四节传送带.docx
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四节传送带
四
节
传
送
带
一、设计目的及意义
可编程控制器简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
PLC的功能扩展也极为方便,硬件配置相当灵活,根据控制要求的改变,可以随时变动特殊功能单元的种类和个数,再相应修改用户程序就可以达到变换和增加控制功能的目的。
。
据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。
专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。
随着工业生产的迅速发展，市场竞争的激烈，产品更新换代的周期日益缩短，工业生产从大批量、少品种，向小批量、多品种转换，继电器—接触器控制难以满足市场要求，此问题首先被美国通用汽车公司（GM公司）提了出来。
通用汽车公司为适合汽车型号的不断翻新，满足用户对产品多样性的需求，公开对外招标，要求制造一种新的工业控制装置，取代传统的继电器—接触器控制。
其对新装置性能提出的要求就是著名的GM10条，即:
（1）编程方便，现场可修改程序；
（2）维修方便，采用模块化结构；
（3）可靠性高于继电器控制装置；
（4）体积小于继电器控制装置；
（5）数据可直接送入管理计算机；
（6）成本可与继电器控制装置竞争；
（7）输入可以是交流115V；
（8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；
（9）在扩展时，原系统只要很小变更；
（10）用户程序存储器容量至少能扩展到4K。
这十项指标就是现代PLC的最基本功能，值得注意的是PLC并不等同于普通计算机，它与有关的外部设备，按照“易于与工业控制系统连成一体”和“便于扩充功能”的原则来设计。
在大三上学期学了S7-200PLC编程及应用这门课程，了解了PLC控制的实际运用，对于PLC控制有了比较深入的了解。
通过课程设计，重新温习了一下平时上课被忽略的知识，更清楚的认识和了解PLC，对PLC的工作原理、设计方法都有了深刻的认识，对于PLC产品在生活中的运用也有了更多的了解。
实际动手设计PLC控制系统能够在以前基础上加深学生PLC的设计方法、步骤及设计原则；巩固书本知识，并将其初步运用到实际中去；从而培养和提高学生的独立工作能力；培养学生查阅书籍、参考资料、上网查询信息的能力等，从而让学生在今后解决实际工程技术问题时能够有基础。
用MCGS组态模拟软件模拟组态，通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。
使我们能对工厂中对设备监控及调试有了进一步的了解。
二、题目分析
2.1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
2.2设计过程：
1、设计一个实现四级传送带逆序启动、顺序停止的控制程序
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。
6、MCGS组态设计。
7、组态调试、运行。
2.3设计要求：
有一个用四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如下：
启动时先起动最末一条皮带机，经过8秒延时，再依次起动其它皮带机。
停止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。
当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如M2故障，M1、M2立即停，经过8秒延时后，M3停，再过8秒，M4停。
当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行8秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
例如，M3上有重物，M1、M2立即停，经过8秒延时后，M3停，再过8秒，M4停。
传送带A、B、C、D分别为第一、二、三、四级传送带，分别由四台电机M1、M2、M3、M4带动。
三、任务要求
按要求设计四节传送带程序和组态，设计并运行MCGS组态模拟界面，运行控制程序，调试程序，直到达到预定的模拟功能的要求。
具体要求如下：
1、设计一个实现四级传送带逆序启动、顺序停止的控制程序
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。
6、设计MCGS控制界面。
7、设计PLC控制程序。
8、设计联机调试。
四、总体设计
1、
PLC控制流程图
2、PLC外部接线图
2-3外部接线图
3、PLC芯片型号选择
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。
选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。
基本单元：
S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用，其输入输出点数的分配如表2.1所示：
S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元
表2.1S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元
型号
输入点
输出点
可带扩展模块数
S7-200CPU221
6
4
—
S7-200CPU222
8
6
2个扩展模块78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点
S7-200CPU224
14
10
7个扩展模块168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
S7-200CPU226
24
16
2个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
S7-200CPU226XM
24
16
2个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
4、PLC四级传送带I/O分配表
四级传送带I/O分配表
输入
输出
启动按钮SB1
I0.0
传送带1M1
Q0.1
停止按钮SB2
I0.5
传送带2M2
Q0.2
传送带故障A
I0.1
传送带3M3
Q0.3
传送带故障B
I0.2
传送带4M4
Q0.4
传送带故障C
I0.3
传送带故障D
I0.4
5、具体流程
（1）连接I/O
（2）设计PLC程序
程序如图：
（3）运行程序，查看成果
程序能达到预期效果
增加功能：
报警装置
如图所示，当某个电机发生故障时，报警装置显示报警，当装置恢复正常时，报警装置自动关闭。
（4）设计MCGS组态模拟画面
（5）调试并运行
6、结果分析
PLC程序结果：
四条皮带运输机的传送系统，分别用四台异电动机M1、M2、M3、M4带动，控制过程如下：
（1）启动时先按下启动按钮，起动最末一条皮带机，经过8秒延时，再依次起动其他皮带机。
（2）停止时按下I0.5按钮，这时M1皮带先停止工作，然后M2、M3、M4依次停止工作。
（3）B、C、D为故障模拟按钮，分别模拟M1、M2、M3、M4发生故障时的情况。
例如：
当要模拟M1条皮带机发生故障时，只需按下按钮A即可，此时该皮带机立即停止工作，而该皮带机以后的皮带机分别间隔8秒再依次停止工作：
M2在M1停止工作后8秒以后再停止（将本皮带上的货物运送待运完后才停止）。
M3在M2停止工作后8秒以后再停止。
往后依次类推。
当M2发生故障时，M1皮带机立即停止工作，而M2以后的皮带机则依次间隔8秒以后再停止工作。
M3、M4发生故障时情况与此相同。
（4）MCGS组态模拟画面实现功能与其一致。
7、出现的问题
MCGS不能与PLC建立起连接，通过MCGS不能读到PLC的状态，通过更改通信口和一些数据校验方式、数据采集方式、通讯方式，最终和PLC连接了起来，而且还能进行实时通信。
模拟运行请看视频
五、分工安排
XXX：
设计PLC程序、做PPT、答辩
XXX：
设计PLC程序、设计MCGS组态、撰写项目书
XXX：
设计MCGS组态、撰写项目书
XXX：
设计PLC程序、设计MCGS组态、答辩
XXX：
设计PLC程序、撰写项目书
六、课程设计总结
这次课程设计在拿到题目之后，通过对题目的分析。
然后，又在网上查阅了相关资料，初步制定各个部分功能的实现方案，对各部分功能进行简单编程，完成个部分功能的独立实现；之后，将各部分程序整合到一起，进行调试，在整合和调试过程中我们未发现异常。
通过这次设计实践，我们小组成员学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知识的掌握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。
能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。
同时，使我们的合作意识得到加强。
合作能力得到提高。
七、参考文献
[1]钟肇新.可编程控制器原理及应用.电子工程师：
计算机应用.广州:
华南理工大学出版社，2000.
[2]徐世许.可编程控制器原理.合肥：
中国科学技术出版社，2001.
[3]廖常初.PLC编程及应用[J].北京：
机械工业出版社，2002.
[4]李景学.可编程控制器应用系统设计方法[J].北京：
电子工业出版社，1995.
[5]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：
北京航空航天大学出版社，2008.
[6]胡学林.可编程控制器教程（基础篇）.北京：
电子工业出版社，2004.
[7]王兆安.电力电子设备设计和应用手册[M]北京：
机械工业出版社2002.
[8]陈建明.电气控制与PLC应用.北京：
电子工业出版社，2006
[9]吴作明.工控组态软件与PLC应用技术[M].北京:
航空航天大学出版社，2007.0-382
[10]MCGS参考手册和MCGS参考指南.
附录
脚本程序：
脚本程序1：
ifM1=1andx1<246andx>=231andy>=0then
x1=x1+8
endif
ifM1=0andx1<246then
x1=x1
y1=y1
endif
ifx1>=246andy1<105then
y1=y1+2
x1=x1+1
endif
ify1>=105andx1<426andx1>=246andM2=1then
y1=105
x1=x1+8
endif
ify1>=105andx1<426andx1>=246andM2=0then
x1=x1
y1=y1
endif
ifx1>=426andy1<220andy1>=100then
x1=x1+1
y1=y1+2
endif
ify1>=220andx1<656andx1>=426andM3=1then
y1=220
x1=x1+8
endif
ify1>=220andx1<656andx1>=426andM3=0then
x1=x1
y1=y1
endif
ifx1>=656andy1<330andy1>=220then
x1=x1+1
y1=y1+2
endif
ify1>=330andx1<876andx1>=656andM4=1then
y1=330
x1=x1+8
endif
ify1>=330andx1<876andx1>=656andM4=0then
x1=x1
y1=y1
endif
ifx1>=876andy1<441andy1>=330andx1<=931then
y1=y1+2
x1=x1+1
endif
ifx1>=931then
x1=931+8+t
t=t+8
y1=440
endif
ift>=164andx1>=950then
x1=0
y1=0
t=0
endif
脚本程序2：
ifM1=1andx2<261andx1>=246andy1>=0then
x2=x2+8
endif
ifM1=0andx2<261then
x2=x2
y2=y2
endif
ifx2>=261andy2<105then
y2=y2+2
x2=x2+1
endif
ify2>=105andx2<441andx2>=261andM2=1then
y2=105
x2=x2+8
endif
ify2>=105andx2<441andx2>=261andM2=0then
x2=x2
y2=y2
endif
ifx2>=441andy2<220andy2>=100then
x2=x2+1
y2=y2+2
endif
ify2>=220andx2<671andx1>=441andM3=1then
y2=220
x2=x2+8
endif
ify2>=220andx2<671andx2>=441andM3=0then
x2=x2
y2=y2
endif
ifx2>=671andy2<330andy2>=220then
x2=x2+1
y2=y2+2
endif
ify2>=330andx2<891andx2>=671andM4=1then
y2=330
x2=x2+8
endif
ify2>=330andx2<891andx2>=671andM4=0then
x2=x2
y2=y2
endif
ifx2>=891andy2<441andy2>=330andx2<=946then
y2=y2+2
x2=x2+1
endif
ifx2>=946then
x2=946+8+t
t=t+8
y2=440
endif
ift>=164andx2>=950then
x2=0
y2=0
t=0
endif
脚本程序3：
ifM1=1andx3<276andx2>=246andy2>=0then
x3=x3+8
endif
ifM1=0andx3<276then
x3=x3
y3=y3
endif
ifx3>=276andy3<105then
y3=y3+2
x3=x3+1
endif
ify3>=105andx3<456andx3>=276andM2=1then
y3=105
x3=x3+8
endif
ify3>=105andx3<456andx3>=276andM2=0then
x3=x3
y3=y3
endif
ifx3>=456andy3<220andy3>=100then
x3=x3+1
y3=y3+2
endif
ify3>=220andx3<686andx3>=456andM3=1then
y3=220
x3=x3+8
endif
ify3>=220andx3<686andx2>=456andM3=0then
x3=x3
y3=y3
endif
ifx3>=686andy3<330andy3>=220then
x3=x3+1
y3=y3+2
endif
ify3>=330andx3<906andx3>=686andM4=1then
y3=330
x3=x3+8
endif
ify3>=330andx3<906andx3>=686andM4=0then
x3=x3
y3=y3
endif
ifx3>=906andy3<441andy3>=330andx3<=961then
y3=y3+2
x3=x3+1
endif
ifx3>=961then
x3=961+8+t
t=t+8
y3=440
endif
ift>=164andx3>=980then
x3=0
y3=0
t=0
endif
脚本程序4：
ifM1=1andx<231then
x=x+8
endif
ifM1=0andx<231then
x=x
y=y
endif
ifx>=231andy<105then
y=y+2
x=x+1
endif
ify>=105andx<411andx>=231andM2=1then
y=105
x=x+8
endif
ify>=105andx<411andx>=231andM2=0then
x=x
y=y
endif
ifx>=411andy<220andy>=100then
x=x+1
y=y+2
endif
ify>=220andx<641andx>=411andM3=1then
y=220
x=x+8
endif
ify>=220andx<641andx>=411andM3=0then
x=x
y=y
endif
ifx>=641andy<330andy>=220then
x=x+1
y=y+2
endif
ify>=330andx<861andx>=641andM4=1then
y=330
x=x+8
endif
ify>=330andx<861andx>=641andM4=0then
x=x
y=y
endif
ifx>=861andy<441andy>=330andx<=916then
y=y+2
x=x+1
endif
ifx>=916 then
x=916+8+t
t=t+8
y=440
endif
ift>=164andx>=1000then
x=0
y=0
t=0
endif
MCGS组态模拟界面：
升级会员 