 系 统 ；5） 混 合 系 统 ， 是 指 以 上 各 类 系 统 中 的 两 个 或 者 多 个 的 组 合 。红 外 传 感 器 根 据 探 测 机 理 可 分 成 为 ： 光 子 探 测 器 和 热 探 测 器 。2.3.2 红 外 传 感 器 的 优 点 ：1） 昼 夜 测 量 ；2） 不 需 要 光 源 ；3） 遥 测 技 术 ；4） 红 外 线 是 以 波 的 形 式 在 空 间 直 线 传 播 的 ， 且 有 反 射 这 一 特 点 。2.4 选 择 交 流 异 步 电 机 的 依 据异 步 电 机 主 要 用 作 电 动 机

40、 ， 拖 动 各 种 生 产 机 械 。 异 步 电 动 机 具 有 结 构 简单 ， 制 造 、 使 用 和 维 修 方 便 ， 运 行 可 靠 ， 价 格 便 宜 ， 效 率 较 高 ， 使 用 寿 命 长 ，全 部 电 机 均 可 直 接 从 市 电 或 变 频 器 供 电 ， 通 用 性 强 ， 杰 出 的 电 机 效 应 、 最 佳的 冷 却 方 式 等 优 点 。2.5 选 择 空 气 阻 尼 式 时 间 继 电 器 的 依 据优 点 是 结 构 简 单 、 寿 命 长 、 价 格 低 、 还 附 有 不 延 时 的 触 电 ， 所 以 应 用 广泛 。第 三 章3.1 硬 件 型

41、 号表 3.1 硬 件 型 号红 外 传 感 器 FR50PLC NX215MRA电 机 Y63010/1180空 气 阻 尼 式 时 间 继 电 器 JS74A3.2I/O 表表 3.2 控 制 系 统 I/O类 别 元 件 PLC 元 件 作 用KM1 Y0 进 车KM2 Y1 流 水 线 启 动KM3 Y2 一 号 门 开 启KM4 Y3 喷 漆输 出KM5 Y4 二 号 门 开 启KM6 Y5 调 漆SB1 X1 送 入 汽 车SB2 X2 开 启 流 水 线SB3 X3 停 止SB4 X7 黄 色 漆 导 入SB5 X8 绿 色 漆 导 入输 入SB6 X9 红 色 漆 导 入3.3

42、PLC 外 部 接 线 图X 1X 2X 3K M 1K M 2C O M C O MS B 1S B 2S B 3S B 4S B 5X 7X 6Y 0Y 1Y 2S B 6K M 4K M 5K M 6X 8Y 3Y 4Y 5K M 3P L C 外部接线图图 3 . 3第 四 章4.1 状 态 转 移 图S 0S 1 0Y 0S 1 1S 1 2S 1 3S 1 4S 1 5S 1 6S 1 7S 1 8S 1 9S 2 0Y 1X 1M 8 0 0 2X 0X 2M 0T 0Y 2T 1T 2Y 3T 3Y 4T 4C 0X 4T 0Y 2X 5T 2Y 3T 3Y 4T 4S 2 1

43、 T 5C 0S 2 1T 5R S T C 0X 4 X 5 X 6 T 4X 5T 3X 6S 1 5 T 2X 8X 9X 7图 4 . 1 状态转移图4.2 梯 形 图Y 0X 1Y 0点击进车Y 0Y 1Y 1M 0T 0Y 2一号门K 1 0T 1T 2K 2 0K 2 0Y 3喷漆T 3 K 1 0 0Y 4二号门T 4 K 2 0C 0 K 3T 5 K 4 0R S T C 0E N DX 4 X 5 X 6 T 5T 1Y 1M 0T 4Y 1X 2X 4T 0Y 2X 5Y 2X 5T 2Y 3Y 3T 3Y 4X 6Y 4T 4C 0M 0T 5Y 5X 2 X 3 X

44、 7调漆T 3图 4.2 梯 形 图4.3 程 序 指 令LD X1OR Y0OUT Y0LD Y0OR Y1ANI X4ANBOR T1OR Y1ANI X5ANBOR M0OR T4OR Y1ANI X6ANI T5OUT Y1LD X2OUT M0LD X4OUT T0 K10LD T0OR Y2ANI X5OUT Y2LD Y2OUT T1K20LD X5OUT T2LD X2AND X3AND X7OUT Y5LD T2OR Y3ANI T3OUT Y3LD Y3OUT T3K100LD T3OR Y4ANI X6OUT Y4LD Y4OUT T4K20LD T4OUT C0K3LD

45、 C0OR M0OUT T5LD T5OUT RSTC0END第 五 章本 设 计 的 主 要 工 作 如 下 ：1） 首 先 对 生 产 线 有 个 初 步 了 解 ， 掌 握 PLC 的 种 类 、 性 能 、 特 点 、 应用 领 域 及 PLC 的 背 景 ， 现 状 和 发 展 趋 势 。2） 根 据 任 务 要 求 确 定 喷 漆 生 产 线 的 工 作 方 式 。 基 于 对 PLC 的 了 解 和喷 漆 生 产 线 方 式 的 了 解 确 定 选 用 三 菱 PLC 为 本 设 计 的 控 制 器 。3） 设 计 了 喷 漆 生 产 线 的 整 体 方 案 ， 使 在 喷 漆

46、过 程 中 能 自 动 调 漆 和 喷 漆及 喷 漆 的 量 。4） 根 据 三 菱 PLC， 完 成 控 制 I/O 分 配 表 ， 完 成 控 制 外 部 接 线 图 ， 完 成 控 制 功 能 表 图 和 控 制 梯 形 图 。 完 成 本 设 计 的 最 核 心 部 分 。经 过 一 个 月 的 设 计 和 开 发 ， 成 功 地 通 过 了 模 拟 调 试 ， 生 产 线 基 本 设 计 完毕 ， 其 功 能 基 本 达 到 要 求 。 整 个 系 统 稳 定 性 好 。系 统 的 分 析 与 设 计 过 程 也 是 对 学 校 的 总 结 过 程 ， 更 是 进 一 步 学 习 和

47、 探 索的 过 程 。 在 这 个 过 程 中 ， 我 对 利 用 可 编 程 控 制 器 进 行 控 制 系 统 的 设 计 与 开 发有 了 深 刻 的 认 识 ， 对 生 产 线 的 工 作 原 理 有 了 进 一 步 的 掌 握 ， 对 控 制 系 统 的 分析 与 设 计 有 了 切 身 的 了 解 和 认 识 ， 并 在 学 习 和 实 践 过 程 中 增 长 了 知 识 、 丰 富了 经 验 。 系 统 的 分 析 与 设 计 是 一 项 很 辛 苦 的 工 作 ， 同 时 也 是 一 个 充 满 热 趣 的过 程 ， 在 设 计 过 程 中 ， 要 边 学 习 ， 边 实 践

48、， 遇 到 新 的 问 题 就 不 断 探 索 和 努 力即 可 使 问 题 得 到 解 决 。在 设 计 中 ， 体 会 到 理 论 必 须 和 实 际 相 结 合 。 虽 然 收 集 了 大 量 的 资 料 ， 但是 在 应 用 中 却 出 现 了 许 多 意 想 不 到 的 问 题 。 在 经 过 很 多 次 分 析 修 改 后 ， 才 设计 出 达 到 控 制 要 求 的 系 统 。第 六 章【 1】 张 鹤 鸣 、 刘 耀 元 主 编 .可 编 程 控 制 器 原 理 及 应 用 教 程 .北 京 大 学 出 版 社 ，2007.【 2】 许 晓 峰 主 编 .电 机 及 拖 动 .

49、第 三 版 .高 等 教 育 出 版 社 ， 2007.【 3】 沈 聿 农 主 编 .传 感 器 及 应 用 技 术 .第 二 版 .化 学 工 业 出 版 ， 2009.【 4】 史 国 生 主 编 .电 气 控 制 与 可 编 程 控 制 器 技 术 .化 学 工 业 出 版 社 ， 2005.【 5】 王 兆 义 主 编 .可 编 程 控 制 教 程 .第 三 版 .机 械 工 业 出 版 社 .【 6】 汤 自 春 主 编 .PLC 原 理 及 应 用 技 术 .高 等 教 育 出 版 社 ， 2006.【 7】 廖 常 初 主 编 .可 编 程 序 控 制 器 的 编 程 方 法 与 工 程 应 用 .重 庆 大 学 出 版 ，2001.【 8】 何 哲 荣 、 曾 龙 飞 主 编 .流 行 可 编 程 序 孔 子 去 梯 形 图 识 图 入 门 .机 械 工 业出 版 社 ， 2008.【 9】 方 承 远 主 编 .工 厂 电 气 控 制 技 术 .机 械 工 业 出 版 社 ， 2009.【 10】 陈 定 明 主 编 .可 编 程 控 制 器 应 用 与 实 验 .高 等 教 育 出 版 社 ， 2004.【 11】 张 运 波 、 刘 淑 荣 编