上料检测站plc课程设计

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1、模拟化生产实验台“上料检测站”课程设计报告课 程：班 级：设 计：指导老师：时 间：1上料检测站控制系统总体设计1.1 系统概括该模拟生产线是由独立的六个工作站相互连接而成。它们分别是上料检测站、搬运站、加工检测站、安装站、安装搬运站和分类站。这六个站连接成生产线后可完成工件类别的检测、加工、搬运、安装和分类。上料检测站功能：回转上料台将工件依次送到检测工位； 提升装置将工件提升并检测工件颜色。系统采用西门子S7-200，CPU型号为226，额定电压为220V，系统的传动以气动为主，气源为空气压缩机，工作压力为1Mpa,公称容积为10升，控制面板分别由开始、复位、特殊、手/自、单/联、上电、急

2、停、停止组成，传感以光电开关为主。1.2 上料检测站说明及工艺流程 本站为上料检测站，回转上料台将工件依次送到检测工位，提升装置将工件提升并检测工件颜色，向后站发出信息。 此站的工作流程如图1所示。 图1 上料检测站工作流程图2 上料检测站控制系统硬件设计2.1 PLC选型上料检测站采用PLC进行控制,而且PLC的型号均为S7-200, S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面

3、：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用，CPU 221226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。此次设计采用了CPU226, 该

4、机集成24输入点，16输出点，共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统，CPU226的外形如图2所示。图2 CPU226的外形图2.2 I/O地址定义在PLC接

5、线及其编程中需要定义I/O地址，这样可以清晰简单的完成一系列所期望的工作台运作。本工作站的I/O地址定义如下。公共I/O地址定义如表1所示。表1 公共I/O地址定义地址定义I0.1I0.7传感器输入I1.0开始I1.1复位I1.2特殊I1.3手/自I1.4单/联I1.5停止I1.6上电I2.0I2.5为通讯口Q1.2Q1.7为通讯口Q1.2, Q1.3, Q1.4对应后站的I2.0, I2.1, I2.2Q1.5对应前站I2.4Q1.2大工件颜色Q1.3小工件颜色Q1.4废品Q0.1Q0.6PLC动作输入Q0.7开始灯Q1.0复位灯Y014停止灯上料检测站I/O地址定义如表2所示。表2 上料检

6、测站I/O地址定义地址定义I0.0有料I0.1白色I0.5上升到位I0.6下降到位Q0.0电机旋转Q0.3上升2.3 系统电路我们下面将对控制面板电路，传感器电路，电机电路，上料检测站电路进行研究与探讨。2.3.1 控制面板 1. 控制面板内容 控制面板有五个按钮开关、二个选择开关和一个急停开关。 (1)按钮 按钮1：开始 按钮2：复位 按钮3：特殊功能按钮 两位旋钮4：自动手动 两位旋钮5：单站联网 按钮6：停止报警 按钮7：上电 按钮8：急停 (2)显示灯 绿色显示灯1：开始指示 黄色显示灯：复位指示 红色显示灯：停止指示 绿色显示灯2：上电指示 2. 按钮电路按钮电路如图3所示。图3 按

7、钮电路 3. 显示灯电路显示灯电路如图4所示。图4 显示灯电路 4. 控制面板电路图控制面板电路图如图5所示。与PLC的接线见图13。图5 控制面板电路图2.3.2上料检测站 1.上料检测站内容上料检测站的作用是将毛胚件依次送到检测工位，提升装置将工件提升并检测毛胚件的颜色，并向后站发出信息。 上料检测站共有2个光电开关（光电传感器）、2个磁性开关（磁感应传感器）、1个气压缸、1个步进电动机、1个继电器和1个电磁阀组成。 2.上料检测站各组成部分简介(1) 传感器本站共有两种传感器，分别为光电开关和磁性开关。1）光电开关光电开关为红外线光电开关，型号为SB031K，如图6所示。图6 SB03-

8、1K外形图外型尺寸图如图7所示。图7 SB03-1K外型尺寸图光电开关的原理如图8所示。图8 光电开关原理图其参数为：U：10 V30 V DC ； I：200mA ； NPN常开；检测距离（Sn）：30 cm（可调）。2) 磁性开关电磁开关的型号为D-C73，接线如图9所示。图9 磁性开关接线图D-C73的参数，如表3所示。表3 D-C73参数名称DC73用途继电器、程序控制器负载电压24 V DC100 V AC负载电流5 mA40 mA5 mA 0 mA泄漏电流0 mA内部电压降2.4V 指示灯接通时发光二极管亮安装形式轨道安装响应时间1.2ms绝缘电阻500 V DC时，50M绝缘耐压

9、1500 V AC，1min不击穿环境温度-10 +60 保护构造IEC规格IP67，防浸（JISC0920）以及防油构造 (2) 电动机Q0.0输出的为一个由继电器控制的24V直流电机，电源为24V，接线如图10所示。图10 电动机接线原理图 (3) 气缸Q0.3输出控制的是电磁换向阀，电磁换向阀控制气缸, 其接线原理如图11所示。图11 控制气缸的接线原理图 3. 上料检测站接线图上料检测站PLC端子分布如图12所示。图12上料检测站PLC端子分布图上料检测站的电路如图13 所示。图13上料检测站电路图3程序举例实验台的整个工作流程是通过一系列PLC程序来实现的，由电脑界面往PLC中输入，

10、S7-200是用梯型图的方式来完成编程，以上料检测站为例此梯形图如图14所示。图14上料检测站程序图4结 论 经过两个星期的努力，完成了课程设计。本次课程设计课题为“模块化生产控制系统设计”，其具体任务是对上料检测站进行控制系统硬件设计及软件设计，且经检测画出输入输出元器件的电路图及工作站的总的电路图。在整个设计过程中，对工业模块控制系统、S7-200控制系统有了较深入的认识，对课程后的工作打下了较坚实的基础。 整个任务完成过程中，我的工作主要包括以下几项内容：1. 较好地掌握了S7-200控制系统。2. 进行了工业模块控制面板的设计。3. 进行了光电传感器、磁感应传感器的选型和电路设计。4. 进行了上料检测站的电路设计。5. 对上料检测站部分软件设计。由于时间关系，以及个人能力问题，这次设计中肯定存在不少问题，本设计只是针对工作台的接线电路图作了研究学习，未能涉及到PLC的软件程序的深入研究，这是本设计的遗憾之处。总之，在这次课程设计中，通过我个人的努力以及老师的指导和同学的帮助，我学到了许多有用的知识，并顺利地完成课程设计任务。这个过程使我的理论知识和动手实能力都有所提高，知道怎样把PLC的书本知识放到实践中，同时也学会怎样将理论和实践相结合。同时，与指导老师的交流合作，使我逐渐的建立起一种工程思想，并且有了一个严谨的工作态度，这将使我受益终生。