装配流水线的模拟控制

本次设计主要是介绍PLC模拟控制在工业生产中的运用，学会使用PLC（SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监控的方法，构建完成装配流水线的模拟控制系统。用PLC控制装配流水线具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。

我是按照以下顺序来完成本次课设的：

1 熟悉工艺要求，根据要求确定采用移位寄存器指令，查阅资料熟悉如何使用移位寄存器；

2 进行硬件设计：(1)根据要求选择PLC的型号，这就要求我们熟悉S7-200系列的产品；

(2)绘制系统设计流程示意图，列出I/O分配表并采用AutoCAD绘制I/O接线图；

3 进行软件设计：（1）设计梯形图并调试程序，程序正确后按照I/O接线图连接线路下载并运行程序（2）设计指令表；

4 编写课程设计试验报告书。

关键字：PLC 装配流水线的模拟

1 概述 (1)

1.1 PLC的功能介绍 (1)

1.2 实验原理 (1)

2 硬件设计 (3)

2.1 控制要求 (3)

2.2 选择PLC型号 (3)

2.2.1 基本单元 (4)

2.2.2 个人计算机（PC）或编程器 (4)

2.3系统设计流程示意图 (5)

2.4 I/O分配表 (5)

2.5 I/O接线图 (6)

3 软件设计 (7)

3.1 设计梯形图 (7)

3.2 设计指令表 (13)

4 调试结果 (16)

5结束语 (17)

6 参考文献 (18)

1 概述

1.1 PLC的功能介绍

PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。它是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，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。PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。

PLC的功能

（1）逻辑控制（2）定时控制（3）计数控制（4）步进(顺序)控制（5）PID控制（6）数据控制：PLC具有数据处理能力。（7）通信和联网（8）其它：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT 模块。

PLC的特点

（1）可靠性高，抗干扰能力强

（2）配套齐全，功能完善，适用性强

（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎

（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

（5）体积小，重量轻，能耗低

PLC控制系统的设计基本原则

（1）最大限度的满足被控对象的控制要求。

（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。（3）保证控制系统安全可靠。

（4）考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。1.2 实验原理

使用移位寄存器指令，可以大大简化程序设计。移位寄存器指令所描述的操作过程如下：若在输入端输入一串脉冲信号，在移位脉冲作用下，脉冲信号依次移到移位寄存器的各个继

电器中，并将这些继电器的状态输出，每个继电器可在不同的时间内得到由输入端输入的一串脉冲信号。

本课题是用PLC控制装配流水线控制。用PLC控制装配流水线具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。此系统主要能够实现顺次启动和停止，完成工件移位以及功能紧急故障处理等功能。

2 硬件设计

2.1 控制要求

图1 装配流水线模拟控制的实验面板图

功能说明：

装配流水线控制传送系统，用异步电动机带动传送带，控制过程如下：

启动时先按下SD按钮，起动整个传送系统；按下移位按钮工件开始在传送带上移位；按下复位按钮，装配流水线停止工作，系统初始化重新开始运行。

其中A，B，C三个灯模拟的是三个操作；D，E，F，G四组灯模拟的是传送带；H模拟的是仓库。

传送带共有十六个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配操作，经最后一个工位后送入仓库；D，E，F，G均是四个灯一组的模拟传送带，这些工位均用于传送工件。工件在传送带上开始传送，经过DEFG传送之后进行A操作，再经过DEFG传送之后进行B 操作，再经过DEFG传送之后进行C操作，然后经过DEFG传送到仓库。按下启动按钮整个系统开始工作，按下复位按钮整个系统开始恢复到初始化状态，按下移位按钮系统开始传送工件经过ABC三个操作之后最后到达仓库。

2.2 选择PLC型号

PLC的选择主要应从PLC 的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模

块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。

2.2.1 基本单元

本次课设选择西门子S7-200系列的PLC，S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用，其输入输出点数的分配见下表：S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元，如表2-1所示

表2-1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元

2.2.2 个人计算机（PC）或编程器

个人计算机（PC）或编程器装上STEP7-Micro/WIN32编程软件后，机可供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视等。要求个人计算机（PC）的配置：CPU80586或更高的处理器，16MB内存（最低要求为：CPU80486,8MB内存）；VGA显示器（分辨率1024*768像素）；硬盘空间至少50MB；Microsoft Windows所支持的鼠标。STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Windows的软件，它支持32位Windows95，Windows98和Windows NT4.0使用环境。它的基本功能是创建、编辑、调试用户程序、组态系统等。

本实验采用S7—200 CPU226的可编程控制器