PLC课程设计 4.docx

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PLC课程设计4

信息与电气工程学院

课程设计说明书

（2012/2013学年第二学期）

课程名称：

PLC应用课程设计

题目：

尺寸检测与材质检测

专业班级：

信电学院电气1001班

学生姓名：

学号：

指导教师：

岑毅南、刘增环、路巍等

设计周数：

2周

设计成绩：

2013年6月28日

目    录

1、课程设计目的………………………………………………………………1

1.1设计目的…………………………………………………………………1

1.2课程设计内容及要求……………………………………………………1

2、课程设计正文………………………………………………………………2

2.1尺寸检测单元……………………………………………………………2

2.1.1尺寸检测单元硬件部分………………………………………………2

2.1.2尺寸检测单元软件部分………………………………………………3

2.2材质检测单元……………………………………………………………8

2.2.1材质检测单元硬件部分………………………………………………8

2.2.2材质检测单元软件部分………………………………………………10

2.3系统运行调试……………………………………………………………11

3、课程设计总结及结论………………………………………………………11

4、参考文献……………………………………………………………………12

5、附表…………………………………………………………………………12

1.课程设计目的

1.1设计目的

通过这次试验，可以增强学生的动手能力，对plc整个过程可以有更深入的了解。

学会理论联系实际。

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。

通过这次试验，可以增强学生的动手能力，对plc整个过程可以有更深入的了解。

学会理论联系实际。

1.2课程设计内容及要求

1.2.1设计内容：

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。

1.2.2要求：

动作要求：

1、托料盘上升

2、托料盘到达顶部，需要延时（进行检测）

3、根据测量结果，托料盘下降到中部或底部推料

4、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。

2.课程设计正文

2.1尺寸检测单元

2.1.1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

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

2.1.2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：

主程序

2.2材质检测控制

2.2.1材质检测控制硬件设计：

1）方案设计

1.监控组态概述

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。

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。

3.PLC选型及I/O地址分配

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

2）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

2.2.2材质检测控制软件设计

材质检测单元程序：

2.3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。

3.课程设计总结和结论

通过这次PLC实验，让我对PLC的原理及编程有了更深入的了解，原本以为PLC程序简单易懂，可是在实际的调试过程中，出现了许多问题，即使是一些非常简单的实现过程在调试过程中总会出现各种各样的问题，也许是自己学艺不精，也许是自己一开始就没有给予PLC课程设计足够的重视，以至于在后来的最后几天中急躁不安，我们组到目前还没能将程序调成功，做我们那组实验的其他组同学也未能成功调试，这种情况，避免了我们坐享他人成果的想法，在周四下午在我同学的帮组下，调试了一下午的程序，出现各种各样的问题，于是，心里更是焦躁不安了，后来在实验室的大四学长的帮忙下，答应让我们在晚上再去调试程序，尽管当时是非常高兴地，但是到了实验室才发现，已经身心疲惫的我们再也没有足够的精力来静下心好好调试，这让我感到很不安，大概忙到十点左右，带着无限的遗憾和无奈离开实验室。

在回宿舍的路上，我就暗暗告诉自己学习上一定要下苦功夫，不可有侥幸之心，自己明天早上最后一次机会再去趟实验室，算是为这次课程设计做最后的努力，尽管都很清楚，成功的希望十分渺茫，想想明天下午的答辩，感觉自己这次竟然会如此狼狈，但是，其实我也很清楚，自己的精力没能很好用来学习这些实用性的课程，一次次的努力和一次次的失败让我明白学懂，学精真正弄懂一些基本原理的重要性，如果自己对plc没有任何感觉，那么别人在那交头接耳的讨论对你自己来说是一种无情的打击，当别人的程序成功运行，自己却还十分迷茫的时候，我想说的是自己真的努力不够，尽管自己在这两周里，十分的不安，倒也不是因为大家所说的怕挂科什么的，确实是对自己无知的一种极大愤慨，但是我还能怎么样，一刚开始的选择就决定了自己在这条路上会越走越远。

虽然说如此，但是在这两周的学习中，也学习到了许多很有价值的东西。

就像前面所说的，在和小组同学的讨论中，认识到了团队精神的重要性，可以起到集思广益的作用，但是关键的还是自己得弄懂这些东西，别人才能真正的平等的和你交流，才能真正的就某个问题进行实质性的探讨，说实话，这两周的实验，原本可以轻松地完成，最后还是精疲力尽的，却没有结果，曾经甚至一度怀疑机器的缘故，怀疑传感器出问题，怀疑上极限出问题，各种怀疑，最后弄明白所有的疑虑都源于自己的无知和无奈。

在这里要感谢路老师和所有帮助过我们的同学。

4.参考文献

【1】.张扬蔡春伟孙明健《S7——200PLC原理与系统应用设计》

【2】.付家才《plc实验与实践》高等教育出版社

【3】.孙振强王晖孙玉峰等《可编程控制器原理及应用教程》

【4】.殷洪义《可编程序控制器选择设计与维护》

[5].严盈富编著西门子S7-200PLC入门-北京：

人民邮电出版社，2007.6

[6].温照方，SIMATICS7-200可编程序控制教程，北京理工大学出版社，2002，9

[7].陆运华，胡翠华编著，图解PLC控制系统梯形图及指令表，中国电力出版社，2007，6

[8].曾庆波，孙华，周卫宏编著，监控组态软件及其应用技术，哈尔滨工业大学出版社，2006.7

课程设计

评语

课程设计

成绩

指导教师

（签字）

年月日