PLC课程设计-装配生产线

1、物流自动化系统设计及其应用课程设计 本科生课程设计成绩评定表 姓名性别 专业、班级 课程设计题目：装配生产线控制 课程设计答辩或质疑记录: 1、PLC硬件组态过程？ 答：其硬件组态过程为：先建立站点，然后进入HWconfig界面，创建机架，插槽1放置电源， 插槽2放置CPU,插槽3空着，插槽4放置数字量输入模块，插槽5放置数字量输出模块，插槽6放置模拟量输入/输出模块，插槽7放置计数模块，插槽8放置步进电机定位模块.最后点击保存并编译。通过总线，下载到模块，从而完成整个硬件组态过程。 2、装配生产线控制的逻辑思路？ 答：转盘转动时，位置检测传感器S1检测到信息，对应的执行单元Q1动作，定时器T

2、37计时，同时，若S2和S4对应工位状态为1,对应执彳T单元Q2、Q4动作，否则不动作。0.5秒时，Q2、Q4断开，定时器T38开始计时，若S3和S5对应工位斗犬态为1,对应执彳T单元Q3、Q5动作，否则不动作。1秒时，Q1、Q3、Q5断开。 3、上机调试过程中发现的不足？ 答：上机调试发现的不足有两点：一是梯形图设计时，忽略了对输入I0.1I0.4的自锁，造成对 应执行单元没能持续动作，改正后，程序调试成功。二是控制系统中没有设计急停按钮，当遇到紧急情况不能切断整个控制系统。最后在系统中加了急停按钮，这个控制系统就完整了。 成绩评定依据: 评定项目 评分成绩 1.学习态度（25分） 2.设计

3、说明书（25分） 3.上机调试演示（25分） 4.答辩（25分） 总分 备注：成绩等级：优（90分一100分）、良（80分一89分）、中（70分一79分）、及格（60分一69分）、60分以下为不及格。 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 2013年01月18日 物流自动化系统设计及其应用课程设计 课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目：装配生产线控制 一、初始条件 程序运行设备：西门子S7-300PLC 二、要求完成的主要任务 1.某装配系统（下图）由8个工位（图中黑色圆圈）、5个检测单元（S1S5和5个执行单元（Q1Q5期成。转盘按逆时针

4、方向步进运动，转盘步进一次，各执行单元根据对应的检测传感器状态决定是否动作一次（设状态为 1时动作，为0时不动作）。检测单元和执行单元均安装于机座上。若S1为位置检测传感器，每个工位接通一次（接通为1,断开为0）,且以S1接通瞬时作为时间起点，S2S5为所在工位状态检测传感器（状态为1或0）。系统工作的时序关系如下表： 检测单元 对应执行单元 动作开始时间 动作结束时问 S1 Q1 0.0秒 1秒 S2 Q2 0.0秒 0.5秒1 S3 Q3 0.5秒 1秒 S4 Q4 0.0秒 0.5秒1 S5 Q5 0.5秒 1秒 要求：（1）绘制PLC接线图； （2）给出符号定义表； （3）编写控制程序

5、； （4）上机验证通过程序调试 物流自动化系统设计及其应用课程设计 2 .设计要求： (1) 绘制PLC接线图； (2) 给出符号定义表； (3) 编写控制程序； (4) 上机验证通过程序调试 3 .课程设计说明书应包括： (1) 设计的目的及意义 (2) 设计任务及要求 (3) 设计方案比较及认证 (4) 程序设计：软件思想，流程图，程序说明 (5) 调试过程记录及结果分析 (6) 参考资料 (7) 总结 物流自动化系统设计及其应用课程设计 、时间安排: 厅 P 设计内容 所用时间 （大） 1 熟悉课程设计任务要求，分析资料和数据 1 2 力荣论证， 1 3 编制程序 2 4 程序调试及修改

6、 2 5 设计过程总结，撰写课程设计说明书 3 6 答辩 1 合计 10 四、主要参考资料 【1】张晓川编著.仓储物流技术与装备M.化学工业出版社，2003年 2邓星钟主编.机电传动控制M.华中科技大学出版社，2001年 【3】朱宏辉.物流自动化系统设计及应用.化学工业出版社,2004 4刘锵编著.深入浅出西门子S7-300PLCM.北京航空航天大学出版社,2004年 5廖常初编著.S7-300/400PLC应用技术M.机械工业出版社，2008年 【6】王永华编.现代电器控制及PLCB用技术M.北京航天航空大学出版社,2007年 指导教师签名: 物流自动化系统设计及其应用课程设计 2013 系

7、主任（或责任教师）签名: 2013 装配生产线控制 本课题主要研究的是PLC模拟控制在工业生产中的运用，要求学会使用组态软件和PLC(SIEMENSS7-300)控制系统的连接，采用下位机执行，上位机监控的方法，构建完成装配生产线的模拟控制系统。通过PLC模拟控制和组态监控， 本文实现了装配生产线的控制。可编程序控制器以微处理器为核心，普遍采用依据继电接触器电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，编程容易，功能扩展 方便，修改灵活，而且结构简单，抗干扰能力强。西门子可编程序控制器指令丰富，可以接受各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备更是符合交通灯控制系统的

8、要求与特点，能够方便联网通信。 关键字：装配生产线PLC控制程序设计物流自动化系统设计及其应用课程设计 目录 第一章PLC简介.1 1.1 基本结构1 1.2 工作原理1 1.3 PLC与物流自动化系统的联系.1 第二章方案选择和控制方式选择.2 2.1 总体方案的选择.2 2.2 控制方案的选择.2 第三章I/O地址分配和PLC接线图.3 3.1 PLCI/O地址分配.3 3.2 PLC外部接线图的设计.3 第四章控制程序的设计.4 4.1 顺序功能图的设计.4 4.2 梯形图的设计.4 第五章调试及结果分析7 5.1 硬件组态.7 5.2 上机调试结果分析.8 5.3 仿真结果分析.10

9、小结11 参考文献12 武汉理工大学物流自动化系统设计及其应用课程设计 第一章PLC简介 可编程逻辑控制器 （ProgrammableLogicController,PLQ,它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的 机械或生产过程。 1.1 基本结构 电源、CPU存储器、输入输出接口、功能模块、通信模块。 1.2 工作原理 当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。 1.2.1 输入采样阶段

10、在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。 1.2.2 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段， 可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图） 。 同时进行逻辑运算， 然后根据逻辑运算的结果， 刷新该逻辑线圈在系统RAM#储区中对应位的状态； 1.2.3 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑控制器的真正输

11、出。 1.3 PLC与物流自动化系统的联系 物流自动化系统中，涉及诸多控制系统方面的技术，而PLC有着使用方便，编 程简单，功能强，性能价格比高，可靠性高，抗干扰能力强，以及系统的设计，安装，调试工作量小等特点，也就是这些优点，使得PLC能广泛应用到物流自动化技术中。 武汉理工大学物流自动化系统设计及其应用课程设计 第二章总体方案选择和控制方式选择 2.1 总体方案的选择 2.1.1 转盘步进时，位置检测传感器S1检测到信息，触发按钮SQ1（设 此时为动作时间起点），对应的地址I0.0输入信号。 2.1.2 此时Q1开始持续动作,定时器T37开始定时，同时如果工位检测传 感器S2和S4检测对应

12、工位的状态为1,Q2和Q4则分别开始持续动作，反之，如果工位状态为0,则对应的执行单元不动作。 2.1.3 定时器定时时间结束时，即0.5秒时，Q2和Q4停止动作，定时器T38开始定时，同时如果工位检测传感器S&S5检测对应工位的状态为1,则Q3和Q5开始持续动作。反之，如果对应的工位状态为0,则对应执行单元不动作。 2.1.4 定时器T38定时时间结束，即1秒时，QtQ3和Q5同时停止动作。这个装配生产线控制完成。当然，这个过程可以是不断循环重复，完成对应的装配工作。 2.1.5 其中需要设置一个急停按钮，在出现紧急情况时，用以切断整个程序，。 2.2 控制方案的选择 因为PLC控制

13、系统的继电控制系统设计周期短，更改容易，接线简单，成本低。并且它能把计算机的许多功能和继电系统结合起来，但编程比计算机简单易学，操作方便。止匕外，系统通用性强。 所以，本设计使用PLC控制系统。 武汉理工大学物流自动化系统设计及其应用课程设计 第三章I/O地址分配和PLC接线图 3.1 PLCI/O地址分配 根据根据输入、输出点数和控制要求，以及本学院实验室设备要求，本系 统主要选用S7-300来控制。装配生产线控制系统的要求，结合S7-300系列PLC特点，对应PLC的I/O地址分配如表3-1。 表3-1PLCI/O地址分配 输入信号 输出信号 名称 代号 地址 名称 代号 地址 位置检测传

14、感器 SQ1 I0.0 执行单元 Q1 Q4.0 工位状态检测传感器 SQ2 I0.1 执行单元 Q2 Q4.1 工位状态检测传感器 SQ3 I0.2 执行单元 Q3 Q4.2 工位状态检测传感器 SQ4 I0.3 执行单元 Q4 Q4.3 工位状态检测传感器 SQ5 I0.4 执行单元 Q5 Q4.4 急停 SB1 I0.5 3.2 PLC外部接线图设计 PLC外部接线图，输入端主要由五个行程开关表示传感器S1-S5,以及一个 急停开关SB1。整个控制系统的具体接线图如图3-1。 IMIM 1 1- -0/10/1 ia.zia.z HP.HP.3 3 10.510.5 皿T T nl n.

15、zn.z 1212 - P LC 西门子 S7300 1L 4.口 04J 口4.3 Q Q4,44,4 QI5.1QI5.1 a5,3 N LI T 一工 图3-1PLC外部接线图设计 武汉理工大学物流自动化系统设计及其应用课程设计 第四章控制程序的设计 4.1 顺序功能图的设计 根据I/O地址的分配和PLC的外部接线，以及装配系统动作要求，其顺序功能图4-1如下： 过： 10。位置检浏传感卷 I0.131工位狄斓则传庸嚣用252工位就梯测传解 I0353工位就育松刈传速器I04S4工位状态检测传感器IQ5篇停 QO5Q1执行单元 QM1Q2执行单元 QU2：Q弓执有单元 Q43c14执行单

16、元 Q*隼05执行单元T37；定时05s T3B淀时。一5s 图4-1装配生产线控制系统顺序功能图 4.2 梯形图（LAD的设计 由顺序功能图以及装配系统动作要求过程，其梯形图设计方案如下: 装配生产线控制 当工0.00.0接通时，和g.0g.0开始动作，定时器TWTW也开始计时，并形成自锁，当的.3.3接通时断开。 10,010,0 位置检测传 感器 yy11”11” 11 M0.0 -II 顺.3 H/1- 10.510.5 急停 FBI*FBI* Q4.0Q4.0 执行单元 + 武汉理工大学物流自动化系统设计及其应用课程设计 当案2 2检测到工位状态为L,L,即10.110.1接通,Q4

17、.1Q4.1与Q4.0Q4.0同时动作,并形成目锁,当腼.2 2接通时，Q4.1Q4.1停止“ Q4.Q4.1 1 执行单元 Q2 ：M动作条件 当时4 4检测到工位状态为L L即工0.30.3接通，Q4.3Q4.3与Q4.0Q4.0同时动作，并形成自锁，当晚.2 2接通时，Q4.3Q4.3停止口 Q4.Q4.3 3 执行单元Q4”Q4” 怎雕I I除T3T3淀B B悌束 当定B B寸器工皆计时时间0 0.晚到时，定时器T T的开始计时，的.2 2开始通电,关掉Q4.Q4.侪口。里3&3& 10.510.5 急停 *SB1 HA MQ.MQ.2 2 4A T3ST3S S_OD

18、T S S5Tsi5Tsi0505 BCDBCD M0.0M0.0 1010- -1 1 工位状态检 测传感器 1 42 10,510,5急 停SB1SB1T/卜 Q4.1Q4.1 执行单元 T1 fflO.O IOL3 工位状态检 测传感器 3 SQ4SQ4 MO.2 4/1- TO.TO.5 5急停“301“301 04.04.3 3 执行单元 “Q4”“Q4” （一 武汉理工大学物流自动化系统设计及其应用课程设计 款富洌朦：Q3Q3动作条件 WQ3检测到工位状态为1,良小0.0.士接通.Q4.2动作.并格,成目锁，当九吹3接通 1010- -2 2 工位状态检 测传感器2 2 M0.M0

19、.2 2M0.M0.3 3 I1I1/1- Q4.Q4.2 2 执行里元 飞丁 I源翦匏崎5 动作条件 MQ.2通电,如果“5 检测倒|工位状态为 1,即工 64 接通，Q4.4动作，并形成自锁，当MCL3 接通 时 M.4 停止 10.4 mo.2 工位状态检测传感器4 “灾 5”5” fflO,fflO,3 3 10.510.5 急停Bl*Bl* Q44 执行星元 T1 11r- 1/1 1/1 Q4.4 执行单元飞丁 盘熊麻：T3&敬寸琴束 定时器 T 加计 G 寸时间到,加.3 通电， 关掉能.0、 Q4.2 和 Q4.4“ 10.510.5 急停 TS8SB1Md3 HI1/

20、1(JI 每个输入和输出都有对应的符号表示，装配生产线控制系统的梯形图符号编辑如图4-2 磔捐-7(1)7(1)(特号J J-S7ProlS7Prol IMATICIMATIC300300foSXCPU313CfoSXCPU313C- -2DP(1)2DP(1) 在f f在号事1$1$E)P2PU)U)filST313filST313- -TOTO- -(W0(W0t?tt?t ! ! J7J7 :JJ， 力1 mm 承有 承 * * W制 w w 3 3 I I 的叫叫）K K- -荷 L1 5 5 3 3酎欧惘幺 灯- -l l时.威 1 15 5 啦喇MilMil 歌3M3M- -OHJ

21、WOOHJWO nt缗 湖2 2 丁 FrfiflFrfifl- -itwitwriirii圜就廊 期肥 咖 0 0 n n奥mnnmnn 四野麻HIMHIM 3 3 地来 KBKB b#b#触 dEifiKuralimdEifiKuralim- - P*luP*lu稔鼠11r11rd d 助n n 武汉理工大学物流自动化系统设计及其应用课程设计 5.2 上机调试结果分析 上机调试时，发现程序设计的两个不足，一个是没有对SQ4自锁，一个没有设计急停按钮。改正这两个不足后，程序成功调试。具体的调试结果如图5-2, 图5-3,图5-4,图5-5。 图5-2Q4.2动作的调试结果 定时器T37定时时

22、间到，T38开始定时，Q4.2动作 3仍=一ox_尸,I3方工兵TKCTncimQ、广，门17ic-*口：F工110Tl事prp| . .e em m 皿|E|T+- -M M- -，1 1 回，IIII2|2| sr 4*.*肃* 5 小 I.t1!. | 1 ,11吗 IZFBW干. 珏1*ES-v-un-l , - 1和岫 *qj +小电tun 4 _tifW工 e，/*ii- jafM .F*FrO-jgr-M ,_QJIShafW.4,1* *i*/ WKjfcT #-vr-4. f看 I j_jj|FCb-l-D3iai 一,jj|iZSIF*b-A-9-chi *口fllWE ，

23、a电（甲1， -i., 图5-3定时结束后Q4.0和Q4.1的监控过程武汉理工大学物流自动化系统设计及其应用课程设计 JfjJfj| |TT- -f f* *I Ik kR1R1- -ErrorError入2 2：InfcInfc3.Crex3.CrexS.-JT*f*r*nc*i*r*nc*i入4Addn4Addn - -KsKs.niEd.niEd入5.5.NaNa- -Jifyfl.Di*.cnsV.HJifyfl.Di*.cnsV.Heiei入7 7. .ConpuVF3ConpuVF3aficfcESJfEticfcE *JQjEFCbl*JQjEFCbl qkrqkr Milltk

24、pMilltkp- -1AkStlt1AkStlt !*巾Librvi*KLibrvi*K ITnlvnxhB B:Title*:Title* 解.同厢h.h.如果雷5 5孩测碧工位状需妁L L，叩10.410.4排通,小孔时介件.抖瓶成白档,当M0.3M0.3持油对，8.8.可净止 (HTlrxb新:. 工一川二一？!,一h”,3,”,3,，_，卬b b，、上tJ,tJ,葭一II _ _ P1b口纪.，” *V重VIVWfcCt. 一丁口!2JL怔认ILJL一鼻口3.0f.3i-MWCT.*Mn_H2：MJ -Q4H5*止. Q4.3 I!； S&T M M- - c c- -q q

25、* *ritrritrmmaimmai卜”)日，XE ux怔q7 武汉理工大学物流自动化系统设计及其应用课程设计 5.3 仿真结果分析 图5-6 当S1、S2、S&S4、S5状态都为1时，Q4.0、Q4.1和Q4.3同时动作，T37定时 图5-8 T38计时结束，Q4.2、Q4.0和Q4.4同时停止 10 根据设计好的梯形图程序, 应用step7仿真模块，对整个装配生产线控制系 统进行模拟仿真，仿真结果如图5-6,图5-7,图5-8 图5-7 T37计时结束，Q4.1和Q4.3停止，同时Q4.2和Q4.4动作，T38定时 武汉理工大学物流自动化系统设计及其应用课程设计 小结 通过这次持续了两周的物流自动化系统设计及其应用课程设计，我从中更加了解了PLC技术的应用，尤其是通过PLC的应用，使装配生产线与PL懦合,可以轻松的完成规定的工作，可以在很大程度上减小工人的工作量，提高工作的质量和效率。由于PLC技术都是通过程序控制整个生产过程，能够使装配生产设备严格按照编好的程序执行，使生产线实现自动化，大大节省了劳动力。 此次设计