物料系统中检测单元的PLC控制.docx

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物料系统中检测单元的PLC控制

**学院

本科生毕业设计（论文）

题目物料系统中检测单元的PLC控制

电气与自动化工程学院自动化专业

学生姓名***学号************

指导教师***职称副教授

指导教师工作单位***********************

起讫日期2013.2.22~2013.5.30

摘要

随着科技水平的高速发展，特别是自动化手段的多元化和技术水平的提高。

自动控制技术在工业控制现场得到了广泛应用。

可编程序控制器简称PLC，由于PLC具有使用方便，编程简单、功能性强、性能价格比高、可靠性高，抗干扰能力强等特点，因此PLC的应用领域在迅速扩大，对于当今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC。

尤其是近几年来，PLC的成本下降，功能又不断增强，所以，目前PLC在国内外已被广泛应用于各个行业。

本设计是基于S7-300型PLC控制的物料检测系统。

是由识别模块、提升模块、测量模块、气垫滑动模块、滑动模块组成，系统灵活运用传感器对物料进行检测、识别。

本设计是为了实现用PLC对物料系统中检测单元的控制，改变以往单纯手动检测，减少了劳动力，提高了生产效率，实现了自动化生产。

本设计中我们采用顺序功能图的编程理念运用梯形图和GRAPH二种编程方式实现了检测站的控制要求。

可以形象地模拟出检测站的工作过程。

关键词：

西门子S7-300PLC；物料检测；顺序流程图；GRAPH

ABSTRACT

Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,especiallytheincreasingdiversificationoftheautomatedmeansandtechnologicallevels,Automaticcontroltechnologyhasbeenwidelyusedinthefieldofindustrialcontrol.

ProgrammablelogiccontrollersimplycalledPLC,becausePLChastheadvantageofeasilyusing,simpleprogramming,functional,highcostperformance,highreliability,anti-interferenceabilityandothercharacteristics,sotheapplicationofPLCisexpandingrapidlyinmanyfield.NowadaysitalmostbesaidwherewhoneedtocontrolsystemexistsPLC.EspeciallyinrecentyearsPLC'scostreduction,functionalandconstantlyenhanced,thecurrentPLChavebeenwidelyusedinvariousindustriesareasbothathomeandabroad.

ThisdesignisbasedontheS7-300typePLCcontrolledmaterialdetectionsystem.Bytherecognitionmodule,upgrademodules,measurementmodules,airslidemodule,slidemodules,systemflexibilityintheuseofthematerialforthesensordetection,identification.ThisdesignistoachievethematerialwithPLCcontrolsystemdetectionunit,changethepastsimplemanualtesting,reducinglaborandimprovetheefficiencyofproduction,automatedproduction.ThedesignweusetheconceptofsequentialfunctionchartprogrammingusesladderandGRAPHtwokindsofprogrammingwaystofulfilthecontrolneedsoftheinspectionstation.Itcanvividlysimulatetheworkingprocessoftestingstations.

Keywords:

SiemensS7-300PLC；materialtesting；sequentialfunctionchart；GRAPH

目录

摘要I

ABSTRACTII

第一章绪论1

1.1选题背景及意义1

1.2PLC的发展历程1

1.2.1可编程序控制器的发展历史2

1.2.2PLC及其网络是现代工业自动化的支柱2

1.3PLC的特点3

1.4小结3

第二章PLC控制系统的设计方法5

2.1四种主流PLC简介5

2.2PLC的选择要求5

2.2.1确定I/O点数6

2.2.2PLC的选择6

2.3选择西门子PLCS7-300的优势7

2.4小结8

第三章：

检测站的PLC控制9

3.1检测站设计9

3.2检测站系统描述10

3.3检测站的工作过程11

3.4小结12

第四章编程方法13

4.1PLC五种标准编程语言介绍13

4.2经验法于顺序功能图法的比较13

4.3顺序功能图的特点及意义14

4.4小结14

第五章实现方法15

5.1建立设计项目15

5.2硬件组态15

5.3检测站的变量表17

5.4PLC顺序功能流程图17

5.5检测站的梯形图实现18

5.5.1OB1主程序18

5.5.2FC1控制程序19

5.5.3FC2输出程序22

5.6GRAPH编程实现方法24

5.7小结25

第六章调试中出现的问题及解决方法26

6.1调试方法26

6.1.1Step7PLCSIM功能26

6.1.2Step7PLCSIM调试步骤26

6.2调试画面27

6.3出现的问题及解决方法28

6.4小结28

结束语30

致谢31

参考文献32

第一章绪论

1.1选题背景及意义

在现代工业中，生产过程的自动化、机械化已成为突出的主题。

随着工业现代化的进一步发展，生产自动化水平的高低已经成为衡量现代企业中的重要指标之一。

自动生产车间、自动生产流水线等等，已经随处可见。

同时，在现代生产中，可能存在着各种各样的恶劣生产环境，如高温、放射性有毒气体、有害气体场合以及水下作业等其他恶劣的不利于人工进行操作的生产环境，更需要自动控制系统来实现。

PLC控制作为现代工业控制的三大支柱之一越来越得到重视。

本设计的主要内容就是运用PLC控制对物料系统的检测。

目前我国的大部分乡镇企业、私营企业由于受到资金短缺、自动化技术水平低或是管理等方面的限制，物料检测装置一般都是采用手动检测。

手工检测物料不仅劳动强度大、效率低，而且还容易造成事故。

物料检测采用可编程控制器PLC进行控制，能连续、大批量地检测货物，检测误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。

而且，物料检测单元是自动化工业过程中的一个很重要的部分，是衡量自动化程度的重要指标之一。

而PLC控制物料检测装置以其成本低，效率高，抗干扰能力强等优点，已经成为主流，他可以根据设定的程序，无人的，高效的工作，维护费用极少。

由于全部采用机械自动化作业，因此，检测处理能力较高，检测物品的分类数量也较多。

节省了大量的人力劳动，时间成本，减少了企业的额外支出，是企业节省成本的最好的方法。

PLC控制是目前工业控制上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。

本论文主要介绍了物料检测装置的PLC控制系统。

利用了PLC技术、位置控制技术、气动技术、传感器技术、电动技术传动技术等，这些技术都是自动化技术中所必需的，可以说是现代工作生产现场生产设备的一个微小的模型。

1.2PLC的发展历程

1.2.1可编程序控制器的发展历史

自从60年代末期，美国通用汽车公司（GM）根据当时市场形势及今后生产发展的需要，提出了“多品种、小批量、不断翻新汽车品牌型号”的战略。

提出了要取代继电器，执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能的新工业控制设备的概念。

1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程序控制器，经GM自动装配线试用，获得成功。

70年代中期以后及80年代以来随着半导体技术，尤其微处理器和微型计算机技术的发展，PLC广泛使用微处理器作为中央处理器，并且采用了大规模集成电路，PLC已不再仅有逻辑判断功能，同时还具有数据处理、PID调节、数据通讯等功能。

新一代工业自动控制设备——可编程序控制器（PLC）迅速发展起来，广泛运用于各种工业控制设备，已经成为了现代工业自动化的三大支柱之一。

1.2.2PLC及其网络是现代工业自动化的支柱

PLC及其网络被业内公认为现代工业自动化三大支柱（PLC技术、机器人技术、CAD/CAM技术）之一。

，PLC集电控、电仪、电传三电于一体。

从近年来的统计数据看，在世界范围内，PLC产品的产量、用量、销量高居各种工业控制装置榜首，形成这一局面有其深刻的原因：

1、PLC网控制系统的性能价格比高。

PLC控制系统经过多年的发展，已发展成为具有3～4级子网的多级分布式网络系统。

加上组态强有力的软件，使它成为具有动态画面显示、工艺流程显示、趋势图生成显示、等多种功能的系统，所有这一切使PLC网络成为CIMS系统非常重要的组成部分。

另外，PLC网络仅在关键部位配置冗余结构，在价格上大大低于DCS等控制系统。

2、PLC的高可靠性。

在工作原理方面，可编程序控制器采用周期循环扫描方式，在执行用户程序过程中与外界隔绝，从而大大减小外界干扰；在硬件方面，采用良好的屏蔽措施、对电源及I／O电路多种形式的滤波、CPU电源自动调整与保护、CPU与I／O电路之间采用光电隔离、输出联锁、采用模块式结构并增加故障显示电路等措施；在软件方面，设置自诊断与信息保护与恢复程序。

PLC由于采用现代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。

1.3PLC的特点

1、可靠性高，抗干扰能力远高于其他各种机型。

控制设备是否能能在工业应用上是否能广泛应用，首先看其可靠性的高低。

为了适应工业应用要求，PLC从硬件和软件方面采用了大量的技术措施来提高系统的可靠性以满足在恶劣环境下的工业控制现场。

据有关资料统计，在大多数PLC的平均无故障运行时间已达到几十万小时。

2、配套齐全，功能完善，适用性强

PLC可利用齐全的各种硬件装置来组成各种控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。

用户在硬件确定以后，在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下，无需大量改变PLC的硬件设备，只需更改程序就可以满足要求。

在功能上，现在PLC不仅有逻辑运