PLC课程设计-装配生产线

1、本科生课程设计成绩评定表H lipE i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HW config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T37计时， 同时，若S2和S4

2、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、Q 5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.设计说明书（25分）3.上机

3、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S7-300 PLC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（S1S§ 和5个执行单元（Q1Q5期成。转盘按逆时针方向步进运动，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

4、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S1Q10.0秒1秒S2Q20.0秒0.5 秒1S3Q30.5秒1秒S4Q40.0秒0.5 秒 1S5Q50.5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；（4）上机验证通过程序调试口qr2 .设计要求：(1) 绘制PLC接线图；(2) 给出符号定义表；

5、(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 总结、时间安排:在舁 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12力荣论证，13编制程序24程序调试及修改25设计过程总结，撰写课程设计说明书36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21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

6、设计及应用.化学工业出版社，200441刘楷编著.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61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2013系主任（或责任教师）签名:2013指导教师签名: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

7、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 程序设计目录第一章 PLC简介.11.1 基本结构11.2 工作原理11.3 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 .22.1 总体方案的选择.22.2 控制方案的选择 .2第三章I/O地址分配和PLC

8、接线图 .33.1 PLC I/O 地址分配 .33.2 PLC外部接线图的设计.3第四章控制程序的设计.44.1 顺序功能图的设计.44.2 梯形图的设计.4第五章调试及结果分析 75.1 硬件组态.75.2 上机调试结果分析 .85.3 仿真结果分析 .10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（Programmable Logic Controller , 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

9、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

10、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。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

11、 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

12、时，Qt Q3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 PLC I/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

13、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3-1 PLC I/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感器SQ1I0.0执行单元Q1Q4.0工位状态检测传感器SQ2I0.1执行单元Q2Q4.1工位状态检测传感器SQ3I0.2执行单元Q3Q4.2工位状态检测传感器SQ4I0.3执行单元Q4Q4.3工位状态检测传感器SQ5I0.4执行单元Q5Q4.4急停SB1I0.53.2 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

14、个控制系统的具体接线图如图 3-1 o图3-1 PLC外部接线图设计3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：I强；10住置检龈唐曩IOJS 邙曲就桎H惟寓黑 附£32工隹状心栓阑住感瞿 用33？工位状高检潸传感蒙 |也4巧4工位状秘到俵盛能5篇停。4,0£口1执行单元M 102执研元Q4 2：Q3M*AQ4 3：Q4机行单元Q 4 4.口 5机行单元T37rJt&iO.5ST8度时。50图4-1装配生产线控制系统顺序功能图4.2

15、 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:：QL启动装配生产线控制当工6G接通时，Q4.G和融开始动作，定时器T37也开始计时，并形成目锁，当16 3接通时 新开。10.0位留秘则传感器*的广10,3I I4/H10.5Q4.0急停执行单元*SB1*R1*耐0演魂晦Q.僚1牛当其破测到工位状态为1,即工。.维通j Q4.3与04。同时动作，并形成自锁，当财,减通时 * Q4.3停止”10.3工位状态检10.504.3测传感器3急停执行单元M0.0飞触*M(K2*SB1*"M*T I1 Il/ll/l(JIQ4.3执行单元飞4b武汉理工大学物流自

16、动化系统设计及其应用课程设计通电，如果时3检测到工付、情志1,新工02摆i札 q%z5作，育形成白谈,当郎3族通 日寸.。4*2停止中IO.2血2工位状忠检 测传切器足0 丁* 3W. b 急停04. a执行甲兀11 1|/'|1/1O04 2执行单元;"03"：白创作条f半凰.2通电，如果5必检测到位状态为L即工6 相通，8.4动作，并形成自锁.当MO J接通 时，Q4.4停止164位状态检 测传感器4TO.fi 急停04.4执行单元M0, 2“30 一M0. 3T 1-1 1r-M1/1()Q4.4执行单元qL ”每个输入和输出都有对应的符号表示，装配生产线控制

17、系统的梯形图符号编辑如 图4-2乐，弓媪，会 £7 Hff(l)律5旬-£7_Pro 1SIMAT1C 200 MXCPlJ 313C-2后符号击蛆雷E） 值入Q> 椀围CO 选项（6 aa（W） 浮电HJ年导 品跟RT G1全部符号飞 W杵H地址眈板组型1SQ11 .E8L位曾窗则传感SQ21 .E8L工除式痛检则倍感肃13SQ31 .,BXL_LB式强悔弱倍感者24SQ4IE8L_L位力，态检病传感需35SQ5IEOOL士态枪扯1倍礴器46SB1I.BOOIT急餐7Q1Q.EOOL苑官单kSQ2Q一BOOL施it单k9Q3Q.BOOL抱行单元1Q4BOOL加什华r

18、1QSBOOL处行单元1图4-2符号编辑器6武汉理工大学物流自动化系统设计及其应用课程设计第五章调试及结果分析5.1 硬件组态A硬件组态的过程是：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.具体的硬件组态如图5-1所示。电Hr酊汕h旧 MH"【旧tn1眼.9.rflinst16即如i.jav 313C-2 背心nd mamauDn.«zfif底由i %明呻, J rensfT-如ERM

19、* f raiE： 1： g S玛用a,1 SWT： K hM 址寓一 QdT二忙立IX.有twtre w物BT边小坨（毗G 1和面忙H二Uk总 hi n-ow4. 4,皿心证Ltsr:EEILl 徊涌.曲售响可制NELM即XX<fi 疝 nw任：舒阳/1不珏0图5-1硬件组态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5-2 Q4.2动作的调试结果定时器T37定时时间到，T38开始定时，Q4.2动作图5-3定时结束后Q4.0和

20、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10图5-4 Q4.3和Q4.2的监控过程r tvnr lr Title：m纳中*脸测均工色机石沏l 即16q用通.q% 加fa 才胎国白听 当阳.附通才0制*止，川传渊9WHO. 33¥4l/l .TSHflWiXI到.飙.*444WcrtvQEk T ; Tit lo;103用I -1 * I *l 卜 ；8r*r 入 工， 事 A ， 00，iT4*r*ta* A /<drM !-£5 H>41 fj入 d DLpfH>，*4* R TC-hFl * a* MC*图5-5 Q4.4监控过

21、程由于题目所要求定时时间为0.5秒，但是在现实的上机操作中，输入都由人 为的进行点控输入，0.5秒进行两个输入不方便操作。因此，我将设计中原为0.5 秒的定时，改成10秒，从而使得整个调试过程更加方便。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5-6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5-7T37计时结束，Q4.1和Q4.3停止，同时Q4.2和Q4.4动作，T38定时口鼻R同卜工

22、军工11才， =3g而 中 国面闰月日| 口后|II ' ''1im 门&；三防酷.图5-8T38计时结束，Q4.2、Q4.0和Q4.4同时停止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PLC吉合, 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。此次设计主要是利用PLC控制装配生产线。我通过查资料并参考相关其他相 关的PLC控制的设计学习，基本掌握了 PLC设计的步聚和基本方法。通过对题目 的反复研究，了解了装配系统的整个工作过程，然后分配I/O 口地址，PLC电路原理图的接线，以及画出顺序功能图，最后设计梯形图。其中，在这过程中，不