尺寸检测和材质检测控制PLC

1、信息与电气工程学院课程设计说明书（2010/2011学年第一学期）课程名称 ： PLC可编程控制器应用 题 目 ： 尺寸检测和材质检测控制 专业班级 ： 电气0701班 学生姓名 ： 王佳男 学 号： 070060118 指导教师 ： 陆巍、霍振宇、李兵等 设计周数 ： 两 周 设计成绩 ： 二一一年一月十二日目 录一、课程设计的任务11课程设计的目的 12原始数据及主要任务 13设计要求 1二、课程设计正文2（一）尺寸检测单元 21硬件设计2（1）方案设计PLC概述方案概述构建硬件模型PLC选型及I/O地址分配（2）单元电路2软件设计 5（1）系统分析设计（2）系统实施程序（二）材质检测单元

2、111硬件设计11监控组态概述方案概述构建硬件模型PLC选型及I/O地址分配单元电路2软件设计14（三）系统运行调试14三、课程设计总结15一、课程设计的任务1 课程设计的目的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V1.0 S7-200 Explorer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。2 原始数据及主要

3、任务当接到工件后，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。3设计要求 动作要求： - 托料

4、盘上升- 托料盘到达顶部，需要延时（进行检测）- 根据测量结果，托料盘下降到中部或底部推料- 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。二、课程设计正文（一）尺寸检测单元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

5、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

6、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.构建硬件模型此次课程设计的硬件设计建模软件选用Google公司的Sketch Up7.0来实现，无渲染效果。设计草图如下：4.PLC选型及IO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

7、料推出高度检测I1.0检测高度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. 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）系统实施及程序见下页：（二）材质检测单元设计1.硬件设计部分11监控组态软件概述组

8、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（Human Machine Interface）/监控与数据采集SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）软件。实现HMI或MMI(Man Machine Interface)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。1.2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

9、三个传感器时进行检测，区分金属材质。1.3构建硬件模型1.4 PLC选型及I/O地址分配见下表：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1Q0.0速度2Q0.1速度3Q0.2有无工件指示灯Q0.3金属工件指示灯Q0.4磁性工件指示灯Q0.51.5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软件设计部分（三）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

10、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。三、课程设计总结和结论这次PLC和监控组态课程设计，我们组做的是尺寸检测与材料检测系统设计。本设计基本上完成了题目要求的基本部分的全部要求，基本部分各单元工作稳定。每次课程设计，都能学到很多知识。根据设计任务书要求，查阅相关资料，画出系统原理图，编制I/O地址分配表，然后编写PLC程序利用实验设备进行调试，以达到设计要求。 通过本次PLC课程设计，让我

11、加深理解了课本所学的知识，并使我还有就是熟悉和掌握了PLC基本指令的使用，掌握了PLC的I/O分配、程序调试等。具体有以下几点：1. 编写程序首先必须把I/O分配表写好。弄清楚哪些信号作为输入，哪些信号作为输出该用什么继电器，还有什么情况下要用定时器/计数器等。2. 由传感器识别顶料杆（汽缸）的位置；当传感器无信号时说明料库中无原料，顶料杆不能推出；由行程开关完成识别工件是否已被推到料板上。翻转臂在两个单元之间设定的位置准确的传送工件。系统通过三个传感器识别旋转臂的位置，并向其他单元发出启动信号；由一个微动开关识别工件是否被抓牢，3. 通过调试找出问题的所在，相应的修改程序。在编程过程中难免会有不足之处，因此通过调试，再修改程序可以更好实现相应的功能。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺，要学习的东西还很多。另一个大的收获是团队的合作，通过一个团队的合作我们圆满的完成了任务。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中使我大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。同时，团队合作的重要性不容忽视。 最后特别感谢指导我们小组的老师，在我们绞尽脑汁的时候是你们给我们指点了迷津，给与了我们很