安装搬运站课程设计报告

模块化实验报告
1安装搬运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。

安装搬运站功能：正品：将上站正品工件拿起放入安装工位；
将安装好工件拿起放下站。

次品：将上站次品工件拿起放入堆放次品处。

1.2系统工艺及流程
本站为安装搬运站，在接收前站的信息后，根据正、次品信号，将上站正品工件拿起放入安装工位，待安装好后，将工件拿起放入下站；将上站次品工件拿起放人堆放次品处。

安装搬运站的工作流程图如图1所示。

2安装搬运站控制系统硬件设计
2.1 PLC选型
本模块的六个工作站都是采用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：①极高的可靠性；②极丰富的指令集；③易于掌握；④便捷的操作；⑤丰富的内置集成功能；⑥实时特性；⑦强劲的通讯能力；⑧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 221～226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。

图1 安装搬运站工作流程图
此次设计采用了CPU226, 该机集成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外形图
2.2安装搬运站I/O地址定义
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
I0.1~I0.7 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
I2.0~I2.5 为通讯口
Q1.2~Q1.7 为通讯口
Q1.2, Q1.3, Q1.4 对应后站的I2.0, I2.1, I2.2
Q1.5 对应前站I2.4
Q1.2 大工件颜色
Q1.3 小工件颜色
Q1.4 废品
Q0.1~Q0.6 PLC动作输入
Q0.7 开始灯
Q1.0 复位灯
Y014 停止灯
安装搬运站I/O地址定义如表2所示。

表2 安装搬运站I/O地址定义
2.3电路设计
由于六个工作站的控制面板接线基本相同，所以先对控制面板进行分析，然后再分别对上料检测站、安装搬运站、分类站进行分析。

（1）控制面板
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3）按钮电路
按钮电路如图3所示。

图3 按钮电路4）显示灯电路
显示灯电路如图4所示。

图4显示灯电路5）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）传感器及其接线图
这部分共有三种型号的磁性开关(磁感应传感器)。

1）磁性开关I
接线图中的I0.0，I0.1接的磁性开关, 磁性开关的型号为D-A90，接线如图6所示。

图6 D-A90接线原理图
D-A90的参数如表3所示。

表3 D-A90参数
名称D—A90
用途继电器、程序控制器
负载电压24 V AC/DC 48 V AC/DC 100 V AC/DC
负载电流≤50 mA ≤40 mA ≤20 mA
泄漏电流0 mA
内部电压降0 V
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，≥50MΩ
绝缘耐压1500 V AC时，1 min不击穿
环境温度-10 ℃~+60 ℃
耐冲击30 G
保护构造IEC规格IP67，防浸（JISC0920）以及防油构造
2）磁性开关II
接线图中的I0.2，I0.3接的磁性开关, 其型号为D-A93，接线如图7所示。

图7 D-A93接线原理图
D-A93的参数如表4所示。

表4 D-A93参数
名称D—A93
用途继电器、程序控制器
负载电压24 V DC 100 V AC
负载电流 5 mA~40 mA 5 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，≥50MΩ
绝缘耐压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3）磁性开关III
接线图中的I0.5，I0.6接的磁性开关型号为D-C73,接线如图所示, 电磁开关的型号为D-C73，接线如图8所示。

图8 磁性开关接线图
D-C73的参数，如表5所示。

表5 D-C73参数
名称D—C73
用途继电器、程序控制器
负载电压24 V DC 100 V AC
负载电流 5 mA~40 mA 5 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
响应时间≤1.2ms
绝缘电阻500 V DC时，≥50MΩ
绝缘耐压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
（3）气缸的接线
Q0.1，Q0.2输出控制的是电磁阀，电磁阀控制气缸I, 接线原理图见图9。

图9控制气缸Ι的接线原理图
Q0.2，Q0.3输出控制的是电磁换向阀，电磁换向阀控制气缸II，其接线原
理图如图10所示。

图10 控制气缸II的接线原理图
Q0.4，Q0.5输出控制的是电磁换向阀，电磁换向阀控制气缸III，其接线原理如图11所示。

图11 控制气缸III的接线原理图
Q0.6输出控制的是电磁换向阀，电磁换向阀控制气缸IV，其接线原理如图12所示。

图12 控制气缸IV接线原理图
（4）安装搬运站PLC端子分布图
安装搬运站PLC端子分布如图13。

图13安装搬运站PLC端子分布图安装搬运站电路如图14所示。

图14 安装搬运站电路图3安装搬运站控制系统部分软件设计
安装搬运站控制系统部分如图15所示。

图15安装搬运站控制系统部分
4结论
通过这两周的努力，我们完成了机电一体化的课程设计。

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、安装搬运站和分类站进行控制系统硬件设计和软件设计，且经检测画出输入输出元器件的电路图及上述三个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，对毕业后的工作打下了较坚实的基础。

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，经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的书本知识运用到到实践中，同时也学会怎样将理论和实践相结合。

设计过程中，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。