plc

信息与电气工程学院

课程设计说明书（2010/2011学年第一学期）

课程名称：可编程控制器应用

题目：储料单元和翻转运料控制

专业班级：电气班

学生姓名：

学号：

指导教师：

设计周数：两周

设计成绩：

2011 年月日

目录

1、课程设计目的 (3)

1.1设计目的 (3)

1.2课程设计内容及要求 (3)

2. 课程设计正文 (3)

2.1 储料单元 (3)

2.1.1 硬件设计 (3)

2.1.2 储料单元软件设计 (5)

2.2 翻转运料控制 (8)

2.2.1 翻转运料控制硬件设计 (8)

2.2.2 翻转运料控制软件设计 (10)

2.3 系统硬件调试 (14)

3.课程设计总结和结论 (14)

4.参考文献 (15)

5.课程设计评语 (15)

储料单元和翻转运料控制

1.课程设计目的

1.1设计目的

通过此次储料单元和翻转运料控制课程设计，熟悉并掌握s7-200系列PLC梯形图的设计及其开发软件的使用，通过I/O的地址分配了解并熟悉PLC224的接口；加深我们对PLC的认识和使用，融会贯通其编程思想，培养并加强在实际生产生活中的应用。

1.2课程设计内容及要求

设计内容

工件由气缸推出到料板上，然后等待下一单元将工件取走。气缸的顶出与收回靠一个二位五通双控电磁阀控制。由传感器识别顶料杆（气缸）的位置；当传感器无信号时说明料库中无原料，顶料杆不能推出；由行程开关完成识别工件是否已被推到料板上。翻转臂在两个单元间设定的位置准确地传送工件。采用直流减速电机完成该动作，并通过真空吸盘抓取工件。系统通过三个传感器识别旋转臂的位置，并向其他单元发出启动信号；由一个微动开关识别工件是否被抓牢。

动作要求：

1. 工件通过顶料杆由仓库被分离到料板上；

2. 判断料板上有无工件，当料库无工件时，顶料杆将不能推出，当工件被分离到料

板上后，发出信号给下一单元；

3. 当工件被抓取后，旋转臂由左向右运动；

4. 旋转臂到达右侧将释放工件，释放工件后旋转臂向左运动；

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。

2. 课程设计正文

2.1 储料单元

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:

该系统单元共有八个输入点，分别为：启动/停止，复位，单步，自动/手动，气缸前极限，汽缸后极限，料板有料，库中有工件，两个输出点：气缸推出，汽缸收回。接通启动按钮，当传感器有信号时，说明料库中有工件；当行程开关得电时，说明料板中有工件；只有当料库中有元件，且料板中无元件，有启动输入信号时，顶料杆（气缸）推出，将工件推到料板上，等待下一个单元抓取工件。复位即使顶料杆(气缸)后极限得电，顶料杆（气缸）收回。单步即实现整个过程的每个步骤单独运行。

3.PLC选型及I／O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 自动手动控制切换气缸前极限I1.0 控制前端信号

汽缸后极限I1.1 控制后端信号

料板有料I1.2 料板状态控制

库中有工件I1.3 料库状态控制

气缸推出Q0.0 气缸推出运行输出

气缸收回Q0.1 气缸收回运行输出

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见

下图。而此系统单元的监控组态与此相关，只是实现下位机对上位机的控制，故无须另外设计。

2.1.2 储料单元软件设计

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。该系统单元共有八个输入点，分别为：启动/停止，复位，单步，自动/手动，气缸前极限，汽缸后极限，料板有料，库中有工件，两个输出点：气缸推出，汽缸收回。通过PLC和组态软件来实现气缸的推出与收回两个方面的控制。

2）系统实施及程序：

系统梯形图如下：

2.2 翻转运料控制

2.2.1 翻转运料控制硬件设计：

1) 方案设计

1.方案概述

该系统单元共有八个输入点，即启动/停止、复位、单步、自动/手动、摆臂左极限、摆臂右极限、工件被抓取、摆臂在中间；共有三个输出点，即摆臂向左、摆臂向右、抓取工件。接通启动按钮，当摆臂不在左极限时，摆臂向左摆动，到达左极限时抓取工件并将工件运到右极限，将工件放下，如此反复循环运行，复位即将摆臂复位到中间位置，信号均由传感器采集，单步即实现整个过

程每个组成单元步骤的逐步实现。

2.PLC选型及I/O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 自动手动控制切换摆臂左极限I1.0 控制前端信号

摆臂右极限I1.1 控制后端信号

工件被抓取I1.2 料板状态控制

摆臂在中间I1.4 料库状态控制

摆臂向左Q0.0 摆臂向左运行输出

摆臂向右Q0.1 摆臂向右运行输出

抓取工件Q0.2 摆臂抓取工件

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见下图。而此系统单元的监控组态与此相关，只是实现下位机对上位机的控制，故无须另外设计。