分检系统课程设计--分拣系统中气缸延时控制回路.doc

武汉理工大学物流自动化系统的设计与应用课程设计学 号： 0120918950701课 程 设 计题 目分拣系统中气缸延时控制回路学 院物流工程学院专 业物流自动化班 级物流0903姓 名何玉龙指导教师曹小华 于蒙2013年1月6日本科生课程设计成绩评定表姓 名何玉龙性 别男专业、班级物流工程 物流0903课程设计题目：分拣系统中气缸延时控制回路课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：评 定 项 目评分成绩1学习态度（25分）2设计说明书 (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100分）、良（80分89分）、中（70分79分）、及格（60分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 日课程设计任务书学生姓名： 何玉龙 专业班级： 物流工程 指导教师： 曹小华 于蒙 工作单位： 物流工程学院 题 目: 分拣系统中气缸延时控制回路一、初始条件程序运行软件：西门子S7-300 PLC二、要求完成的主要任务1控制要求：PLC控制的气缸延时控制回路，当检测到货物到达行程开关动作时，气缸的活塞伸出到位停留5s后再返回，退回到位后在检查货物到达情况，如此往返运动。 其中1S1 1S2是位置传感器1Y1 1Y2是换向阀电磁线圈 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。 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 分拣系统中气缸延时控制回路1.设计的目的及意义 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），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。由于其具有使用方便，编程简单 、功能强，性能价格比高、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强、可靠性高，抗干扰能力强、系统的设计、安装、调试工作量少、维修工作量小，维修方便等特点，因此迅速发展成为工业自动化系统的支柱。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、输送装置进行相应的作业。分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣指令，当具有相同分拣信号的商品经过该装置时，该装置动作，使其改变输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分拣道口。输送装置的主要组成部分是传送带或输送机，其主要作用是使待分拣商品鱼贯通过控制装置、分类装置，并沿固定线路运送商品。分拣道口是已分拣商品脱离主输送机(或主传送带)进入集货区域的通道。2.设计任务及要求2.1设计任务 当货物到达位置后，触动行程开关SQ，SQ闭合，气缸活塞开始伸出，当活塞到达指定位置后，1S1位置传感器输出信号，活塞停止运动。活塞停止5S后开始返回，退到位后1S2位置传感器输出信号，如此往复运动2.2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.程序设计3.1软件思想STEP 7软件开发系统是一款专门针对西门子公司的S7-300PLC的控制系统开发软件。该软件操作简单，使用方便。用户可以直接从工具栏中选择各种梯形图指令，可以通过在线帮助功能直接了解各种指令详细的使用说明。程序编写完毕后，用户可以利用STEP 7软件提供的语法检测功能检测程序的错误，从而保证送入PLC的程序从语法的角度上来说是准确无误的。编译后的程序可以送入PLC并执行，以完成预期的控制功能。1. S7-300 PLC的组成主要组成部分有导轨（RACK）、电源模块（PS）、中央处理单元CPU模块、接口模块（IM）、信号模块（SM）、功能模块（FM）等，通过MPI网的接口直接与编程器PG、操作员面板OP和其它S7的PLC相连。2.S7-300的扩展能力CPU313一个机架上最多只能再安装八个信号模块或功能模块，最多可以扩展为四个机架。中央处理单元总是在O机架的2号槽位上，1号槽安装电源模块，3号槽总是安装接口模块，槽号4至11，可自由分配信号模块、功能块。（1）CPU负责执行程序和处理数据，以便对工业自动控制任务或过程进行控制。（2）输入和输出是系统的控制点；输入部分从现场设备中采集信号，输出部分则控制泵、电机、以及工业设备中的其他设备。（3）电源像CPU及其所连接的任何模块提供电力。（4）通讯端口允许将S7-300 CPU同编程器及其他设备连接起来。（5）状态信号灯显示了CPU的工作模式（运行或者停止），本机I/O的当前状态，以及检查出的系统化错误。（6）通过扩展模块可增加CPU的I/O点数。（7）通过扩展模块可提供其通讯性能。（8）一些CPU具有内置的实时时钟，恰CPU需要实时时钟卡。（9）EEPROM卡可以存储CPU程序，也可以将一个CPU中的程序传送到另一个CPU中。 （10）通过可选的插入式电池盒可延长RAM中的数据存储时间。3.2程序设计及硬件配置 由于系统只需要2个输入和4个输出的I/O端子，CPU可使用CPU313，数字量输入模块为SM321,数字量输出模块为SM322，所使用的硬件配置如表3-1所示，其I/O接线图如图3-1所示。 序号名称型号说明数量1CPUCPU313(6ES7 313-1AD00-01B0)12电源模块PS 307 5A(6ES7 307-1EA00-0AA0)13数字量输入模块SM321 DI16xDC24V(6ES7321-1BH01-0AA0)14数字量输出模块SM322 DO16xDC24V/0.5A(6ES7322-1BH81-0AA0)15前连接器20针2表3-1 分检系统气缸回路控制PLC控制硬件配置表由以上接线图及控制要求分析可得S7-300PLC控制分拣装置的I/O分配表如表3-2所示。图3-1 分拣系统PLC控制I/O接线图3.3接线图如图3-2所示 图3-2分检系统气缸回路控制接线图3.3程序说明 所设计的程序如下： 程序说明：当货物到达行程开关SQ(即I0.0),M0得电，气缸开始运行，当气缸到达指定位置时，位置传感器开关1S1闭合，定时器T1触发，计时5s，当时间继电器到达5s后，电磁换向阀1Y1触发，气缸活塞开始反向运动，准备回到初始位置。等活塞到达初始位置后，位置传感器开关1S2触发，同时1Y1被触发，线圈Q4.0得电，常闭开关Q4.0断开，电动机停止运转，当货物再次到达后行程开关闭合，气缸活塞往复运动。4.调试过程记录及结果分析调试仿真结果如图4-1所示图4-1 分拣装置PLC控制调试仿真结果 总结课程设计的这个机会，好好地总结一下现代物流自动化这门课程，将它们分化理解，合理分类，融会贯通。也不愧老师含辛茹苦的授课和课下的谆谆教导，以及同学间的团结互助。这次课程设计，老师给予我们许多帮助，同时也为我们指明了方向。通过这次课程设计，我们把以前所学都综合起来，感觉自己的水平提高很多。我们了解到了做一个系统的基本常识，为我们以后从事技术工作打下良好的基础。在设计的过程中遇到许多困难，在老师的帮助下，通过查资料，把困难都一一克服。另外我们在设计的过程中还得到许多同学的帮助，对于良师益友的帮助，我深表感谢。同时也感谢学校提供给我们一次提高的机会，我在此深表感谢。在这次课程设计忠使我掌握了通过PLC控制分拣系统气缸动作的原理，加深了对PLC结构和原理的认识，对PLC编程原理有了个系统的认识。通过这次课程设计