基于PLC的物料输送分拣系统监控程序设计Word文件下载.docx

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2013年05月毕业设计说明书（论文）中文摘要摘要随着当今社会科学技术的日新月异，各类物料输送的生产线对自动化程度的要求也越来越高，原有的生产送料装置，已远远不能满足当前高度自动化的需要。

保障生产的安全性、可靠性、降低生产成本、减少环境污染、减轻劳动强度、提高产品的质量及经济效益，是企业生存和发展所必须面临和解决的现实问题。

而PLC控制系统和传统的工控系统相比，具有可靠性高、功能强、编程简单、维护方便以及价廉物美的优点，是自动送料装车系统首选的主控制器件。

本文主要介绍一种利用触摸屏实现S7-200系列PLC人机界面的设计方法，并结合某货物分拣系统实现Smartline700IE触摸屏和S7-200系列PLC人机界面接口的设计和编程。

关键词：

PLC人机界面触摸屏毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleDesigningMonitoringprogramofMaterialhandlingandsortingsystembasedonPLCAbstractWiththerapidchangesinscienceandtechnologyinsocietytoday,varioustypesofmaterialhandlingautomationproductionlineoftheincreasinglyhighdemand,theoriginalproductionoffeedingdevice,cannotmeetthecurrentneedsofahighdegreeofautomation.Protecttheproductionofsecurity,reliability,lowerproductioncosts,reduceenvironmentalpollution,reducelaborintensityandimproveproductqualityandeconomicbenefits,istheenterprisesurvivalanddevelopmentmustfaceandsolvereality.ThePLCcontrolsystemandcomparedtothetraditionalindustrialcontrolsystems,highreliability,strongfunction,programmingissimple,easyandcheaptomaintaintheadvantagesofAutomaticLoadingSystemisthemaincontroldeviceofchoice.ThispapermainlyintroducesakindofusingthetouchscreenwithS7-200seriesPLCHuman-machineinterfacedesignmethod,combineprogrammingandimplementationofSmartline700IEtouchscreenwithS7-200seriesPLCman-machineinterfacewithacargosortingsystemKeywordsPLCHuman-machineinterfacetouchscreen第一章第一章绪论绪论自动分拣系统（AutomatedSortingSystem）是二次大战后在日本，美国的物流中心中广泛采用的一种自动分拣系统，该系统目前已经成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。

该系统的工作过程可以简单描述如下：

通过各种运输工具送来的各种物品，在最短的时间内将这些物品运送到指定地点，自动分拣系统在最短的时间内将各种物品按照规定进行筛选分类。

随着技术的发展,可编程控制器不仅可以实现一般的逻辑控制,还具备了包括模拟量在内的数值处理和网络通信等功能。

PLC通信能力的加强,使得控制系统的配置可以更加灵活,方便。

将计算机和PLC结合起来,可以充分利用PLC的可靠性高,开发周期短,编程容易等显著特点；

充分利用计算机友好的人机界面实现人机对话和监控功能,并可以进行一定的辅助决策,这样就可以组成高性能价格比的控制系统。

对PLC控制程序的状态和运行进行管理和控制，是PLC控制系统的重要组成部分。

采用触摸屏和PC机对PLC控制程序进行监控是目前常用的几种PLC控制系统的监控手段。

本课题采用西门子SmartLine触摸屏，完成对物料输送分拣系统的监控软件的设计。

本章对PLC，人机界面和触摸屏的介绍，通过分析它们的特点和应用领域我们可以准确的选用和设计。

通过这次设计能深入了解PLCS7-200和HMI设备的工作原理和软件编写。

1.1可编可编程控制器程控制器PLCPLC是以自动控制技术、微计算机技术、和通信技术为基础发展起来的新一代工业控制装置。

现在随着微处理器技术的发展，PLC得到了迅速的发展，也在社会各领域的生产得到了应用越来越多。

图1.1是现在的一种PLC。

图1.1S7-200系列PLC1.1.1PLC的特点的特点1）重要的特点“可编程”在我们需要更改控制系统的逻辑电路时我们不需要更改硬件电路，而只要软件程序，所以控制系统硬件能柔性化，其柔性化的结果使控制系统可靠性提高，从而给控制系统带来一系列好处：

系统便于维护，计数机，定时器，节点利用率提高，继电器等器件在PLC中融为一体，使得系统配置灵活方便。

2）可靠性高，抗干扰能力强PLC采用了大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

3）配套集全，功能完善，适用性高PLC发展到今天，已经形成了大，中，小各种规模的系统产品，可以用于各种规模的工业控制场合。

除了逻辑处理工程外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。

4）容易学习，使用简单，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工业等级的工程控制设备。

对它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受，使用。

梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。

为不太了解电子电路、不太懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

5）系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。

这种编程方法很有规律，很容易掌握。

对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。

更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。

这很适合多品种、小批量的生产场合。

6）体积小，重量轻，能量消耗低1。

1.1.2PLC与别的控制器的比较与别的控制器的比较1）PLC与继电器控制在控制逻辑：

PLC采用存储器逻辑，也称为“软连线”逻辑，继电器控制逻辑采用硬连线逻辑。

工作方式：

继电器控制线路属于并行工作方式；

PLC属于在串行工作方式。

可靠性和可维护性：

继电器控制线路使用大量的机械触点，连线也很多，可靠性和可维护性差；

PLC控制逻辑，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，体积小、寿命长、可靠性高。

控制速度：

继电器控制线路控制速度比较低；

PLC控制速度高。

定时控制：

继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制，精度不高；

PLC利用数字定时器进行时间控制，精度高，定时范围大2。

2）PLC与工业PC工业控制计算机（工业PC）是一同用卫星计算机为基础的工业现场自动控制设备，它的特点是具有标准化的总线结构，因此各机型间的兼容性好，与计算机间的通信容易。

而PLC的接口标准目前还没有完全统一，标准化程度较差，其兼容性与通信性能与工业PC相比还有一定的差距。

3）PLC与DSC集散控制系统（DSC）生产于20世纪70年代，它与PLC一样都已微型计算机为基础的工业自动控制装备，但DSC发展的基础和方向与PLC有所不同。

首先，在控制功能方面，DSC是在生产过程仪表控制的基础上发展起来的计算机控制装置，控制功能侧重于模拟量处理，回路调节，状态显示等方面。

而PLC是在“继电器-接触器”控制系统的基础上发展起来的计算机控制装备，控制功能侧重于开关量处理，顺序控制，逻辑运算方面3。

1.2人机界面人机界面HMI人机界面（HumanMachineInterface,HMI），是人与计算机之间专递，交换信息的媒介和对话接口，是人机双向信息交互的支持软件和硬件。

交互式实现信息转达的情境刻画，而界面是实现交互的手段。

人机界面产品有硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器，显示单元，输入单元，通信接口，数据存储单元等；

软件一般分成两部分，即运行于HMI硬件中的系统软件和运行与计算机Windows操作系统下的画面组态软件。

图1.2一种采用触摸屏的HMI设备在工业控制领域，人机界面产品包括触摸屏和组态软件，触摸屏又称为图形操作终端（GraphOperationTerminal，GOT），是一种替代鼠标及键盘部分功能，安装在显示屏前端的输入设备。

组态软件又称组态监控系统软件，是指一些数据采集与过程控制的专用软件，是自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的，通用层次的软件工具。

随着计算机和数字电路技术的发展，人机界面产品的接口能力越来越强。

除了传统的串行（RS232，RS422/485）通信接口外，有些人机界面产品已具有网口，并口，USB等数据接口，可与具有网口，并口，USB等接口的工业控制设备相连接，实现设备的人机交互。

1.2.1人机界面的特点人机界面的特点一般情况下，不同厂家的HMI硬件使用不同的画面组态软件，在工业控制系统中连接的主要设备种类是PLC。

通用的组态软件支持的种类非常多，如各种PLC，PC板卡，仪表，变频器，模块等设备，而且由于PC的硬件平台性能强大，通用组态软件的功能也很多，适用于大型的监控系统中。

处理器的性能决定了HMI产品的性能高低，是HMI的核心单元。

根据HMI的产品等级不同，处理器为8位，16位，32位的处理器。

HMI软件一般分成两部分，即运行于HMI硬件中的系统软件和运行与计算机Windows操作系统下的画面组态软件。

随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。

在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；

已开发成功的控制软件又由于每个控制项目不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；

在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须从其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。

通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业