尺寸检测和材质检测控制

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date尺寸检测和材质检测控制信息与电气工程学院信息与电气工程学院课程设计说明书（2015 /2016 学年第二 学期）课程名称 ： PLC应用课程设计 题 目 ：尺寸检测和材质检测控制 专业班级 ： 电气1302班 学生姓名 ： 陈博 学 号： 130020305 指导教师 霍振宇、刘增环、高敬格、韩晓鸿 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2016年 6月 27日-目 录1

2、、 课程设计目的11.1设计目的11.2课程设计内容及要求12、 课程设计正文2 2.1 尺寸检测单元2 2.1.1尺寸检测单元硬件部分2 2.1.2尺寸检测单元软件部分4 2.2 材质检测单元11 2.2.1材质检测单元硬件部分11 2.2.2材质检测单元软件部分12 2.3 系统运行调试143、课程设计总结及结论144、参考文献145、附表151.课程设计目的1.1设计目的通过此次尺寸检测和材质检测控制课程设计，熟悉并掌握s7-200系列PLC梯形图的设计及其开发软件V1.0 S7-200 Explorer的使用。通过I/O的地址分配了解并熟悉PLC224的接口。同时通过使用力控组态软件使

3、系统运行更直观化的表示出来，使用力控5.0进行设计，加深我们对PLC和监控组态的认识和使用，融会贯通其图形设计及编程思想，培养并加强在实际生产生活中的应用。另外要熟悉伺服电机的驱动参数。1.2课程设计内容及要求1.2.1设计内容：当接到工件后，托料盘上升至顶端，由传感器识别工件的高度是否符合要求。若“合格”，托料盘下降至中部停稳后，推料气缸工作，将工件推出，工件将沿滑槽到下一单元，当下一站单元识别工件已到位，这时停在中部的托料盘继续下降到底端，等待下一工件的到来；若“不合格”，托料盘直接下降至底端。将不合格工件，推入废料槽。当材质检测单元接到工件后传送带开始转转动，带动工件向后运动，其间经过三

4、个传感器，来识别工件的材质，到达检测完成位置后发出信号由下一个工作站将工件取走，传送带停止转动，等待下一个工件的到来。利用实验室现有设备进行系统的模拟实验。对课程设计进行总结，撰写课程设计报告。1.2.2 要求： 动作要求： 1、托料盘上升2、托料盘到达顶部，需要延时（进行检测）3、 根据测量结果，托料盘下降到中部或底部推料4、 记录检测结果技术要求：1. 托料盘到达顶部，需要延时（进行检测）；2. 根据测量结果，托料盘下降到中部或底部推料；3. 托盘不得超过极限位置；4. 由变频器驱动三相交流电动机来完成工件在传动带上的运动和停止；5. 在本系统中，在完成可编程控制器为下位机的相关控制程序的

5、基础上，用组态软件编程实现上位机的控制及其相关监控界面。6. 课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰。数据完整。结论明确。2. 课程设计正文2.1 尺寸检测单元2.1.1 硬件设计1）方案设计：1.PLC概述:PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计,采用循环扫描的工作方式。2.方案概述:该系统单元共有七个输入点，分别为：启动/

6、停止，复位，单步，自动/手动，托盘上极限，托盘下极限，推料，五个输出点：正转，翻转，空载，使能，推料。接通启动按钮，当传感器有信号时，伺服电机运行；托盘上升到上极限，延时之后检测是否符合要求，托盘下降，如果符合要求，下降到中部，推料动作；如果不符合要求，下降到底部，推料动作。单步即实现整个过程的每个步骤单独运行，各部为：开始到上极限，上极限到中部，上极限到下极限。3.PLC选型及IO地址分配本系统结构已经选定S7-200CPU224的PLC，满足操作要求。其I/O地址分配为：模块号输入端子号输出端子号地址功能介绍CPU224启动/停止按钮I0.0启动停止电机复位按钮I0.1复位单步按钮I0.2

7、单步实现控制自动/手动按钮I0.3自动手动控制切换托盘上极限I0.4控制前端信号托盘下极限I0.5控制后端信号推料I0.6材料推出伺服电机正转伺服电机Q0.0上升伺服电机反转Q0.1下降推料Q0.4材料推出2） 单元电路由于本系统PLC已经连接好线路，故电气连接电路不用设计，PLC控制输出输入控制接线图如下2.1.2 尺寸检测单元软件设计1）系统分析设计：. 本课题是通过PLC和组态软件来实现储料单元控制系统设计。该系统单元共有七个输入点，分别为：启动/停止，复位，单步，自动/手动，托盘上极限，托盘下极限，推料，五个输出点：正转，翻转，空载，使能，推料。通过PLC和组态软件来实现气缸的推出与收

8、回两个方面的控制。2）系统实施及程序：主程序主程序：ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1TITLE=程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 单步运行，向上进行LD SM0.0A I0.3AN I0.4A I0.2= M0.0Network 2 / 控制向上运行，调用子程序SBR-0LD M0.0= Q0.0CALL SBR0Network 3 / 控制向下运行，调用子程序SBR-1LD M0.1= Q0.1CALL SBR1Network 4 / 使能LD SM0.0= Q0.3Network 5 / 根据检测结果下降至不同高度；复位将至最底端LDN I1.0AN

9、 I0.5A T105LD I1.0A T105EUOLDLD T102EUOLDO I0.1= M0.1Network 6 / 经过检测时间两秒后，合格驱动定时器进行推料LD I1.0A T105S M0.5, 1Network 7 LD M0.5TON T101, 100Network 8 / 定时器T102控制推料时间LD T101AN T102= Q0.4Network 9 LD T101TON T102, 40Network 10 / 复位定时器T101和T102LD I0.2R M0.5, 1Network 11 / 托盘升至最顶端置位M0.7LDN SM66.7EDS M0.7,

10、 1Network 12 / 下降过程结束后置位M0.6LDN SM76.7EDS M0.6, 1Network 13 / 复位M0.7，避免定时器提前工作LDN SM76.7R M0.7, 1Network 14 / 定时器T105设置检测时间LD M0.7TON T105, 30Network 15 / 定时器T106，设置推料时间LD M0.6TON T106, 40Network 16 / 下降开始后即复位定时器T106，避免提前推料LD SM76.7EDR M0.6, 1Network 17 / 启动推料，T106四秒后接通，推料结束LD M0.6AN T106AN T101= Q0

11、.4Network 18 / I0.0处于一直接通状态，使用上微分驱动子程序SBR_2运行一个周期LD I0.0AN I0.3O M0.4EU= M0.3Network 19 / 调用子程序SBR_2LD M0.3= Q0.0CALL SBR2Network 20 / 设置定时器T103，用于自动系统循环LD T102TON T103, 150Network 21 / 不合格下降至底部，启动定时器T104LDN SM76.7AN T102EDS M1.0, 1Network 22 / 设置T104（托盘在底部等待时机）LD M1.0TON T104, 60Network 23 / 底部等待时间

12、过后继续向上运行进行下一部件检测LD T104O T103= M0.4Network 24 / 复位LD SM66.7R M1.0, 1Network 25 LD T104TON T37, 150END_ORGANIZATION_BLOCK上升子程序：SUBROUTINE_BLOCK 上升:SBR0TITLE=子程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 用于产生宽度为15000的脉冲，用于驱动伺服电机正转LD M0.0MOVB 16#85, SMB67MOVW 250, SMW68MOVD 15020, SMD72PLS 0END_SUBROUTINE_BLOCK下降子程序：SUB

13、ROUTINE_BLOCK 下降:SBR1TITLE=子程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 用于产生宽度为15000的脉冲，用于驱动伺服电机倒转LD M0.1MOVB 16#85, SMB77MOVW 500, SMW78MOVD 15000, SMD82PLS 1END_SUBROUTINE_BLOCK循环子程序：SUBROUTINE_BLOCK SBR_2:SBR2TITLE=子程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 用于产生宽度为30000的脉冲，用于驱动伺服电机正转/ 用于自动循环LD M0.3MOVB 16#85, SMB67MOVW 500, SMW

14、68MOVD 30020, SMD72PLS 0END_SUBROUTINE_BLOCKINTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0TITLE=中断程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 网络注释END_INTERRUPT_BLOCK2.2 材质检测控制2.2.1 材质检测控制硬件设计：1) 方案设计1. 监控组态概述组态软件是应用于有计算机监控的场合。组态软件，更确切称呼是人机界面HMI（Human Machine Interface）/监控与数据采集SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）软件。实现HMI或MMI(

15、Man Machine Interface)和控制功能，实时数据库、实时控制、SCADA、通信及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持。2. 方案概述该系统单元共有八个输入点，分别为：启动/停止，复位，单步，自动/手动，复位位置，金属材料，磁性材料有无工件。三个输出点：速度1，速度2，速度3。接通启动按钮，电机以一定速度开始运行， 运行到三个传感器时进行检测，区分金属材质。3. PLC选型及I/O地址分配4. 模块号输入端子号输出端子号地址功能介绍CPU224启动/停止按钮I0.0启动停止气缸复位按钮I0.1气缸复位单步按钮I0.2单步实现控制自动/手动按钮I0.3自动手动控制切换复位位置

16、I0.4金属材料I0.5磁性材料I0.6有无工件I0.7速度1Q0.0速度2Q0.1速度3Q0.22）单元电路由于本系统PLC已经连接好线路，PLC控制输出输入控制接线图见下图2.2.2 材质检测控制软件设计材质检测单元程序：Network 1 / 网络标题/启动停止开关LD I0.0= M0.1Network 2 / 网络标题/自动手动开关LD I0.3= M0.2Network 3 / 网络标题/自动运行，启动后工件到达末端传送带停止LD M0.1A M0.2AN I0.7= Q0.0Network 4/ 网络标题/检测结果记录LD I0.4= Q0.4Network 5/ 网络标题/检测

17、结果记录LD I0.5= Q0.5Network 6/ 网络标题/检测结果记录LD I0.6= Q0.62.3 系统运行调试当PLC软件程序及监控组态程序编制结束且软件调试成功后，进行系统调试。按照正常的控制步骤分阶段将各个控制步骤逐一进行测试，确保每个环节正常无误。然后进行整个控制过程的连贯运行。当一切测试正常后，再进行模拟故障告警情况的调试。当所有测试均正常后，系统调试结束。整个过程中一定要十分仔细逐步调试。3. 课程设计总结和结论 从开始接到课设的题目到完成课设，我们小组差不多用了10天的时间，其实这个课设的难度成都一般，但是比较消耗时间，因为平时在上plc课的时候也不是太集中注意力，所

18、以在许多小的功能的实现上浪费了太多的时间。其中一个就包括点击正反转的脉冲数的调节。因为高度是一定的，并且plc注重现场调试，所以我们在高度的脉冲数的调节上花了很多时间，期间请教了霍老师以及刘老师等良师的帮助，才得以将问题解答。最终我们将上下脉冲数调节到了15000，然后再去解决整个实验我们认为最难的一个问题：产品检测合格的时候，电机要在中间停顿，然后进行推料，一开始我们怎么也实现不了，因为电机要想下降，就要一直给它一个下降的正脉冲信号，但是这样就会有一个问题，那就是他就会一直处于下降的状态，就不会再往下降了，这个问题还困惑了我们好一阵子，最终我们才想起再下降的过程中加一个中断，调用中断，实现推料的功能。 课设期间，感谢老师的耐心指导，对于我们基础本来就比较薄弱的学生帮助很大，再次致谢！4.参考文献【1】.付家才 plc实验与实践 高等教育出版社【2】. 殷洪义 可编程序控制器选择设计与维护【3】. 张扬 蔡春伟 孙明健 S7200PLC原理与系统应用设计课程设计评 语课程设计成 绩指导教师（签字） 年 月 日