基于PLC保龄球设备控制系统毕业设计论文文档格式.docx
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日期：
2015年1月18日
基于PLC的保龄设备控制系统设计
摘要：
随着经济发展，保龄球运动日益受到欢迎，然而对保龄球设备的控制技术还存在着不足。
本文主要是用PLC对保龄球设备控制系统的设计，结合保龄球设备运行过程控制及其要求，经PLC处理后控制机械进行相应动作，使电气部分与机械配合动作，并使用上位组态软件、监控系统等进行模拟。
既满足了设备控制的各项控制要求，又具有结构清晰简单，可靠性高，稳定性高等优点，促进了保龄球设备的推广和保龄球运动的普及。
关键词：
保龄球，组态软件，PLC
Abstract:
Witheconomicdevelopment,thegrowingpopularityofbowlingcontroltechnologyofbowlingequipment,ofthecontrolsystemwithPLCforbowlingequipment,combinedwithbowlingequipmentoperationandprocesscontrolrequirements,mechanicalactionaccordinglybyPLCcontrol,theelectricalpartandmechanicalaction,andusetheupperconfigurationsoftware,suchasmonitoringandcontrolsystemsimulation.Meetstherequirementsofvariouscontrolequipmentcontrol,andofbowlingequipmentandbowling.
Keywords:
Thebowlingball，Configurationsoftware，PLC
前言
保龄球运动是我国一项方兴未艾的高品位、健康的娱乐活动，近年来我国大部分都在建设保龄球馆。
对于保龄球馆来说，保龄球设备尤为的重要。
现在大多数的保龄球馆的设备都存在着或多或少的问题，在保龄球控制技术方面有着不足。
本文就这方面的问题，提出了基于PLC的保龄球设备控制系统的设计。
基于PLC控制的保龄球综合控制系统是保龄球设备的核心部分，包括机械部分和电气部分。
传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。
目前保龄球设备设计使用的可编程控制器（PLC），要求功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低，维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。
基于PLC控制的电气部分负责与机械配合动作，其机械状态信息和打球信息，经PLC处理后控制机械进行相应动作。
对设备的要求是按照一定的规则把被打到的不规则保龄球瓶按规则要求排列好。
为了完成这项基本功能，机械和电气有分工也有合作。
好的方案标准是：
完成同样的功能，越简单越好。
在此，机电一体化思想体现越充分越好。
通过上述的对保龄球馆的保龄球进行PLC控制，可提高球馆的服务质量和管理水平，是进行高效服务的保证，在激烈的市场竞争中具有不可忽略的作用。
目录
1基于PLC的保龄球设备控制系统方案设计5
1.1基于PLC的保龄球设备控制系统设计要求5
1.2基于PLC的保龄球设备控制方案比较及论证5
1.3系统方案设计7
2基于PLC的保龄球设备控制系统分析8
2.1基于PLC的保龄球设备控制系统功能分析8
2.2系统工艺流程图8
2.3输入控制信息分析9
2.4输出控制信息分析9
2.5PLC输入输出表的设计10
2.6PLC的选型（选型依据）10
3控制系统硬件设计12
3.1系统总图设计12
3.2电器元件的选型（元器件清单）14
3.3PLC控制系统设计15
3.4控制柜的安装布置设计16
4控制系统软件设计17
4.1控制流程图设计17
4.2中间元件表17
4.2编程平台的介绍17
4.3控制程序设计19
4.4程序的仿真调试20
5监控系统软件设计21
5.1易控软件21
5.2上位机监控界面22
5.3变量设置22
5.4IO口通信设置23
5.5画面的事件及动画配置24
5.6程序编写25
5.7易控与PLC的连接26
6系统的综合调试27
6.1综合调试的平台说明27
6.2综合调试的步骤27
6.3整体的综合调试27
7总结28
1基于PLC的保龄球设备控制系统方案设计
1.1基于PLC的保龄球设备控制系统设计要求
（1）完成保龄设备自动控制系统的相关流程分析，画出流程图；
（2）完成全部的输入、输出信号分析，作出输入、输出表，画出输入、输出线路图设计；
（3）完成系统总体硬件线路图的设计，进行正确的选型，给出元器件清单，画出系统安装配置图；
（4）说明程序模块结构，做出中间元件说明表，完成系统软件程序的编写，对程序进行清晰的注释。
（5）进行保龄球系统的上位监控系统设计。
系统结构图如图1.1所示：
1.2基于PLC的保龄球设备控制方案比较及论证
1.2.1单片机与可编程控制器的方案比较论证
（1）单片机控制方案
（2） ·
可靠性低
（3） 单片机本来抗干扰能力较低，从现在所要求的IO总数来看，不
（4） 论是MCS51系列还是MCS96系列单片机，都必须进行大规模的扩展，这样系统电路更加复杂，进一步降低了系统的可靠性。
（5） ·
开发成本高
（6） 单片机的售价并不贵，以目前市场价，较有名气的ATMEL也不过十几元钱一片而已，但简单从这表面上看这个问题是不妥的，以本人几年来单片机开发经验可知，要购入单片机开发装置（如仿真器、烧录器、电源）和还要开模制版等，这都是一笔不小的费用。
加上开发周期长所投入的人力物力，其价钱已远远地超过应用PLC开发的费用。
（7） 另外由于设备是专用特殊设备，其控制系统专用性较强，通用性较差，为其投入过多的开发费用不值得。
（8） ·
开发周期更长
（9） 单片机的开发周期较长，从电路设计、开模制版、编程、仿真、调试等经历非常长的周期，工程师往往要花大部分的时间在硬件设计和编程调试处理上，对最为重要的工艺过程往往没有更多的时间考虑。
（10） ·
不便于修改和维护
（11） 利用单片机开发的设备往往是专用的特殊设备，在市场上往往不能找到可替代的备件，所以不便于维护，这是用户最不愿看到的。
（12）基于以上的原因，本人认为此方案不适用
（13）
（2）PLC控制方案
（14） ·
可靠性
（15） 自第一台PLC诞生就是应用于工业现场控制，不可否认，PLC的可靠性得到了工控业界的认可。
据最近行业统计显示，目前采用PLC控制的设备份额达90％。
（16） ·
成本低
（17） 就此设备的控制来说，采用PLC来进行的设备开发和控制费用都要远远低于采用单片机或IPC的费用，其系统可大可小，小的几点，大的数千点，甚至上万点，很好解决工业控制问题，适用于很多场合。
（18） ·
开发周期短
（19） 采用PLC进行设备控制，工程师无须花太多的精力在硬件的处理上，采用积木式结构很快可以形成系统电路，大部分精力集中在工艺的了解处理和程序的编写上，有利于设备的快速开发，程序的编辑、修改和调试也都可随时进行，缩短了开发时间。
（20） ·
性能加强
（21） 随着微电子控制技术的发展，PLC的处理能力也越来越强，其通讯能力、运算处理能力、容量（IO容量和程序容量）等都有长足的发展。
（22） 所以，从可靠性和性价比等方面来说，本次设计采用的是PLC。
1.2.2PLC经验设计法和顺序控制法的方案比较论证
经验设计法类似于通常设计继电器电路图的方法，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。
有时需要多次反复的调试和修改，增加一些触点或中间编程软件，最后才能得到一个较为满意的结果。
这种方法没有普遍的规律可以遵循，具有很大的是弹性和随意性，最后的结果不是唯一的，设计所用的时间，设计的质量与设计者的经验有很大的关系，一般用于较简单的梯形图（比如手动程序）的设计。
在设计复杂的梯形图时，用大量的中间单元来完成记忆，连锁和互锁等功能，由于需要考虑的原因很多，他们往往又交织在一起，分析起来非常的困难，并且很容易遗漏一些应该考虑的问题。
修改某一局部电路时，可能对系统的其他部分产生影响，因此梯形图的修改也是很麻烦的。
用经验发设计的梯形图往往难以阅读，给系统的维修和改进带来了很大的困难。
顺序控制，就是按照生产工艺规定的顺序，在各个输入的信号的作用下，根据内部情况和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有次序的进行操作。
顺序控制法是一种先进的设计方法，很容易被初学者接受，对于有经验的工作人员，也会提高设计效率，程序的调试、修改和阅读也就很方便。
通过以上的比较所以选择顺序控制编程法。
1.3系统方案设计
本设计是一个基于PLC的保龄球设备控制系统，系统主要核心是利用了PLCc来进行保龄球整个流程的一个控制，我们可以利用手动或者自动来进行控制。
通过PLC的输出信号来驱动不同的执行机构，在本设计中执行机构就是扫瓶电路的扫瓶电机，传送带的提瓶电机1，提瓶盘的提瓶电机2，送瓶滑道电机，凸轮定位器电机，置瓶电机，输送带电机，后提升电机，前升电机，电气控制柜冷却风机电机。
通过控制以上的的电机来实现保龄球扫瓶，提瓶，送平和置瓶的功能。
本设计在整个系统的运行过程中采用了上位机来进行监控，借助了计算机的组态软件易控来实现。
保龄球设备控制图如图1.2所示：
2基于PLC的保龄球设备控制系统分析
2.1基于PLC的保龄球设备控制系统功能分析
本次设计基于PLC的保龄球控制设备系统主要就是对保龄球的转移进行控制，不仅要实现自动循环控制，也要能进行手动的控制；
其次，系统能工作停止和紧急停止，以及一些故障自诊断功能，在发生危险情况时要有声光报警等报警装置。
最后，整个系统的工作过程是出于工业组态软件的上位监控下。
上述即是整个设计的要求，但是在实际的设计过程中，我们应该很好的将其完善和细化。
首先系统要实现自动循环控制，当然，这个自动循环过程中我们要用到PLC来完成，先用编程器编好程序，在下载到PLC中，用PLC的输出信号就可以了。
另外，手动控制方面，那就说明我们在硬件设计时在控制面板上要添加各种开关按钮。
总台管理系统：
对球道实时监控，并进行分析、统计、价格设定、故障球道统计、报表等，实现了球馆现代化管理。
电脑计分系统：
可自动判断每次击瓶的数量，自动完成对每局球的分数统计及剩余瓶位的显示，并控制排瓶机工作。
先进的电脑管理系统，由总台电脑控制操作台电脑进行开局、加局关道、移道操作，并对球道的动作状态进行监控，对营业情况进行分析、统计、报表等功能。
配以生动活泼的动画，各种刺激游戏，赋于保龄的趣味性。
保龄设备（排瓶机）：
采用可编程控制器为核心部件，与电脑计分系统相匹配，配合精密摄像系统，完成储瓶、置瓶、扫瓶等一系列功能。
球道及回球系统：
球道就是球滚动的路径，有投球区、犯规线、球沟、护板等，回球装置就是投球之后，使用自动机械把球回到记分台前
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