基于三菱PLC的標(biāo)簽打印系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蔣思中，陳婷，白雪

（廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530226）

基于三菱PLC的標(biāo)簽打印系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蔣思中，陳婷，白雪

（廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530226）

設(shè)計(jì)了一個基于三菱PLC的標(biāo)簽打印系統(tǒng)，采用CC-Link對三臺PLC組網(wǎng)，并通過觸摸屏實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控。介紹了完整的設(shè)計(jì)過程，以及順序功能圖設(shè)計(jì)方法。通過現(xiàn)場調(diào)試及使用表明，該系統(tǒng)不僅運(yùn)行穩(wěn)定，而且便于修改參數(shù)及程序，具有較好的性價(jià)比和實(shí)用性。

三菱PLC；標(biāo)簽打印系統(tǒng)；CC-Link組網(wǎng)

可編程控制器是（PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)自動控制裝置，被稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化的支柱之一[1-2]。CC-Link是Control&Communication Link（控制與通信鏈路系統(tǒng)）的簡稱[3-4]，是由三菱電機(jī)為主的多家公司于1996年底推出的開放式現(xiàn)場總線，具有高速的數(shù)據(jù)傳輸速率，傳輸距離長的特點(diǎn)。本文介紹了一種基于三菱PLC的標(biāo)簽打印系統(tǒng)，并且通過實(shí)踐操作驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性與實(shí)用性。

1 系統(tǒng)需求分析與工藝設(shè)計(jì)

標(biāo)簽打印系統(tǒng)驅(qū)動設(shè)備共由熱封電機(jī)、噴涂電機(jī)、打碼電機(jī)、上色電機(jī)、傳送帶電機(jī)組成，傳送帶組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 標(biāo)簽打印系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

系統(tǒng)工藝流程包括傳送帶帶動工件移動、打碼、上色、熱封等，并具備有工作指示、運(yùn)行指示、報(bào)警等功能。在設(shè)備投入運(yùn)行之前，每個電機(jī)可單獨(dú)進(jìn)行調(diào)試。系統(tǒng)的工藝流程如圖2所示。

圖2 標(biāo)簽打印系統(tǒng)工藝流程

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100，同時(shí)還有故障率低、方便快速適應(yīng)工藝條件的變化的特點(diǎn)[5-6]。

2.1 系統(tǒng)選型

三菱PLC指令豐富，有專用的定位指令，控制伺服和步進(jìn)容易實(shí)現(xiàn)，在中小型的運(yùn)動控制系統(tǒng)中具有一定的優(yōu)勢。根據(jù)標(biāo)簽打印系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)，同時(shí)考慮合理的余量，采用CC_Link對三臺PLC進(jìn)行組網(wǎng)。其中一臺Q系列PLC作為主站，2臺FX3U（16點(diǎn)輸入、16點(diǎn)輸出）系列PLC作為從站。人機(jī)界面采用MCGS觸摸屏，并連接到系統(tǒng)主站PLC的RS232端口上。系統(tǒng)還配置有變頻器、伺服電機(jī)及驅(qū)動器、三相異步電機(jī)，以及按鈕、開關(guān)、指示燈等器件。2.2 I/O分配

主站的Q系列PLC主要作用是和從站PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作，以及和觸摸屏之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，具體輸入輸出設(shè)備全部連接在從站PLC上，I/O地址分配表見表1和表2所示。

表1 FX3U-32MR輸入輸出點(diǎn)分配表

表2 FX3U-32MT輸入輸出點(diǎn)分配表

2.3 PLC接線圖

在此標(biāo)簽打印系統(tǒng)中，使用行程開關(guān)檢測傳送帶上的工件位置，使用接近開關(guān)檢測上色噴涂電機(jī)進(jìn)給位置，兩臺從站PLC的接線圖如圖3和圖4所示。

圖3 FX3U-32MR電氣接線圖

圖4 FX3U-32MT電氣接線圖

2.4 程序設(shè)計(jì)

（1）PLC程序設(shè)計(jì)

標(biāo)簽打印系統(tǒng)的控制任務(wù)順序性強(qiáng)，工作步驟多，如果直接采用基本指令編程，將會十分不方便，且容易出現(xiàn)雙線圈輸出的錯誤。三菱FX系列PLC提供了順序功能圖（SFC）編程方法，該方法將一個復(fù)雜的控制過程分解成若干工作步，步與步之間通過轉(zhuǎn)移條件連接。采用順序功能圖，只有被激活的步才會執(zhí)行，不用考慮步與步之間的連鎖關(guān)系，設(shè)計(jì)的程序簡單易懂，而且思路清晰，特別適用于順序控制系統(tǒng)。圖5為根據(jù)系統(tǒng)工藝要求編制的順序功能圖（SFC），根據(jù)該功能圖在GX Developer環(huán)境下編程，并下載到PLC中，即可實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽打印系統(tǒng)的控制。

圖5 PLC順序功能圖

（2）CC-Link網(wǎng)絡(luò)通道分配

CC-Link是一個性能卓越（功能豐富）、使用簡單、低成本總線協(xié)議、應(yīng)用廣泛的開放式現(xiàn)場總線，標(biāo)簽打印系統(tǒng)的三臺PLC之間通過CC_Link的形式組網(wǎng)[7]，具體設(shè)置如圖6所示。

圖6 CC-Link網(wǎng)絡(luò)通道設(shè)置

（3）觸摸屏設(shè)計(jì)

觸摸屏畫面由調(diào)試模式畫面、工作模式畫面、報(bào)警畫面組成，各觸摸屏畫面根據(jù)工藝要求包含各個電機(jī)的工作狀態(tài)指示燈、按鈕、設(shè)置加工參數(shù)、當(dāng)日生產(chǎn)數(shù)量、報(bào)警等信息，實(shí)現(xiàn)對標(biāo)簽打印系統(tǒng)的監(jiān)控。調(diào)試模式畫面見圖7所示，加工模式畫面見圖8所示。

圖7 調(diào)試模式畫面

圖8 加工模式畫面

3 結(jié)束語

本文采用可編程控制器技術(shù)設(shè)計(jì)了一個標(biāo)簽打印系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了設(shè)備選型、I/O地址分配、接線圖繪制、程序設(shè)計(jì)及調(diào)試的PLC設(shè)計(jì)過程。系統(tǒng)核心控制部分采用CC-Link對三菱Q系列PLC與FX系列PLC組網(wǎng)，PLC程序主要采用順序功能圖設(shè)計(jì)，另外配有觸摸屏實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控。經(jīng)過現(xiàn)場的調(diào)試及使用表明，該系統(tǒng)不僅運(yùn)行穩(wěn)定，便于修改參數(shù)及程序，而且可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況。同時(shí)，由于該系統(tǒng)采用小型PLC組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)，具有較好的性價(jià)比和較強(qiáng)的實(shí)用性。

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Design of Label Printing System Based on Mitsubishi PLC

JIANG Si-zhong，CHEN Ting，BEI Xue
（Guangxi Vocational and Technical College，Nanning Guangxi 530226，China）

This paper designed a mitsubishi PLC based on the label printing system，using CC-Link on the three PLC network，and through the touch screen to achieve system monitoring.Details of the complete design process，as well as the sequence function diagram design method.Through the field debugging and use shows that the system is not only stable operation，but also easy to modify the parameters and procedures，with good price and practicality. Key words：mitsubishi PLC；label printing system；CC-Link networking

TP273.5

A

1672-545X（2017）06-0019-03

2017-03-01

2016年度廣西高校中青年教師基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：KY2016YB612，KY2016LX493）

蔣思中（1982-），男，湖南雙峰人，講師，碩士研究生，研究方向?yàn)楣I(yè)自動化技術(shù)。