基于PLC的产品数量检测设计Word文档下载推荐.doc

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学生姓名

XX

学号

课程名称

PLC原理与应用

设计题目

基于PLC的产品数量检测设计

设计目的、主要内容（参数、方法）及要求

设计目的：

1、掌握PLC功能指令的用法。

2、掌握PLC控制系统的设计流程。

设计主要内容及要求：

1、设计一个产品数量检测的控制程序，具体要求如下:

（1）当起动开关闭合后，运货车到位，传动带开始传送工件，件数检测仪开始工作。

（2）当件数检测仪检测到24个工件时，推板机推动工件到运货车，此时传送带停止传送。

（3）20S后，工件到运货车，推板机返回，传送带又开始传送，计数器复位，并准备再重新计数。

2、画出实现程序流程图。

3、列出输入、输出端口。

4、写出梯形图程序。

5、调试程序，直至符合设计要求。

工作量

2周时间，每天3学时，共计42学时

进度安排

第1天：

明确课程设计的目的和意义，根据课程设计要求查找相关资料

第2-3天：

学习课程设计中用到的PLC相关知识

第4-5天：

根据课程设计的要求画出程序流程图

第6天：

列出I/O分配表

第7-8天：

写出梯形图程序，并对程序进行注释

第9-10天：

学习西门子S7-200的编程软件STEP7MicroWINSP6，并在该软件中编写梯形图程序

第11天：

学习西门子S7-200仿真软件，并进行程序仿真和调试。

第12天：

将课程设计中用到的程序在PLC试验箱上进行运行和调试。

第13-14天：

撰写课程设计报告。

主要参考资料

[1]廖常初.S7-200PLC编程及应用[M].北京:

机械工业出版社,2013.8

[2]梅丽凤.电气控制与PLC应用技术[M].机械工业出版社,2012.3

[3]殷洪义.可编程序控制器选择设计与维护[M].机械工业出版社,2006.1

指导教师签字

教研室主任签字

摘要

可编程序控制器（PLC）是应用最广的以计算机技术为核心的自动控制装置，它是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

PLC

采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

而基于PLC的产品数量检测技术在现实生活中的自动化生产中有着广泛的应用。

通过机械的自动化计数使得工厂流水线节省了大量的人力，同时也提高了工作的效率和产量。

产品数量检测技术的应用体现了人与机器的有效结合，充分体现了设备的灵活性，提高了产品的统计效率和输送速度。

本次课程设计是基于PLC的产品数量检测设计，通过本次设计来掌握PLC功能指令的用法，以及熟悉PLC控制系统的设计流程。

关键词：

PLC；

自动控制装置；

流水线；

数量检测

目录

1设计背景 1

1.1设计目的及意义 1

1.2可编程逻辑控制器简介 1

2基于PLC的产品数量检测硬件设计 2

2.1控制对象及要求 2

2.2PLC选型 2

2.2.1CPU型号的选择 2

2.2.2I/O模块的选型 2

2.3系统工作过程 2

2.4系统I/O分配 3

3基于PLC的产品数量检测软件设计 4

3.1编程软件介绍 4

3.2系统控制流程图 4

3.3程序梯形图 5

4心得体会 6

参考文献 7

附录 8

8

1设计背景

1.1设计目的及意义

自动化生产过程中，物品输送系统是连接各个生产单元的关键设备，系统通常由传送带机构、物品移动机构和物品输送小车等组成。

传送带一般采用电动机驱动，物品移动机构可以采用电动机驱动，也可以采用液压系统驱动，运送小车为电动机驱动。

本题目针对运送系统设备设计相应的电器控制系统。

物品输送系统将位于传送带始端的物品送至尾端，然后通过物品移动机构将物品送到推板机前，推板机将工件推到运货车，然后运货车将工件运到其他指定地点。

系统中传送带由电动机驱动，物品移动机构采用液压系统驱动，通过行程开关检测各个运动部件是否达到预定位置。

课程设计的安排旨在提升学生的动手能力，加强学生对专业理论知识的理解和实际运用。

通过课程设计制作过程中资料的查阅，来提高同学们的资料搜集能力；

通过不同方案的选择来提高分析和解决实际问题的能力；

通过计算机制图以及撰写课程设计报告来提升同学们用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。

更重要的是通过课程设计为以后的毕业设计奠定坚实的基础。

《PLC编程及应用》课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计的过程中，通过课程设计实践环节巩固和加强《PLC编程及应用》课程所学的知识，掌握课程知识实际应用的能力。

同时在设计过程中，综合已学的知识，完成简单完整的控制系统设计，掌握PLC功能指令的用法以及PLC控制系统的设计流程。

1.2可编程逻辑控制器简介

工程控制计算机（简称工控机）是以计算机技术为基础的新型工业控制装置，目前已成为工业控制的标准设备，被广泛应用于各行各业，工控机是实现生产自动化的最佳配套产品，而工业可编程序控制器（PLC）则在工控领域中占有主要的地位。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、吗、编程简单等特点。

可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器，目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。

其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。

根据实际应用对象，将控制内容写入控制器的用户程序内，控制器和被控对象连接也很方便。

可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。

另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的要求专门设计控制器，适合批量生产。

由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。

2基于PLC的产品数量检测硬件设计

2.1控制对象及要求

产品数量检测系统是一种高效率自动化产品计数专用设备，系统由产品输送机构，产品数量检测机构以及产品装箱机构组成。

产品数量检测系统的输送机构采用电动机驱动，分类机构采用气动系统驱动，由电气控制系统实现自动工作过程控制，是典型的机电或机电液一体化的自动化的自动化设备。

产品数量检测系统工作时，待检测的工件由输送带送往数量检测位置，通过计数传感器后落入推板机前的工件箱。

采用行程开关检测与控制推板机的位置，同时采用行程开关检测推板机和运货车是否到达预定位置。

2.2PLC选型

2.2.1CPU型号的选择

S7-200不同的CPU模块的性能有较大的差别，在选择CPU模块时，应考虑数字量、模拟量模块的扩展能力，程序存储器与数据存储器的容量，通信接口的个数，本机I/O点的点数等，当然还要考虑性能价格比，在满足要求的前提下尽量降低硬件成本。

2.2.2I/O模块的选型

选择I/O模块之前，应确定哪些信号需要输入给PLC，哪些负载由PLC驱动，是数字量还是模拟量，是直流量还是交流量，以及电压的等级；

是否有特殊要求，例如快速响应等。

本次课程设计采用的是无扩展功能的CPU221模块。

2.3系统工作过程

数量检测系统工作过程如下图2-3-1所示。

由人工将工件放置在传送带上，当起动开关闭合后，运货车到位，传动带开始传送工件，件数检测仪开始工作。

推板机前的工件箱满箱为24件，工件满箱后，传送带停，推板机启动，20S后推板机推动工件到运货车并返回，传送带又开始传送，计数器复位，并准备再重新计数。

系统启动

检测计数

计数箱满

推板机复位

推板机起动

运货车到位

传送带起动

一次循环结束

图2-3-1数量检测系统工作过程

2.4系统I/O分配

电器元件信号与PLC通道分配的目的是为每一个需要PLC处理的设备信号获得进入PLC的通道和存放信号状态的地址。

依据控制流程图以及对设备信号分析结果，电器元件与PLC连接的通道分配如表2-4-1所示。

表2-4-1电器元件信号与PLC连接的输入输出端口说明

输入

输出

元件

说明

I0.0

起始开关

Q0.0

传送带运动

I0.1

运货车到位开关

Q0.1

推板机运动

I0.2

检测工件

3基于PLC的产品数量检测软件设计

3.1编程软件介绍

STEP7-Micro/WIN是专门为S7-200设计的、在个人计算机的Windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大、使用方便、简单易学。

CPU通过PC/PPI电缆或插在计算机中的CP5511、CP5611等通信卡通信。

STEP7-Micro/WIN的用户程序结构简单清晰，即通过一个主程序调用子程序，在中断事件出现时调用中断程序，可以用数据块进行变量的初始化设置。

用户可以用语句表、梯形图和功能块图编程，不同的编程语言编制的程序可以相互转换，可以用符号表来定义程序中使用的变量地址对应的符号。

STEP7-Micro/WIN为用户提供了两套指令集，即SIMATIC指令集和国际标准指令集。

通过调制解调器可以实现远程编程，可以用单次扫描和强制输出等方式来调试程序和进行故障诊断。

3.2系统控制流程图

C0

T37

M0.0

SM0.1

M0.4

M0.3

M0.2

M0.1

RC0

C加1

I0.0·

设计完成的设备自动工作流程图如图3-2-1所示。

图3-2-1产品数量检测系统控制流程图

3.3程序梯形图

根据前一节的流程图，通过编程软件绘制梯形图，如图3-3-1所示。

图3-3-1产品数量检测系统工作梯形图

4心得体会

短暂的课程设计已经结束，我感觉这次课程设计的时间有些紧张，但着实受益匪浅。

当初拿到课题时，感觉应该很简单，因为之前我们做过单片机的数量检测实验。

但当实际进行课程设计时却遇到了很大的困难。

因为我的课程设计是基于PLC的数量检测设计，但PLC课程我们也只是刚刚开始学习，而且由于没有认真听课，导致不知道如何下手，但是紧迫的时间又不容我拖拉。

在把课本内容大致浏览了一下后，开始按照任务书的要求进行构思和拟定初稿。

通过课程学习的不断深入，在课程设计中遇到的阻力也变得越来越小。

通过这次的课程设计，使我对系统流程图、梯形图的绘制和理解变得更加深刻。

虽然