PLC大作业

班级041232

学号********可编程控制器作业

题目自动送料控制系统PLC设计

学院机电工程学院

专业自动化

学生姓名邓勇

导师姓名冯兰胜

1前言

目前我国的大部分乡镇企业、私营企业由于受到资金短缺或是管理等方面的限制，送料装置一般都是采用手动送料。手动送料不仅劳动强度大、效率低，而且还容易造成事故。

随着市场经济的发展，传统的手工送料已不能满足生产的要求。为了能跟上市场的发展，企业就需要一套自动化程度高、性能可靠、性价比高的自动送料装置来提高企业的生产效率。

可编程序控制器（PLC）是二十世纪60年代以来发展极为迅速的一种先进的、新型的、通用的工业控制装置。现代PLC综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术，其应用越来越广泛、深入，已进入到系统的过程控制、运动控制、通信网络、人机交互等领域。

PLC具有控制能力强、可靠性高、使用灵活方便和易于编程、扩展、通信等优点，是当今及今后工业控制的主要手段和控制核心。可控编程控制器（PLC），它是以微处理器为核心的通用工业控制装置，是在继电器-接触器控制基础上发展起来的。随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业生产自动化水平的日益提高及微电子技术的迅猛发展，当今的PLC已近将3C（computer、control、communication）技术，即微型计算机技术、控制技术及通信技术融为一体，在控制系统中又能起到“3电”控制作用，即电控、电仪、电信这三个不同作用的一种高可靠性控制器，是当代工业生产自动化的重要支柱。

送料车还可通过手动控制其运行，但操作比较起来复杂，而且易出错，PLC 在小车自动送料控制系统中可实现较高的自动化程度，大大提高系统的稳定性和可靠性，减少调试、运行、维护的强度，成为“无人值班，少人值守”的优选小车送料自动控制系统。通过分析可知,用PLC控制运料系统，安全、可靠，而且维护、调试方便，具有很高的推广价值。

综上所述，在本着降低生产成本、保障人身安全、提高生产率的科学人性化管理的方针下对送料装置进行自动化设计。本设计中的自动送料系统主要是采用以PLC为核心的自动控制技术来实现的。这样既可以降低企业的生产成本还能提高生产效率。

2 西门子S7-200PLC简介

2.1 S7-200PLC的系统组成

同其他PLC一样，S7-200的系统基本组成也是由主机单元和编码器组成。在需要进行系统扩展时，系统组成中还可包括：数字量扩展单元模块、模拟量扩展单元模块、通信模块、网络设备、人机界面等。

1 主机单元

S7-200的主机单元的CPU有两个系列：CPU21X和CPU22X。其中CPU21X 系列属于S7-200的第一代产品，CPU22X系列属于第二代产品。本次设计用的是CPU22X系列中的CPU224.

CPU224

①14个输入数字量I/O点和10输出数字量I/O点。

②可以连接7个扩展模块单元。

③2个独立的20KHZ的高速脉冲输出；6个独立的30KHZ的高速计数器。

④有13K的数据和程序的存储空间。

⑤有1个RS-485通信/编程接口。

⑥有PID控制器。

⑦有点对点接口通信协议

⑧有多点接口通信协议。

⑨有自由通信口。

⑩I/O端子可以很简易的整体拆卸下来。

2 数字量扩展模块

S7-200系列目前可以提供三大类一共九种数字量输入输出扩展模块。

㈠EM221数字量输入扩展模块，光耦合器隔离，具有8点DC输入。

㈡EM222数字量输出扩展模块，具有两种类型：

①8点继电器输出型

②8点DC24V输出型

㈢EM223数字量混合输入输出扩展模块，具有六种输出类型：

①DC24V 4点输入，4点输出；

②DC24V 4点输入，继电器4点输出；

③DC24V 8点输入，8点输出；

④DC24V 8点输入，继电器8点输出；

⑤DC24V 16点输入，16点输出；

⑥DC24V 16点输入，继电器16点输出；

3 模拟量扩展模块

模拟量扩展模块有3种类型EM231、EM232、EM235。本次设计用的是EM235。

EM235是模拟量混合输入输出模块：

①输入4路模拟量，输出1路模拟量

②转换时间小于250µs

③稳定时间电流2ms,电压100µs。

④差分输入，电压0~10V、0~5V、0~1V、0~500mv、0~100mv、0~50 mv、

±10V、±5V、±2.5V、±1V、±500mv、±250mv、±100mv、±50mv、

±25mv。电流0~20mA

4 智能模块

1、CPU243-2通信处理器

CPU243-2是S7-200的AS-i主站，通个连接AS-i可以增加S7-200PLC的数字量输入输出点数。

2EM277通信处理器

EM277是连接SIMATIC现场总线从站的通信模块，EM277可以将S7-200PLC的CPU作为现场总线的从站接到网络中。

5 其他模块

1、编程设备

编程器是任何一台PLC都不可以缺少的设备，编程设备一般由厂家提供。为了降低成本，目前广泛采用的是以个人计算机作为编程设备。本设计使用的编程软件是STEP-Micro/MIN32V4.0,用一条PC电缆将用户程序送入PLC中。

2、人机操作界面

人机操作界面包括文本显示器TD200和触摸屏等。

2.2 S7-200PLC的性能特点

1 通用性强

由于采用了微型计算机的工作原理和基本结构，接口电路也考虑了工业控制的要求，输出接口能力强，因而对不同的控制对象可以采用相同的硬件，只需使用不同的软件，就可以实现不同的控制要求。

2 编程简单方便

一般用梯形图或用工业控制的简单指令编程。编程语言形象直观，容易掌握，具有一定的电工和工艺知识的人员可在短时间学会并应用自如。

3 接线简单

只需将限位开关和光电开关等接入控制器的输入端，将被控制的电磁阀、接触器和继电器等输出元件的线圈接到控制器的输出端，就完成了接线任务。

4 可靠性高，抗干扰能力强

S7-200PLC 的输入输出端采取了隔离措施，并应用大规模的集成电路，所以它能在各种恶劣的环境下工作，可以直接安装在机器设备上运行。

5 体积小，容量大，重量轻，成本低，维修方便

S7-200PLC是德国西门子公司生产的一种小型PLC,但它的功能已近能达到中型或大型PLC的水平，然而价格却与小型PLC差不多。因此S7-200PLC一经推出便受到了广泛关注。

2.3S7-200PLC的编程语言

S7-200PLC为用户提供了4种常用的编程语言：梯形图、语句表、功能图、功能块图。

1、梯形图（LAD）

梯形图是一种图形编程语言，它是从继电器控制原理图的基础上演变来的。PLC 的梯形图沿用了继电器的线圈、触点、串并联等图形符号，对于能熟练使用继电器控制线路的技术人员来说是很容易接受的，且不需要学习专门的计算机知识。因此在PLC的编程中梯形图是最基本、最普遍的编程语言。这种编程方式一般是通过编程软件编写然后通过计算机下载到PLC上，如果使用编程器编码，还要将梯形图转变成语句表然后再输入PLC中。

2、语句表（STL）

简单地说语句表就是用一些容易记忆的符号来表示PLC的各种操作功能，