PLC课程设计 智能车间流水线

1、河海大学物联网工程学院（常州）PLC课程设计报告 题 目 智能车间流水线 专业、学号 自动化10626102 合 作 者 学生姓名 指导教师 苗红霞 完成时间 2013.9.20 14智能车间流水线摘要：为了适应现代自动化传送的要求，PLC控制逐渐取代继电接触器控制成为传送控制的主要环节，使控制系统更加安全、迅速、可靠。基于PLC的控制原理，运用三菱公司的FX2N系列PLC来实现对工业生产常用的传送带运动的控制。本文介绍了传送带系统的基本结构、系统各部分的功能及系统的控制原理，并以光电传感器实现了对传送带的控制，达到预期控制效果。证明该系统具有较好的自动运行、检测和装载功能，提高了传送带的性能

2、与效率，大大的节约人员劳动力，而且此系统比较稳定，因此具有可靠性。关键词：传送带；自动控制；光电传感器； Smart assembly lineAbstract:In order to meet the requirements of modern automated transmission, PLC control gradually replace the relay contactor control transfer control to become a major part of the control system more secure, fast and reliable.

3、 PLC-based control principle, the use of Mitsubishi FX2N Series PLC to achieve the industrial production used conveyor movement control. This article describes the basic structure of conveyor systems, parts of the system functions and system control theory, and the realization of the conveyor photoe

4、lectric sensor control, to achieve the desired control effect. Proved that the system has good run automatically detect and load functions, improve the performance and efficiency of the conveyor belt, greatly saving personnel labor, and this system is relatively stable, and therefore reliable.Keywor

5、ds: conveyor; automatic control; photoelectric sensor;目 录目 录0第一章 系统组成和设计要求1第一节 系统组成1第二节 设计要求1第二章 硬件系统的设计2第一节 I/O分配2第二节 系统内部接线3第三章 软件系统的设计3第一节 控制流程图3第二节 部分梯形图及解析5一、 系统运行指示5二、翻转电机运行模块5三、 推杆电机运行模块6四、 整体执行效果及应用6五、 角度调整模块7第五章 总结和心得体会9参考文献：10附录：10整体梯形图10实物图12第一章 系统组成和设计要求第一节 系统组成传送带控制系统由系统控制柜和传送带本体两部分组成。系

6、统控制柜的操作面板上装有计数显示器、电源指示灯、故障指示灯、急停按钮、启动按钮、停止按钮、角度调整按钮、 输入、输出端子以及电源接口等。计数显示器是用来记录、显示传送带输送工件的数量；电源指示灯是用来反映控制系统是否已经通电；故障指示灯用来显示有无故障；若有紧急情况，操作人员可按紧急按钮，系统将立即停止运行。只有急停按钮复位后系统才可重新启动。角度调整按钮是用来服务于翻转电机的。由于翻身电机在运行时受惯性、摩擦等因素，使得翻转电机在多次运行之后会产生累加误差，使其不能返回初始位置，通过角度调整进行校正，使翻转电机回到初始位置。传送带本体包括两根传送带、光电感应器和推杆电机三个部分。传送带负责传

7、送货物；光电感应器用来感应传送带上是否出现货物并进行计数，当检测到货物后开始计时，货物到达翻转电机侧时翻转电机工作；推杆电机负责将货物推放到特定位置。第2节 设计要求一、按下启动按钮后，系统开始运行，传送带电机动作。二、当传感器检测到传送带上的物体后，计数器计数，并显示累计的数据，同时开始延时（时间的长短大于或等于工件从传感器到翻身电机处所需的时间）。三、延时时间到，翻身电机动作。运行一段时间后也就是正转后，停顿若干秒后反转复位，复位所用时间与正转所用时间相同。这样翻身电机可以将工件翻个身送到另一传送带上。四、当传感器检测到传送带上工件时，延时一段时间（时间的长短等于工件从传感器 被送到推杆处

8、所需的时间），推杆动作，将工件推出输送带后复位。在推杆动作期间传动带以及翻身电机不能工作，推杆复位后传送带、翻身电机才能动作。五、物体在传送带运行的时候，是根据传感器的触发来决定工作时序的，为避免产生误动作，手及其他物体不要离光电传感器的探头太近，以免产生误动作。第2章 硬件系统的设计第1节 I/O分配本次课程设计的I/O口与内部资源的分配表如表2-1和表2-2所示，用M1和M2作电动机1（传送电机）和电动机2（翻转电机）的启停辅助继电器。电动机1和电动机2的转动与停止分别用PLC的软组件M1和M2的通与断来控制。当按下启动按钮X0时，M1与M2导通，将X0的常开触与M1和M2的输出线圈串起来

9、，因为是按钮启动，所以再将M1与M2自锁，使其保持导通；当按下停止按钮X1时,M1和M2都断开，将X1的常闭触点串入其中，从而实现电动机1与电动机2的停止转动。 表2-1 I/O地址分配表表2-2 内部资源分配表第2节 系统内部接线将PLC上的 X0-X7，Y0-Y7，COM,COM1和控制柜上的 X0-X7，Y0-Y7，COM,COM1一一对应用导线连接起来，PLC上的和控制柜上的链接起来，和控制柜上的链接起来，同时将上的COM0，COM1，COM2，COM3链接在一起，如图3.1所示，最后接通电源。注意：此过程为不带电操作，因为有高压交流电。图3.1 内部接线图第三章 软件系统的

10、设计第一节 控制流程图在硬件设计的基础上，根据系统的设计要求，可以构思出系统的控制流程图如图3.2所示。按下启动按钮后，系统开始运行，判断是否接收到停止信号，若收到，区别是否是急停信号，停止后判断是否需要进行角度调节；若未收到停止信号，则根据传感器信号对翻转电机进行控制，再通过推杆电机控制传送电机。程序开始状态显示程序开始否启动按钮是否按下？是传送带运行急停系统停止运行是否翻转电机翻转是否进行角度调节？传送带停止运行停止停止？延时，翻转电机正转定时时间到，翻转电机反转是否是否有停止信号传感器是否有信号图3.2 控制流程图第2节 部分梯形图及解析1、 系统运行指示图3.3 运行梯形图通过X0启动

11、，X1停止，X3急停，Y1为传送带电机输出，Y6为运行状态的指示，通过红灯与绿灯指示出系统处于运行或者停止状态。T4为系统通过定时器清零的功能。 二、翻转电机运行模块图3.4 翻转电机模块梯形图X4为传感器的输入，通过它开启4个定时器的工作，从而来控制翻身电机的运行与停止，图中的时间均为反复进行实际运行测定所得。通过定时器的工作来控制翻身电机的运行。由于电机反转后要回到原先的起始位置，在设计中使用的是小功率的电机，故而可以实现立即反转，但考虑到使用大功率的电机，惯量很大，若立即反转则可能会损坏设备，所以在设计时适当延时，在实际生产中还要根据具体情况具体分析。3、 推杆电机运行模块图3.5 推杆

12、电机模块梯形图此处用了三个定时器，当传感器输入信号时，定时器T4，T5，T6同时工作，由于试验设备老化，只能测定T4的时间为17s，但是推杆电机的实际工作时间不可测定，且估算为7s左右，T6定时器在此处有清零的功能。 推杆电机通过定时器之间的作用交替进行工作，X3为急停输入信号，Y7为急停输出信号，当输入X3时，使得故障信号灯亮起，同1中X3器件一起控制传送带电机的停转。正常运行时，推杆电机的T4定时器也使得传送带电机与翻身电机一起停止运行，直到推杆电机将物品传送到正确的位置。4、 整体执行效果及应用将设计好的程序写入PLC，按下开始按钮，使得系统可以正确的运行。正常运行时，启动的绿灯亮，说明

13、系统处于正常的工作情况，其他的灯均灭。物品按设计好的程序所指示的工作状态依次进行运行，当物品到达第一个传感器，定时器T0，T1，T2，T3同时运行，17s后翻转电机反转，7s后翻转电机停止，再过 7s后翻转电机再次转动恢复原状，进行下一轮的循环准备。此时物品在第二个传送带上运行，当55s后到达推杆电机，此时前两个电机停止运行，推杆电机进行程序化运行，工作完回到原有状态，进行下一轮新的循环。当需要系统停止运行时，按下停止按钮，可以使得系统停运，启动绿灯灭，停止红灯亮。继续按下启动，系统将继续运行，若此时按下急停开关，系统立刻停止，此时，绿灯灭，停止红灯亮，同时，急停故障的红灯也亮，指示出系统处于

14、故障状态，当排除了故障以后，按下急停开关，则系统可回到正常的状态，通过启动按钮可再次启动。将制得的传送带应用到车间，通过系统控制柜的计数器，可以对货物数量（即日产量）进行统计，在传感器1侧加装一个传感器，对货物的长度进行检测，如果达到标准，货物验收通过，如果为达到标准则重新进行加工。另外，通过将多个传送带并行，可以将合格产品和不合格进行分装。5、 角度调整模块图3.6 角度调整模块梯形图当系统多次运行后，翻身电机在运行时受惯性、摩擦等因素，多次翻转后会产生累加误差，使得翻身电机不能返回初始位置，因此要进行角度调整，使其回到初始位置。X2代表角度调整，T2定时器定时，这样角度调整时翻转电机每次翻

15、转0.5s，达到了微调的目的。第四章 系统调试第一节 系统调试步骤在电脑上安装GX-Developer软件，程序编号后，将程序输入GX-Developer软件中，在电脑上进行初步仿真调试。 （1）先将PLC程序传入程序控制器中。 （2）根据设计的要求，对各个输入I/O口给信号处理，再看各个输出口是否有相应的输出（相应的输出用指示灯来表示，即有输出灯就亮），如果没有按照设计要求输出，对程序进行更改，直到各输出口有相应的输出。 第2节 问题分析一、在刚开始下载程序的时候，我们没有将PLC设置成power状态，所以程序烧不进去，后来经过仔细检查，才发现了问题，下次必须细

16、心谨慎。二、由于传感器2坏了，所以我们对梯形图进行了重新调整，将原本翻转电机反转需接收传感器2的信号才进行动作，更改为由传感器1进行较长时间延时，从而取代传感器2 的作用，同理，原本由传感器2控制的推杆电机也由传感器1进行控制。三、我们发现翻转电机先于重物到达而反转了，经过我们测试，发现是翻转电机接收到传感器输入后的延时时间设置过长所致，经调整后问题解决，翻转电机的功能全部实现。第三节 实验结果传送带正常运行，当货物到达翻转电机侧时，翻转电机开始翻转，顺利将货物运送到另一传送带上，进行反转恢复原状，货物到达推杆电机侧时，推杆电机将其推送到指定位置后恢复原状，传送电机继续工作。第五章 总结和心得

17、体会通过本次课程设计将课本的知识实体化，化抽象为具体，我受益匪浅，收获了很多在课堂上无法学到的知识，不仅有如何确定设计方案，还有解决问题的方法，以前学得的PLC理论知识的应用能力也得到了大幅度的提高。此次设计以分组的方式进行，每组有两个题目。我们做的是基于三菱的传送带。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候毫无头绪。但通过各方面的查资料学习和与组员积极讨论后，我们基本学会了PLC设计的步骤和基本方法。通过这次设计实践，我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的掌握

18、都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序进行检测时，问题出现了，要么不能运行，要么运行的结果和要求的结果不相符合（某些按键无效，或者功能发生改变）。通过解决一个个在调试中出现的问题后，我们对PLC 的理解得到加强，看到了理论与实践的差距。 通过合作，我们的合作意识得到加强，合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人负责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，每个人都毫无保留将自己的意见和方案提出，积极向同学说明自己的想法，这让我们的表达能力也得到了一定的提高。在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，“