机电控制与可编程序控制器技术PLC课程设计

机电控制与可编程序控制器技术机电控制与可编程序控制器技术 课程设计报告课程设计报告 系别系别 1414 春春 机械设计及自动化机械设计及自动化 班级班级 姓名姓名 赵东来赵东来 学号学号 14611012043321461101204332 实用标准文案 指导教师指导教师 2014 年 12 月 饮料罐生产流水线的饮料罐生产流水线的 PLCPLC 控制控制 一、设计目的：一、设计目的： （1） 掌握通过 PLC 控制饮料罐生产流水线的过程 （2） 掌握饮料罐装生产流水线梯形图控制程序设计并画出硬件连接图 （3） 掌握梯形图、功能图语言编程方法 二、控制要求：二、控制要求： （1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持 到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱 动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作。 （2）当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1 秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5 秒，罐装 过程应有指示灯显示，5 秒后停止并不再显示。 （3）用两个传感器和若干个加法器检测并记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，必须记录 空瓶数和满瓶数，每班次工作8 小时，下班时计算本班次总数量。 （4）检测出空瓶后，2 秒钟后由电磁阀接通汽路，汽动杆动作将空瓶推出正品传送通路， 精彩文档 实用标准文案 转到次品通路。 （5）可以手动对计数值清零（复位） 。 示意图如图 1 所示： 罐装罐装 设备设备 罐装传感器罐装传感器 空空 瓶瓶 传传 计计 感感 数数 器器 器器 满满 瓶瓶 传传 计计 感感 数数 器器 器器 n n 图 1示意图 三、控制方案及控制过程分析：三、控制方案及控制过程分析： 1、控制方案： 在此系统中，利用电动机的正转驱动传送带的传送，通过传送带输送饮料罐，在罐装设 备下装有传感器，当传感器感测到有瓶子时，罐装设备对饮料罐进行罐料，空瓶传感器和满 瓶传感器对罐装后的瓶子检测并记录空瓶数和满瓶数。以此来实现饮料罐生产流水线的 PLC 控制。 2、控制过程分析： （1）当按下启动按钮 SF1 时，PLC 控制接触器 QA1 线圈得电动作，电动机得电运转，拖动 传送带运行，直到罐装设备下的传感器SQ1 检测到有瓶子的信号时，传送带才停止运行，并 开始计时 1 秒，1 秒后罐装设备开始进行罐装饮料动作， 此时开始计时 5 秒，5 秒到后罐装设 备装饮料完毕，这时传送带将继续得电运行。在传送带运行过程中，若遇到停止按钮SF2 的 精彩文档 实用标准文案 信号时，传送带将停止运行。 （2）在罐装饮料的同时，罐装设备的指示灯HL1 得电，并闪烁显示， 5 秒后，罐装饮料过 程结束，HL1 灯同时停止显示。这时传送带将继续得电运行。 （3）在罐装设备装完饮料后，传送带继续运行时，空瓶传感器SQ2 和满瓶传感器 SQ3 将对 瓶子的空或满进行检测。当检测到是空瓶时，空瓶传感器发出信号，空瓶显示灯HL2 得电显 示，与此同时，空瓶计数器 C1、C2 进行空瓶计数，过 2 秒钟电磁阀动作将空瓶视为次品送 入另一通路；当检测到是满瓶时，满瓶传感器发出信号，满瓶显示灯HL3 得电显示，与此同 时，满瓶计数器 C3、C4 进行满瓶计数。每 8 小时汇总所有空瓶与满瓶数量，计数器清 0， 重新计数。当遇到停止按钮SB2 时，计数器也将自动清零。 （4）当停止按钮 SB2 得电时，将停止当前所有动作。 3、根据控制工艺过程画出程序流程图如图 2 所示 精彩文档 实用标准文案 开始 传送带 Q0.0=1 继续 运行 输入控制 I0.0=1 ？ Y 传送带运行 Q0.0=1 N 是否有空瓶信号 I0.2=1 ？ 是否有满瓶信号 I0.3=1 ？ 停止信号 I0.4=0 ？ Y N 检测到信号 I0.1=1 ？ Y 空瓶信号灯 Q0.2=1 Y 满瓶信号灯 Q0.3=1 Y T37 定时 1秒 计数器 C1、C2开 始对空瓶进行计数 计数器 C3、C4开 始对满瓶进行计数 T37=1 ？ 结束 Y 罐装设备工作，报警显 示等亮， T38 定时 5秒 T38=1? Y 图 2流程图 4、PLC 选型及硬件接线原理图： 由于在此系统中I/O端口使用的数目比较少， 所以PLC采用S7-200系列的CPU224DC 输入/继电器输出。 这个型号的PLC其 I/O端口和存储空间都足以满足这个控制系统的要求。 接线原理图如图 3 所示： 精彩文档 实用标准文案 图 3接线原理图 四、硬件部分：四、硬件部分： 1、主电路如图 4 所示： 图 4接线原理图 精彩文档 实用标准文案 五、软件部分五、软件部分 1、根据控制方案可以做出 PLC 的 I/O 分配表如表 1 所示 表 1I/O 分配表 在此系统中，所用到的元件为： 元器件名称 开关按钮 三相异步电动机 中间继电器 计数器 个数 2 个（SB1，SB2） 1 个（KM1） 元器件名称 传感器 指示灯 个数 3 个（SQ1，SQ2，SQ3） 3 个（HL1，HL2，HL3） 2 个（KT1,KT2）11 个（ZJ1~ZJ11）定时器 4 个（C1~C4） 表 2元件明细表 2、用状态表法进行程序设计： 状态表如图 5 所示： 精彩文档 实用标准文案 图 5状态表 3、由于其中的一部分为选择控制，所以对其中的部分进行功能图法进行设计， 如图 6 所示： 精彩文档 实用标准文案 1 I0.2 I0.3 Q0.2 ( ) 2 C1 4 C3 Q0.3 ( ) 计数30000计数30000 3 C2 计数30000 5 C4 计数30000 图 6功能图 4、逻辑方程： M1.2  (I0.0  M1.2)*I0.4 M0.0  (M1.2  M0.0)*I0.4*M0.4 M0.1(I0.1*M0.0M0.1)*M0.0 M0.1 T37 M0.2  (M0.1*T37M0.2)*M0.1 M0.2  T38 M0.3 (M0.2*T38M0.3)*M0.2 M0.4  (I0.2I0.3)*M0.3 Q0.0  M0.0*M0.1 M0.3 Q0.1 M0.2*M0.3 精彩文档 实用标准文案 M0.5  M1.2*M0.6*M0.7  M1.0*M1.1*M1.2 M0.6  I0.2*M0.5 Q0.2  M0.6 C1 M0.6 M0.7  C1*M0.6 C2  M0.7 M1.0  I0.3*M0.5 M1.0  Q0.3 C3 M1.0 M1.1 C3*M1.0 C4  M1.1 5、程序梯形图：如图 7 所示： 精彩文档 实用标准文案 精彩文档 实用标准文案 精彩文档 实用标准文案 精彩文档 实用标准文案 精彩文档 实用标准文案 精彩文档 实用标准文案 精彩文档 实用标准文案 图 7程序梯形图 六、总结与体会六、总结与体会 课程设计通过自己实际设计修改，在老师的指导下学到了不少东西，最主要的是通过 课程设计提高了自我对整体设计过程的了解和掌握，锻炼了我们思想上考虑问题的周全性。 让我掌握了不少知识。 这次课程设计让我了解到