尺寸检测和材质检测控制PLC详解.docx

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尺寸检测和材质检测控制PLC详解

信息与电气工程学院

课程设计说明书

（2010/2011学年第一学期）

课程名称：

PLC可编程控制器应用

题目：

尺寸检测和材质检测控制

专业班级：

电气0701班

学生姓名：

白雪天

学号：

070060117

指导教师：

路巍、霍振宇、李兵等

设计周数：

两周

设计成绩：

二〇一一年一月十二日

一、课程设计的任务

1.课程设计的目的

通过此次尺寸检测和材质检测控制课程设计，熟悉并掌握s7-200系列PLC梯形图的设计及其开发软件V1.0S7-200Explorer的使用。

通过I/O的地址分配了解并熟悉PLC224的接口。

同时通过使用力控组态软件使系统运行更直观化的表示出来，使用力控5.0进行设计，加深我们对PLC和监控组态的认识和使用，融会贯通其图形设计及编程思想，培养并加强在实际生产生活中的应用。

另外要熟悉伺服电机的驱动参数。

2.原始数据及主要任务

当接到工件后，托料盘上升至顶端，由传感器识别工件的高度是否符合要求。

若“合格”，托料盘下降至中部停稳后，推料气缸工作，将工件推出，工件将沿滑槽到下一单元，当下一站单元识别工件已到位，这时停在中部的托料盘继续下降到底端，等待下一工件的到来；若“不合格”，托料盘直接下降至底端。

将不合格工件，推入废料槽。

当材质检测单元接到工件后传送带开始转转动，带动工件向后运动，其间经过三个传感器，来识别工件的材质，到达检测完成位置后发出信号由下一个工作站将工件取走，传送带停止转动，等待下一个工件的到来。

利用实验室现有设备进行系统的模拟实验。

对课程设计进行总结，撰写课程设计报告。

3.设计要求

动作要求：

-托料盘上升

-托料盘到达顶部，需要延时（进行检测）

-根据测量结果，托料盘下降到中部或底部推料

-记录检测结果

技术要求：

1.托料盘到达顶部，需要延时（进行检测）；

2.根据测量结果，托料盘下降到中部或底部推料；

3.托盘不得超过极限位置；

4.由变频器驱动三相交流电动机来完成工件在传动带上的运动和停止；

5.在本系统中，在完成可编程控制器为下位机的相关控制程序的基础上，用组态软件编程实现上位机的控制及其相关监控界面。

6.课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰。

数据完整。

结论明确。

二、课程设计正文

（一）尺寸检测单元

1.硬件设计

（1）方案设计

1.PLC概述:

PLC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储器，用来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的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC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,采用循环扫描的工作方式。

2.方案概述:

该系统单元共有七个输入点，分别为：

启动/停止，复位，单步，自动/手动，托盘上极限，托盘下极限，推料，五个输出点：

正转，翻转，空载，使能，推料。

接通启动按钮，当传感器有信号时，伺服电机运行；托盘上升到上极限，延时之后检测是否符合要求，托盘下降，如果符合要求，下降到中部，推料动作；如果不符合要求，下降到底部，推料动作。

单步即实现整个过程的每个步骤单独运行，各部为：

开始到上极限，上极限到中部，上极限到下极限。

3.PLC选型及I／O地址分配

本系统结构已经选定S7-200CPU224的PLC，满足操作要求。

其I/O地址分配为：

模块号

输入端子号

输出端子号

地址

功能介绍

CPU224

启动/停止按钮

I0.0

启动停止电机

复位按钮

I0.1

复位

单步按钮

I0.2

单步实现控制

自动/手动按钮

I0.3

自动手动控制切换

托盘上极限

I0.4

控制前端信号

托盘下极限

I0.5

控制后端信号

推料

I0.6

材料推出

高度检测

I1.0

检测高度

伺服电机正转

伺服电机

Q0.0

上升

伺服电机反转

Q0.1

下降

推料

Q0.4

材料推出

（2）单元电路

由于本系统PLC已经连接好线路，故电气连接电路不用设计，PLC控制输出输入控制接线图如下：

2.尺寸检测单元软件设计

（1）系统分析设计：

本课题是通过PLC和组态软件来实现储料单元控制系统设计。

该系统单元共有七个输入点，分别为：

启动/停止，复位，单步，自动/手动，托盘上极限，托盘下极限，推料，五个输出点：

正转，翻转，空载，使能，推料。

通过PLC和组态软件来实现气缸的推出与收回两个方面的控制。

（2）系统实施及程序

（二）材质检测单元设计

1.硬件设计部分

1．1监控组态软件概述

组态软件是应用于有计算机监控的场合。

组态软件，更确切称呼是人机界面HMI（HumanMachineInterface）/监控与数据采集SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）软件。

实现HMI或MMI（ManMachineInterface）和控制功能，实时数据库、实时控制、SCADA、通信及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持。

1.2方案概述

该系统单元共有八个输入点，分别为：

启动/停止，复位，单步，自动/手动，复位位置，金属材料，磁性材料有无工件。

三个输出点：

速度1，速度2，速度3。

接通启动按钮，电机以一定速度开始运行，运行到三个传感器时进行检测，区分金属材质。

1.3PLC选型及I/O地址分配

见下表：

模块号

输入端子号

输出端子号

地址

功能介绍

CPU224

启动/停止按钮

I0.0

启动停止气缸

复位按钮

I0.1

气缸复位

单步按钮

I0.2

单步实现控制

自动/手动按钮

I0.3

自动手动控制切换

复位位置

I0.4

金属材料

I0.5

磁性材料

I0.6

有无工件

I0.7

速度1

Q0.0

速度2

Q0.1

速度3

Q0.2

有无工件指示灯

Q0.3

金属工件指示灯

Q0.4

磁性工件指示灯

Q0.5

1.4单元电路

由于本系统PLC已经连接好线路

PLC控制输出输入控制接线图见下图：

2．软件设计部分

（三）系统运行调试

当PLC软件程序及监控组态程序编制结束且软件调试成功后，进行系统调试。

按照正常的控制步骤分阶段将各个控制步骤逐一进行测试，确保每个环节正常无误。

然后进行整个控制过程的连贯运行。

当一切测试正常后，再进行模拟故障告警情况的调试。

当所有测试均正常后，系统调试结束。

整个过程中一定要十分仔细逐步调试。

三、课程设计总结和结论

PLC课程设计的完成也是这一学期的结束，这不禁让人感慨。

这次的课程设计又让我再次体会到理论联系实际和工作过程中小组成员之间共同协作的重要性。

当我一拿到课题时，就发现这个课题非常的接近实际，是实际工厂的一个简单模型。

所以我很珍惜这样的机会，我开始上网查了相关的资料。

第一次进实验室，就把整个模型自习的观察一遍，各个按钮、开关、传感器，伺服电机还有PLC的各个端口。

然后就根据实物，开始把PLC相关知识在笼统的再复习一遍，把涉及到的一些比较陌生的东西认真的研究，然后就开始编程了，之后就调试。

首次调试就发现了许多的问题，然后就在老师的指导下和与其他成员的讨论之后逐个的解决。

整个课程设计就是一个调试，发现问题，然后再解决问题，最后到调试成功。

这次课程设计的课程是考查课，学习的时候对相关知识的把握只是在初步了解的层次上的，然后通过这次的课程设计，这也是一个再次学习的过程，这样我对这门课程的理解进一步的加深了。

其实将来我们走向工作时，现在学习的东西是永不够用的，这就要求我们在已有知识的基础之上，把知识进一步加深理解，去学习新的东西，掌握新的技能。

所以这次课程设计为我们将来的工作打下基础。

设计的过程中我们在不断的遇到问题，解决问题。

这也是对我耐性和毅力的一种考验，生活也是这样总会遇到问题，然后我们要勇于去面对问题，分析问题，想办法解决问题。

这次设计给我的感受和一些经验我对我将来的工作和生活都是十分有帮助的。

四、参考文献

【1】.殷洪义可编程序控制器选择设计与维护

【2】.付家才plc实验与实践高等教育出版社

【3】.王也仿周芝峰可编程控制器应用技术

【4】.孙振强王晖孙玉峰等可编程控制器原理及应用教程

课程设计

评语

课程设计

成绩

指导教师

（签字）

年月日