尺寸检测和材质检测控制

1、信息与电气工程学院课程设计说明书（2015 /2016 学年第二 学期）课程名称 ： PLC应用课程设计 题 目 ：尺寸检测和材质检测控制 专业班级 ： 电气1302班 学生姓名 ： 陈博 学 号： 130020305 指导教师 霍振宇、刘增环、高敬格、韩晓鸿 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2016年 6月 27日目 录1、 课程设计目的11.1设计目的11.2课程设计内容及要求12、 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4 2.2 材质检测单元11 2.2.1材质检测单元硬件部分11 2.2.2材质检测单元软件部分12

2、2.3 系统运行调试143、课程设计总结及结论144、参考文献145、附表151.课程设计目的1.1设计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。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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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：主程序主程序：ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1TITLE=程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 单步运行，向上进行LD SM0.0A I0.3AN I0.4A I0.2= M0.0Network 2

8、 / 控制向上运行，调用子程序SBR-0LD M0.0= Q0.0CALL SBR0Network 3 / 控制向下运行，调用子程序SBR-1LD M0.1= Q0.1CALL SBR1Network 4 / 使能LD SM0.0= Q0.3Network 5 / 根据检测结果下降至不同高度；复位将至最底端LDN I1.0AN I0.5A T105LD I1.0A T105EUOLDLD T102EUOLDO I0.1= M0.1Network 6 / 经过检测时间两秒后，合格驱动定时器进行推料LD I1.0A T105S M0.5, 1Network 7 LD M0.5TON T101, 1

9、00Network 8 / 定时器T102控制推料时间LD T101AN T102= Q0.4Network 9 LD T101TON T102, 40Network 10 / 复位定时器T101和T102LD I0.2R M0.5, 1Network 11 / 托盘升至最顶端置位M0.7LDN SM66.7EDS M0.7, 1Network 12 / 下降过程结束后置位M0.6LDN SM76.7EDS M0.6, 1Network 13 / 复位M0.7，避免定时器提前工作LDN SM76.7R M0.7, 1Network 14 / 定时器T105设置检测时间LD M0.7TON T1

10、05, 30Network 15 / 定时器T106，设置推料时间LD M0.6TON T106, 40Network 16 / 下降开始后即复位定时器T106，避免提前推料LD SM76.7EDR M0.6, 1Network 17 / 启动推料，T106四秒后接通，推料结束LD M0.6AN T106AN T101= Q0.4Network 18 / I0.0处于一直接通状态，使用上微分驱动子程序SBR_2运行一个周期LD I0.0AN I0.3O M0.4EU= M0.3Network 19 / 调用子程序SBR_2LD M0.3= Q0.0CALL SBR2Network 20 / 设

11、置定时器T103，用于自动系统循环LD T102TON T103, 150Network 21 / 不合格下降至底部，启动定时器T104LDN SM76.7AN T102EDS M1.0, 1Network 22 / 设置T104（托盘在底部等待时机）LD M1.0TON T104, 60Network 23 / 底部等待时间过后继续向上运行进行下一部件检测LD T104O T103= M0.4Network 24 / 复位LD SM66.7R M1.0, 1Network 25 LD T104TON T37, 150END_ORGANIZATION_BLOCK上升子程序：SUBROUTINE

12、_BLOCK 上升:SBR0TITLE=子程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 用于产生宽度为15000的脉冲，用于驱动伺服电机正转LD M0.0MOVB 16#85, SMB67MOVW 250, SMW68MOVD 15020, SMD72PLS 0END_SUBROUTINE_BLOCK下降子程序：SUBROUTINE_BLOCK 下降:SBR1TITLE=子程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 用于产生宽度为15000的脉冲，用于驱动伺服电机倒转LD M0.1MOVB 16#85, SMB77MOVW 500, SMW78MOVD 15000, SMD8

13、2PLS 1END_SUBROUTINE_BLOCK循环子程序：SUBROUTINE_BLOCK SBR_2:SBR2TITLE=子程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 用于产生宽度为30000的脉冲，用于驱动伺服电机正转/ 用于自动循环LD M0.3MOVB 16#85, SMB67MOVW 500, SMW68MOVD 30020, SMD72PLS 0END_SUBROUTINE_BLOCKINTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0TITLE=中断程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 网络注释END_INTERRUPT_BLOCK2.2 材质检测

14、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（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。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

15、：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4. 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3Q0.22）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：Network 1 / 网络标题/启动停止开关

16、LD I0.0= M0.1Network 2 / 网络标题/自动手动开关LD I0.3= M0.2Network 3 / 网络标题/自动运行，启动后工件到达末端传送带停止LD M0.1A M0.2AN I0.7= Q0.0Network 4/ 网络标题/检测结果记录LD I0.4= Q0.4Network 5/ 网络标题/检测结果记录LD I0.5= Q0.5Network 6/ 网络标题/检测结果记录LD I0.6= Q0.62.3 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

17、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 从开始接到课设的题目到完成课设，我们小组差不多用了10天的时间，其实这个课设的难度成都一般，但是比较消耗时间，因为平时在上plc课的时候也不是太集中注意力，所以在许多小的功能的实现上浪费了太多的时间。其中一个就包括点击正反转的脉冲数的调节。因为高度是一定的，并且plc注重现场调试，所以我们在高度的脉冲数的调节上花了很多时间，期间请教了霍老师以及刘老师等良师的帮助，才得以将问题解答。最终我们将上下脉冲数调节到了15000，然后再去解决整个实验我们认为最难的一个问题：产品检测合格的时候，电机要在中间停顿，然后进行推料，一开始我们怎么也实现不了，因为