《电气控制与PLC技术》课程设计-产品在流水线上的测试与分检控制.doc

电气控制与PLC技术课程设计 产品在流水线上的测试与分检控制电气控制与PLC技术课程设计产品在流水线上的测试与分检控制户志班 级 09电气一专 业 电气自动化 教学系 机电系 指导老师 完成时间2011年6月6日至2011年6月16日目 录摘要 -3第一章 项目要求1.1概述-41.2设计任务和要求-51.3设计方案提示-5第二章 PLC的选型和资源配置 2.1 PLC框架配置图-62.2 I/O地址分配-62.3 模块功能概述-72.4 控制系统图-72.5 电器元器件的选择-8第三章 程序设计及调试 3.1 SFC顺序功能图梯形图-93.2编程软件的选择-143.3梯形图、程序工作过程简-143.4功能指令表-20 3.5 程序的写入和调试-24参考文献及资料 -25项目设计小结 -26摘要目前，在自动化领域主要的控制方式有继电器控制、微机控制和PLC控制三种。由于PLC控制系统与继电器控制系统及微机控制系统相比，具有设计、安装、接线、调试工作量小，研制周期短，可靠性高，抗干扰能力强，鼓掌率低，对工作黄鲸要求低，维护方便等一系列优点。而继电器控制系统因技术性能差，功能单一，在机械控制系统中已很少使用。微机控制系统因抗干扰能力较差，对工作黄鲸要求较高，设计研制周期较PLC控制系统长，因此，在自动控制领域的应用呈逐降的趋势。在基于产品在流水线上的测试与分检控制系统设计中，设计了基于产品在流水线上的测试与分检控制系统总体方案，给出了软、硬件设计与实现方案。在电动机电器控制线路的设计部分，阐了电动机主电路以及辅助电路的实际过程，给出了这些电路的电器元件选择结果。在PLC控制的设计部分中，阐述了PLC I/0接线图的设计过程，给出了PLC及其输入/输出元件的选择结果，并详细阐述了程序运行时，所产生的效果。最后，基于本次项目设计，做了一个总结，和在本次项目中所涉及到的参考文献的具体来源。 第一章 项目要求1.1 概述 产品在生产流水线上的检测目前在工业自动化领域中使用非常普遍，这里，选用一机电产品在装配生产线上要对产品进行检测与分检控制，其结构示意图如图一所示。图一 产品在流水线上的测试与分检控制流水线有一电动机M带动，产品由左边进入（位0），经PH1检测，凡不合格产品应由PH1产生信号。正品最后在右端（位置6）装入成品框内，不合格的次品在PLC控制下，从位4的电磁分检阀门落入次品框内。为了保证次品落下后及时关闭分检阀门以免后面的正品也落入次品框内，设置了次品检测传送器PH2。产品传送器传动轴上有一个凸轮，每转动一圈，就拨动微动开关一次（也可用霍尔开关或接近开关），发出一个脉冲信号。当成品箱计数位20个，满箱时，将产生一个信号使电机M停止，成品就移走。移走后，在启动M。1.2 设计任务与要求(1) 根据以上的要求，试用PLC控制该产品流水线上的检测和分检，画出I/O电气接口图。（2） 调试程序，并用模拟装置模拟运行。1.3 设计方案提示（1） I/O地址 输入 输出X0：启动开关 Y0：PLC工作指示灯X1：停止开关 Y1：传送带电动机（M）X2：凸轮开关 Y2：次品电磁阀门（YV）X3：检测开关（PH1） Y3：次品小车电动机（M1）X4：次品开关（PH2） Y4：正品小车电动机（M2）X5：正品车限位开关（SQ1）X6：次品车限位开关（SQ2）（2） 方案提示传送带产品计数可用移位寄存器实现，产品正品/次品的计数用PLc的计数器指令实现。并且本课题可用步进指令和计数器指令组合起来实现控制。第二章 PLC的选型和资源配置 2.1 PLC框架配置图产品在流水线上的测试与分检控制采用三菱的FX3U系列整体式PLC，PLC框架配置图如图三所示。CPU模块FX3U32M图二 PLC框架配置图2.2 I/O地址分配由于CPU模块有14点数字亮输入，10点数字量输出，所以不在需要输入/输出模块。采用I/O分配采用自动分配方式，基于产品在流水线上的测试与分检控制的要求，则需要七个输入点和五个输出点，具体的输入/输出分配如表一所示。表一 I/O口地址 输入输出X1：启动开关Y4：PLC工作指示灯X2：停止开关Y0：传送带电动机（M）X3：凸轮开关Y1：次品电磁阀门（YV）X4：检测开关（PH1）Y2：次品小车电动机（M1）X5：次品开关（PH2）Y3：正品小车电动机（M2）X6：正品车限位开关（SQ1）X7：次品车限位开关（SQ2）2.3 模块功能概述CPU模块采用三菱公司FX3u-32M模块，它控制着整个系统按照控制要求有条不紊地运行。同时由于该模块采用交流220V供电，并且自带14个数字量输入点和10个数字量输出点，完全能满陈品在流水线上的测试与分键控制系统的要求，所以不需要另换模块。2.4 控制系统图控制系统如图三所示。图三 控制系统的硬件接线图2.5 电器元器件的选择 元器件的使用如表二所示。表二 元器件列表元器件名称数量热继电器三个220V/24V电源一个继电器三个PLC一个手动三极开关一个熔断器五个按钮开关五个行程开关二个电动机三个电磁阀一个 第三章 程序设计及调试3.1 SFC顺序功能图 根据项目要求可知传送带产品计数用移位寄存器实现，且用计数器来给产品次品/正品进行计数，则“产品在流水线上的测试与分检控制”的SFC顺序功能图如图四所示。S0M8002X2S20MOV KO DOSET Y4SET Y0X2S21INC D0SET M101DEC D0RST M101Y1CMP D0 K20 M0M0V K0 D0RST C0RST M100C0 K6CALL P1C1 K20CALL P2SEY M8034RST M8034X0S22图四 续一 X2S23INC D0SET M101DEC D0RST M101Y1CMP D0 K20 M0M0V K0 D0RST C0RST M100C0 K6CALL P1C1 K20CALL P2SEY M8034RST M8034X2S24X2图四 续二S25INC D0SET M101DEC D0RST M101Y1CMP D0 K20 M0M0V K0 D0RST C0RST M100C0 K6CALL P1C1 K20CALL P2SEY M8034RST M8034X2S26 图四 续三 X2S27INC D0SET M101DEC D0RST M101Y1CMP D0 K20 M0M0V K0 D0RST C0RST M100C0 K6CALL P1C1 K20CALL P2SEY M8034RST M8034X2S28S21S28 图四 续四P1RETFENDRST C0RST M100RST Y4RST Y0SET Y3PLS M50MOV K0 D0RET Y3SET Y4SET Y0SRETRST C1RST Y4RST Y0SET Y2PLS M51MOV K0 D0RST Y3SET Y4SET Y4T Y4SET Y0SET Y4SRETEND P2图四 续五3.2编程软件的选择编程软件采用三菱公司的编程软件GX-Developer，因为GX-Developer编程软件包含了LLT仿真软件，用户可在个人计算器上模仿PLC的运作状况，大大减低测试时间。3.3 梯形图、程序工作过程简析在梯形图中，用M8002产生一个初始脉冲信号，接着按下开始开关X1，从而使传送带电动机得电，至此带动整个程序运行。当有次品产品经过检测开关PH1时，检测开关PH1开始动作，产生一个信号使次品到达4号位置时，电磁阀门打开，致使次品掉入次品小车当中，当次品下落时，PH2检测开关检测到次品，并产生信号时电磁阀门关闭。同时用计数器累计落入正品小车中的产品数量，当正品小车中的正品数量达到20个时，正品小车电动机起动，正品小车移走。在正品小车移走的同时，电机M受到一个脉冲信号，致使电机M停止运转，并在正品小车移走后，电机M继续正常运行。 当M继续运转时，次品小车也在计数器的计数下，装载20个次品以后限位开关X7动作，产生一个脉冲信号，停止M的运转，在次品小车移走之后，电机M再继续运转，从而往复循环。3.4 功能指令表3.5 程序的写入与调试 将各个输入/输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。产品在流水线上的测试与分检控制的程序是在GX-Developer软件的指令来完成的，当把程序写入PLC以后，发现程序中有错误的存在，若要修改程序，则要先将PLC设定为STOP状态下，运行GX-Developer编程软件，打开产品在流水线上的测试与分检控制的程序，即可在线调试。也可用编程器惊醒调试。参考文献及资料1电气控制与PLC案例教程，胡汉文 张鑫 编著，鄂东职业技术学院，20072PLC基础及应用廖常初主编，机械工业出版社，20063科威PLC资料，来自于公司网站4三菱及西门子PLC资料，来自工控网5虎版集团、上海二工、人民电器等公司的产品资料，来自其公司网站6工控组态软件MCGS参考手册，北京昆仑通态自动化软件科技有限公司7PLC可编程控制器实验系统实验指导书 林信元，常熟市教学仪器厂8网络型可编程控制器实验指导书，浙江天煌科技实业有限公司9可编程控制器教程，黄云龙主编，科学出版社，200310黄冈市自来水公司供水调度系统工程验收资料 200511工厂电气控制设备，张延英 任志锦 主编，中国轻工业出版社，199312设备电气控制及维修，谭有广主编，机械工业出版社，200013PLC分析与设计应用，周万珍 高鸿斌 编著，电子工业出版社，200414可编程控制器应用技术，张万忠主编，化学工业出版社，200215PLC应用开发从基础到实践，刘洪涛 黄海 编著，电子工业出版社，200716电器及PLC控制技术，黄净主编，机械工业出版社，200217电源技术与通信电源设备，陈梓城主编，高等教育出版社，200518流行PLC实用程序及设计，贺哲荣等主编，西安电子科技大学出版社，2006项目设计小结在老师和同学们的热心帮助下，经过了近两个星期的精心设计，运用自己以前学过的知识和自主创新能力顺利完成了PLC的醒目设计，即“产品再流水线上的测试与分检控制”。通过本次设计，使我受益匪浅。这次设计不仅温故了我前面所学到