材料分拣装置控制.docx
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材料分拣装置控制
信息与电气工程学院
课程设计说明书
（2010/2011学年第二学期）
课程名称：
可编程序控制器课程设计
题目：
材料分拣装置控制
专业班级：
学生姓名：
学号：
指导教师：
刘增环安宪军王艳芬等
设计周数：
2周
设计成绩：
2011年7月8日
目录
1．设计目的………………………………………………………………………………3页
2．课程设计系统分析及任务……………………………………………………………3页
3．单元电路设计…………………………………………………………………………3页
4．方案设计即2DB37针-D型接口及I/O地址分配表…………………………………5页
5．系统调试方法…………………………………………………………………………6页
6．监控系统………………………………………………………………………………7页
7．技术要求及指标………………………………………………………………………8页
8．PLC程序清单…………………………………………………………………………8页
9．软件系统设计程序梯形图……………………………………………………………11页
10．课程设计体会………………………………………………………………………17页
11．参考文献……………………………………………………………………………18页
12.评估表………………………………………………………………………………18页
一﹑设计目的:
1学会材料分拣装置模型电气控制系统设计。
2学会分析设计的理念,为今后发展提供实质性帮助。
3加强同学之间的合作与交流,充分展现团队力量.。
4将所学PLC课程理论合理运用进而为以后的学习打下实践性的基础。
5.掌握PLC控制的基本原理,掌握气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容。
6.掌握计算机监控软件，掌握计算机上位监控。
7.掌握气动方面的减压器、滤清、气压指示,掌握与各类气源之间的接线。
二﹑课程设计系统分析及任务:
1.熟悉分拣装置实物模型的结构和工作机理。
2.理清各路检测型号到PLC的输入通道，包括传感器的原理、连接方法、信号种类、信号调理电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。
3.理清从PLC到各执行机构的各输出通道，包括各执行机构的种类和工作机理，驱动电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。
4.绘制电控系统的电路原理图，编制I/O地址分配表。
5.编制PLC的程序，结合实物模型完成系统调试，即能正确实现材料分拣装置的功能。
6.技术要求
当料仓传感器检测到有物料后，按照一定的时间间隔或按照输送带上物料间隔适当（如物料的间隔不小于某个规定值）的原则，由PLC控制上料汽缸将物料送至输送带上。
输送带把物料依次带到各分拣工位。
物料经过各分拣工位时，工位上的传感器会检测出是符合检出条件（即材质或颜色是否满足设定条件），PLC得到传感器发出的符合检出条件信号（即信号有效）时，控制相应汽缸动作将物料推出传送带，送入相应下料斗。
PLC要通过输送带电机轴上的编码器跟踪物料的位置，当物料在前3各分拣工位均未检出时，由第四各工位上的汽缸将物料推出传送带，送入下料斗。
三、单元电路设计
1.实验设备
1）材料分拣装置模型1台
2）计算机1台
3）编程电缆1根
2.实验原理及功能
该装置采用台式结构，内置电源，配装西门子S7-200系列主机，转接面板上设计了可与其它PLC或单片机连接的转接口。
该装置中，选用了颜色识别传感器及对不同材质敏感的电容式和电感式传感器，分别被固定在网板上．本装置还设置了气动方面的减压器、滤清、气压指示等，可与各类气源相连接。
分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块。
信号板及各传感器位置见（a），（b）
（a）信号板
（b）传感器位置图
3.实验运行步骤
1）通电状态下，下料时下料传感器动作，传送带运行。
电感传感器检测到铁材料时，气缸1动作，将材料块推下。
2）电容传感器检测到铝材料时，气缸2动作将材料推下。
3）颜色传感器检测到非金属材料黄色块时，气缸3动作将材料块推下。
4）其它颜色非金属材料块送到SD位置时，气缸4动作将材料块推下。
5）竖井式下料槽无下料时，传送带运行一个行程自动停机。
四、方案设计即2DB37针-D型接口及I/O地址分配表
序号
对PLC的I/O口
硬板位置号
序号
对PLC的I/O口
硬板位置号
1
I1.3
1
13
I0.6
7
2
I0.3
9
14
I0.0
15
3
I1.2
2
15
I0.7
8
4
I0.2
10
16
I1.5
16
5
I1.1
3
17、18
Q0.2
C
6
I0.1
11
21、22
Q0.0
A
7
I1.0
4
23、24
Q0.1
B
8
I1.7
12
25、26
Q0.3
D
9
I1.4
5
27、28
Q0.4
E
10
I0.4
13
29、30
Q0.5
KA
11
I0.5
6
19、33-37
COM
+24V
12
I1.6
14
20
（0）
0V
1.2DB37针-D型接
2.输入输出功能分配：
西门子plc（I/O）
分拣系统接口（I/O）
备注
输
入
部
分
I1.7
sfw1（推气缸1动作限位）
I0.1
sfw2（推气缸2动作限位）
I0.2
sfw3（推气缸3动作限位）
I0.3
sfw4（推气缸4动作限位）
I0.4
sfw5（下料气缸动作限位）
I0.5
sa（电感传感器）
I0.6
sb（电容传感器）
I0.7
sc（颜色1传感器）
I1.0
sbw1（推气缸1回位限位）
I1.1
sbw2（推气缸2回位限位）
I1.2
sbw3（推气缸3回位限位）
I1.3
sbw4（推气缸4回位限位）
I1.4
sbw5（下料气缸回位限位）
I1.5
sd（颜色2传感器）
预留传感器
I1.6
sn（下料传感器）
判断下料有无
I0.0
ucp（计数传感器）
输
出
部
分
Q0.0
yv1（推气缸1电磁阀）
Q0.1
yv2（推气缸2电磁阀）
Q0.2
yv3（推气缸3电磁阀）
Q0.3
yv4（推气缸4电磁阀）
Q0.4
yv5（下料气缸电磁阀）
Q0.5
m（输送带电机）
五、系统调试方法
1.通电状态下，在颜色传感器下方的传送带上，放置带有某一颜色料块，调节传感器上的电位器，观察窗口中红黄（或绿）指示灯，当两灯恰同时发光时，该灵敏点即为料块颜色检出点。
（注：
顺时针旋转检测色温向低端移动，否则反之）
2.在电感传感器下方的传送带上，放置铁质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铁质材料的检出点。
（不同检测体的修正系数见图2所示）
图2不同检测体的修正系数
3.在电容传感器下方的传送带上，放置铝质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铝质材料的检出点。
4.气压表标值建议调定在0.12Mpa。
六、监控系统
在win98系统中，把光盘放入光驱中，自动运行MCGS组态软件。
此时出现对话框，安装MCGS组态软件通用版，直至安装完毕，桌面快捷方式出现两个新图标，即MCGS组态环境和MCGS运行环境。
MCGS组态环境为开发编写监控程序平台；MCG$运行环境为运行您所开发的监控程序平台。
如果对MCGS软件不太了解。
可以先观看多媒体教室。
多媒体教室将一步一步指导您如何基本使用此软件。
安装监控程序，用windows资源管理器浏览此光盘，找到分拣系统目录下的分拣系统SETUP下的SETUP，EXE，运行SETUP．EXE，运行MCGS运行环境，进入监控系统．如果出现监控的数据与实际不一样，可能通讯口连接不对，或与PLC连接的不是COM2口，请您换在COM2口上，如果没有COM2的计算机，必须进入MCGS组态环境，如图3所示。
用鼠标双击MCGS设备窗口项，设备O-（串口父设备），双击时见图4．
更改串口端口号（O-COM1）确认，按F5进入MCGS运行环境，进入监控状态，如图5所示。
用户自己编写监控程序。
可以观看多媒体教室进行学习编写。
七、技术要求及指标；
1、输入电压AC200V—240V（带保护地三芯插座）
2、气源>0.2Mpa且<0.85Mpa
3、分拣功能：
⑴分拣出金属与非金属
⑵分拣某一颜色块
⑶分拣出金属中某一颜色块
⑷分拣非金属中某一颜色块
⑸分拣出金属中某一颜色块和非金属中的某一颜色块
⑹建议分拣颜色为：
红、绿、兰
⑺建议分拣材料为：
铁、铝、塑料等。
八、PLC程序清单
Network1//设定高速计数器控制方式，增计数，初始值为0，使用HSC0
LDSM0.1
OM5.2
MOVB16#F8,SMB37
HDEF0,0
MOVD+0,SMD38
HSC0
Network2
LDSM0.0
DTIHC0,VW20
Network3
LDSM0.0
MOVWVW20,VW24
DIV77,VD22
Network4
LDW=VW22,0
AW>VW24,0
=M5.1
Network5
LDM5.1
AW>VW20,400
=M5.2
Network6
LDI1.4
ANC0
=Q0.5
Network7
LDM5.1
LDSM0.1
LDI1.4
EU
OLD
LDI1.6
EU
OLD
CTUC0,7
Network8
LDM5.1
AI1.6
OQ0.4
ANI0.4
=Q0.4
Network9
LDI0.5
OM1.0
ANQ0.0
=M1.0
TONT33,+20
Network10
LDI0.6
OM1.1
ANQ0.1
=M1.1
TONT34,+50
Network11
LDI0.7
OM1.2
ANQ0.2
=M1.2
TONT35,+50
Network12
LDT33
OQ0.0
ANI1.7
=Q0.0
Network13
LDT34
OQ0.1
ANI0.1
=Q0.1
Network14
LDT35
OQ0.2
ANI0.2
=Q0.2
Network15
LDSM0.1
OC0
MOVB16#FF,VB50
Network16
LDM5.1
OM5.3
ANC0
=M5.3
Network17
LDM5.1
EU
AM5.3
SLBVB50,1
Network18
LDM5.1
AI1.4
SV50.0,1
Network19
LDI1.4
EU
RV50.0,1
Network20
LDI0.5
EU
SV50.2,1
Network21
LDI0.6
EU
SV50.3,1
Network22
LDI0.7
EU
SV50.4,1
Network23
LDNV50.5
AM5.1
OQ0.3
ANI0.3
=Q0.3
九．软件系统设计程序梯形图
-
十、课程设计体会
两周的PLC课程设计即将结束，两周的学习让我对PLC机课程有了全新的认识，也进一步认识到学好这门课的必要性，PLC可以解决很多难题和实现多种控制。
这次我们小组做的材料分拣控制用到很多电路知识和编程知识，是学习和引用的一次很好的结合。
学到了设计一个过程控制系统的基本设计思路，从分析问题到解决问题中我了解了PLC的价值所在，它之所以日趋明显的在工业生产中发挥巨大作用，与它简单可靠灵敏等特点息息相关。
这次课设再次发挥了我动手、思考和解决问题的能力。
这次的材料分拣装置过程控制让我进一步熟悉了s7200系列PLC的功能，尤其是我们用到的CPU226以及其它的扩展连接模块的工作原理和使用方法，对其主机与主机之间通信协议也有所了解，更好的运用了梯形图的编程模块。
这次课程设计的主要目的是掌握PLC的基本功能。
通过对下位机S7-200PLC进行硬件连接，并编写梯形图程序实现其控制功能。
这次课程设计中，我意识到必须将理论知识和实践结合的重要性，得到了对课设更深刻的理解和对知识的巩固，来提高自己的实际运用能力和独立思考的能力。
在课设过程中我们遇到了困难，如编程中有难题，每次下载运行都不那么顺畅，不过经过多次更改，努力最后终于成功了。
团结协作是成功的一项非常重要的保证，，我们在一起工作很愉快，互相帮助，互相学习。
整个课设过程中老师循循善诱的讲解给我留下了很深的印象，老师的指导在课设过程中至关重要，感谢指导老师，这次课设给我留下了美好的记忆，也学到了很多无法从书本学到的知识。
十一、参考文献
1.《从入门到精通—S7-200》张运刚宋小春郭武强编著人民邮电出版社2007年
2.《可编程序控制器选择设计与维护》殷洪义主编机械工业出版社2006年
3《西门子S7-200系列PLC应运与开发》戴仙金主编中国水利水电出版社2007
4《PLC基础及应运》廖常初主编机械工业出版社
5《电气控制与可编程控制器技术》史国生主编北京化学工业出版社2003
课程设计
评语
课程设计
成绩
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