PLC气缸运动计数控制

学号：

课程设计

题目气缸运动计数控制

学院物流工程学院

专业

班级

姓名

指导教师

2013 年 1 月 2 日

本科生课程设计成绩评定表

指导教师签字：

2013年 01 月 18 日

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：

指导教师：工作单位：

题目: 气缸运动计数控制

一、初始条件

程序运行设备：西门子S7-300 PLC

二、要求完成的主要任务

1．控制要求：气缸连续往复运动20次便自动停止，如图：

2．设计要求：(1)绘制PLC接线图；

(2)给出符号定义表；

(3)编写控制程序；

(4)上机验证通过程序调试。

3．课程设计说明书应包括：(1)设计的目的及意义

(2)设计任务及要求

(3)设计方案比较及认证

(4)程序设计：软件思想，流程图，程序说明

(5)调试过程记录及结果分析

(6)参考资料

(7)总结

气缸运动计数控制

摘要

气动技术是一种易于推广和普及的实现工业自动化的应用技术。近年来，气动技术在机械、化工、电子、电气、纺织、食品、包装、印刷、轻工、汽车等各个制造行业，尤其在各种自动化生产装备和生产线中得到了广泛的应用，极大地提高了制造业的生产效率和产品质量。随着气动技术的飞速发展，特别是气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通信技术等学科的相互渗透而形成的机电一体化技术被各个领域广泛应用后，气动技术已成为当今工业各级的重要组成部分。

各种自动机械或自动化生产线，大多是按程序工作的。所谓程序控制，就是根据生产过程的要求，使被控制的执行元件，按预先规定的顺序协调东子的一种自动控制方式。根据控制方式的不同程序控制可分为行程程序控制、时间程序控制、混合程序控制三种。行程程序控制是一个闭环程序控制系统，它是由前一个执行元件动作完成并发出信号后，才允许下一个动作进行的自动控制方式。其优点是结构简单、维修容易、动作稳定，特点是当程序中某节拍出现故障时，整个程序就停止进行而实现自动保护。为此，行程控制方式在气动系统中被广泛采用。

而推拉式分拣系统中的双缸顺序动作控制是最为典型的顺序控制，通过PLC实现自动控制。

关键词：气动技术顺序控制 PLC

目录

1.课程设计目的 (1)

2.课程设计题目和要求 (1)

3.设计内容 (2)

3.1 PLC简介.选型及STEP 7介绍 (2)

3.1.1 PLC简介和选型 (2)

3.1.2 STEP 7介绍 (5)

3.2 I/O口分配及硬件电路设计 (6)

3.2.1 I/O口分配 (6)

3.2.2 硬件电路设计 (6)

3.3 气缸顺序动作程序设计 (7)

3.4 程序仿真结果 (9)

3.5 电路运行分析 (9)

4.课程设计小结 (10)

5.参考文献 (11)

1.课程设计目的

通过设计推拉式分拣系统，使学生系统掌握可编程序控制器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧，使学生掌握一种至二种基本机型，掌握PLC控制技术的基本原理和应用，并学习PLC编程的多样性，和灵活性，使学生掌握PLC在实际应用中的控制作用、动作顺序与原理，为今后从事自动化控制领域的工作打下基础。

2.课程设计题目和要求

题名称：气缸运动计数控制

控制要求：气缸连续往复运动20次便自动停止。

其中气缸的电气控制回路见下图：

气缸电气控制回路

其中，1S1、1S2为两个限位开关，1Y1、1Y2为两个电磁感应线圈。

要求：（1）绘制PLC接线图；

（2）给出符号定义表；

（3）编写控制程序；

（4）上机验证通过程序调试。

3.设计内容

3.1 PLC 简介及选型

3.1.1 PLC 简介

1.PLC 的基本概念

国际电工委员会对PLC 做了定义为“可编程序控制器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。可编程序控制器机器有关设备，都应该按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其能力的原则设计”。从上述定义可以看出，PLC 是一种用于程序来改变控制功能的工业控制计算机，出来能完成各种各样的控制能力外，还有与其他计算机通行联网的功能。

2.PLC 的基本结构

如图3.1.1所示，PLC 主要由CPU 模块、输入模块、输出模块和编程器组成。PLC 的特殊功能模块用来完成某些特殊的任务。PLC 主要由CPU 模块、I/O 模块、变成装置和电源组成。根据硬件结构的不同，可以将PLC 分为整体式、模块式和混合式。整体式PLC 又叫做单元式或箱体式，他的体积小、价格低、小型PLC 一般采用整体结构。模块式PLC 一般用于大、中型PLC ，它由机架和模块组成。

可编程序控制器

接触器指示灯电磁阀电源

图3.1.1 PLC 基本组成

（1）输入部件

输入部件是PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件，是现场信号进入PLC的桥梁。该部件接收由主令元件、检测元件来的信号。

（2）输出部件

输出部件也是PLC与现场设备之间的连接部件，其功能是控制现场设备进行工作(如电机的启、停、正/反转，阀门的开、关，设备的转动、移动、升降等)。对于PLC，希望它能直接驱动执行元件，如电磁阀、微电机、接触器、灯和音响等，因此，输出部件中的输出级常是一些大功率器件，如机械触点式继电器、无触点交流开关(如双向可控硅)及直流开关(如晶体三极管)等。

（3）CPU模块

CPU模块主要有微处理器和存储器组成。在PLC控制系统中CPU模块相当于人的大脑和心脏，他不断的采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来存储程序和数据。

（4）I/O模块

输入模块和输出模块简称I/O模块，他们想但与人的眼、耳、手、脚，是联系外部设备和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采用输入信号，开关量输入模块用来接受从按钮、选择开关、数字拨号开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器、测速发电机和各种变送器提供的脸粗变化的模拟量电流电压信号。

（5）编程器

编程器用来生成用户程序，并用它来编辑、检查、修改用户程序，监视用户程序的执行情况。手持式编程器不能直接接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器，它的体积小，价格便宜，一般用来给小型PLC编程，或者用于现场调试和维护。

（6）电源

PLC使用AC 220V电源或DC 24V电源。内部开关电源为各模块提供不同电压等级的直流电源。小型PLC可以为输入电路和外部的电子传感器提供DC 24V 电源，驱动PLC负载的直流电源一般有用户提供

3.PLC的工作原理

PLC通电后，需要对硬件和软件做一些初始化工作。为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后PLC要反复不停地分段处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。

1、初始化过程：

与其它单片机运行一样，上电运行或复位时进行处理