基于PLCS7-200PLC四节传送带实训报告

1、-. z.实训报告题目名称：四节传送带的模拟系部：电气与信息工程系专业班级：自动化13-1 学生*：赵新勇*： 2013210730 指导教师：徐立军完成日期： 2017.1.5 -. z.*工程学院实训评定意见实训题目四节传送带的模拟系部电气与信息工程系专业班级自动化13-1 学生*赵新勇学生* 2013210730 评定意见：评定成绩：指导教师签名：年月日-. z.评定意见参考提纲：1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2、学生的勤勉态度。3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。-. z.*工程学院电气与信息工程系(

2、部)实训任务书2016/2017学年上学期 2017年1月3日专业自动化班级自动化13-1课程名称工厂电控及PLC实训题目四节传送带的模拟指导教师徐立军起止时间周数1实训地点系机房实训目的：1、贯彻理论联系实际的教学原则，稳固和扩大已学过的电子技术的根底知识，为技术根底课和专业课程的学习建立初步的感性认识并提高学生的工程实践能力。2、掌握PLC编程应用的根本方法。3、了解常用工业控制的设计流程以及电路设计原理。4、培养学生的劳动观念，加强组织性和纪律性，促进学生综合素质的全面提高。实训任务或主要技术指标：1、PLC编程训练；2、工业控制系统设计训练。3、工厂电气控制电路设计及组装训练。实训进度

3、与要求：完成PLC程序设计及仿真；1.5：完成实训报告；1.6：辩论。主要参考书及参考资料：1郁汉琪.电气控制与可编程控制器应用技术M.*:东南大学,2003.P1412宋伯生.陈东旭.PLC应用及实验教程M.:机械工业,2006.P2123图解PLC与电气控制入门Z：人民邮电.2008.94孙同景.PLC原理及工程应用D.:机械工业,2008.P256教研室主任签名系部主任签名-. z.摘要20世纪70年代，诞生了两种改变整个世界及商业管理模式的计算机。产生于1976年的苹果II型，是世界上最早得到广泛使用的微型计算机。当今价值数十亿美元的个人计算机产业就是从这个当初由两名年轻人在车库里成立

4、的小公司衍生而来的。另外一类计算机，是由Richard Morley在1972年创造的，如今称之为可编程逻辑控制器PLC。它最初并没有像个人计算机那样得到名称上的广泛认同，但是却给制造业带来了同样意义重大的冲击。PLC通常被称为工厂级别的个人计算机。随着科学技术的开展，电器控制技术在个领域中得到越来越广泛的应用。可编程序控制器PLC的应用使电器控制技术发生了根本的变化。今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为可编程控制器的小电脑在为我们效劳，可编程控制器在工业控制，尖端武器，通信设备，信息处理，家用电器等各测、控制领域的应用中独占鳌头。PLC可编程序控制器是以微处理器为根底综合了计算机技

5、术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和网络通讯技术开展起来的一种通用工业自动控制装置。它具有构造简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。本设计就是应用可编程控制器来实现模拟四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，完成相应的控制要求。关键词：可编程控制器PLC；四节传送带装置；电气控制；-. z.目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc304021概述 PAGEREF _Toc30402 2HYPERLINK l _Toc37291.1 PLC的概述 PAGEREF _Toc3729 2HYPERLINK l _Toc319981.

6、2 PLC的历史 PAGEREF _Toc31998 2HYPERLINK l _Toc127001.3PLC的主要功能 PAGEREF _Toc12700 2HYPERLINK l _Toc286161.4 PLC的主要特点 PAGEREF _Toc28616 2HYPERLINK l _Toc199991.5 PLC的网络通信 PAGEREF _Toc19999 2HYPERLINK l _Toc86292 S7-200的指令系统及编程 PAGEREF _Toc8629 2HYPERLINK l _Toc285642.1编程语言 PAGEREF _Toc28564 2HYPERLINK l

7、 _Toc119722.2四节传送带系统的开展 PAGEREF _Toc11972 2HYPERLINK l _Toc119643 总体设计 PAGEREF _Toc11964 2HYPERLINK l _Toc36923.1 四节传送带系统的工作要求 PAGEREF _Toc3692 2HYPERLINK l _Toc184363.2功能说明 PAGEREF _Toc18436 2HYPERLINK l _Toc273734程序设计 PAGEREF _Toc27373 2HYPERLINK l _Toc179395仿真与调试 PAGEREF _Toc17939 2HYPERLINK l _T

8、oc41445.1调试 PAGEREF _Toc4144 2HYPERLINK l _Toc270356总结 PAGEREF _Toc27035 2HYPERLINK l _Toc58317致谢 PAGEREF _Toc5831 2HYPERLINK l _Toc232参考文献 PAGEREF _Toc232 2-. z.1概述1.1 PLC的概述可编程逻辑控制器，PLC Programmable Logic Controller，一种数字运算操作的电子系统，是以微机处理器为根底，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术开展起来的一种通用工业自动控制技术，它采用一

9、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。它面向控制过程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高，成为现代工业控制的三大支柱之一。1.2 PLC的历史在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制站主导地位。继电器控制系统有着十清楚显的缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差等，而PLC是从早期的继电器逻辑控制系统开展而来的。自1836年继电器问世，人们就开场用导线将它同开关器件巧妙地连接，构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。上世纪60年代末，它不断吸收微计算

10、机技术使之功能不断增强，逐渐适合复杂的控制任务。随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的飞速开展、微处理器的出现，以及流程加工行业如汽车制造业对生产流程迅速、频繁变更的需求，PLC技术出现并快速开展。目前，PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃，使早期的PLC从最初的逻辑控制、顺序控制，开展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调节等功能的现代PLC。但是，仍然沿用着顺序扫描、程序控制等根本模式及CPU+通信+I/O的根本构造。PLC之所以有生命力，在于它更加适合工业现场和市场的要求：高可靠性、强抗各种干扰的能力、编程安装使用简便、低价

11、格长寿命。它的输入输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件或需要更多的接口，这样节省了用户时间和本钱。PLC的下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件，而上端一般是面向用户的微型计算机。PLC的诸多优点确定了其在工业中的广泛应用。1.3 PLC的主要功能1、控制功能。包括顺序控制、逻辑控制、定时、计数等。2、数据采集与输出。3、输入/输出接口调理功能。具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节，具有温度、运动等测量接口。4、数据处理功能。包括根本数学运算、比拟、对字节的运算、PID运算、滤波等。5、支持人机界面功能。提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。

12、允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整，实现工业计算机的分散和集中操作与监视系统。6、通信、联网功能。现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进展远程I/O控制，多台 PLC可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成集中管理、分散控制的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的SCADA系统，现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。7、编程、调试等，并且大局部支持在线编程。1.4 PLC的主要特点1、

13、构造形式多样，模块化组合灵活。有固定式适于小型系统或机床，组合式适于集控制系统。最少的PLC只有6点，而AB的ControlLogi*系统的容量达128000点。2、可靠性高。PLC的MTBF一般在4000050000h以上，有的在10-20万h，且均有完善的自诊断功能。3、编程方便。控制具有极大灵活性。PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员承受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制翻开

14、了方便之门。4、功能强大。PLC开展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、C等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的开展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。5、适应工业环境。适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境以及电磁干扰环境。6、安装、维修简单。与DCS相比，价格低。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得

15、容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。当前PLC产品紧跟现场总线的开展潮流。1.5 PLC的网络通信 PLC的通信包括PLC之间、PLC与上位计算机之间以及PLC与其他智能设备间的通信。PLC系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成集中管理、分散控制的分布式控制系统，满足工厂自动化(FA)系统开展的需要，各PLC系统或远程I/O模块按功能各自放置在生产现场分散控制，然后采用网络连接构成集中管理的分布式网络系统。目前各厂商都主推各自的总线标准，如西门子Profibus、A-B Con

16、trolNet及DeviceNet、莫迪康Modbus等等。但其构成的集中管理、分散控制分布式控制方式是十分类似的。如ROCKWELLA-B推出了全方位自动化的理念，推荐三层网络构造，即1设备层DeviceNet为代表；2控制层ControlNet为代表；3管理层EtheNet。2 S7-200的指令系统及编程2.1 编程语言可编程控制器的应用软件是指用户根据自己的控制要求编写的用户程序。由于可编程控制器的应用场合是工业现场，它的主要用户是电气技术人员，所以其编程语言与通用的计算机编程语言相比，具有明显的特点，它既不同于高级语言，又不同于汇编语言，它要满足易于编写和易于调试的要求，还要考虑现场

17、电气技术人员的承受水平和应用习惯。因此，可编程控制器通常使用梯形图语言，又称继电器语言，更有人称之为电工语言。另外，为满足各种不同形式的编程需要，根据不同的编程器和支持软件，还可以采用指令语句表、逻辑功能图、顺序功能图、流程图及高级语言进展编程。梯形图是一种图形编程语言，是面向控制过程的一种自然语言，它沿用继电器的触点触点在梯形图中又常称为接点、线圈、串并联等术语和图形符号，同时也增加了一些继电器控制系统中所没有的特殊功能符号。梯形图语言比拟形象、直观，对于熟悉继电器控制线路的电气技术人员来说，很容易被承受，且不需要学习专门的计算机知识，因此，在PLC应用中，梯形图是使用得最根本、最普遍的编程

18、语言。但这种编程方式只能用图形编程器直接编程。 PLC的梯形图虽然是从继电器控制线路图开展而来的，但与其又有一些本质的区别：1PLC梯形图中的*些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、保持继电器、中间继电器等。但是，这些继电器并不是真实的物理继电器，而是软继电器。这些继电器中的每一个，都与PLC用户程序存储器中的数据存储区中的元件映像存放器的一个具体根本单元相对应。如果*个根本单元为1状态，则表示与这个根本单元相对应的那个继电器的线圈得电。反之，如果*个根本单元为0状态，则表示与这个根本单元相对应的那个继电器的线圈断电。这样，就能根据数据存储区中*个根本单元的状态是1还是0，

19、判断与之对应的那个继电器的线圈是否得电。PLC梯形图中仍然保存了常开接点和常闭接点的名称，这些接点的接通或断开，取决于其线圈是否得电。3PLC梯形图中的各种继电器接点的串、并联连接，实质上是将对应这些根本单元的状态依次取出来，进展逻辑与、逻辑或等逻辑运算。而计算机对进展这些逻辑运算的次数是没有限制的，因此，可在编制程序时无限次地使用各种继电器的接点，且可根据需要采用常开动合或常闭动断的形式。注意，在梯形图程序中，同一个继电器的线圈一般只能使用一次。4在继电器控制线路图中，左、右两侧的母线为电源线，在电源线中间的各个支路上都加有电压，当*个或*些支路满足接通条件时，就会有电流流过接点和线圈。5在

20、继电器控制线路图中，各个并联电路是同时加电压并行工作的，由于实际元件动作的机械惯性，可能会发生接点竞争现象。6PLC梯形图中的输出线圈只对应存储器中的输出映像区的相应位，不能用必须通过指定的输出继电器，经I/O接口上对应的输出单元或输出端子才能驱动现场执行机构。2.2四节传送带系统的开展未来传送带设备的将向着大型化开展、扩大使用*围、物料自动分拣、降低能量消耗、减少污染等方面开展。大型化包括大输送能力、单机长度和大输送倾角等几个方面。水力输送装置的长度已达440公里以上带式输送机的单机长度已近15 公里，并已出现由假设干台组成联系甲乙两地的带式输送道。不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料

21、的更完善的输送机构造。扩大输送机的使用*围，是指开展能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料的传送带设备。3 总体设计随着科学技术的开展和微型计算机控制技术的广泛应用，人们对传送带控制的方便性、平安性、快捷性等方面要求也越来越高，传送带控制系统的弊端也越来越明显，目前处于主导地位的自动传送带控制系统是可编程控制器PLC控制，大大的弥补了以往传送带控制的缺乏之处。随着时代的开展，传送带技术也在不断更新。利用SETP-7软件编写软件程序，应用S7-200PLC控制四节传送带系统的硬件电路，并利用梯形图控制程序设计，通过控制S7-200P

22、LC的定时继电器的功能来实现四条皮带的运行。3.1 四节传送带系统的工作要求有一个用四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如下：1.启动时先起动最末一条皮带机，经过1秒延时，再依次起动其它皮带机。2.停顿时应先停顿最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停顿其它皮带机。3.当*条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停顿，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停顿。例如M2故障，M1、M2立即停，经过1秒延时后，M3停，再过1秒，M4停。4.当*条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停顿，该皮带机运行1秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停顿。例如，M3上有重物，M1、

23、M2立即停，过1秒，M3停，再过1秒，M4停。图3-1 3.2功能说明四节传送带系统的流程图:开场开场开场键是否第四段皮带运行1s后第三段皮带运行1s后第二段皮带运行1s后第一段皮带运行1有重物4有重物3有重物2有重物1s后第一段停顿1s后第二段停顿1s后第三段停顿1s后第四段停顿第1 段停顿1s后第三段停顿第1 2 3段停顿第1 2段停顿1s后第二段停顿1s后第四段停顿1s后第四段停顿1s后第三段停顿1s后第四段停顿重物是否运走重物是否运走重物是否运走重物是否运走完毕图3-4四节传送带系统的流程图-. z.5仿真与调试图5-1 CPU选型图5-2 仿真图I0.0图5-3 仿真图I0.55.1

24、调试软件局部调试：软件程序由STEP-7软件编写，可以对程序网络框图进展标注，程序编写完成后，对程序进展编译连接，假设有程序错误，在进展修改，直到没有错误为止，然后将程序下载到PLC中。硬件局部调试：实验的硬件局部调试可以在实验台上进展，本次试验采用PLC224，由实验台进展初步调试，程序下载完成后，按下开场按钮，第四段皮带，第三段皮带，第二段皮带，第一段皮带依次运行，时间间隔为1秒。按下停顿按钮后，第一段皮带，第二段皮带，第三段皮带，第四段皮带依次停顿，时间间隔为1秒。在运行过程中，当*条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停顿，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停顿。例如第二条皮带

25、故障，第一、第二条皮带立即停，经过1秒延时后，第三条皮带停，再过1秒，第四条皮带停。当*条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停顿，该皮带机运行1秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停顿。例如，第三条皮带上有重物，第一第二条皮带立即停，再过1秒，第四条皮带停。如假设没有出现错误动作，则实验成功。可以继续在实物上调试，假设不成功，在返回重新在实验台上调试，知道成功为止。6总结本次课程设计经过教师和同学们的帮助，终于圆满完成，在教师和同学们的帮助下，克制了不少困难，在做课程设计的过程中，我又学到了不少东西。这些在以后的学习和工作过程中会有不少的帮助。本次课程设计是应用S7-200 PLC控制四节传送带系统的硬件电路，并利用OB1的梯形图控制程序设计。通过控制S7